CN101797913B - 一种基于can/lin总线的智能雨刮系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能雨刮系统及其控制方法，所述系统包括智能雨刮控制器、雨刮执行器、模式开关以及雨量传感器，所述智能雨刮控制器集成在车身控制器中，通过PIN脚控制雨刮执行器，雨量传感器和模式开关通过LIN与智能雨刮控制器通信，集成有智能雨刮控制器的车身控制器既做CAN网络的节点，也做LIN网络的主节点。智能雨刮控制器从LIN总线接收雨刮的控制信息以及雨量检测信号；进行解码，然后处理执行相应的控制指令。本发明将智能雨刮控制器集成在车身控制器内部，减少了单独增加一个模块所引起的成本增加，同时通过CAN总线将智能雨刮系统的信息传递给车辆其他模块，实现了信息共享，解决了传统雨刮器外部接线复杂的问题，降低了故障率。
Description
技术领域
本发明属于汽车领域特别是涉及一种基于CAN/LIN总线的汽车智能雨刮系统。
背景技术
雨刮器作为现代汽车必不可少的一个重要功能部件，主要通过组合开关来手动调节雨刮的开闭、工作模式和工作速度，这种雨刮系统有很多的缺点：需要手动控制雨刮器的工作，增加了车主开车的工作量，降低了驾驶舒适感；不能根据雨量大小自动调节挂臂动作频率；部分区域无法刮到，存在死角；不便于维修等。可以预见，未来雨刮系统的发展方向必然是智能化控制。
随着汽车技术和网络通信技术的发展，CAN总线和LIN总线越来越多的出现在人们的视野当中。汽车信息通信的多样化促进了汽车分级制网络的产生和发展。LIN(Local Interconnect Network，本地交互网络)是一种结构简单、配置灵活、成本低廉的新型低速率串行总线，可以用作CAN(Controller Area Network，控制器局域网)等高速总线的辅助网络或子网络。在带宽要求不高、功能简单且实时性要求较低的场合使用，可有效的简化整车线束、降低汽车制造成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题是：克服传统雨刮器在控制技术上存在的不足，提供一种利用CAN/LIN网络，通过智能控制器进行控制，并具有自动检测控制、刮臂自动伸缩、自我诊断及自我保护功能的智能雨刮控制系统。
本发明具体公开了一种智能雨刮系统，包括智能雨刮控制器、雨刮执行器、模式开关以及雨量传感器，所述智能雨刮控制器集成在车身控制器中，通过PIN脚(直接线束引脚)控制雨刮执行器，雨量传感器和模式开关通过LIN与智能雨刮控制器通信，集成有智能雨刮控制器的车身控制器既做CAN网络的节点，也做LIN网络的主节点。
其中所述雨刮执行器包括喷水电机、雨刮电机和雨刮伸缩电机。
进一步，雨量传感器同时检测雨量和温度，其发送的信号包括：自动刮雨模式和车外温度，其中车外温度通过车身控制器转发给空调，用于进行温度控制。
进一步，车身控制器从CAN网络上接收来自ABS的车速信号，然后转发到LIN总线上。
进一步，车身控制器从LIN转发信号雨量信息及雨量传感器故障状态到CAN网络上，然后发送到显示模块，用于告知车主传感器检测到的雨量大小情况以及传感器的故障信息。
进一步，系统在运行过程中，雨量传感器和模式开关会进行自诊断，并通过LIN总线发送诊断报文，当车身控制模块接收到这些LIN诊断报文后，会将其转化为相应的诊断故障代码，存储在其EEPROM中。
进一步，所述LIN总线发送的诊断报文包括以下信息：热保护、电机电压、和/或电机故障。
本发明还公开了智能雨刮系统的控制方法，包括如下步骤：
智能雨刮控制器从LIN总线接收雨刮的控制信息以及雨量检测信号；
进行解码，然后处理执行相应的控制指令。
其中，所执行的控制指令包括：驱动喷水电机喷水、驱动雨刮电机高/低速转动刮片或驱动雨刮伸缩电机进行伸缩刮雨。
进一步，根据雨量传感器指示雨量大小和模式开关的信号，车身控制器控制雨刮电机在高速、低速、间歇模式之间进行切换。
与现有的技术对比，本发明所带来的优势有：
1，智能雨刮控制器集成在车身控制器内部，减少了采用独立模块所引起的成本增加；
2，控制器通过LIN总线获取控制指令和雨量检测信息，籍此来驱动控制喷水电机、雨刮电机或雨刮伸缩电机工作，同时通过CAN总线将智能雨刮系统的信息传递给车辆其他模块，实现了信息共享；
3，因为CAN网络和LIN网络是车辆现成的，智能雨刮系统接入CAN、LIN网络并没用增加新的成本，反而大大节省了连接线束，解决了传统雨刮器外部接线复杂的问题，降低了故障率；
4，增加了雨刮系统的诊断功能。雨量传感器、模式开关可以把自身的故障信息通过LIN报文发送给车身控制器，同时车身控制器也存储了各执行电机过热、过压等故障信息。这些信息最终都将被车身控制器转化为相应的诊断故障码，并存储在它的EEPROM(电可擦除只读存储器)中，连接诊断仪后，便可直接得到故障信息。
附图说明
图1：基于LIN/CAN总线的智能雨刮系统原理框图。
具体实施方式
本发明智能雨刮系统原理框图如图1所示：整个智能雨刮系统由智能控制器(集成在BCM内部)、雨量传感器和模式开关以及执行电机等组成。BCM是CAN网络的节点，同时也是LIN网络的主节点。下面对本发明的实施方式分别从通信方面和硬件执行器两方面进行介绍。
一，本发明所设计的智能雨刮系统，信息通讯分为两方面：
(1)：LIN网络的信号列表
| 名称 | 发送节点 | 地址 | 发送周期 | 信号内容 |
| Auto_Wipe自动刮雨模式 | 雨量传感器 | Ox10 | 100ms | 自动雨刮刮速雨量大小故障信息 |
| External_Temp车外温度 | 雨量传感器 | Ox10 | 100ms | 温度信号 |
| Wipe_Switch雨刮模式开关 | 模式开关 | Ox11 | 100ms | 雨刮设定工作模式：低速，高速，间歇，喷水等 |
| Motor电机信息 | 车身控制器 | Ox12 | 50ms | 电机状态：清洁模式刮臂位置 |
| Vehicle_speed车速 | 车身控制器 | Ox12 | 50ms | 车速信号(倒车雷达使用) |
| PROD_REQ故障码请求 | 故障测试仪 | Ox30 | 不定 | 故障测试代码 |
| PROD_RESP故障码回应 | 雨量传感器 | Ox31 | 不定 | 反馈故障代码 |
注：上表中，雨量传感器同时具有检测雨量和温度的功能，它发送的信号有：“Auto_Wipe，自动刮雨模式”和“External_Temp，车外温度”，后者通过车身控制器转发给空调，用于进行温度控制；模式开关发送的信号为：“Wipe_Switch，雨刮模式开关”；车身控制器发送报文为：“Motor，电机信息”和“Vehicle_speed，车速”，其中信号“Vehicle_speed”是车身控制器从CAN上接收自ABS的报文，然后转发到LIN总线上的；最后两个报文是LIN诊断的信号。LIN网络还有其他的节点发送信号，如倒车雷达、车窗防夹模块等，在此不作赘述。
(2)：车身控制器转发到CAN网络的信号列表
| 信号名称 | 发送节点 | 地址 | 发送周期 | 信号内容 |
| Rain detected雨量信息 | 车身控制器 | Ox391 | 20ms | 雨量信息 |
| Rain sensorfail status雨量传感器故障状态 | 车身控制器 | Ox391 | 20ms | 雨量传感器故障信号 |
| External_Temp车外温度 | 车身控制器 | Ox391 | 20ms | 温度信号 |
注：上表为车身控制器从LIN转发到CAN网络上的信号。信号“Raindetected，雨量信息”及“Rain sensor fail status，雨量传感器故障状态”用于发送给显示模块，用于告知车主传感器检测到的雨量大小情况以及传感器的故障信息；信号“External_Temp，车外温度”则是由自动调温空调接收，作为其调节车内温度的控制输入。
二，本发明所设计的智能雨刮系统，硬件部分包括：智能控制器(集成在BCM车身控制器内部)，喷水电机，雨刮电机，雨刮片伸缩电机，模式开关，雨量传感器。其中喷水电机、雨刮电机和雨刮伸缩电机通过导线与智能控制器连接，模式开关和雨量传感器通过LIN与智能控制器通信。
对雨刮的控制信息以及雨量检测信号遵从LIN2.1规范，智能控制器从LIN上收到它们的信息之后，先进行解码，然后处理执行相应的控制指令，来驱动喷水电机喷水、雨刮电机高/低速转动挂片或雨刮片电机伸缩刮。根据雨量传感器指示雨量大小和模式开关的信号，车身控制器控制雨刮电机在雨刮电机在高速、低速、间歇等模式之间进行切换，同时控制伸缩电机来调节刮臂长度，以保证刮臂可以刮到所有的玻璃、更大的面积。车身控制器也会以一定的周期对这几个电机的工作电流进行检测，当电流值超过设定的限制时，控制电机停止工作；当电流为零时，车身控制器会在自身内存中存储相应的故障代码，作为诊断和维修的依据，同时还会把故障信息发送倒CAN、LIN总线，控制相应的报警。
雨刮工作时，当刮臂所处位置不同电机的电压也会不同，这样可以结合前期对电机做标定得到的MAP图，根据雨刮电机的电压值计算出当前刮臂在风挡玻璃上所处的位置，这样有两个好处：一，是可以用于控制刮臂停止工作时，让其停在指定位置，不遮挡驾驶员视野；二，车身控制器把刮臂的位置信号通过LIN发给了雨量传感器，这样雨量传感器可以在刮臂扫过传感区域时暂停检测，从而避免了传感器的误检测。
本发明的智能雨刮系统还具有诊断功能：系统在运行过程中，雨量传感器和模式开关会进行自诊断，并通过LIN总线发送诊断报文，这些报文包括以下信息：热保护、电机电压、电机故障等。当车身控制模块接收到这些LIN诊断报文后，会将其转化为相应的诊断故障代码，存储在它的EEPROM中，连接诊断仪后，便可直接读出智能雨刮系统的故障信息。
Claims (9)
1.一种智能雨刮系统，包括智能雨刮控制器、雨刮执行器、模式开关以及雨量传感器，其特征在于：所述智能雨刮控制器集成在车身控制器中，通过PIN脚控制雨刮执行器，雨量传感器和模式开关通过LIN与智能雨刮控制器通信，集成有智能雨刮控制器的车身控制器既做CAN网络的节点，也做LIN网络的主节点，雨量传感器同时检测雨量和温度，其发送的信号包括：自动刮雨模式和车外温度，其中车外温度通过车身控制器转发给空调，用于进行温度控制。
2.根据权利要求1所述的智能雨刮系统，其特征在于：所述雨刮执行器包括喷水电机、雨刮电机和雨刮伸缩电机。
3.根据权利要求1所述的智能雨刮系统，其特征在于：车身控制器从CAN网络上接收来自ABS的车速信号，然后转发到LIN总线上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的智能雨刮系统，其特征在于：车身控制器从LIN转发雨量信息及雨量传感器故障状态到CAN网络上，然后发送到显示模块，用于告知车主传感器检测到的雨量大小情况以及传感器的故障信息。
5.根据权利要求1-3任一项所述的智能雨刮系统，其特征在于：系统在运行过程中，雨量传感器和模式开关会进行自诊断，并通过LIN总线发送诊断报文，当车身控制模块接收到这些LIN诊断报文后，会将其转化为相应的诊断故障代码，存储在其EEPROM中。
6.根据权利要求5所述的智能雨刮系统，其特征在于：所述LIN总线发送的诊断报文包括以下信息：热保护、电机电压、和/或电机故障。
7.权利要求1-6任一项所述的智能雨刮系统的控制方法，包括如下步骤：
智能雨刮控制器从LIN总线接收雨刮的控制信息以及雨量检测信号；
进行解码，然后处理执行相应的控制指令。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所执行的控制指令包括：驱动喷水电机喷水、驱动雨刮电机高/低速转动刮片或驱动雨刮伸缩电机进行伸缩刮雨。
9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于：根据雨量传感器指示雨量大小和模式开关的信号，车身控制器控制雨刮电机在高速、低速、间歇模式之间进行切换。
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