安全气囊系统中专用总线解决方案--DSI BUS
经过二十多年的发展,一些中高端汽车中安全气囊已经远远不止驾驶员和副驾驶双气囊以及相应位置的安全带预紧装置,侧气囊,后排乘客气囊,膝部气囊,帘式气囊等等,通常会有八气囊、十二气囊甚至更多;气囊系统的功能也越来越复杂,常见的有如发现驾驶员未系安全带或前排副驾驶座位上有乘客,而乘客并未系安全带,则发出提醒;一般的功能还有占位检测,即通过传感器判断某个座位上是否有乘客,当发生碰撞时,无乘客的座位相应的气囊则不会弹出;有些气囊系统甚至能通过测量座位上乘客体重来相应调整气囊弹出的压力,为乘客提供更好的保护;同样,气囊的弹出算法也是越来越复杂,依据碰撞的类型会有不同的气囊弹出,而且弹出时间也不同。这些不同的碰撞可能是正面碰撞,侧面碰撞或角碰撞甚至翻滚。当然感应这些不同的碰撞需要不同方向的、位于不同位置的加速度传感器或压力传感器,将来可能还会用转角传感器来采集信号,然后通过ECU(电控单元)计算判断后弹开相应的气囊。系统功能越来越复杂,这使得整个系统的传感器数量变得可观,这些传感器分布在汽车的四周,根据传感器和ECU连接的不同的方式,主要分为集中式控制架构和分布式控制架构。
系统控制架构
集中式控制架构是指分布在车身四周的传感器和ECU采用点对点连接(如图1),这种结构非常适合中低复杂程度的气囊系统,ECU直接连接远端的传感器,成本较低,,元器件个数较少,供电简单,程序控制起来也较容易。但对于较复杂系统来说,这种结构会带来传感器接口复杂,布线成本增加,无法扩展等问题。分布式控制架构是指通过专用总线将周边传感器连接起来(如图2),它的优点是:对于一个较复杂系统,可以减少布线,更改系统只需要改变节点的配置和数量,方便扩展。例如:通过一条总线将2个传感器串起来工作,而增加成3个传感器仅需在总线上多串一个节点,这使系统构建和变更起来更加灵活。同时也有不少开放的总线协议和集成芯片支持这种结构如:PSI5、DSI BUS等,这使使用起来很方便。
图1:安全气囊集中式控制架构
图2:安全气囊分布式控制架构
在DSI BUS中,通过循环冗余校验(CRC)和远程自我诊断保证了系统的高可靠性。由于主节点发出命令,传递总线能量,从节点命令响应都在同一时间完成,这样就在一定的通讯速度下,实现了高信号密度。
图3:DSI BUS连接方式
整个网络为两线制,Slave节点和总线可以用菊花链或并联方式相联。当Slave节点以菊花链形式连接,总线上电时需逐一配置Slave地址。如以并联方式连接,Slave节点则需要事先配置好地址再与总线相连。每个DSI BUS最多可以接15个Slave节点,当整个系统较复杂时可使用多条DSI BUS总线。
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