某型车辆模块化车身采集控制系统设计与实现

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随着科技的发展,汽车电子越来越多引入进整车当中。作为汽车电子四大控制系统之一的车身采集控制系统,主要负责对汽车运行状态进行监控和管理,并根据车辆状态作出优化控制决策,实现对车用电器的优化管理,从而提升车辆的人性化、舒适性及安全性。然而,目前车辆中常用的车身控制系统核心控制芯片主要依赖于进口,自主化程度低,在芯片处处受限的当下,常常因缺芯导致车身控制器生产停滞。此外,现有设计方案中各功能模块采用集成设计思路,单一模块出现故障时需要维修或更换整个控制器,成本高,可维护性差。因此,研发具有自主知识产权的模块化车身控制系统刻不容缓。本文以某型车辆车身控制系统为对象,通过方案优化等关键技术手段,研发了100%国产化并具有自主知识产权的高性能车身控制系统。通过采用模块化设计思路,提升了系统可维护性。本文的主要研究内容包括:(1)对车辆车身采集控制器的具体需求进行了分析和集总,厘清了系统的主要功能需求,并对各功能模块进行总体设计,确立了车身采集控制系统的模块化架构。(2)对各功能模块的硬件实现方案进行了详细的设计,包括:1)提出了一种通用开关量采集电路,此电路能够在有效状态为高电平和有效状态为低电平两种情况下都能区分有效状态和悬空,从而大大提高了该开关采集电路的适应性;2)将模拟量采集电路、温度量采集电路、开关量采集电路、脉冲量采集电路设计为具有标准化接口的模块,极大的简化了系统设计流程,缩短了研发时间,避免了重复设计工作;3)将功率输出控制设计为标准化功率模块(含6路驱动功率输出),便于根据负载数量调整功率模块数量,避免资源浪费和重复设计。(3)开发了针对车身控制系统的上位机和下位机软件。上位机主要实现按需定义各模块数量和地址,便于控制识别。下位机软件主要实现数据检测、状态判断及与上位机通讯等。(4)开发了一套具有24路开关量隔离检测、6路模拟量隔离检测、3路温度量隔离检测、2路脉冲量隔离检测以及24路功率输出的模块化车身采集控制系统,并对其进行了功能测试。测试结果验证了本文设计方案的正确性。
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