WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Предложены два решения мультиплексной системы управления электропакетом: высокоинтегрированное и низкоинтегрированное (рис. 5). Хотя первый вариант построения системы управления обладает более высокими техническими характеристиками (производительность, надежность, диагностика), однако требуется большое количество микроконтроллеров так, что существенно повышает стоимость конечного изделия. Поэтому именно второй вариант был выбран в данной работе. Система управления содержит пять модулей: центральный модуль – в качестве органа сбора и обработки данных, передний левый модуль, передний правый модуль, задний левый модуль и задний правый модуль – в качестве исполнителей поступающих от центрального модуля команд. Все модули объединены в единую сеть с помощью «шины данных ЭП».

Разработана функциональная схема мультиплексной системы управления (рис. 6).

Рис. 6. Функциональная схема мультиплексной системы управления.

Рассмотрена проблема сопрожения системы управления электропакетом с другими существующими системами на примере отечественных автомобилей компании АВТОВАЗа. В этих автомобилях реализована шина данных W-line, по которой происходит обмен данными между системой управления двигателем, иммобилизатором и прочими системами управления автомобиля. Таким образом, в центральном модуле системы управления электропакетом должна реализована дополнительная шина данных W-line для обмена данными с внешними системами управления автомобиля (рис. 7).

Рис. 7. Схема мультиплексирования узлов управления

автомобилей АВТОВАЗа.

Определены основные компоненты, входящие в состав каждого из модулей системы управления электропакета (рис. 8). Регулятор напряжения преобразует уровень напряжения питания электропакета Vsup (номинальное напряжение питания составляет 12В) в уровень напряжения, требуемый для микроконтроллера (для большинства микроконтроллера, это напряжение составляет 5В±5%). Интерфейсная схема реализует межмодульную шину данных системы управления. Микроконтроллер играет роль управляющего органа модуля. Силовые драйверы управляют подключенными к модулю объектами по командам микроконтроллера. Микросхема интерфейса приема управляющих сигналов позволяет сэкономить количество используемых портов микроконтроллера для приема внешних управляющих сигналов от датчиков и кнопок управления. Определены критерии к выбору этих компонентов на основе оптимального технико-экономического соотношения.

Рис. 8. Функциональные блок-схемы модулей системы управления.

В третьей главе основаны выборы межмодульного интерфейса обмена данными и элементной базы. Разработаны принципиальные электрические схемы модулей системы управления. Разработаны алгоритм работы и программное обеспечение для системы управления. Спроектирована система управления, отвечающая всем техническим требованиям к электропакету утвержденным АВТОВАЗом для автомобиля ВАЗ-2170.

Проведен обзор мультиплексных потенциальных автомобильных интерфейсы (рис. 9). Сравнение их характеристик приводит к тому, что интерфейс LIN является самым оптимальным решением в данной работе. Простое однопроводное исполнение, основанное на обычных интерфейсах UART/SCI, поддержка скорости передачи данных не более 20 (Кбит/с) и простая самосинхронизация не только полностью обеспечивает технические требования, предъявляемые к межмодульному интерфейсу системы управления, но и значительно понижает стоимость реализации шины данных за счет отсутствия дополнительных кварцевых резонаторов и резкого уменьшения количества проводов шины. LIN-шина построена по концепции «один ведущий/многие ведомые», при этом центральный модуль играет роль ведущего узла, а остальные модули – ведомые узлы.

Рис. 9. Мультиплексные автомобильные интерфейсы.

Приведен обзор рыков современной элементной базы автоэлектроники и обоснованы выборы основных составляющих компонентов модулей системы управления:

  • 8-битные высокопроизводительные микроконтроллеры MC68HC908QY4, LIN-трансивер МС33661 и микросхема приема управляющих сигналов MC33972. Эти микросхемы представляют собой классифицированные стандартом АЕС продукты компании Freescale Semiconductor, которая является мировым лидером по поставкам полупроводниковых компонентов области автомобильной электроники;
  • Микросхема регулятора напряжения +5В TDA3664 фирмы NXP;
  • Дешевые электромагнитные реле серии NT73 компании Ningbo Forward Relay Corporation Ltd. в качестве силовых драйверов для замков и стеклоподъемников;
  • Микросхема TLE4207 компании Infineon, которая специализируется для приложения управления электроприводом зеркала автомобиля.

На базе выбранных компонентов разработаны электрические принципиальные схемы каждого из модулей системы управления. Проведены расчет номиналов дополнительных компонентов, используемых в схемах, расчет потребляемой мощности, расчет тепловых режимов компонентов.

Разработаны алгоритмы работы модулей системы управления (рис. 10-11).

Рис. 10. Алгоритм работы центрального модуля.

Рис. 11. Алгоритм работы ведомых модулей.

Разработан протокол межмодульного обмена данными по LIN-шине данных в виде двух широковещательных фреймов: фрейма передачи данных от ведущего узла к ведомым узлам и фрейма запроса данных у ведомых узлов. Фрейм передачи данных имеет поле данных размером 5-ти байт (табл. 2).

Табл. 2. Поле данных фрейма передачи данных от ведущего узла

byte 0

(Slave1)

(для ЛПМ)

byte 1

(Slave2)

(для ППМ)

byte 2

(Slave3)

(для ЛЗМ)

byte 3

(Slave4)

(для ПЗМ)

byte4

(Broadcast)

Bit0

00–WL stop

01–WL down

10–WL up

11–WL close

00–WL stop

01–WL down

10–WL up

11–WL close

00–WL stop

01–WL down

10–WL up

11–WL close

00–WL stop

01–WL down

10–WL up

11–WL close

000–WL enable

001–WL slave1 enable

010–WL slave2 enable

011–WL slave3 enable

100–WL slave4 enable

Bit1

Bit2

000–Mirror stop

001–Mirror up

010–Mirror down

011–Mirror left

100–Mirror right

000–Mirror stop

001–Mirror up

010–Mirror down

011–Mirror left

100–Mirror right

Reserved

Reserved

Bit3

Reserved

Reserved

0 – 15 off

1 – 15 on

Bit4

Reserved

Reserved

0 – Light off

1 – Light on

Bit5

0–Lock slave1 open

1–Lock slave1 close

Reserved

Reserved

Reserved

0 – Heater on

1 – Heater off

Bit6

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

0 – no RF

1 – RF

Bit7

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

0 – Lock open

1 – Lock close

Обнаруживая этот фрейм данных на LIN-шине, все ведомые узлы настраиваются на прием, притом среди четырех первых байт, каждый ведомый узел принимает только один предназначенный для него байт данных, а пятый байт Broadcast, содержащий общие информационные биты для всех ведомых узлов, принимается всеми ведомыми узлами. Эти биты поля данных являются результатом обработки ведущим узлом (центральным модулем) управляющих сигналов, поступающих от кнопок управления и отражают команды, которые должны выполнены ведомыми узлами системы.

Широковещательный фрейм запроса данных у ведомых узлов предназначен для запроса состояния ведомых модулей (таб. 3). При получении заголовка данного фрейма от ведущего узла, все ведомые узлы должны на него отвечать, выставляя на LIN-шину свои данные. Данные ответа реализованы в виде трех байтов, притом два первые байта являются полученными байтами от центрального модуля и предначначены для проверки достоверности передачи данных от ведущего узла к ведомым узлам, а последний отображает состояние ведомых узлов в данный момент. Получив ответы, ведущий узел сравнивает настоящее и сохраненное в своей памяти состояние ведомых узлов, тем самым опознает, поступила ли новая команда от ведомых узлов.

Написаны и отлаживаны программные обеспечения на языке С для микроконтроллеров модулей системы управления с помощью средства программирования Code Warrior. Описаны структуры и назначения файлов, входящих в программы обеспечения каждого из модулей системы. Спроектированы прототипы разработанной системы управления.

Табл. 3. Пример ответа левого переднего модуля

Slave1

(byte 0)

Broadcast

(byte4)

Slave1 status

(byte2)

Bit 0

00 – WL stop

01 – WL down

10 – WL up

11 – WL close

000 – WL enable

010 – WL slave1 enable

010 – WL slave2 enable

011 – WL slave3 enable

100 – WL slave4 enable

0 – WL opened

1 – WL closed

Bit 1

Reserved

Bit 2

000 – Mirror stop

001 – Mirror up

010 – Mirror down

011 – Mirror left

100 – Mirror right

0 – WL no move

1 – WL move

Bit 3

0 – 15 off

1 – 15 on

Reserved

Bit 4

0 – Light off

1 – Light on

Reserved

Bit 5

0 – Lock slave1 open

1 – Lock slave1 close

0 – Heater on

1 – Heater off

0 – Lock slave1 open

1 – Lock slave1 close

Bit 6

Reserved

0 – no RF

1 – RF

Reserved

Bit 7

Reserved

0 – Lock open

1 – Lock close

Reserved

В четвертой главе проведены экспериментальные исследования над разработанными прототипами системы управления электропакетом на лабораторном стенде кафедры «Промышленной электроники» при «Московском энергетическом институте» (рис. 12).

Рис. 12. Прототипы системы управления электропакетом.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»