基于TLE7810的车门控制系统设计

2011-03-08 18:52:11来源: 互联网 关键字:TLE7810  车门控制系统  ECU  Relay
  汽车技术发展至今,电子控制单元(ECU)已经应用到在汽车内部的各个环节,技术也日趋成熟。作为车身电子的重要组成部分,车门电子自动控制技术的发展也十分迅速。但在实际应用中,凡是电动车窗或车门设备都有潜在的卡死可能,由此便可引发伤人的危险。因此,在门控系统中,车窗防夹设计占有极其重要的位置。

  大多数已有的具有防夹功能的电动车门控制产品有一个共性,就是在硬件设计中以MCU为核心,辅之以功率器件、控制电路和相关的通信模块(CAN或LIN),由这些组件配合共同实现驱动电机、升降车窗、故障识别与诊断等一系列控制功能。但是,这样的设计往往会遭遇一些技术瓶颈,比如在原理图设计中,MCU外围电路的搭建,功率器件的选取,电子元件之间的配合与连线;在PCB板设计中则要考虑众多器件的布置和安放,烦琐复杂的走线,以及由此而引发的较差的EMC。这些虽然对系统的总体功能不会产生很大的影响,但会使电路可靠性不高,严重者更是故障频频;除此以外,大量的电子器件还无形中增加了产品的重量和成本。

  针对这方面问题,我们提出了电动车窗设计的另一种解决方案——以英飞凌公司推出的TLE7810芯片为核心,外围辅之以简单功能模块优化设计的同时也探究了TLE7810功率芯片在电机控制中的作用。

总体设计与方法求解

  1 TLE7810芯片特性及其优点

  由于此车门控制系统针对非司机侧电动车窗设计,因此与司机侧电动车窗相比,生产成本尽可能低;而且,非司机侧门控系统不要求对后视镜方向调节、刮雨器、外部车灯进行控制,功能大大简化。因此,选用TLE7810便可满足所有要求。

  TLE7810是一款具有高集成度的低成本智能功率芯片,它集成了一个支持片上调试功能的可以与8051兼容的8位单片机和一个 SBC(System-Basis-Chip)。8位单片机有16K的flash、I/O口、霍尔传感器接口、10位模数转换器、带有传感器的供电输出和开关,集成了LIN总线收发器、低电压校正器LDO、两个低边开关(Relay驱动),可以进行片上调试,具备过流保护、看门狗、电压监视、温度监视和对 MCU的监视和保护功能。TLE7810有两种低压唤醒模式:LIN总线唤醒和Wake-up引脚唤醒。

TLE7810内部结构

图1 TLE7810内部结构

  图1是它的结构模块。可以看出,对非司机侧车窗的电子控制,TLE7810不仅能够满足各项指标和要求。而且,“一芯两核”的特点简化了原理图设计和PCB的走线,同时还可降低成本

  2 车窗电机驱动控制设计

  基于TLE7810自身特点,设计的总体框图如图2所示。

硬件结构框图

图2 硬件结构框图

  12V的VBAT电压同时接TLE7810和执行电机以供电,TLE7810中的8位单片机通过LIN总线与主控制器(司机侧)通信,它的两个低边开关与Relay连接以控制开关的接通与关断,进而驱动H桥控制电机。霍尔传感器TLE4966采集电机工作信息作为反馈送回MCU。反馈的内容包括电机位置和转动方向两个信息,以便更加精准地记录的电机工作情况,进而对车窗升降和电机的堵转进行控制和识别,提高工作性能。此外,PWM调压方式作为可选配置也列入设计范围。

TLE7810引脚连接方式

图3 TLE7810引脚连接方式

TLE4966霍尔传感器外围电路与接法

图4 TLE4966霍尔传感器外围电路与接法

 ULINK关引脚输入

图5 ULINK关引脚输入

Relay控制

图6 Relay控制

  图3所示为TLE7810的引脚连接方式。

  TLE7810的输入大体可分为三部分。第一部分为MON1-MON4的按钮采样输入,按钮安装在车门内侧,当乘客对其进行操作时,发出的控制信号通过这四个口送至MCU从而唤醒单片机。第二部分为P2.0、P0.3和SUPPLY对应的 SPEED、DIR和SUPPLY霍尔信号输入,这部分功能是接受霍尔传感器TLE4966(见图4)实时反馈回来的电机工作状态信息。通过这几个引脚,MCU能够及时识别电机工作情况,并据此发出控制指令驱动或停止电机运行,从而应对电机工作的各种突发状况,因此这部分输入非常重要。第三部分是 ULINK相关引脚输入,这部分与JTAG连接(见图5),用于程序下载。

  

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关键字:TLE7810  车门控制系统  ECU  Relay

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0308/article_3376.html
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