汽车CAN网络下的电控系统可靠性设计探讨1
成都盘沣科技有限公司   2014-03-05 11:50:17 作者:SystemMaster 来源:成都盘沣科技有限公司 文字大小:[][][]

   被测试车型为某合资品牌常见的车型,其车载网络(包括CAN网络)结构、电控系统控制策略在该合资品牌的众多车型中比较典型,电控系统的设计也比较典型,值得参考

车门电控单元的工作模式:

车门控制单元采集车门门锁开关、车窗开关、后视镜开关、车锁位置传感器信号的同时,根据本地信号和CAN网络信号综合处理后控制车门门锁、车窗升降、后视镜电机和门灯、开关背光灯

1、一个电控单元(或称为ECU、电脑板)的多电源设计

 

2路电源供电的车门控制单元及外围设备电路图

 

车门控制单元实物图

(该车门控制单元为电脑与车窗升降电机一体结构,左侧为电脑,右侧为车窗升降电机,上部分为电机减速等机械机构)

车门控制单元具有2路供电电源,具有各自的保险丝接入到车载供电系统。外部执行机构被保险丝中的一路电源或同时两路电源供电,这样的设计目的是为了在一些执行机构出现与地线短路的情况下,整个电控系统还不至于瘫痪,还能够具备正常的开锁功能等应急措施。电控单元核心处理器和诊断电路是两路电源同时供电,这样设计也能够保证电控单元在出现各种故障后,可以与诊断仪进行通信,告知诊断仪故障情况。

2、控制策略的人性化、可靠性设计:

车窗电机在未接入执行机构时,由于没有负载,车窗电机(直流电机)的转速将会比较快,此时由于检测到无法车窗所在位置(实际上是检测到车窗电机以无负荷方式运转),所以在操作一键升降开关时,只允许车窗电机以车窗下降的方向转动,一键降窗开关有效,一键升窗开关无效(为了避免电控单元故障而导致人被车窗夹住)。

3、车窗位置检测技术

 

拆解后的车窗升降电机(红框内为多级径向磁铁)

车窗升降电机采用直流电机,直流电机的转速受到负荷、供电电压等的影响,通过改变电流方向可以改变转动方向。

多级径向磁铁,即是径向充磁方式,在一个圆形磁环上形成2个以上的南北极,一个圆具有多个南北极后,在被霍尔传感器检测时,霍尔传感器将可分辨出圆形转动的大致角度。

该车窗ECU电路板板载霍尔传感器,该传感器靠近电机输出轴上安装的径向磁铁,由此可以判断出电机转动的大致角度、速度。

防夹检测原理:

ECU内部的检测电路,检测到车载电源的供电电压,以此可以推断出车窗升窗时正常升降速度。

ECU通过霍尔传感器检测到电机运转时的运行速度、一个磁极到另外一个磁极的运行时间、车窗升/降距离(通过转动的角度总和来计算)。

ECU检测到在车窗玻璃上升过程中未靠近记录的上升终点时,如正常运行时一个磁极到下一个磁极的运行时间为5ms,而运行一段时间后从一个北极到下一个南极的运行时间是7ms,这个南极到下一个北极的运行时间变为10ms,则判定为需要执行防夹动作,车窗升降电机反转。

 

 

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