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基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

作者:时间:2016-10-22来源:网络收藏
基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

3.5 电机驱动模块

电机驱动模块是系统的核心部分,其承担着雨刷电机的正转和反转,以及检测电流的变化,当雨刷遇堵转时则作出相应的处理。出于成本及稳定性等多方面因素的考虑,选用Freescale的芯片MM908E625,用于开发汽车分布式控制单元,该芯片取代了传统的MCU、H桥驱动器和LIN物理层收发器的解决方案,有效降低了外围器件的数量,且减小了成本。

模块采用MM908E625直接控制雨刷继电器的方法,继电器选用欧姆龙的G5CA-1A-E,并利用H桥低端通道的电流反馈功能实时监控电机的工作状态。通过模拟多路复用器选择相应的H桥低端通道,并采用MCU上的ADC监测该电流来判断电机是否堵转,当电流大于某一阈值时,故障信息会被单片机采集,并进行相应处理,并通过传输到主控单元的液晶屏显示。片内集成的LIN物理层收发器通过MCU上的ESCI模块实现LIN协议的数据链路层驱动器,从而实现通讯的功能。子单元控制芯片引脚使用情况,如图3所示。

基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

4 控制系统软件设计

电机检测模块对电机的运行状态进行检测,然后将不同的检测信息分别发送给消息解析模块和电机控制模块,通过这些检测信息,对电机进行有效的控制。检测信息经解析处理后,分别发送给LIN通信和功能处理模块,LIN模块将信息发送到上,实现系统和网关的通信。诊断模块将从功能处理模块上获得的故障信息进行诊断,也同样通过LIN通信模块和网络进行通信。电机控制模块通过接收到的检测信息,来判断雨刷电机的转速,再将输出转速和检测转速进行对比,经优化算法得出更为优化的控制。

由于MM908E625内部并未集成EEPROM,因此雨刷电机的阈值电流等信息需通过LIN总线发送到主控单元进行保存,系统上电启动时,再进行初始化。此外通过LIN总线去读取主控单元的触摸输入信号,以控制雨刷电机的运转。在运行过程中,实时采集电枢的电流,判断是否大于阈值电流IM,若电流值大于阈值电流3次,则将雨刷电机复位,停止刮水动作。此过程中,子控制器将当前雨刷的状态参数通过LIN总线实时反馈给主控器并进行显示。子系统软件流程如图4所示。

基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

5 实验测试

图5所示为智能雨刷控制系统工作时,使用示波器采集到的LIN总线上报文帧的信号波形。从图中显示的两个报文帧可看出,每个报文帧由帧头和响应组成,两个报文中间是中断场。图中信号的峰值电压为11.72 V,表明LIN总线采用12 V供电模式。电枢电流的正常值为6 A,人为使电机堵转时,电流上升至10 A,在经过一段时间后,雨刷电机复位,停止刮水动作。经反复测试,该系统可根据雨量大小对雨刮运转速度进行智能控制,实现预期的智能控制。

基于LIN总线的汽车雨刮控制系统设计

6 结束语

本文介绍了基于LIN总线的智能雨刷系统设计,通过红外传感、电流检测和主控液晶进行了检测控制,并可根据雨量大小对雨刮运转速度进行智能控制,无需驾驶员手动控制。同时将其接入LIN网络,简化了硬件结构、提高了安全性且降低了成本。实验结果证明,该系统运行稳定,达到了预期的功能。


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