摘要：分布式車身控制系統是針對國產重型車電子化自控操作和故障診斷顯示的需求而設計的。該系統采用分布式結構和LIN(Local Interconnect Network)總線通訊方式，優化了系統結構，減少了電纜數量。該系統同時采用智能功率芯片來驅動大電流負載，從而增加了系統的可靠性，降低了售后服務的成本。

        關鍵詞：分布式；車身控制；LIN總線；智能功率芯片；故障診斷

１ 引言

        隨著汽車電子的迅猛發展，現代汽車中電控單元的數量也逐漸增多，這些電控單元大致可分成動力傳動裝置控制（如發動機控制和變速控制）、底盤控制（如汽車防抱死系統ＡＢＳ）和車身控制三類。其中車身控制系統主要用來提高駕駛的方便性和乘坐的舒適性，該系統涵蓋的范圍較廣，包括燈光控制、車門控制、座位控制、氣候（空調）控制、儀表盤顯示等。本文將介紹一種分布式車身控制系統的設計方法，該系統可對汽車燈光、雨刷及底盤部分電磁閥等節點進行分布式控制。

該控制系統的主要功能如下：

●控制汽車上所有車燈。

●控制雨刷低速、高速、間歇式工作。

●控制與取力器、全輪驅動、輪間和軸間差速器相連的電磁閥工作。

●實時響應駕駛室控制開關的動作：按照ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）的標準，實時性響應時間在１０ｍｓ～１００ｍｓ之間。

●燈光自檢功能：汽車上電后所有的燈點亮５ｍｓ后熄滅，以檢查所有燈是否工作正常。

●故障診斷定位能力：智能功率開關具有過流、過溫、過壓保護和開路檢測功能，ＭＣＵ通過檢測智能功率開關各通路的Ｓｔａｔｅ引腳狀態可判斷出哪路負載出現故障。

２ 系統結構

        該系統采用分布式結構。因為車身控制系統的控制對象比較多而且位置分散，若采用點對點集中控制方式，控制模塊與被控對象之間就需要大量連接電纜，這勢必造成車內布線復雜、制造和安裝困難，并存在故障隱患。而分布式系統結構可以根據控制對象的位置來設計控制模塊，從而縮短了控制對象和控制模塊的距離。各模塊間通過ＬＩＮ總線來通訊，該方式僅需一根線作為通訊線，這樣加上地線和電源線總共三根線，從而簡化了布線和系統結構�熢黾恿讼到y的靈活性，并可方便地增減節點。此外，分布式系統結構還可降低單板的靜態電流，增加單板的穩定性。圖１所示是其系統結構圖。

        根據系統功能要求和結構特點，該控制系統被分成主控模塊和三個子模塊（前模塊、底盤模塊和后模塊）。其中主控模塊位于車的駕駛室內，主要檢測駕駛室內控制開關的狀態，并根據這些控制開關的狀態實現相應的控制策略，然后將控制命令發送給各子模塊，同時檢查各用電設備的工作狀態，若有故障則報警顯示。前模塊位于車的前部，主要控制車前部的用電設備，包括車前部的燈（遠光燈、近光燈、霧燈、左右前轉向燈）、雨刷、風扇、加熱、緊急報警、喇叭的工作等。底盤模塊位于車的底盤，主要控制與取力器、全輪驅動、輪間和軸間差速器相連的電磁閥的工作。后模塊位于車的后部，主要控制車后部的用電設備，包括尾燈、剎車燈、左右后轉向燈的工作。

        主控模塊和子模塊的功能如圖２所示。其中電壓調整單元可將汽車內的２４Ｖ電壓轉換成５Ｖ電壓，供給單片機、功率芯片等電壓為５Ｖ的芯片。

        主模塊中的微處理器控制單元（ＭＣＵ）采用Ｍｏ-ｔｏｒｏｌａ的ＭＣ６８ＨＣ９０８ＧＺ１６來實現，主要用于采集輸入的開關狀態，以完成相應的控制策略，同時將控制命令通過串口送給各子模塊，并根據各子模塊反饋的負載狀態判斷是否存在故障，若有故障則報警顯示。圖３所示是主模塊的硬件原理圖。

        各子模塊中的微處理器控制單元采用ＭＣ６８ＨＣ９０８ＧＲ８，主要用于完成負載驅動，并采集負載的工作狀態發送給主控模塊。其硬件原理圖如圖４所示。

        開關狀態檢測單元的任務是在２４Ｖ的開關狀態電壓轉換成５Ｖ后，將此并行數據轉換成串行數據送給ＭＣＵ，這樣可大大減少所需ＭＣＵ的