【正文】 m and CAN network 從圖31中可以看出，車門控制系統(tǒng)的各個(gè)控制器單元在車上的位置分布和與其相關(guān)的輸入信號(hào)和被控對(duì)象。表31歸納了每個(gè)控制器單元的輸入輸出量[35]。 從表中可以看出四個(gè)車門控制單元中，左前門單元是所有控制單元中最復(fù)雜的單元，它不僅要接收多個(gè)按鍵和多個(gè)狀態(tài)信息的輸入，}fi1 }_還要控制所有 表31控制器單元輸入/輸出量的關(guān)系Table 3一1 Relationship beW een controller input and output┌────────┬────────────────────────────────┐│控制對(duì)象 │控制單元 ││ ├─────┬─────┬─────┬─────┬───┬────┤│ │左前門 │右前門 │左后門 │右后門 │中央控│后備箱 ││ │ │ │ │ │制器 │ │├──┬─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│輸 │車窗電機(jī) │IP=3 OA │IP=30A │IP=3 OA │IP=30A │ │ ││出 │ │IN=l0A │IN=l0A │IN=l0A │IN=1 OA │ │ ││月巨├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │門鎖電機(jī) │IP=6A │IP=6A │IP=6A │IP=6A │ │IP=6A ││ │ │IN=2. S A │IN=2. S A │IN=2. S A │IN=2. S A │ │IN=2. 5A││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │后視鏡電機(jī)│X/Y方向 │X/Y方向 │ │ │ │ ││ │ │ IP=1 A │ IP=1 A │ │ │ │ ││ │ │IN= │IN= │ │ │ │ ││ │ │ 折疊 │ 折疊 │ │ │ │ ││ │ │ IP=2A │ IP=2A │ │ │ │ ││ │ │IN= │IN= │ │ │ │ ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │后視鏡加熱│I=3A │I=3 A │ │ │ │ ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │室內(nèi)燈 │ │ │ │ │I=3 A │ │├──┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│輸 │點(diǎn)火開關(guān) │ │ │ │ │1/BG │ ││入 ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│月巨│門鑰匙開關(guān)│1/BG │1/BG │ │ │ │ ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │門鎖開關(guān) │2/BG │1/BG │1/BG │1/BG │ │1/BG ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │門檢測(cè)開關(guān)│1/BG │1/BG │1/BG │1/BG │ │1/BG ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │后視鏡開關(guān)│7/I │ │ │ │ │ ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │車窗開關(guān) │ │2/I │2/I │2/I │ │ ││ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼───┼────┤│ │車窗主開關(guān)│5/I │ │ │ │ │ │└──┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴───┴────┘注:輸出量表示為輸出數(shù)/功率，輸入量表示為輸入量點(diǎn)數(shù)接口類型，BG表示為觸點(diǎn)接地 有效，I表示為電流類型，負(fù)載供電電壓為12V的門鎖電機(jī)和車窗電機(jī)。對(duì)于本地控制對(duì)象采取直接控制的方式，對(duì)于其它車門單元，采取CAN命令遠(yuǎn)程操作的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)司機(jī)對(duì)整個(gè)車身系統(tǒng)的控制。對(duì)于同時(shí)出現(xiàn)的本地按鍵和遠(yuǎn)程CAN指令，采取本地控制優(yōu)先的策略避免控制沖突。左前門只接收來(lái)自右前門的門鎖控制指令，同時(shí)將本地狀態(tài)以 CAN消息的方式發(fā)送到CAN總線與其它單元進(jìn)行信息共享。其它控制單元除了受本地按鍵控制以外，還需要接受來(lái)自左前門的控制指令和右前門的門鎖指令，并以一定的時(shí)間間隔將本地單元的狀態(tài)發(fā)送到CAN總線上，以便其它控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和監(jiān)測(cè)。 由于左前門控制器與其他單元相比，其輸入輸出量最多，所包含的類型也最全，因此可以以左前門控制器單元為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)硬件，通過(guò)編制不同的軟件實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)硬件平臺(tái)上完成不同的控制功能，這樣可以在有限的時(shí)間內(nèi)，完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，并可以減少設(shè)計(jì)成本。 車門控制系統(tǒng)每個(gè)控制器單元盡管硬件電路相同，但功能卻不盡相同，它們分別有不同的輸入信號(hào)、控制邏輯和控制方式。 中央控制器單元接收室內(nèi)燈控制按鍵的輸入。另外，中央控制器還預(yù)留了擴(kuò)展接口，保留對(duì)車內(nèi)其他設(shè)備的控制功能。 左前門控制器單元是所有控制器單元中最復(fù)雜的單元，接收的輸入和輸出的信號(hào)量最多[32]。在車身控制中駕駛員擁有最高的控制權(quán)，因此左前門就集成了幾乎所有的控制按鍵，包括門鎖控制鍵、各個(gè)前窗控制鍵、左右后視鏡的三個(gè)方向控制鍵和加熱除霜鍵。輸入的開關(guān)量除了這些按鍵外，還有門鎖開關(guān)檢測(cè)、門鎖鑰匙開關(guān)等。輸出的模擬量有車窗電機(jī)電流、門鎖電機(jī)電流、后視鏡電機(jī)電流等。為達(dá)到控制目的，這些信號(hào)都必須接入左前門控制器單元。對(duì)左前門窗、左前門鎖、左后視鏡采用直接控制方式[[25]，對(duì)應(yīng)的按鍵輸入都是直接控制相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其余的采用間接控制方式，通過(guò)總線把命令傳送給相應(yīng)的MCU控制單元，由它們來(lái)控制實(shí)際部件。而且采用了總線命令優(yōu)先的方式避免本地命令和遠(yuǎn)程命令發(fā)生沖突。對(duì)于左前門控制器單元來(lái)說(shuō)，它除了接收右前門的門鎖指令外，不接收其他單元的命令[‘“][‘8}。 右前門控制器單元的主要控制對(duì)象是右前門窗電機(jī)、右前門鎖電機(jī)、右后視鏡。它的開關(guān)輸入量有:右前門鎖開關(guān)、右前門窗升降開關(guān)、門鎖檢測(cè)開關(guān)、后視鏡轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)、后視鏡除霜開關(guān)等。該單元接收來(lái)自左前門的指令，并能根據(jù)不同指令控制不同的對(duì)象，使他們執(zhí)行不同的動(dòng)作。當(dāng)然控制單元也可以接收按鍵輸入，執(zhí)行本地命令，控制與鍵值相應(yīng)的被控對(duì)象動(dòng)作。對(duì)于右前門控制器單元來(lái)說(shuō)，它不僅能夠接收左前門控制單元的指令，也能發(fā)送指令和狀態(tài)信息，發(fā)送的指令只有門鎖控制指令。 兩個(gè)后門控制單元相對(duì)前門來(lái)說(shuō)開關(guān)量輸入比較簡(jiǎn)單，它們沒有門鎖開關(guān)按鍵輸入，只有一個(gè)對(duì)應(yīng)后門門窗升降的按鍵。控制對(duì)象有門鎖電機(jī)和門窗電機(jī)。門鎖電機(jī)只采用間接控制的方式，根據(jù)左、右前門的CAN指令來(lái)控制門鎖的動(dòng)作。車窗電機(jī)采用間接和直接控制的方式，它們除了受本地按鍵的控制外，還受左前門控制器單元CAN指令的控制。左右后門只是接收來(lái)自前門的指令和發(fā)送控制對(duì)象的狀態(tài)，并不對(duì)前門發(fā)送指令。 后備箱控制器控制門鎖電機(jī)，沒有按鍵輸入，只采用間接控制的方式，根據(jù)左前門的CAN指令來(lái)控制門鎖的動(dòng)作，并將控制對(duì)象的狀態(tài)發(fā)送到CAN總線上。 智能車門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用CAN總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共有6個(gè)CAN節(jié)點(diǎn):分別是中央控制器、左前門控制器、右前門控制器、左后門控制器、右后門控制器、后備箱控制器。圖32為車門控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。 中央控制器可接收來(lái)自EMS和ECU的信號(hào)，在接收到外部信號(hào)后，能把這些信號(hào)經(jīng)過(guò)CAN收發(fā)器通過(guò)總線傳遞給其他幾個(gè)控制器。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在控制器和收發(fā)器之間增加了由高速隔離器件 6N137構(gòu)成的隔離電路。 右前門控制器可以控制右前門的后視鏡、門鎖以及車窗的動(dòng)作。左前門控制器除了控制左前門的后視鏡、門鎖、車窗的動(dòng)作外，還有駕駛員集中控制的主控開關(guān)可以對(duì)左右前門的后視鏡、另外三個(gè)車門的車窗門鎖進(jìn)行控制并且可以使其他車門的操作開關(guān)不起作用。左右后門控制器負(fù)責(zé)左右后門門鎖和車窗PCA82C250一}}}J}=一MC33486一一門鎖提示月/一一一一一一一一一止一\低SCAN 兀巫五巫滅總線PCA82C250PCA82C250匹A82C250一不}fi}生}J}a 又夕 MC33486PCA82C250 PCA82C250牛右前門控制器MC33486 MC33486可一下后幾一下月一丁戶匕t備萬(wàn)萬(wàn)了丁萬(wàn))萬(wàn)一廣川丫/}.}. I I?！籌I一?！灰?J一{不日，、幾,.一，、洲一‘分二一一}lIS I一卜一鋇囪一鋇一囪一 竺川————L9949齒 圖32車門控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) Collectivity structure of automobile door control system的動(dòng)作，后備箱控制器用來(lái)控制后備箱門鎖和后備箱燈。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，把電流值適時(shí)地轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)反饋給控制器，可用來(lái)判斷電機(jī)工作中的位置以及故障情況。 電動(dòng)車窗系統(tǒng)主要由車窗、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)玻璃升降器、ECU和開關(guān)等組成。通過(guò)對(duì)開關(guān)信號(hào)的采集，經(jīng)過(guò)門窗控制器的處理，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片的作用能改變電動(dòng)機(jī)的電流方向來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)車窗的升降。電動(dòng)玻璃升降器在按動(dòng)相應(yīng)開關(guān)后可使相應(yīng)的升降器自動(dòng)上升或下降，自動(dòng)上升還未到頂時(shí)有防夾反轉(zhuǎn)和防劫功能:防夾手功能即在玻璃升到中途遇到障礙物時(shí)會(huì)反轉(zhuǎn)下降約150 mm，以防止夾傷用戶，而在玻璃運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，又會(huì)關(guān)緊玻璃。防劫功能是指用戶遇到意外情況需要強(qiáng)制關(guān)緊車窗時(shí)，按住按鍵2秒鐘以上，玻璃在上升過(guò)程中遇到障礙物不會(huì)反轉(zhuǎn)，強(qiáng)制關(guān)緊玻璃。 后視鏡的背后裝有三套電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，可以操縱其上下、左右運(yùn)動(dòng)或折疊操作。當(dāng)汽車進(jìn)入較狹窄區(qū)域，為防擦傷及縮小停車泊位空間，設(shè)計(jì)了自動(dòng)折疊按鈕。當(dāng)在霧天或雨天行駛時(shí)，可能會(huì)造成駕駛員對(duì)側(cè)后方的視線不清。采用加熱除霜裝置，駕駛員可方便開啟加熱除霜按鈕進(jìn)行除霜以保證駕駛的安全性。 智能車門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的其他功能:當(dāng)車速大于某一值時(shí)，各個(gè)車門和后備箱自動(dòng)閉鎖。在有車門打開的情況下，門鎖提示燈可以告知駕駛員有車門沒有關(guān)好。中央門鎖閉鎖時(shí)，若車窗玻璃沒有升上去，會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，提醒車主關(guān)閉車窗。 CAl}I節(jié)點(diǎn)硬件電路 圖33為以左前門控制器為例的CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖。左前門控制器的硬件原理圖如圖34 0圖33 CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖 Structure diagram of CAN node CAN模塊微控制器 微控制器MCU是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，它的選擇決定了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境以及硬件連接方式等一系列的問(wèn)題。無(wú)疑，MCU的選擇是系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最關(guān)鍵的一步[[30] 在綜合考慮了CAN總線的特點(diǎn)、性能/價(jià)格比、功能完善性等方面的因素后，選用MC68HC908GZ 16作為MCU o FreeScale是Motorola公司的半導(dǎo)體部，HC08系列單片機(jī)是該公司生產(chǎn)的核心，而MC68HC908GZ 16將HC08內(nèi)核與CAN控制器模塊集成在一起，增強(qiáng)了該芯片的功能，這樣，不僅使CAN總線的通訊有更高的可靠性，而且在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)，就不必再進(jìn)行C