基于S12ZVL的AFS執(zhí)行控制器設(shè)計
摘要:本文針對汽車前大燈隨動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制,提出基于飛思卡爾S12ZVL的混合集成芯片解決方案。本文詳細描述汽車前大燈隨動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計框圖,同時介紹基于飛思卡爾的LIN驅(qū)動包的控制器LIN通訊實現(xiàn)。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/256215.htm引 言
汽車前照燈是汽車上重要的安全部件。當前大部分車頭燈的照射角度是固定的,當汽車在彎道上行駛時,由于光束不能偏轉(zhuǎn),光照視野不能滿足駕駛要求。所以當在夜間行駛轉(zhuǎn)彎的時候,會因為行駛角度問題出現(xiàn)一定的“盲區(qū)”,這會在一定程度上影響行車的安全。在照明光線固定的情況下,這個盲區(qū)是不可避免的,所以“AFS燈光隨動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”就應(yīng)運而生了。它能根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)向信號以及車速信號等,自動調(diào)節(jié)車燈光束的方向,確保車輛在轉(zhuǎn)彎時無延遲的對準即將進入駕駛員視野的路面,為駕駛員提供最優(yōu)的照明效果,確保夜間轉(zhuǎn)彎行車的安全,提高了汽車的主動安全性。
如圖1所示,AFS 系統(tǒng)以車輛在轉(zhuǎn)彎時方向盤的轉(zhuǎn)角以及汽車瞬時車速作為控制參數(shù)輸入,根據(jù)設(shè)計的控制算法得到與車速和方向盤轉(zhuǎn)角相適應(yīng)的車燈轉(zhuǎn)角,并以之作為目標角度來對汽車前大燈進行隨動調(diào)節(jié)。同時通過計算車身前后橋傳感器信號,自動調(diào)節(jié)大燈高度位置,以適應(yīng)不同道路坡度的照明需求。本文提出了基于S12ZVL的AFS執(zhí)行控制器設(shè)計,從而實現(xiàn)與AFS主控模塊之間的LIN通信,并驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動HID燈。
1 S12ZVL特點
S12ZVL系列是S12 MagniV混合信號微控制器組合的一部分,提供智能、優(yōu)化集成的高電壓組件。此新系列基于LL18UHV技術(shù),可在單一芯片上結(jié)合高度可靠的180nm工藝的非易失性存儲器和高電壓模擬組件,這些高電壓模擬組件能夠承受負載突降時汽車環(huán)境的嚴苛要求。S12ZVL產(chǎn)品系統(tǒng)集成了一個LIN物理層、受ESD保護的12V輸入引腳(能夠進行ADC測量)以及在3.5V至40V之間操作的汽車穩(wěn)壓器(為霍爾傳感器或RGB LED等片上和片外功能提供穩(wěn)定的電源)。S12ZVL系列包括可擴展和引腳兼容的MCU,提供廣泛的內(nèi)存和封裝選件。它重新利用最新推出的S12Z內(nèi)核、IP和工具,輕松從現(xiàn)有的S12 16位產(chǎn)品進行遷移。此外,S12ZVL MCU集成了一些主要特性,包括所有內(nèi)存(閃存、EEPROM和RAM)上的ECC功能和精確到1.3%的片上振蕩器,這可消除外部晶體振蕩器或共振器對LIN通信的要求。
同時S12ZVL系列包括屬于飛思卡爾Safe Assure功能安全保障計劃的第一款16位MCU,旨在符合ISO 26262(ASIL A)要求的功能安全標準。
2 AFS執(zhí)行控制器設(shè)計
AFS 執(zhí)行機構(gòu)是由一系列的電機和光學機構(gòu)組成。一般有投射式前照燈,對前照燈垂直角度進行調(diào)整的調(diào)高電機,對前照燈水平角度進行調(diào)整的旋轉(zhuǎn)電機,對基本光型進行調(diào)整的可移動光柵,此外還有一些附加燈,如角燈等等。
如圖2所示,電控單元 LCM 通過 CAN 總線從方向盤角度、車速、車身高度位移傳感器分別取得轉(zhuǎn)向輪旋轉(zhuǎn)角度、車體速度和車身傾斜度的精確信息。角度和速度信息通過LCM模塊精確計算后產(chǎn)生輸出信號,通過LIN總線通訊分別控制左右兩個執(zhí)行機構(gòu),來控制旋轉(zhuǎn)電機對前照燈進行水平旋轉(zhuǎn),傾斜度信息控制調(diào)高電機對前照燈進行垂直旋轉(zhuǎn)。
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