Блок управления дверями автомобиля — функции сети CAN

Главная » Советы по ремонту » Блок управления дверями автомобиля — функции сети CAN

Модуль или блок управления дверью

На сегодняшний день дверь автомобиля сконцентрировала в себе множество устройств и новшеств. Чисто механический замок и устаревший вариант механического привода стеклоподъемников с управлением путем вращения какой-то ручки не вызывает никаких положительных эмоций. Да и современным требованиям надежности, безопасности и комфорта автомобиля уже не вполне отвечает. И действительно, время таких конструкций проходит.

Блок управления дверью пежо

Сейчас потребителей современных автомобилей как минимум интересует, чтобы комплектация двери включала в себя электростеклоподъемники, позиционирование и подогрев зеркал, центральный замок.

И даже это сегодня устраивает уже не всех. Если электростеклоподъемники — то желательно с системой защиты от попадания посторонних предметов.

Если подогрев зеркал — то автоматический. Не мешало бы, чтобы и процесс очистки зеркал от грязи был автоматизирован. Ну а с замком — тут и управление всеми дверьми и стеклоподъемниками от одного ключа, тут и дистанционное управление, и реагирование только на своего хозяина, и максимальная защита от несанкционированного доступа и т.д.

Ну что ж, это вполне оправданно. Поездка на автомобиле должна быть комфортной и приносить удовольствие.

Конечно, все эти усовершенствования требуют нового подхода в проектировании автомобиля. Интегрирование электроники и компьютерных сетей в автомобильную технику — один из пунктов, позволяющих достичь хороших результатов. Понятно, что достичь всего сразу невозможно. Это связано и со спецификой производства автомобилей: требуется некоторое время на коррекцию технологических цепочек.

Отсюда следует, что именно интеллектуальные блоки дверей позволят сравнительно безболезненно интегрировать сетевую архитектуру в автомобиль, не затрагивая при этом никаких других уже существующих систем.

Очевидно, здесь просматривается несколько шагов:

  1. Интеллектуальная дверь в составе старой конфигурации электрики.
  2. Интеллектуальная дверь в составе локальной сети.
  3. Интеллектуальная дверь в составе глобальной сети автомобиля.
  • Первый шаг позволит наделить дверь новыми функциональными возможностями, а также повышенными качеством и надежностью.
  • Второй даст возможность создать локальную сеть, объединяющую все двери, и наконец избавиться от многочисленных межмодульных проводов.
  • Третий шаг — это интеграция дверей в глобальную сеть автомобиля, позволяющую еще более расширить функциональные возможности как локального, так и глобального характера.

Кстати, такой подход значительно упростит проектирование и совершенствование в дальнейшем программного обеспечения. А разделение на уровни позволит строить аппаратно независимые программы, что на сегодняшний день очень актуально.

Рассмотрим варианты построения интеллектуальных блоков управления дверей, основные функции, структурные схемы и применяемую элементную базу.

Какие же основные функции должна выполнять дверь? Каковы возможные варианты исполнения? И нужно ли различие, например, между функциональным наполнением двери со стороны водителя и со стороны пассажира? Очевидно, что да.

Конечно, главный акцент сконцентрирован на водителе. Во время движения водителю надо чувствовать себя комфортно, иметь все необходимое под рукой, не делать лишних движений, ничто не должно отвлекать его внимания. Плюс к этому на водителя возлагаются дополнительные обязанности за обеспечение безопасности пассажиров. Следовательно, он обязан контролировать функции дверей, доступ к которым со стороны пассажиров невозможен.

И все это должно учитываться на стадии проектирования интеллектуальной двери.

Функции блока управления водительской двери

Наиболее функционально насыщена дверь со стороны водителя.

  • Четыре клавиши управления стеклоподъемниками всех дверей
  • Клавиша блокировки задних стеклоподъемников.
  • Клавиша блокировки замков дверей.
  • Блок клавиш позиционирования зеркал заднего вида.
  • Клавиша включения обогрева зеркал заднего вида.
  • Клавиша включения местного освещения.

Необходимость управлять стеклоподъемниками четырех дверей со стороны водителя обусловлена прежде всего удобством. Водитель во время поездки должен чувствовать себя комфортно, при этом предоставляя удобства и пассажирам. Наличие клавиши блокировки работы задних стеклоподъемников предусмотрено исключительно ради безопасности пассажиров, особенно детей. Дети есть дети, именно они во время поездки обращают повышенное внимание и на то, что происходит за окном, и на всякие любопытные кнопочки внутри салона, что вполне естественно. Дабы избежать неприятностей, водитель должен иметь возможность заблокировать управление стеклоподъемниками.

Клавиша блокировки замков дверей также служит обеспечению безопасности пассажиров и должна располагаться именно со стороны водителя. Практика показывает, что редко кто пользуется механическим блокиратором — то ли по забывчивости, то ли… А случайно открыть дверь во время движения очень легко. Особенно это актуально, когда в автомобиле находятся дети.

Следующий блок относится к позиционированию зеркал. Данный вариант состоит из джойстика позиционирования вверх-вниз, влево-вправо, двух кнопок выбора регулировки зеркал со стороны водителя или со стороны пассажира, кнопки выбора позиционирования потолочного зеркала и кнопки включения подогрева зеркал. Последняя клавиша предназначена для включения местного освещения.

Модуль дверей является интеллектуальным устройством, следовательно, предоставляется возможность автоматического исполнения тех или иных функций, а также и индивидуального программирования. Глубина функциональных возможностей зависит как раз оттого, на каком этапе интегрирована интеллектуальная дверь в автомобиль, а также от класса автомобиля и варианта комплектации.

На первом этапе в дополнение к функции ручного включения обогрева зеркал можно ввести и функцию автоматического обогрева — достаточно в модуль дверей интегрировать соответствующие датчики.

В развитие этого возможна и автоматизация процессов очистки зеркал от грязи и парковки зеркал.

Приятной для владельцев автомобилей будет и реализация режима автоматического паркинга:

  • поднятие стекол,
  • парковка зеркал,
  • блокировка замков.

Второй этап — реализация локальной сети — имеет своей целью избавление от многочисленных межмодульных связей.

CAN-сеть блока управления

Именно на данном этапе делается первый шаг к замене многометровой паутины проводов, связывающих различные узлы, компьютерной сетью. При полной сетевой конфигурации можно реализовать функцию автоматического блокирования замков дверей. Для этого блоку управления двери достаточно запросить по компьютерной сети информацию с датчика скорости. При получении данных о скорости движения автомобиля микрокомпьютер сам примет решение о блокировке дверей, избавляя водителя от дополнительных манипуляций.

Опция индивидуального программирования некоторых режимов тоже представляет интерес. Если вы постоянно возите в автомобиле своих детей в школу, то по рассеянности что-то можно и не включить. Да и невозможно все помнить. А компьютерная система придет на помощь. Зная, что утром примерно в одно и тоже время вы совершаете поездку, компьютеру можно дать задание, чтобы он при достижении определенного времени автоматически поднимал стекла выбранных дверей и блокировал их, а при начале движения блокировал и замки дверей.

Полная конфигурация дает еще один достаточно важный положительный аспект. Это защита автомобиля от несанкционированного доступа. Как таковой отдельной «коробочки» противоугонной системы уже нет. Здесь буквально все блоки управления автомобиля в той или иной мере принимают участие в реализации охранных функций. Они сами принимают решение, какой алгоритм охраны на данный момент времени задействовать и какие модули должны в этом участвовать. И это очень важно.

Простое сравнение — стандартная модель охранной системы с известным общим алгоритмом и интеллектуальная распределенная система с неизвестным алгоритмом. Разница очевидна.

Надежность и самодиагностика блока управления двери.

Разумеется, при проектировании интеллектуальных блоков управления необходимо использовать новейшую элементную базу. Так, сравнительно ненадежные электромеханические коммутаторы должны быть забыты. От них только проблемы — и с поиском неисправностей, и с электромагнитной совместимостью, и с габаритами и т.д. Применение новых интеллектуальных электронных ключей позволит избавиться от тех неудобств, которые дают реле. А встроенная система защиты и диагностики как коммутируемой нагрузки,так и самого ключа еще и избавит от таких устройств, как блоки реле и предохранителей.

Ну и диагностика. Такой блок управления сам будет в процессе работы отслеживать исправность своих узлов. А при необходимости и принимать решения по устранению тех или иных возникающих неисправностей. И что важно, обо всех неполадках немедленно будет сообщено водителю.

Варианты доставки предупреждающих сообщений могут широко варьироваться. Это локальная световая индикация, текстовая или графическая информация на экране дисплея, звуковая информация, в том числе и синтезированная. Все зависит от класса автомобиля и его комплектации.

Конечно, такая гибкость в функциональном наполнении и конфигурировании возможна лишь при условии применения микропроцессорной техники. Именно это дает возможность воплощать множество интересных идей.

Так как автомобили выпускаются в разных классовых категориях, да к тому же еще и в различных вариантах комплектации, выпуск многочисленных вариантов блоков управления будет совершенно не оправдан. Да это и ненужно. Достаточно разработать единый базовый вариант модуля. А варианты комплектации лишь потребуют установки тех или иных исполнительных элементов или простого подключения необходимых датчиков. И то не всегда: если такой датчик уже установлен в системе, то другой модуль автоматически обнаружит его в сети и согласно своему алгоритму будет по необходимости запрашивать у него информацию.

Кстати, такой подход значительно облегчает проектирование и программного обеспечения. Коль скоро значительные материальные и временные затраты сейчас перераспределены в область проектирования именно программных продуктов, то качество и быстрота создания программного обеспечения при серьезной конкурентной борьбе — это залог успеха.

Используя технологию объектно-ориентированного программирования, можно создавать программные продукты с возможностью их дальнейшей модернизации. Смысл состоит в том, что создается базовый программный модуль, выполняющий некий «стандартный» набор функций. Применяя принцип наследования, совершенно безболезненно и ни в коем случае не затрагивая базовые программы, можно дополнительно вносить усовершенствования алгоритмов, а также добавлять новые программы. Следовательно, с появлением новых модулей отпадет какая бы то ни было необходимость разрабатывать с нуля новое программное обеспечение. Более разумно унаследовать от прежних версий все самое лучшее и, главное, отработанное. Плюс добавление новых программ. Это уменьшит количество ошибок и сократит время на разработку.

Еще одно преимущество состоит в интеллекте. Приведем пример. При установке нового блока управления в сеть автомобиля блок управления сам опросит всю систему и оптимально настроится на работу. Если же выяснится, что для полного функционирования не хватает информации от каких-то устройств в силу их отсутствия, модуль, во-первых, сообщит об этом, во-вторых, постарается максимально настроиться и без них.

Рассмотрим пример архитектуры интеллектуального блока управления дверей.

Схема блока довольно проста и состоит из таких основных узлов:

  • как микрокомпьютер,
  • сетевой интерфейс,
  • блок приема команд,
  • узел приема информации с датчиков, драйверов управления потребителями и блока питания.

Микрокомпьютер, сетевой интерфейс и блок питания представляет собой базовый вариант. Все остальное относится к управлению потребителями и варьируется в зависимости от класса автомобиля.

В качестве микрокомпьютера здесь наиболее предпочтительно применение однокристальной машины, в которой интегрированы помимо центрального процессора также системная память, память программ и множество необходимых периферийных устройств управления потребителями и обработки поступающей информации.

Сетевой интерфейс — устройство, при помощи которого блок управления связывается с другими модулями и обменивается текущей информацией. В нашем примере интерфейс работает в стандарте CAN. Здесь следует подчеркнуть, что на сегодняшний день ряд моделей микрокомпьютеров интегрировал в себя этот интерфейс, внешним остается лишь устройство согласования с линией связи.+12 В

Назначение блока питания — это выработка необходимых напряжений для питания электроники модуля. Тут следует отметить, что применение новых импульсных DC/DC-конверторов наиболее предпочтительно, нежели линейных стабилизаторов. Во-первых, они обладают большим кпд и эффективностью и, конечно, имеют полный набор защитных средств:

это защита и от входных разнополярных импульсных помех (что в автомобильной технике очень актуально), и от перегрузок по току, и от перегрева кристалла.

Блок приема команд предназначен для ввода информации, поступающей от локальных кнопок. Таковыми являются встроенные пульты в дверях со стороны водителя и пассажиров.

Узел приема информации с датчиков предназначен для локального подключения всевозможных датчиков, например датчика температуры внешнего зеркала заднего вида.

Следующий блок относится непосредственно к управлению исполнительными механизмами, отвечающими за работу, например, стеклоподъемников, замка, за позиционирование, подогрев и парковку зеркал, включение местного освещения.

Приведенный перечень устройств, конечно, не является окончательным. Эта группа может широко варьироваться в зависимости от класса и варианта комплектации автомобиля. Здесь, наверное, можно отметить только то, что гибкость в конфигурировании возможна исключительно благодаря применению новой элементной базы.

В управлении исполнительными механизмами используются монолитные силовые микросхемы без дополнительной обвязки. Они непосредственно стыкуются с выводами процессора, и непосредственно к ним подключается нагрузка. Помимо управления нагрузкой эти микросхемы имеют встроенную диагностику и элементы защиты силовых цепей от различного рода перегрузок по току, от короткого замыкания, перегрева кристалла и т.д.

Непосредственно коммутацию нагрузки осуществляет электронный ключ. Он, в отличие от электромеханического реле, лишен таких «прелестей», как, например, дребезжание контактов, являющееся источником импульсных помех. Это значительно снижает общий фон электромагнитных помех. В итоге радио будет работать лучше, да и здоровью «лишнее» электромагнитное излучение ни к чему.

В качестве центральной машины применена 16-разрядная однокристальная микроЭВМ серии с16х фирмы INFINEON. Это специально разработанный кристалл для применения в автомобильной технике с набором необходимого периферийного оборудования, который включает в себя многоканальный аналого-цифровой преобразователь для съема и преобразования аналоговой информации с датчиков и других узлов. Это несколько независимых каналов широтно импульсных модуляторов для управления двигателями. Это многоканальная PCI-матрица для одновременного контроля временных интервалов в реальном масштабе времени. Это схема контроля работоспособности самого кристалла и др.

Для управления потребителями использованы специально разработанные интеллектуальные ключи. В данном варианте для управления стеклоподъемниками используется электронный ключ серии BTS 7990, замком — BTS 7750, позиционированием зеркал — TLE 6208, подогревом зеркал — BSP 762.

Схема предельно проста: микрокомпьютер и коммутаторы. Так и должно быть. Технология производства высокоинтегрированных компонентов (самих по себе достаточно сложных) позволяет делать это. Чем меньше компонентов, тем выше надежность, ниже стоимость и меньше габаритные размеры.

Конструктивно блок управления дверей выполнен в виде функционально законченного устройства.

Такая конструкция, несомненно, имеет ряд положительных качеств: установка проста, дополнительной регулировки не требуется, а ремонт сводится к элементарной замене модуля блока управления.

Допустим, возникли какие-то неполадки с блоком управления двери.

  • Во-первых, компьютерная система вас о них проинформирует.
  • Во-вторых, посещение фирменного сервис-центра не отнимет много времени.

Эта технология предоставит вам два варианта решения проблемы: замена неисправного блока управления исправным только на время ремонта или насовсем. Определяющими факторами здесь будут масштабы неисправности и Ваше желание вновь посетить сервис-центр. В принципе технология поверхностного монтажа не предусматривает ремонта. Значительно дешевле простая замена.


Проголосуйте, понравилась ли вам статья?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Проголосовало 2, оценка: 5,00 из 5)
Загрузка...

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*