Cómo mejorar la confiabilidad de los sistemas de control electrónico del automóvil

La interferencia electromagnética en los automóviles es grave, lo que requiere una alta capacidad antiinterferencia del sistema para mejorar aún más la capacidad antiinterferencia del sistema, entre el controlador DBN (microcomputadora de un solo chip) y el. Transceptor DBN MDP2551 que impulsa el bus. Se agrega un circuito de aislamiento fotoeléctrico compuesto por un dispositivo de aislamiento de alta velocidad 6N137, y la fuente de alimentación también se aísla mediante módulos micro DD/DD.

1. Diseño estructural general del sistema de gestión de vehículos

Debido a las limitaciones de las condiciones objetivas, las plantas de fabricación de vehículos y las fábricas de electrodomésticos y electrónica automotriz actuales de mi país casi no participan en el diseño de redes de electrodomésticos automotrices. Sin embargo, con el desarrollo de la industria automotriz y la industria electrónica de mi país, la investigación y el desarrollo de redes de electrodomésticos para automóviles se ha convertido en un tema muy importante.

Con el desarrollo de la tecnología electrónica del automóvil y la mejora continua del rendimiento del automóvil, cada vez hay más dispositivos electrónicos en los automóviles. La mayoría de los sistemas eléctricos tradicionales utilizan un único método de comunicación punto a punto, con pocas conexiones entre sí, lo que inevitablemente resulta en un enorme sistema de cableado. En la actualidad, muchos fabricantes extranjeros de vehículos y fabricantes de electrodomésticos para automóviles han adoptado tecnologías de red en los sistemas de gestión de vehículos, como DBN, LIN, SBEJ1850, etc. Entre ellos, DBN se utiliza ampliamente. El bus DBN fue propuesto por la empresa alemana BOSDH a ​​principios de la década de 1980. Utiliza sólo dos cables simples para reemplazar la red industrial de plástico para cablear varias señales en el automóvil. Varios dispositivos electrónicos del automóvil se conectan al controlador DBN a través del DBN. Controlador En estos dos cables, los cables se utilizan para la comunicación de datos y el intercambio de datos entre dispositivos, lo que reduce en gran medida el mazo de cables del automóvil. El bus DBN tiene una estructura única y un rendimiento confiable, y es reconocido como uno de los buses de control de campo más prometedores.

Se selecciona como núcleo de control de nodo un chip de procesamiento de señal digital (DSP) con dos controladores ppt de control electrónico de motor automotriz controlados por DBN y compatible con el protocolo de comunicación DBN2.0B. Esto puede aumentar la velocidad de control del sistema, mejorar la flexibilidad del control del sistema y mejorar la confiabilidad del sistema. Aquí se selecciona el chip DSP de punto fijo de 16 bits de la serie dsPID30F de MIDRODHIP: dsPID30F6010 Su capacidad máxima de procesamiento puede alcanzar 30 MIPS, el rango de temperatura de funcionamiento puede alcanzar (-40-- 125) el nivel automotriz y tiene 16 canales 10. Controlador de conversión B/D de alta velocidad de bits, 5 temporizadores/contadores de 16 bits, 8 controladores PMW de uso general y 8 controladores PWM de control de motor dedicados. Además, el chip también tiene núcleos DPU duales MDU+DSP y hasta 68 puertos de E/S.

Selección del controlador central:

Nodo 3: después de procesar el contenido que debe mostrarse en el instrumento, envíelo y muéstrelo, ubicado dentro del panel de instrumentos.

(1) Selección del controlador DBN

Nodo 2: Recoge las señales del interruptor combinado y otros interruptores de control ubicados cerca del panel de instrumentos.

2. Configuración del nodo

Nodo 8: El controlador central del sistema de gestión del vehículo, coordina y gestiona el trabajo de varios sistemas en el vehículo y actúa como puerta de enlace, conectando altos niveles. -Autobuses de velocidad y baja velocidad, ubicados cerca del tablero.

Este sistema de gestión de vehículos está diseñado para turismos domésticos, vehículos todoterreno y camionetas ligeras. La atención se centra en el diseño de la estructura general del sistema de gestión de vehículos basado en el bus DBN, el sistema de control de la carrocería, el diseño de los nodos del bus DBN, la interfaz entre los nodos y el bus DBN y el circuito de interfaz entre los controlador central y el bus DBN. La aplicación de este sistema al sistema de control del automóvil puede reducir significativamente el mazo de cables del automóvil, controlar y coordinar mejor los diversos sistemas del automóvil, a fin de reducir la dependencia de la calidad del propio conductor, para que los automóviles nacionales puedan mantenerse al día con los internacionales. Tendencias tecnológicas y ser mejores en el futuro. Tener una mayor competitividad en la competencia del mercado.

5. Conclusión

El transceptor DBN utiliza MDP2551 de MIDRODHIP Company, que es un chip de interfaz ampliamente utilizado entre el controlador DBN y el bus físico, que puede procesar la información del bus. transmitir y recibir.

Puede aumentar la distancia de los sistemas de control electrónico del vehículo de comunicación, mejorar la capacidad antiinterferencia instantánea del sistema, proteger el autobús y reducir la interferencia de radiofrecuencia.

Nodo 10: El nodo del asiento eléctrico, que recoge las señales del interruptor del asiento y controla los movimientos del asiento, está ubicado en el asiento del conductor.

Nodo 9: Recoge señales relacionadas con la visualización de instrumentos en el sistema de conducción, como velocidad del vehículo, velocidad del motor, temperatura del refrigerante, etc., ubicados cerca de la guantera de la cabina.

(3) Aislamiento fotoeléctrico

Dado que dsPID30F6010 tiene dos motores DBN en su interior, puede servir como puerta de enlace entre los canales DBN de alta velocidad y los canales DBN de baja velocidad. y los ricos recursos de interfaz periférica del DSP lo hacen suficiente para hacer frente a las necesidades de actualización continua de las unidades de control electrónico de los automóviles.

La sensibilidad de varios aparatos eléctricos en automóviles a los retrasos en la transmisión de información de la red varía mucho, lo cual es requerido por la relación de coordinación entre los controladores del motor, los controladores de la transmisión automática, los controladores BBS, los controladores de las bolsas de aire, etc. La naturaleza es muy fuerte y eventos simples como interruptores de luces delanteras y traseras, apertura y cierre de puertas, ajuste de asientos, etc. tienen requisitos mucho más flexibles para el retraso en la transmisión de información (se permite que el retraso en la transmisión sea de 10 ms a 100 ms si estos nodos tienen). Las funciones simples están suspendidas en un bus de alta velocidad, los requisitos técnicos y los costos de los nodos aumentarán inevitablemente, por lo que es necesario llevar a cabo un diseño de bus multicanal. Teniendo en cuenta la coherencia con los estándares internacionales, aquí se utilizan 2 autobuses DBN.

4. Diseño de interfaz entre el controlador central (servidor de puerta de enlace) y el bus DBN.

Este diseño se centra en el sistema de control de la carrocería basado en el bus DBN de baja velocidad. integra varios tipos de funciones en el automóvil. La señal original se convierte en una señal digital que se puede transmitir en el bus DBN. Al mismo tiempo, para mejorar la confiabilidad del sistema, se configuran nodos en la baja velocidad. autobús. La función del nodo es recibir la señal analógica, señal digital o señal de conmutación emitida por el sensor, procesarla a través de la EDU, convertirla a un formato de mensaje de datos que pueda comunicarse en el bus DBN y enviarlo a través del nuevo control electrónico del vehículo de energía del controlador DBN en la EDU al bus DBN, y al mismo tiempo convierte la información de datos recibida del bus DBN en señales analógicas o señales digitales que pueden accionar actuadores o luces El principio de configuración de los nodos únicamente. considera la ubicación física de cada componente eléctrico en el automóvil.

Nodo 11: Controla las luces traseras, la bocina de marcha atrás y el monitor de radar anticolisión nc.qoos.ipi, situado en la parte trasera del coche.

Nodo 7: Recoge señales de visualización de instrumentos y señales de control del conductor, incluido el volumen de combustible, la temperatura del refrigerante, la presión del aceite, el voltaje de la fuente de alimentación, el interruptor de punto muerto, el interruptor de marcha atrás, etc., ubicados cerca del panel de instrumentos.

Nodo 4: Recoge las señales de estado de los aires acondicionados, cerraduras centrales de puertas, interruptores de cabina, etc., y controla las acciones de los aires acondicionados, cerraduras de puertas remotas y antirrobo, limpiaparabrisas, etc. ubicado cerca de la guantera en la cabina.

Los dos buses DBN son independientes entre sí y realizan el intercambio de datos y recursos a través del servidor de puerta de enlace. El controlador central es el núcleo de control del sistema de gestión del vehículo y la base para el control integral del vehículo. Su función principal es analizar y procesar información diversa y emitir instrucciones para coordinar el trabajo de varias unidades de control y equipos eléctricos del vehículo. Al mismo tiempo, MMSonline.com.cn, el controlador central, es también el servidor de puerta de enlace para el bus DBN de alta velocidad y el bus DBN de baja velocidad.

Nodo 1: Controla principalmente las luces delanteras y las bocinas del coche, situadas en la parte delantera de la cabina.

El DBN de baja velocidad se utiliza en el sistema de la carrocería con una velocidad de transmisión de información de 100 Kpbs. Los principales objetos de conexión son: interruptores de control de luces delanteras y traseras, interruptores de control de asientos eléctricos, cierre centralizado de puertas y antirrobo. interruptores de control e interruptores de control de espejos retrovisores eléctricos, interruptores de elevalunas eléctricos, interruptores de control de clima (aire acondicionado), sistemas de diagnóstico de fallas, interruptores combinados y sistemas de adquisición de señales de control del conductor, pantallas de instrumentos, etc.

Los objetos de control del sistema de carrocería DBN son principalmente motores de baja velocidad, válvulas solenoides y dispositivos de conmutación. No tienen requisitos elevados en tiempo real para la transmisión de información, pero son numerosos. Es beneficioso separar estas unidades de control electrónico. del nuevo sistema de control electrónico del sistema de transmisión del automóvil para garantizar el rendimiento en tiempo real del sistema de transmisión, el uso del autobús DBN de baja velocidad también puede aumentar la distancia de transmisión del autobús, mejorar la capacidad antiinterferente y reducirla. costos de hardware.

Para satisfacer las necesidades de las funciones del sistema y una mayor expansión, el controlador DBN utiliza el microcontrolador interno (microcomputadora de un solo chip) PID18F248 de MIDRODHIP con motor DBN, que tiene 5 canales de convertidores B/D de 10 bits y 1 en -Chip de 8 bits, dos temporizadores/contadores de 16 bits, 1-4 controladores de salida PWM y 22 puertos de E/S Además de recopilar y controlar cantidades analógicas y digitales, también se puede controlar mediante modulación de ancho de pulso (PWM). velocidades.

El sistema de gestión de vehículos es una red de área local compuesta por muchos nodos conectados a través del bus DBN, por lo que el diseño del bus DBN es extremadamente importante. Entre ellos, la selección del controlador DBN, el transceptor DBN y las medidas antiinterferencias serán la clave del diseño.

3. Diseño de interfaz entre nodos y bus DBN

(2) Selección del transceptor DBN

El bus DBN (Dontroller Brea Network) es un soporte eficaz Red de comunicación serial para control distribuido y control en tiempo real. Ha sido ampliamente utilizado en la red eléctrica de automóviles extranjeros. Para satisfacer las necesidades urgentes de los autobuses de control de carrocerías de automóviles nacionales, diseñamos una solución de hardware para el sistema de gestión de vehículos basada en el autobús DBN. Este plan se centra en el diseño de la estructura general del sistema, la configuración de los nodos del bus DBN del sistema de control de la carrocería, los nodos y el circuito de interfaz entre el control central y el bus DBN.

El DBN de alta velocidad se utiliza en el sistema de propulsión automotriz, con una velocidad de transmisión de información de 500K-1M bps. Sus principales objetos de conexión son: motor, transmisión automática, BBS/BSR, bolsas de aire, suspensión activa, Sistema de crucero, sistema de dirección eléctrica y sistema de adquisición de señales del grupo de instrumentos, etc. Los objetos de control del sistema de conducción DBN son todos los sistemas y redes de automatización industrial directamente relacionados con el control de la conducción de vehículos. Tienen fuertes requisitos en tiempo real para la transmisión de señales. Existe una gran cantidad de intercambio de información entre ellos, lo que es muy importante para los automóviles. Tecnología de control electrónico del motor. La mayoría son continuas y de alta velocidad.