1. 巡航的定义
汽车定速巡航用于控制汽车的定速行驶,汽车一旦被设定为巡航状态时,发动机的供油量便由电脑控制,电脑会根据道路状况和汽车的行驶阻力不断地调整供油量,使汽车始终保持在所设定的车速行驶,而无需操纵油门。
2. 巡航的主要电路
2.1.一汽丰田皇冠汽车巡航
其中:
SW1为主开关(CMS);SW2为取消开关(CS);SW3为设置减速开关(SET/-);SW4为恢复加速开关(RES/+)
2.2.福特福克斯汽车巡航
其中:
SW1为复位开关(RES);SW2为加速开关(+);SW3为减速开关(-);SW4为取消开关(CS);SW5为主开关(CMS)
2.3. 巡航电路的匹配、设计与计算
以福特福克斯汽车巡航,MCU以infineon TC1728举例
2.3.1.控制器与巡航传感器接口电路
2.3.2.R11/R12/R13/C1/C2/C3设计和计算
可根据【模拟输入接口电路介绍之一】设计和计算后设定合理的值
其中,TC1728的限流规格如下,需要满足单通道以及所有通道两个指标不能超。
3.3.巡航与控制器接口电路匹配设计与计算
重点讲解匹配设计与计算
3.3.1.两路MCU ADC冗余设计
鉴于巡航信号危及生命的重要信号,设计上需要考虑一路MCU ADC失效,不能导致巡航功能失效或乱动作,故设计两路MCU ADC采集原始电压值,可在两路MCU ADC进行冗余校验,保证输入的完整性以及正确性。
3.3.2. MCU ADC电压计算(R11=1000ohm)
V(ADC)=VCCRx/(Rx+R11)-Ioz1R12
其中
Ioz1R12(max)=600nA10k=6mA,影响较小(当然精确计算可把这部分计算进去);
Rx为巡航电阻网路开关闭合时候的电阻
R11=1000ohm
以上的电阻都是参与运算,需要选择精度小于等于1%的电阻
以下化简计算(未将VCC/R上的误差计算入内)
V(ADC)=VCC*Rx/(Rx+R11)
类型 | 值 | 单位 | 备注 |
---|---|---|---|
VCC | 5V | V | |
R11 | 1000 | ohm | |
Rx | 开路 | 无穷大 | ohm |
对地短路 | 0 | ohm | |
所有开关未动作 | 2100 | ohm | |
仅SW1(复位开关)闭合 | 600 | ohm | |
仅SW2(加速开关)闭合 | 300 | ohm | |
仅SW3(减速开关)闭合 | 120 | ohm | |
仅SW4(取消开关)闭合 | 0 | ohm | |
仅SW5(主开关)闭合 | 923.08 | ohm | R1//R5 |
可以计算出V(ADC)
序号 | 类型 | V(ADC) | 设置电压范围 |
---|---|---|---|
1 | 开路 | 5V | 4.5V以上 |
2 | 对地短路 | 0V | 0.2V以下 |
3 | 对VCC/VBAT短路 | 5V | 4.5V以上 |
4 | 所有开关未动作 | 3.39 | 3V-3.8V |
5 | 仅SW1(复位开关)闭合 | 1.88 | 1.5V-2.1V |
6 | 仅SW2(加速开关)闭合 | 1.15 | 0.9V-1.4V |
7 | 仅SW3(减速开关)闭合 | 0.54 | 0.3V-0.8V |
8 | 仅SW4(取消开关)闭合 | 0.00 | 0.2V以下 |
9 | 仅SW5(主开关)闭合 | 2.40 | 2.2V-2.8V |
1)从上表中可以发现,对地短路与取消开关的电平一样,可以理解为短路情况下优先退出巡航
2)SW1~SW5同时按下时,SW4优先级最高,即退出巡航优先级最高
3)SW1~SW3同时按下时,SW3优先级最高,即减速优先级最高
4)SW1~SW2同时按下时,SW2优先级最高,即加速优先级最高
5)开路与对VCC/VBAT短路无法区分,但是可以在上电过程中(此刻所有巡航开关都未工作),发现检测电压不是3V-3.8V之间而是4.5V以上即判断为开路或对VCC/VBAT短路
6)短路与SW4闭合无法区分,但是可以在上电过程中(此刻所有巡航开关都未工作),发现检测电压不是3V-3.8V之间而是0.2V以下即判断为对地短路
3.3.3. MCU ADC电压计算(R11=600ohm)
R11=600ohm时,电压分的更开,容易区分
序号 | 类型 | V(ADC) | 设置电压范围 |
---|---|---|---|
1 | 开路 | 5V | 4.5V以上 |
2 | 对地短路 | 0V | 0.5V以下 |
3 | 对VCC/VBAT短路 | 5V | 4.5V以上 |
4 | 所有开关未动作 | 4.04 | 3.7V-4.3V |
5 | 仅SW1(复位开关)闭合 | 2.73 | 2.4V-2.9V |
6 | 仅SW2(加速开关)闭合 | 1.88 | 1.5V-2.1V |
7 | 仅SW3(减速开关)闭合 | 0.97 | 0.6V-1.3V |
8 | 仅SW4(取消开关)闭合 | 0.00 | 0.5V以下 |
9 | 仅SW5(主开关)闭合 | 3.24 | 3.0V-3.6V |
电阻值功率计算需参照【模拟输入接口电路介绍之一】计算是否满足要求,必须要要计算此参数(WORSE CASE下对VBAT短路时R11的功耗最大),否则可能出现电阻烧毁的可能性,如果R11功耗不满足,可考虑使用功率电阻或几个电阻并联方式。