CN206358063U - 一种应用于车灯多路电机同步控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车车灯控制技术领域，尤其是一种应用于车灯多路电机同步控制系统，包括信号采集单元、ECU控制单元和执行单元，信号采集单元通过CAN总线与ECU控制单元相连，ECU控制单元包括CAN收发器、微处理器和LIN收发器，执行单元包括左右两个车灯控制模块，车灯控制模块包括多个控制调节车灯照射角度的驱动电机以及驱动对应的驱动电机的电机驱动芯片。本实用新型的应用于车灯多路电机同步控制系统实现了一对多的驱动以及控制方式，避免一个控制器对应控制一个驱动电机，从而简化产品的布线结构，节省了安装空间，有利于降低产品整体成本的同时，又满足了车灯系统对控制器方面的要求。

Description

一种应用于车灯多路电机同步控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车车灯控制技术领域，尤其是一种应用于车灯多路电机同步控制系统。

背景技术

随着机电一体化的不断发展以及智能驾驶技术的推陈出新，电机在车辆前照灯系统中的应用变得越来越广泛。但是，业界大部分的驱动器都是一对一，即一个电机驱动器只能对应一个电机，每个电机驱动器从CAN总线上获取控制命令对相应的电机进行控制，很难实现对多路电机的同步控制。与此同时，粗大的线束与车灯中有限的可用空间之间形成了尖锐的矛盾，从而导致了前照灯的制造和安装也变得越来越困难，大大抑制了智能前照灯技术的发展，从宏观来看，这也成为了整车轻量化和车辆前照灯进一步电子化的最大障碍之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种应用于车灯多路电机同步控制系统，实现多路电机的同步控制，简化布线结构，节省安装空间。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：

本实用新型的应用于车灯多路电机同步控制系统包括：

信号采集单元，所述信号采集单元通过CAN总线与ECU控制单元相连；

ECU控制单元，所述ECU控制单元包括CAN收发器、微处理器和LIN收发器，所述CAN收发器连接于CAN总线，所述LIN收发器连接于LIN总线，所述微处理器通过CAN收发器接收解析从CAN总线上采集到的车身CAN总线控制报文，再通过LIN收发器转换为LIN报文的形式通过LIN总线将控制报文发送给执行单元；

执行单元，所述执行单元包括左右两个车灯控制模块，所述车灯控制模块包括多个控制调节车灯照射角度的驱动电机以及驱动对应的驱动电机的电机驱动芯片，多个所述电机驱动芯片通过SPI总线并联于MCU处理器，所述MCU处理器接收解析从LIN总线上采集到的控制报文并转换为控制信号发送给电机驱动芯片，所述电机驱动芯片根据控制信号生成脉冲信号控制对应的驱动电机。

本实用新型所述信号采集单元包括GPS导航仪、传感器组和图像采集模块。

本实用新型所述CAN收发器的型号为TJA1041A，所述LIN收发器的型号为TJA1021T，所述MCU处理器和微处理器采用飞思卡尔的MC9S12G192芯片，所述电机驱动芯片的型号为STL9942。

本实用新型所述车灯控制模块包括三个驱动电机，三个驱动电机分别为驱动车灯水平方向位置调节的水平电机、驱动车灯垂直方向位置调节的垂直电机和驱动遮光板位置调节的遮光板电机。

本实用新型所述ECU控制单元由LDO稳压器供电。

本实用新型所述ECU控制单元与执行单元之间的LIN总线通讯替换为CAN总线通讯。

本实用新型的应用于车灯多路电机同步控制系统的有益效果是：

1、本实用新型的应用于车灯多路电机同步控制系统实现了一对多的驱动以及控制方式，即一个ECU控制单元可以同步控制多个驱动电机，避免一个控制器对应控制一个驱动电机，从而简化产品的布线结构，节省了安装空间，有利于降低产品整体成本的同时，又满足了车灯系统对控制器方面的要求；

2、本实用新型的ECU控制单元和信号采集单元之间采用了CAN总线进行通讯，这样可以从车身CAN总线上直接采集车速信号、方向盘转角信号等CAN报文，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，而采用低成本的LIN总线控制执行单元可节省线束及空间；

3、本实用新型的车灯控制模块还能实时地反馈驱动电机状态信号，帮助ECU控制单元进行故障管理决策。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实施例的信号采集单元和ECU控制单元的原理框图；

图2是本实施例的执行单元的原理框图。

其中：信号采集单元1，GPS导航仪11，传感器组12，图像采集模块13；ECU控制单元2，CAN收发器21，LIN收发器22，微处理器23；执行单元3，MCU处理器31，电机驱动芯片32。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实施例的应用于车灯多路电机同步控制系统包括信号采集单元1、ECU控制单元2和执行单元3，其中，信号采集单元1通过CAN总线与ECU控制单元2相连，ECU控制单元2包括CAN收发器21、微处理器23和LIN收发器22，CAN收发器21连接于CAN总线，LIN收发器22连接于LIN总线，微处理器23接收解析从CAN总线上采集到的车身CAN总线控制报文，再转换为LIN报文的形式通过LIN总线将控制报文发送给执行单元3，执行单元3包括左右两个车灯控制模块，车灯控制模块包括多个控制调节车灯照射角度的驱动电机以及驱动对应的驱动电机的电机驱动芯片32，多个电机驱动芯片32通过SPI总线并联于MCU处理器31，MCU处理器31接收解析从LIN总线上采集到的控制报文并转换为控制信号发送给电机驱动芯片32，电机驱动芯片32根据控制信号生成脉冲信号控制对应的驱动电机。

本实施例的信号采集单元1包括GPS导航仪11、传感器组12和图像采集模块13，CAN收发器21的型号为TJA1041A，LIN收发器22的型号为TJA1021T，MCU处理器31和微处理器23采用飞思卡尔的MC9S 12G192芯片，电机驱动芯片32的型号为ST L9942。

本实施例的车灯控制模块包括三个驱动电机，三个驱动电机分别为驱动车灯水平方向位置调节的水平电机、驱动车灯垂直方向位置调节的垂直电机和驱动遮光板位置调节的遮光板电机，优选的，本实施例的水平电机和垂直电机为步进电机，遮光板电机为直流电机，左右车灯控制模块共六个驱动电机，实现了一对多的驱动以及控制方式，即一个ECU控制单元2可以同步控制多个驱动电机，避免一个控制器对应控制一个驱动电机，从而简化产品的布线结构，节省了安装空间，有利于降低产品整体成本的同时，又满足了车灯系统对控制器方面的要求。

具体地，ECU控制单元2接收来自GPS导航仪11、传感器组12和图像采集模块13的信号，并将其转换为微处理器23能够处理的TTL电平等数字信号，以微处理器23为核心的灯光调节决策系统接收到各信号后，融合卡尔曼滤波、人工神经网络、模糊控制理论等，得出相应的控制策略，然后将控制信号发送至执行单元3，MCU处理器31接收解析从LIN总线上采集到的控制报文并转换为控制信号发送给电机驱动芯片32，电机驱动芯片32根据控制信号生成脉冲信号，并进行功率放大，分别控制左右两个车灯控制模块的水平电机、垂直电机和遮光板调节电机的转动步数。

本实施例的多路电机同步控制系统的信号传输采用了一种基于CAN/LIN混合网络的传输方式，即：从GPS导航仪、传感器组12以及图像采集模块13等输入信号模块与ECU控制单元2之间采用了CAN总线进行信号传输，同时ECU控制单元2也可以从CAN总线上获取车身CAN总线报文，ECU控制单元2接收和解析从CAN总线上获取的CAN报文，并根据已有的算法策略进行决策，再以LIN报文的形式通过LIN总线发送给左右两个车灯控制模块。

由于使用了CAN/LIN混合网络，LIN总线上所有的子节点左右车灯控制模块即可异步执行ECU控制单元2的控制命令，也可以同步执行，也易于扩展。

本实施例的ECU控制单元2和信号采集单元1之间采用了CAN总线进行通讯，这样可以从车身CAN总线上直接采集车速信号、方向盘转角信号等CAN报文，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，而采用低成本的LIN总线控制执行单元3可节省线束及空间。

ECU控制单元2与执行单元3之间的LIN总线通讯也可替换为CAN总线通讯，这样相对LIN总线更加可靠，更具备了容错能力，以及更好的实时性和可扩展性。

本实施例的车灯控制模块还能实时地反馈驱动电机状态信号，帮助ECU控制单元2进行故障管理决策，具体地，车灯控制模块中的MCU处理器31接收到来自ECU控制单元2的LIN报文之后对报文进行解析和处理，响应ECU控制单元2对驱动电机的控制。与此同时，电机驱动芯片32也会实时地将驱动电机的各种状态信息以LIN报文的形式实时发送给ECU控制单元2，ECU控制单元2接收到这些报文后，对报文进行解析，根据驱动电机的状态，以及其他外部状态量综合做出最佳的决策。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：包括：

信号采集单元(1)，所述信号采集单元(1)通过CAN总线与ECU控制单元(2)相连；

ECU控制单元(2)，所述ECU控制单元(2)包括CAN收发器(21)、微处理器(23)和LIN收发器(22)，所述CAN收发器(21)连接于CAN总线，所述LIN收发器(22)连接于LIN总线，所述微处理器(23)通过CAN收发器(21)接收解析从CAN总线上采集到的车身CAN总线控制报文，再通过LIN收发器(22)转换为LIN报文的形式通过LIN总线将控制报文发送给执行单元(3)；

执行单元(3)，所述执行单元(3)包括左右两个车灯控制模块，所述车灯控制模块包括多个控制调节车灯照射角度的驱动电机以及驱动对应的驱动电机的电机驱动芯片(32)，多个所述电机驱动芯片(32)通过SPI总线并联于MCU处理器(31)，所述MCU处理器(31)接收解析从LIN总线上采集到的控制报文并转换为控制信号发送给电机驱动芯片(32)，所述电机驱动芯片(32)根据控制信号生成脉冲信号控制对应的驱动电机。

2.根据权利要求1所述的应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：所述信号采集单元(1)包括GPS导航仪(11)、传感器组(12)和图像采集模块(13)。

3.根据权利要求2所述的应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：所述CAN收发器(21)的型号为TJA1041A，所述LIN收发器(22)的型号为TJA1021T，所述MCU处理器(31)和微处理器(23)采用飞思卡尔的MC9S12G192芯片，所述电机驱动芯片(32)的型号为STL9942。

4.根据权利要求3所述的应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：所述车灯控制模块包括三个驱动电机，三个驱动电机分别为驱动车灯水平方向位置调节的水平电机、驱动车灯垂直方向位置调节的垂直电机和驱动遮光板位置调节的遮光板电机。

5.根据权利要求4所述的应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：所述ECU控制单元(2)由LDO稳压器供电。

6.根据权利要求5所述的应用于车灯多路电机同步控制系统，其特征在于：所述ECU控制单元(2)与执行单元(3)之间的LIN总线通讯替换为CAN总线通讯。