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基于LIN总线汽车前灯运动控制系统的设计 - 汽车电子 - 免费猫

发布时间:2020-02-17 12:45:47 阅读: 来源:珍珠岩厂家

基于LIN总线汽车前灯运动控制系统的设计 - 汽车电子 - 电子工程网

控制器命令集的高抽象水平减少了MCU内微处理器的负载。根据前灯运动控制轴数量的不同而将调整应用是直接了当的方法。以模块化方式扩展硬件和软件设计,不会严重影响对主微控制器的要求。本系统只用一个MCU,并且要改变系统控制功能时增加或移走可选的电机很方便,花费也很少。目前的汽车常包含有带动态位置控制的前灯。对于高强度放电(HID)氙气灯,这种功能很关键。欧洲安全条例要求能动态控制主前灯光束的垂直位置,避免眩光。如果采用步进电机驱动器芯片,就可为这些应用只需几个无源元件的类似应用设计出集成电子电机驱动器电路。

驱动器芯片通过一条LIN、I2C或SPI总线得到高水平定位控制和诊断命令指令,并将其转换成驱动步进电机线圈的PWM信号。集成电机驱动器电路的优点包括能增加系统集成度,减小线束复杂度并降低EMI辐射,这样能降低系统成本,加快终端产品面市时间并提高性能。传统上来看,汽车卤素前灯系统都装有一个手动调节器,来对准前灯垂直方向。此装置含有一模拟伺服系统,包含有一传动、有刷直流电机的制动器驱动到与手动调节好的位置相对应的位置。伺服系统的反馈采用一个连接到制动器末端齿轮的电位计,电机驱动器为一功放。该系统相对来说价格低廉。

本设计采用的是线性步进电机前灯垂直定位方法。这类电机非常牢靠,并且工作在开环模式下不需要电位计反馈。线性运动通过一个螺栓/螺母组合实现。绕螺栓旋转的步进电机有一通过定子线圈内的控制电流带动磁转子。 用于卤素前灯水平定位系统、垂直定位、全适应前照明系统(AFS)等。

汽车前灯是对汽车夜间行驶安全性很关键的器件,控制其位置的电机必须也工作在自动方式,如果通讯总线发生故障,要将灯转到安全位置。这一要求意味着,驱动器电路必须在不借助外传感器情况下检测停转位置,通过其微步进模式,保证运动无声而平滑。因此,对任何前灯位置控制架构,不论是集中式的还是分布式的,这些功能都是很基本的特征。

软件设计

车灯控制系统主要完成两个功能:一是实现LIN子节点对车灯的控制;二是实现对车灯故障的诊断。在控制中,通过分析总线电位和驱动电路中输入、输出、故障诊断引脚的电位来判断系统是否发生故障。

要使LIN总线节点有效、实时地完成通信任务,软件设计是关键。本设计采用结构化程序设计方案,具有较好的模块性、可移植性和可修改性。

LIN信息的接收采用中断方式,当MC68HC908QL4控制器检测到符合该节点要求的信息帧后,首先判断本地节点接收到的是什么信息,若为控制信息,则接收2个字节的数据信息;若为查询信息,则将本地节点车灯的状态以信息帧的形式发送回主节点,以反映节点情况。然后判断,若为接收数据帧,则在 SLIC模块中的数据寄存器(SLCDx)上读取相应的信息。最后是根据数据信息中相关的位进行车灯控制,在发出控制信号后,相应采集车灯驱动芯片输入、输出和故障诊断引脚的电位,驱动车灯的运动状况,接通水平方向车灯、接通左右方向车灯、AFS照明系统,通过对电位的分析判断,向驱动电路发出控制信号,若不需要启动车灯,则发送一个返回信息,返回到扫描车灯的位置。其程序设计车灯控制的流程如图4所示。

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