基于LIN總線(xiàn)的汽車(chē)雨刮控制系統設計

3.5 電機驅動(dòng)模塊

電機驅動(dòng)模塊是系統的核心部分，其承擔著(zhù)雨刷電機的正轉和反轉，以及檢測電流的變化，當雨刷遇堵轉時(shí)則作出相應的處理。出于成本及穩定性等多方面因素的考慮，選用Freescale的汽車(chē)電子芯片MM908E625，用于開(kāi)發(fā)汽車(chē)分布式控制單元，該芯片取代了傳統的MCU、H橋驅動(dòng)器和LIN物理層收發(fā)器的解決方案，有效降低了外圍器件的數量，且減小了成本。

模塊采用MM908E625直接控制雨刷繼電器的方法，繼電器選用歐姆龍的G5CA-1A-E，并利用H橋低端通道的電流反饋功能實(shí)時(shí)監控電機的工作狀態(tài)。通過(guò)模擬多路復用器選擇相應的H橋低端通道，并采用MCU上的ADC監測該電流來(lái)判斷電機是否堵轉，當電流大于某一閾值時(shí)，故障信息會(huì )被單片機采集，并進(jìn)行相應處理，并通過(guò)LIN總線(xiàn)傳輸到主控單元的液晶屏顯示。片內集成的LIN物理層收發(fā)器通過(guò)MCU上的ESCI模塊實(shí)現LIN協(xié)議的數據鏈路層驅動(dòng)器，從而實(shí)現LIN總線(xiàn)通訊的功能。子單元控制芯片引腳使用情況，如圖3所示。

4 控制系統軟件設計

電機檢測模塊對電機的運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，然后將不同的檢測信息分別發(fā)送給消息解析模塊和電機控制模塊，通過(guò)這些檢測信息，對電機進(jìn)行有效的控制。檢測信息經(jīng)解析處理后，分別發(fā)送給LIN通信和功能處理模塊，LIN模塊將信息發(fā)送到LIN總線(xiàn)上，實(shí)現系統和網(wǎng)關(guān)的通信。診斷模塊將從功能處理模塊上獲得的故障信息進(jìn)行診斷，也同樣通過(guò)LIN通信模塊和網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。電機控制模塊通過(guò)接收到的檢測信息，來(lái)判斷雨刷電機的轉速，再將輸出轉速和檢測轉速進(jìn)行對比，經(jīng)優(yōu)化算法得出更為優(yōu)化的控制。

由于MM908E625內部并未集成EEPROM，因此雨刷電機的閾值電流等信息需通過(guò)LIN總線(xiàn)發(fā)送到主控單元進(jìn)行保存，系統上電啟動(dòng)時(shí)，再進(jìn)行初始化。此外通過(guò)LIN總線(xiàn)去讀取主控單元的觸摸輸入信號，以控制雨刷電機的運轉。在運行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集電樞的電流，判斷是否大于閾值電流IM，若電流值大于閾值電流3次，則將雨刷電機復位，停止刮水動(dòng)作。此過(guò)程中，子控制器將當前雨刷的狀態(tài)參數通過(guò)LIN總線(xiàn)實(shí)時(shí)反饋給主控器并進(jìn)行顯示。子系統軟件流程如圖4所示。

5 實(shí)驗測試

圖5所示為智能雨刷控制系統工作時(shí)，使用示波器采集到的LIN總線(xiàn)上報文幀的信號波形。從圖中顯示的兩個(gè)報文幀可看出，每個(gè)報文幀由幀頭和響應組成，兩個(gè)報文中間是中斷場(chǎng)。圖中信號的峰值電壓為11.72 V，表明LIN總線(xiàn)采用12 V供電模式。電樞電流的正常值為6 A，人為使電機堵轉時(shí)，電流上升至10 A，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，雨刷電機復位，停止刮水動(dòng)作。經(jīng)反復測試，該系統可根據雨量大小對雨刮運轉速度進(jìn)行智能控制，實(shí)現預期的智能控制。

6 結束語(yǔ)

本文介紹了基于LIN總線(xiàn)的智能雨刷系統設計，通過(guò)紅外傳感、電流檢測和主控液晶進(jìn)行了檢測控制，并可根據雨量大小對雨刮運轉速度進(jìn)行智能控制，無(wú)需駕駛員手動(dòng)控制。同時(shí)將其接入LIN網(wǎng)絡(luò )，簡(jiǎn)化了硬件結構、提高了安全性且降低了成本。實(shí)驗結果證明，該系統運行穩定，達到了預期的功能。