Разработка и исследование мультиплексной системы управления электропакетом для автомобилей нового поколения

• Автор: Нгуен Хай Нинь
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОПАКЕТ КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ

1.1. Основные функции электропакета и его устройства

1.2. Анализ требований к электропакету

1.3. Особенности построения интерфейсов оконечных

устройств элекгронакета

1.4. Анализ и формирование ТТ для интерфейсов оконечных устройств

1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МУЛЬТИПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПАКЕТОМ

2.1. Возможные принципы построения системы управления электропакетом

2.2. Выбор структуры системы управления элекгропакетом
2.3. Формирование технических требований к элементной базе
2.4. Формирование технических требований к межмодульному интерфейсу
обмена данными
2.5. Анализ возможных путей решения диагностики системы управления
2.6. Формирование технических требований к системе
2.7. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ
3.1. Обзор существующих автомобильных интерфейсов обмена с целью выбора наиболее подходящего для решения конкретной задачи
3.2. Обзор и анализ существующей современной элементной базы подходящей для решения поставленной задачи
3.3. Выбор оптимальной элементной базы
3.3.1. Выбор микроконтроллеров
3.3.2. Выбор микросхемы ЬШ-трансивера
3.3.3. Микросхемы мониторинга состояния входных сигналов
3.3.4. Выбор микросхемы регулятора напряжения

3.3.5. Выбор силовых драйверов управления
3.4. Разработка принципиальных схем узлов системы управления
3.5. Описание алгоритма работы электропакета
3.6. Разработка программного обеспечения
3.7. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Описание лабораторного макета системы управления электропакетом
4.2. Результаты исследования и макетирования в лабораторных условиях
4.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1: Конструкторская документация центрального модуля
ПРИЛОЖЕНИЕ 2: Конструкторская документация переднего левого модуля... 154 ПРИЛОЖЕНИЕ 3: Конструкторская документация переднего правого модуля
ПРИЛОЖЕНИЕ 4: Конструкторская документация задних модулей
ПРИЛОЖЕНИЕ 5: Программное обеспечение на систему управления
ВВЕДЕНИЕ
За последние 20 лет автомобильная электроника совершила качественный скачок вперед, который можно сравнить по значимости с переходом от рамного принципа построения легковых автомобилей к несущему кузову в первой половине XX века. Количество и качество электронных систем достигли такого уровня, что в автомобиле уже сложно найти узел, куда бы не подходили провода от систем управления и диагностики. В результате, современный автомобиль — это сплав новейших технологий в агрегатостроении и электронике, в котором превалирующую роль постепенно занимает электронная часть. В то время как механические узлы улучшаются по интенсивному пути развития (увеличиваются мощность, эффективность, надежность), электронные системы развиваются по экстенсивному принципу, занимая новые области применения.
На мировом рынке электронных компонентов, автоэлектроника является одним из самых динамично развивающихся секторов, в который выгодно вкладывать средства. Наблюдается устойчивый рост потребления автомобильной индустрией электронных компонентов различной степени интеграции. Причем этот рост слабо подвержен влиянию неблагоприятных экономических факторов. По исследованию экспертов, темп роста автомобильного сегмента полупроводников составляет 12.9 процентов в год с 1994 до 2002 и 12.1 процентов - с 1997 по 2002, а за этот период общий рынок полупроводников растет только 4.3 процентов (1994-2002) и 0.9 процентов (1997-2002) соответственно. Даже в некоторых подсегментах автомобильной электроники наблюдается более высокий рост: автомобильная промышленность стала за последнее время основным и самым крупным потребителем микроконтроллеров (МК). Примерно каждый выпускаемый в мире 3-й МК находит применение в устройствах автоэлектроники (34 процента в 2002г., 31 процент в 2001г.). Объем датчиков, потребляемых в автомобильной промышленности составлял

в процессе вращения. Эти помехи возникают в основном в моменты между касаниями коллекторов с щетками и из-за несимметричности конструкции электродвигателя. Помехи исчезают только при прекращении движения электродвигателя в момент упора или при выключении, поэтому ослеживая сигналы помех, можно обнаружить момент упора стеклоподъемников. Система отслеживания помех (рис. 1.16) состоит из следующих основных узлов: шунта - керамического резистора Яш, включенного последовательно с электродвигателем, фильтра высоких частот, усилителя сигнала помехи и схемы формирования логического уровня для удобства обработки сигнала микроконтроллером.
Питание "+"
Рис. 1.16. Структурная схема системы отслеживания помех электродвигателя К достоинствам данного метода следует отнести его высокую экономичность, простоту внедрения и отсутствие зависимости работы схемы от изменений напряжения питания или температуры. Данное решение имеет недостаток, присущий любому методу с использованием шунта: большое выделение мощности на шунте и, как следствие, большие габариты шунта. С точки зрения безопасности, идея, положенная в основу метода, не оставляет возможности использовать его для предотвращения травмоопасных ситуаций, но позволяет отключить электродвигатель в случае аварийного упора на промежутке между двумя крайними положениями стекла.