智能汽車演進從車窗升降參考設計開始
發布時間:2016-04-07 責任編輯:wenwei
【導讀】當整個汽車產業都在熱衷於無人駕駛汽車的時候,我們不能避免一個尷尬的事實:目mu前qian還hai沒mei有you辦ban法fa做zuo到dao,而er且qie未wei來lai十shi幾ji年nian也ye未wei必bi能neng做zuo好hao。但dan是shi從cong各ge種zhong無wu人ren駕jia駛shi概gai念nian車che的de演yan示shi中zhong不bu難nan發fa現xian,無wu人ren駕jia駛shi最zui重zhong要yao的de因yin素su之zhi一yi是shi關guan鍵jian部bu件jian能neng“自發地”工作,“兵馬未動,糧草先行”是個不錯的主意。
與其激進地從頭到尾重新定義無人汽車,不如先讓一些部件智能起來,例如動力總成、車載信息娛樂係統、儀表板、安全和車身應用等汽車電子係統。而車身電子作為汽車的電子框架,可以作為智能汽車演進的起點。
車身電子係統涉及駕駛艙內部的多種應用,涵蓋了舒適性、安全和安防功能以及高性能計算與車內網絡等功能。飛思卡爾半導體(Freescale)豐富的8位、16位和32位微控製器(MCU)係xi列lie產chan品pin是shi這zhe類lei應ying用yong的de核he心xin所suo在zai,配pei以yi各ge種zhong模mo擬ni器qi件jian,提ti供gong卓zhuo越yue的de電dian源yuan管guan理li和he控kong製zhi。憑ping借jie綜zong合he全quan麵mian的de支zhi持chi,飛fei思si卡ka爾er可ke以yi為wei車che身shen電dian子zi應ying用yong提ti供gong完wan整zheng的de解jie決jue方fang案an。車che身shen電dian子zi應ying用yong主zhu要yao包bao括kuo:中央網關/車內網絡,車門、車窗升降及座椅控製,入門級車身控製模塊,暖通空調(HVAC),高端車身控製模塊,照明以及無線充電等。
今天的主角是車窗,車窗雖然普通,但在最危急時刻往往成為關鍵的逃生通道;此外,車窗也成為又一大“兒童殺手”,其qi智zhi能neng的de重zhong要yao性xing可ke見jian一yi斑ban。目mu前qian,對dui於yu智zhi能neng車che窗chuang的de主zhu要yao需xu求qiu集ji中zhong在zai防fang夾jia和he車che窗chuang卡ka死si檢jian測ce。車che窗chuang防fang夾jia技ji術shu作zuo為wei較jiao早zao開kai發fa的de兒er童tong安an全quan保bao護hu技ji術shu已yi經jing普pu遍bian應ying用yong到dao各ge檔dang次ci車che型xing中zhong,但dan在zai中zhong國guo,這zhe項xiang技ji術shu經jing常chang隻zhi被bei應ying用yong在zai前qian排pai車che窗chuang上shang,卻que忽hu略lve了le兒er童tong經jing常chang乘cheng坐zuo的de後hou排pai和he玩wan耍shua的de天tian窗chuang。
S12VR車窗升降解決方案,提升安全與品質
飛思卡爾S12 MagniV S12VR混合信號微控製器(MCU)產品組合提供智能的、優化的集成型高精度模擬組件以及經驗證的S12 MCU,因而可以簡化汽車工程設計。S12VR係列是該組合中第一套基於LL18UHV處理技術的係統級封裝器件,針對汽車和工業防夾車窗升降係統、電動天窗模塊、LIN控製的繼電器驅動、智能執行器、基於繼電器的直流電機和其他空間受限的繼電器直流電機控製應用。
飛思卡爾StarterTRAK TRK-S12VR-WLFT低成本參考設計展示了S12 MagniV S12VR 16位MCU用於車窗升降和基於繼電器的電機控製的主要優勢。該StarterTRAK采cai用yong簡jian潔jie的de設she計ji,具ju有you較jiao少shao的de外wai部bu組zu件jian,能neng承cheng受shou較jiao高gao電dian壓ya,並bing且qie占zhan用yong空kong間jian較jiao小xiao。該gai解jie決jue方fang案an可ke驅qu動dong一yi個ge基ji於yu繼ji電dian器qi的de直zhi流liu電dian機ji,並bing通tong過guo霍huo爾er效xiao應ying編bian碼ma器qi實shi現xian了le防fang夾jia和he車che窗chuang卡ka死si檢jian測ce。繼ji電dian器qi通tong過guoHVI喚醒引腳診斷。包含LIN通信功能,用於管理狀態和診斷報告。目標應用包括電動車窗係統、天窗係統、分區係統和基於繼電器的直流電機控製。

圖1 S12 MagniV車窗升降和基於繼電器的直流電機控製參考設計電路圖
該參考平台提供的軟件,可以通過防夾檢測作為車窗升降器繼電器直流電機的一個起點。它擁有HAL和MCU初始化、自動反轉程序、防夾檢測、速度和方向處理、自校準和該應用所需的其他基本功能。

圖2 飛思卡爾TRK-S12VR-WLFT參考設計電路板
這款參考設計的主要特性包括:LIN連接器;通過HVIX喚醒引腳進行繼電器診斷,狀態可以通過LIN發送;工作電壓範圍為8 V~18 V;采用32 LQFP封裝;通過霍爾編碼器進行防夾、電機堵轉檢測;通過HS0驅動的半開開關,開關狀態可以通過LIN發送,開關可以通過定時或LIN命令禁用;車窗命令開關,支持一鍵升/降;SWD接口。

圖3 S12VR64車窗升降使用案例
集成高電壓模擬組件的S12VR
這款車窗升降參考設計的最大支持來自飛思卡爾S12VR係列,其將NVM、數字邏輯電路和高電壓模擬組件組合成一個單芯片解決方案。這些模擬組件包括一個汽車穩壓器、LIN物理層、低邊驅動、高邊驅動和輸入。新的高電壓器件都能夠承受汽車環境的嚴格要求(高達40 V,這種情況在負載突降時會出現),這些器件與業界公認的16位S12 CPU和存儲器子係統(包含受ECC保護的閃存和真實的EEPROM)集成在一起。
S12VR集成了一個係統中的所有元件,節省了寶貴的PCB空間,簡化了設計,提高了係統的整體質量,降低了成本。更小的PCB意味著更小的機箱,在汽車應用中減去一點點重量都會提高燃油效率。S12VR上可集成不同的組件,縮短了獲得一個完整解決方案所需要的開發時間,從而大大加快了產品上市速度。
汽車標準軟件
ruanjianzhengzhujianchengweikehuchanpinchayihuadeshashoujian,feisikaeryezaojiuzheshoubangzhukehuyingduizhechangruanjianzhanyi,yishixianchuangxinheziyuanzhenghedeng。congshangmiandejieshaokeyikandao, S12 MagniV車窗升降參考設計的很多功能(如防夾檢測、自校準)就是通過軟件實現的。
飛思卡爾的汽車標準軟件產品有:微控製器抽象層MCAL(源代碼)、操作係統(源代碼)和配置工具(可執行文件)。對於飛思卡爾提供的軟件產品,深入的硬件知識是至關重要的,如麵向汽車電子微控製器的符合AUTOSAR(汽車開放係統架構)標準的軟件。
飛思卡爾提供許多S12 MCU 的AUTOSAR軟件,AUTOSAR使成本效益的軟件開發不再需要客戶驅動程序。這使得MCU更容易使用,節省了開發和集成時間,提高了質量並降低了整體成本。

圖4 AUTOSAR MCAL包
未來,在車窗升降方麵還是有一些值得深入研究之處,如自動檢測車窗(內外)拋(pao)物(wu),畢(bi)竟(jing)由(you)車(che)窗(chuang)拋(pao)物(wu)帶(dai)來(lai)的(de)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)也(ye)是(shi)不(bu)少(shao)。例(li)如(ru),可(ke)以(yi)利(li)用(yong)車(che)載(zai)攝(she)像(xiang)頭(tou)實(shi)時(shi)檢(jian)測(ce)外(wai)部(bu)異(yi)物(wu),如(ru)果(guo)判(pan)斷(duan)有(you)物(wu)體(ti)飛(fei)來(lai),就(jiu)自(zi)動(dong)關(guan)閉(bi)車(che)窗(chuang)並(bing)報(bao)警(jing),以(yi)保(bao)護(hu)車(che)內(nei)人(ren)員(yuan)安(an)全(quan)。
對於汽車廠商來說,安全和智能永遠不會過時,就先從“車窗零事故”、飛思卡爾S12 MagniV車窗升降參考設計開始吧。
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