第36卷第5期 拖拉机与农用运输车 Vo.l36No.52009年10月 Tractor&FarmTransporter Oct.,2009

基于CAN/LIN混合网络的智能汽车前照灯系统(AFS)的设计

郑荣良,胡永亮,俞方磊

(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013)

摘要:智能前照灯系统的设计能够有效提高汽车的主动安全。AFS充分利用车身局域网资源,采用微型步进电机控制器AMIS30623控制步进电机实现车灯的弯道旋转调光和纵倾调光两种功能。本系统利用CAN/LIN混合网络进行通讯,采集CAN总线信号及传感器信号,处理结果通过LIN总线发送给步进电机控制器,执行机构对车灯灯光照射角度进行控制实现车灯灯光在二维平面内运动以适应不同的路况,为驾驶员提供最佳夜间视野。

关键词:前照灯;AFS;CAN;LIN;AMIS30623

中图分类号:U463.65 文献标识码:B 文章编号:1006-0006(2009)05-0112-04

DesignonAdaptiveFrontLightingSystem(AFS)

BasedonCAN/LINnetwork

ZHENGRong-liang,HUYong-liang,YUFang-lei

(SchoolofAutomotiveandTrafficEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China)

Abstrac:tAFS(AdaptiveFrontLightingSystem)usesavailabletechnologytoimprovethevisualconditionsforthe

roadsafety.TheAFScanmakefulluseoflocalareanetworkofvehiclebody,andcontrolthestepmotorbyusingsmallsteppingmotorcontrollerAMIS30623inordertomakethecarlighthastwofunctions:rotationdimmingandtrimdimmingonbendroad.ThesystemusesCAN/LINhybridnetworktocommunicate,andcollectsCANbussignalsandsensorsignals,andthenitsprocessingresultsaresenttothestepmotorbyLINbus.Throughcontrolingthecarlight.sirradiationangles,theactuatorcanmakelamplightmoveintwo-dimensionalplaneinordertoadoptdifferentroadconditions,whichcanprovidethebestvisualfieldfordrivers.

;AFS;CAN;LIN;AMIS30623Keywords:Headlamp

电子技术大规模进入汽车应用,其第1波是借助MCU的引擎控制;第2波则是将电子用于汽车安全。AFS(AdaptiveFrontLightingSystem)的成功开发正是夜间行驶安全性和舒适性的一个里程碑。

AFS研究的一个主要目的是通过扩大驾驶员的视野来缩短驾驶员的反应时间。AFS与传统近光灯相比能够扩大70%的视野进而赢得1.6s的反应时间[1]。统计显示,大部分的车祸发生在夜间和恶劣天气的情况下,因为在这些环境中驾驶员无法看清前方的障碍。因此利用机械结构和控制系统相结合的AFS车灯系统来扩大驾驶员视野不失为一种好的解决方案。

目前国内各研究机构对AFS的研究起步不久,国内厂商中上海小糸车灯厂和长春海拉车灯厂(德国海拉)已经有成熟的产品投放市场。虽然在中国该系统的应用并不多,但由于它对交通安全能够带来的巨大影响,在未来几年内,必将得到更加广泛的应用。

同时还防止对迎面车辆的驾驶员造成暂时性失明。1.1 基于CAN/LIN混合网络的AFS构建

AFS从车身的CAN总线上采集CAN消息,直接利用汽车中其他ECU的共享信号,从而大大节省了成本,也使占用的车内空间更少,使得系统能更加方便地进行故障诊断。采用低成本的LIN总线控制电机同样节省了线束及空间,使得AFS系统在日益紧凑的车身中有更大的应用前景。

AFS系统的车灯总成示意图如图1,结构示意图如图2所示。根据SAEJ1939总线协议[2](表1所示,由于乘用车没有固定的协议,所以本文采用商用车协议为例说明信号来源),车速信号u、横摆角速度信号Xr、侧偏加速度信号ay、转向盘转角信号H用于前照灯的弯道旋转调光功能(电机M11,M21),它们可以从带有电子稳定程序(ESP)和ABS的中高档车的车身CAN总线上直接获取。其中,转向盘转角信号由转向轮角度H、转向轮圈数n和转向轮传感器类型z03个信号来确定;来自车身高度传感器的汽车车身高度信号h1,h

2

1 AFS结构设计

目前AFS的设计方案以3种为主,第1种是利用AFS主节点直接控制步进电机;第2种是主节点与从节点之间利用CAN总线传输数据实现电机的控制;第3种也是作者所采用的模式,即利用LIN总线负责主节点和从节点的数据传输,以实现步进电机的控制。

本文将AFS分为两大系统:弯道旋转调光系统和车身纵倾调光系统。前照灯弯道旋转调光系统主要是针对弯道而设计的;前照灯车身纵倾调光系统是为了应对汽车负载的变化而设的。AFS的应用可以使得驾驶员提早意识到危险的存在,从而采取更为有效的措施以避免事故发生,它不但能够为驾驶员提供稳定而舒适的夜间视野,

收稿日期:2008-09-12

图1 车灯总成示意图

Fig.1SchematicDiagramofHeadlampModule

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