车身控制器设计方案

设计‘研究　汽车实刖技术　ＡＵＴＯＭＯＢ＿【ＬＥ　ＡＰＰＬＩ　ＥＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　２０　ｌ　５年第３期　２Ｏ】５　ＮＯ．３　

汽车车身控制器电路设计的研究　

倪丽，蔺春明，俞皴　

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥２３０６０１）　

摘要：本文主要对于车身控制器开过过程中易出现并容易被忽略的设计问题，进行重点分析和探讨，如接口电路　

匹配，整车原理校核等方面进行阐述，为其他车型设计提供经验，及时规避错误问题。　

关键词：车身控制器；接口电路；通用化　

中图分类号：Ｕ４６３．６文献标识码：Ａ文章编号：１　６７１—７９８８（２０１　５）０３—３７—０３　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｂｏｄｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ　

Ｎｉ　Ｌｉ，Ｌｉｎ　Ｃｈｕｎｍｉｎｇ，ＹｕＹａｎ　

（Ａｎｈｕｉ　Ｊｉａｎｇｈｕａｉ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ａｎｈｕｉ　Ｈｅｆｅｉ　２３０６０１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｏｐｅｎｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｐｒｏｎｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｅａｓｉｌｙ　ｏｖｅｒｌｏｏｋｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓｓｕｅｓ，ｔｈｅ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆａｎａｌｙｓｉｓ　

ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｔｏ　ｍａｔｃｈ，ｃｈｅｃｋ　ｔｈｅ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ　

ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｏｔｈｅｒ　ｍｏｄｅｌｓ，ｉｎ　ａ　ｔｉｍｅｌｙ　ｍａｎｎｅｒ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｗｒｏｎｇ　ｑｕｅｓｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｄｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｚａｔｉｏｎ　

ＣＬＣ　ＮＯ．：Ｕ４６３．６　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｃｏｄｅ：Ａ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ：１６７１・７９８８（２０１５）０３—３７－０３　

汽车车身平台化设计策略研究

摘要：新能源汽车发展是未来汽车行业趋势，主要是发展纯电动汽车、增程式汽车。新能源车的车身往往沿用传统汽车车身进行局部改制。动力电池的布置及安装是一个棘手问题，目前普遍采用的是将动力电池布置在前地板总成下面。故导致汽车前地板本体及中通道梁架等零部件进行重新设计，导致开发费用昂贵，开发周期长，零部件通用化率低。故本文对汽车车身平台化设计策略进行分析，以实现平台间车型尽可能大通用化率，降低零部件开发成本，提高产品的可靠性。

关键词：汽车；车身；平台化；设计

引言

车身平台化不仅开发周期大大缩短、开发成本大幅降低，并且能提高产品的可靠性。汽车企业可以在全球范围内进行汽车“模块”的选择和匹配优化，进一步减少了新开发零部件的种类和数量，零部件通用化程度更高，使企业更加灵活、快速地推出新产品。

1车身平台化概念

车身平台化这一概念是指汽车从开发阶段到生产制造过程中的设计方法、设备基础、生产工艺、制造流程乃至车身核心零部件及质量控制的一整套系统。汽车平台技术发展到一定阶段，零部件的通用率不断提高，车身各部分（主要指下车体）总成，例如前机舱总成、前地板总成、后地板总成等都能像乐高积木一样以模块的形式自由组合，从而厂商可以在一个平台上开发出不同级别、不同类型的车型来。

2汽车车身控制器设计

2.1输入检测及输出驱动

平台化的车身控制器需设计足够的输入检测及输出驱动资源来满足现代汽车对车身控制系统不断增加的功能需求，同时兼顾成本及通用性。输入检测硬件设计上同时考虑高电平信号，低电平信号和模拟信号的输入检测，根据实际应用情况，通过硬件配置实现三者的相互切换，以满足车身控制系统对开放式接口的需求。

综合多个车厂对车身控制系统输出驱动的需求及未来发展趋势，同时设计多路小电流输出，以驱动外部继电器，小电流指示灯等关联器件工作。电动汽车需安装低速警示音装置（AVAS），车身控制器在设计上将低速警示音装置的驱动电路集成至硬件平台，将音源信号存储在主MCU中，对处理器输出的音源信号进行功率放大，并通过驱动外部扬声器来实现电动汽车低速行驶时的警示音功能。音源数据的处理与车身控制器其它功能共用一个处理器，有效提高汽车电子的集成度。

车电子●Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　舒适性、安全性和多样性已　成为汽车行业的发展趋势。车身　控制模块是实现车身功能要求的　核心。文中设计了基于ＣＡＮ／ＬＩＮ　总线的车身控制总体方案，以ＣＡＮ　总线为主，由ＬＩＮ总线辅助的控　制模式。并对前车身控制器的硬　件进行了设计，在硬件设计的基　础上完成了前车身控制器的软件　设计。以期为我国汽车电子技术　发展提供参考和借鉴。　键词】车身控制ＣＡＮ总线ＬＩＮ总线　在当今社会，汽车作为经济发展和生活之　ｌ重要的交通工具之一。随着计算机技术和　：技术的发展，电子控制技术已广泛应用于　汽车工业，用于提高车辆安全、经济和舒　Ｅ等，己成为现代汽车行业的发展趋势和重　志　汽车车身的很多部位都得益于电子控制　ｔ，其中包括点火控制、规则诊断、转向、　９、车灯、雨刷器、门锁等。根据在不同控　§统中汽车电子技术的应用可分为：发动机　Ⅱ系统、车身控制系统、底盘控制系统、通　口信息／娱乐系统。为了缩短与国外汽车电　制技术的差距，不断提高自身的竞争力，　汽车电子控制系统势在必行。　｝身控制系统总体方案设计　车身控制系统采用分布式控制系统，并采　ＣＡＮ／ＬＩＮ总线混合网络，如图１所示为　结构。以前车身控制系统为核心，协调车　部分的控制。在整个系统中，前车身控制　Ｆ为高、低ＣＡＮ和ＬＩＮ总线的网关，实现　目网络的通信和信号共享。高速ＣＡＮ网络　Ｅ盘控制系统信号传输到其它有需要的控制　Ｆ，并实时显示在仪表板上。灯控开关信号　ｎ　ＩＮ网络发送到后端的ＢＣＭ控制后方左、　ｒ组。　采用两路ＬＩＮ总线，ｌ路采集组合开关和　ｒ开关的信号。２路用于控制防夹车窗、车　｝降等。前车身控制模块除了负责信号处理　日络管理外，还控制前后灯光组、前车内灯、　∈窗、扬声器、智能雨刷等功能　后车身控　块主要是控制车辆后部，如左右灯组、后　ｒ、汽车门锁、窗加热等功能。　菏车身控制系统硬件设计　前车身控制器采集大量的开关信号，输　制也多，以及作为ＣＡＮ网络和ＬＩＮ网络　日关。这就要求选择具有高性能和高可靠性　女处理器，实现高速、可靠的数据处理。飞　汽车车身控制器的设计与实现　文／张丽　＿－－＿岛速ｃＡＮ总线　一低速ＣＡＮ总线　——ＬＩＮ总线　一硬线　后视镜模块　图１：系统网络结构图　思卡尔半导体公司设计和生产的应用于汽车的　ｍｃ９ｓ１２ｘｓ２５６单片机，集成了ＭＳＣＡＮ模块、　串行通信接口，支持ＣＡＮ总线和ＬＩＮ总线协　议。　前车身控制器包含两路ＣＡＮ总线和两路　ＬＩＮ总线，低速ＣＡＮ总线采用集成一路ＣＡＮ　总线的ＵＪＡｌ０７８　ＳＢＣ电源芯片，高速ＣＡＮ总　线采用收发器ＴＪＡ１０４２。两路ＬＩＮ总线均采用　收发器ＴＪＡ１０２０，还有２１路开关信号的采集、　７位Ａ／Ｄ信号采集、１ｌ路照明驱动信号输出、　４雨刮、扬声器输出。图２为前ＢＣＭ模块系　统结构框图。　３前车身控制系统软件设计　根据整个车身部分的实时性要求，高速　ＣＡＮ网络通信速率采用５００ｋｂ／ｓ，低速ＣＡＮ　网络采用２５０ｋｂ／ｓ，２路Ｌ１Ｎ总线通信速率均　采用１９．２　ｋｂ／ｓ。整车车身部分网络通负载偏低，　通信速率可以完全满足实时性和可靠性的要　求。汽车控制器软件设计包括系统初始化、系　统应用、ＣＡＮ几ＩＮ协议转换、系统故障程序　设计。前车身ＢＣＭ控制模块程序流程图如图　３所示。　４结论　虽然国内的汽车制造技术和创新能力都　在不断提高，但就目前而言，国内自主品牌汽　车制造商制造工艺和创新能力偏低。设计基于　ＣＡＮ／ＬＩＮ总线的车身控制模块，以ＣＡＮ总　线为主，由Ｌ１Ｎ总线辅助的控制模式。采用　合理的网络结构和硬件设计来满足复杂的车身　控制系统的要求，具有良好的经济性，使设计　变得简单。　参考文献　［１】张华，蔡伟杰，陈文强，韦新民，冯擎峰．　基于ＣＡＮｏｅ的ＰＥＰＳ系统Ｐｓ功能故障分析　［Ｊ］．汽车电器，２０１　３（１０）．　［２］Ｚ．Ａ．Ｇｈａｎｉ，Ｍ．Ａ．Ｈａｎｎａｎ，Ａ．Ｍｏｈａｍｅｄ．　Ｓｉｍｕ】ａｔｉ　ｏｎ　ｍｏｄｅ】　ｌｊｎｋｅｄ　ＰＶ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　５０・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｌ　ＵＪＡ１０７８　墨璺　埋翻　ｌ　麓ｃ９Ｓ１２：【ｓ筋　６主控鼍　ＮＩ尊蚓ＴＴ＾Ｉｎ’ｎ卜曼一　竺！Ｆ　图２：前车身控制系统结构框图　

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基于ＣＡＮｏｅ的车身控制器ＣＡＮ／ＬＩＮ网络设计方法

作者：王 蓉 程安宇 王 平 李 锐

来源：《中国新技术新产品》2008年第20期

摘要：本文以国内某车型车身电器平台为对象，构建了车身控制器的CAN/LIN网络。在设计过程中，采用CANoe对网络的拓扑结构、层次结构模型、应用层数据定义、LIN总线调度表及总线波特率进行了仿真与优化，并根据仿真结果来分析车身网络设计的合理性．

关键词：CAN/LIN总线；CANoe；设计方法；仿真

1 前言

随着汽车车身功能的日益完善，汽车驾驶的日益舒适便利，使其电子设备不断的增多，如电动座椅、电动天窗、电动门窗、电子助力转向系统、空调系统等，而使用传统的布线连接方式，不仅使线束变得更加粗大、质量增加，使车内可利用的空间变小，而且由于线路复杂，故障率增加，还会给维修带来很大的不便。网络化的电子设备的广泛使用提高了汽车电子控制系统之间快速通信、降低汽车线束成本、提高了汽车控制的舒适和安全，包括CAN、LIN、FlexRey、MOST、IDB1394等已成为现代汽车网络总线的关键技术。而目前基于CAN/LIN网络进行仿真、分析和监控的工具并不多。笔者介绍了如何利用Vector公司的CANoe进行仿真设计车身控制器局域网络的方法。

2 车身CAN/LIN网络总体方案设计

CAN/LIN总线车身系统设计主要分为三个阶段[3]，车身电器功能分析、设计车身网络结构、制定网络应用层协议。

第一阶段，根据整车厂商对车型的功能要求进行需求分析，对车身电器从功能上和物理特性上进行分类、定义。如车载灯光系统电器控制如表1所示。

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从表1中可以看出，车载灯光电器根据在车身的位置，主要分为三个部分，左前灯部分，右前灯部分，后组合灯部分，每个部分根据控制的要求制定不同的控制方式，传统方式是采用本地控制接入，每个电器的供电和保护均接入到车载总继电器盒，而网络控制采用网络线将控制信息发送到每个网络节点上，每个电器的供电和保护则实现分散和集中的方式接入到车载电器控制盒，合理的分配电力负荷。