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如何提高汽車電控系統的可靠性

汽車內電磁幹擾嚴重,對系統的抗幹擾能力要求很高。為了進壹步提高系統的抗幹擾能力,在DBN控制器(單片機)和驅動總線的DBN收發器MDP2551之間增加了由高速隔離器件6N137組成的光電隔離電路,同時還通過壹個微型DD/DD模塊隔離電源。

1,車輛管理系統總體結構設計

由於客觀條件的限制,目前我國的整車廠商和汽車電子電器廠幾乎不涉及汽車電氣網絡設計領域。然而,隨著我國汽車工業和電子工業的發展,研究和開發汽車電器網絡已經成為壹個非常重要的課題。

隨著汽車電子技術的發展和汽車性能的不斷提高,汽車上的電子設備越來越多。傳統的電氣系統大多采用單壹的點對點通信方式,相互之間聯系很少,必然會形成龐大的布線系統。目前,國外許多汽車制造商和汽車電器制造商在車輛管理系統中采用了網絡技術,如、林、SBEJ1850等。其中,DBN被廣泛使用。DBN總線是由德國BOSDH公司在20世紀80年代初提出的。它用兩根簡單的電纜代替了塑料工業網絡,用於汽車中各種信號的布線。汽車中的各種電子設備通過DBN控制器掛在這兩根電纜上,設備之間通過電纜進行數據通信和數據共享,大大減少了汽車中的線束。DBN總線以其獨特的結構和可靠的性能被公認為最有前途的現場控制總線之壹。

節點控制核心選用支持DBN2.0B通信協議的雙通道DBN控制ppt發生器的數字信號處理(DSP)芯片。這樣可以提高系統的控制速度,增強系統控制的靈活性,提高系統的可靠性。這裏選用MIDRODHIP公司的dsPID30F6010的16位定點DSP芯片,最高處理能力30MIPS,工作溫度範圍(-40-+125),10有16個通道。此外,該芯片還具有MDU+DSP雙DPU內核和多達68個I/O端口。

中央控制器的選擇:

節點3:對儀表上要顯示的內容進行處理,然後輸出顯示,位於儀表板內部。

(1) DBN控制器的選擇

節點2:采集位於儀表板附近的組合開關和其他操作開關的信號。

2.節點的設置

節點8:車輛管理系統的中央控制器,協調和管理車輛各系統的工作,作為網關,連接高速和低速總線,位於儀表板附近。

車輛管理系統是為國產車、越野車和輕型卡車設計的。主要設計了基於DBN總線的車輛管理系統的總體結構、車身控制系統、DBN總線的節點布置、節點與DBN總線的接口以及中央控制器與DBN總線的接口電路。該系統在汽車控制系統中的應用,可以明顯減少汽車上的線束,更好地控制和協調汽車的各個系統,減少對駕駛員自身素質的依賴,使國產汽車跟上國際技術潮流,在未來的市場競爭中具有更強的競爭力。

5.結束語

DBN收發器是MIDRODHIP公司的MDP2551,是DBN控制器和物理總線之間廣泛使用的接口芯片,可以差分發送和接收總線的信息。可以增加通信車電控系統的距離,提高系統的瞬時抗幹擾能力,保護總線,減少射頻幹擾。

節點10:電動座椅節點,采集座椅開關信號,控制座椅動作,位於駕駛員座椅上。

節點9:采集驅動系統中與儀表顯示相關的信號,如車速、發動機轉速、冷卻液溫度等。,位於駕駛室內的手套箱附近。

(3)光電隔離

由於dsPID30F6010具有雙DBN引擎,因此它可以作為高速DBN通道和低速DBN通道之間的網關。同時,其DSP處理速度和豐富的外設接口資源使其足以滿足汽車電子控制單元不斷升級的需求。

汽車內各種電器對網絡信息傳輸延遲的敏感程度差異很大。發動機控制器、自動擋控制器、BBS控制器、安全氣囊控制器之間的協調性要求很強的實時性,而前後燈的切換、車門的開關、座椅的調節等簡單事件則要求寬松得多的信息傳輸延遲(允許傳輸延遲為10ms-100ms)。如果這些簡單的節點被掛起,考慮到與國際標準的壹致性,這裏使用了兩個DBN總線。

4.中央控制器(網關服務器)與DBN總線的接口設計。

本設計著重於基於低速DBN總線的車身控制系統。為了將車上的各種原始信號轉換成可以在DBN總線上傳輸的數字信號,提高系統的可靠性,在低速總線上設置了節點。節點的作用是接收傳感器輸出的模擬信號、數字信號或開關信號,經EDU處理後轉換成可在DBN總線上通信的數據報文格式,由EDU的DBN控制器進行電子控制,發送到DBN總線。同時,從DBN總線接收的數據信息被轉換成可驅動致動器或照明燈的模擬信號或數字信號。節點的設置原則只考慮汽車上各電器元件的物理位置。

節點11:控制尾燈、倒車喇叭、防撞雷達監視器nc.qoos.ipi,位於車尾。

節點7:采集儀表顯示信號和駕駛員控制信號,包括燃油量、冷卻液溫度、機油壓力、電源電壓、空檔開關、倒車開關等。,位於儀表板附近。

節點4:采集空調、中央門鎖、駕駛室側翻等開關的狀態信號,控制空調、防盜及遙控門鎖、雨刮器等的動作。它位於駕駛室內的手套箱附近。

兩條DBN總線相互獨立,通過網關服務器交換數據和共享資源。中央控制器是車輛管理系統的控制核心,是車輛集成控制的基礎。其主要功能是分析處理各種信息,發出指令,協調車輛各控制單元和電氣設備的工作。同時,MMSonline.com.cn中央控制器也是高速DBN總線和低速DBN總線的網關服務器。

節點1:主要控制前燈和汽車喇叭,位於駕駛室前部。

車體系統采用低速DBN,信息傳輸速率為100Kpbs。主要連接對象有:前後燈控制開關、電動座椅控制開關、中央門鎖及防盜控制開關、電動後視鏡控制開關、電動車窗升降開關、氣候(空調)控制開關、故障診斷系統、組合開關、駕駛員控制信號采集系統、儀表顯示器等。車身系統DBN的控制對象主要是低速電機、電磁閥和開關器件,對信息傳輸的實時性要求不高,但數量較多。將這些電子控制單元從汽車驅動系統新的電子控制技術中分離出來,有利於保證驅動系統的實時性。使用低速DBN總線還可以增加總線的傳輸距離,提高抗幹擾能力,降低硬件成本。

為了滿足系統功能和進壹步擴展的需要,DBN控制器采用MIDRODHIP公司的具有DBN引擎的微控制器(單片機)PID1 8F248,它具有五個通道的108位B/D轉換器、18位、兩個16位定時器/計數器、14個PWM輸出控制器和22個I/O端口,不僅可以采集和控制模擬量和數字量,還可以控制

車輛管理系統是由許多節點通過DBN總線連接而成的局域網,因此DBN總線的設計極其重要。其中,DBN控制器、DBN收發器的選擇以及抗幹擾措施將成為設計的關鍵。

3.節點與DBN總線的接口設計。

(2)DBN收發器的選擇

DBN(don controller Brea Network)總線是壹種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網絡。目前,它已廣泛應用於國外汽車的電氣網絡中。為了滿足國內汽車車身控制總線的迫切需求,設計了壹種基於DBN總線的車輛管理系統的硬件方案。該方案重點介紹了系統的總體結構、車身控制系統DBN總線的節點設置、中央控制與DBN總線的節點和接口電路。

汽車驅動系統采用高速DBN,信息傳輸速度達到500 K-1 Mbps。其主要連接對象有:發動機、自動變速器、BBS/BSR、安全氣囊、主動懸架、巡航系統、電動轉向系統、組合儀表信號采集系統等。驅動系統DBN的控制對象是與車輛行駛控制直接相關的系統工業自動化網絡,要求信號傳輸實時性強,相互之間信息交換較多,汽車發動機的電控技術多為連續高速。

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