ESKÉ VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ, KATEDRA MIKROELEKTRONIKY
DIPLOMOVÝ PROJEKT
ELEKTRONICKÁ ZA ÍZENÍ PRO OSOBNÍ AUTOMOBILY
VEDOUCÍ PRÁCE: DIPLOMANTI:
V PRAZE DNE:
Doc. Ing. Miroslav Husák,CSc. Ing. Ji í Santarius Ing. David Burda Ing. Václav Schybal 22.6. 2000
DIPLOMOVÝ PROJEKT
Diplomový projekt Diplomový projekt s názvem Elektronická za ízení pro osobní automobily byl vytvo en pod vedením Doc. Ing. Miroslava Husáka, CSc. Diplomový projekt byl složen z tématických celk , které tvo ily jednotlivé diplomové práce. Na diplomových pracích pracovali následující diplomanti: • Ing. Ji í Santarius – Elektronické zabezpe ovací za ízení pro osobní automobily, • Ing. Václav Schybal – Elektronický systém pro zvýšení komfortu užívání osobního automobilu, • Ing. David Burda – Kontrolní a ídící elektronický systém osobního automobilu. Jednotlivé diplomové práce jsou schopny jak samostatné funkce, tak funkce sdružené, sdílením nam ených hodnot prost ednictvím sériového komunika ního rozhraní. Principiální zobrazení projektu je znázorn no na Obr.1.
Uživatelský interface
Zabezpe ovací systém
Kontrolní a ídící systém
Obr.1. Principiální schéma diplomového projektu. Elektrický standard komunika ní linky byl navrhnut s ohledem na finan ní nenáro nost projektu. Programov je komunika ní linka typu multi-master.
2
DIPLOMOVÝ PROJEKT
Elektronické zabezpe ovací za ízení pro osobní automobily Zabezpe ovací za ízení je typickým p íkladem procesorové aplikace. Centrální mikroprocesorová jednotka je pomocí vhodných p izp sobovacích obvod spojena se snímacími a ak ními leny. Principiální zapojení diplomové práce je zobrazeno na obr.2.
RF kanál
IR kanál
Kontrolní LED LCD
Komunika ní linka Programovatelné relé Analogové vstupy
ídící mikroprocesor
Externí siréna
Teplotní senzory Interní siréna Ot esový senzor Konfigura ní EEPROM Nap tí autobaterie
Nap tí záložní baterie
Událostní EEPROM
Obr.2. Principiální zapojení realizované diplomové práce. P i návrhu byl kladen zvláš velký d raz na pasivní i aktivní ochranné prvky proti p ípadnému pachateli. Za ízení je odolné proti destrukci proudovým, nap ovým, elektrostatickým impulsem. Za ízení podporuje servisní funkce pro nastavení konfigurace, p ípadn servisní zásah. Mezi zvláštnosti za ízení pat í p edevším osm programovatelných relé. Funkce t chto relé je volena podle pot eb až p i instalaci za ízení do automobilu. K dispozici je cca 15 typ událostí pro ovládání relé. Dalším nestandardním prvkem je interní siréna. Spoušt cí obvody této sirény byly navrhovány se zvláštním ohledem na bezpe nost provozu.
3
DIPLOMOVÝ PROJEKT
Základní technické vlastnosti zabezpe ovacího za ízení jsou následující: Napájecí nap tí Napájecí proud Vstupy
Výstupy
Komunika ní kanály
-
8 .. 15V DC 40mA .. 1A 16 analogových vstup nap tí autobaterie nap tí záložní baterie nap tí ot esového senzoru palubní nap tí teplota interiéru vozu teplota zabezpe ovacího za ízení 8 programovatelných relé interní siréna externí siréna kontrolní LED (výstražná LED) sériová linka IR kanál RF kanál konfigura ní propojky
4
DIPLOMOVÝ PROJEKT
Kontrolní a ídící elektronický systém osobního automobilu. V rámci diplomové práce jsem se p edevším pokusit navrhnout a realizovat za ízení umož ující m ení základních informací týkajících se provozu automobilu. Prvním cílem této diplomové práce je seznámit jejího tená e o typech v sou asnosti nej ast ji používaných elektronických kontrolních a ídících systém automobil se speciálním zam ením na typy ídících jednotek a vst ikovacích systém motor . Tuto ást diplomové práce lze považovat za vícemén teoretickou a proto p edpokládám, že svým rozsahem obsáhne v tšinu z výsledné tišt né podoby práce. Druhá ástí této práce se týká informací o navrženém a prakticky realizovaném systému jenž by m l rámcov spl ovat tyto základní požadavky dány v zadání diplomové práce : - M ení základních informací týkajících se provozu vozu na základ informací získaných z p evážn již existujících za ízení v automobilu a to p edevším z ídící jednotky motoru. - Schopnost za ízení komunikovat s dalšími elektronickými za ízeními v automobilu za ú elem p edávání nem ených hodnot k dalšímu zpracování. - Systém by m l být navržen jako autonomní blok schopný pracovat jen s nezbytn nutnými vstupními informacemi a nam ené hodnoty zobrazovat v p ípad pot eby na vlastním vhodném zobrazovacím za ízení. Prvním cílem této diplomové práce bylo alespo áste n nazna it p ehled ešení n kterých elektronických kontrolních a ídících systém používaných v osobních automobilech konkrétn vst ikovacích systém motor . Vzhledem k velkému po tu sériov vyráb ných zna ek automobil v nichž je používáno ohromné množství r zných typ ídících jednotek motor jsem byl nucen omezit tento p ehled jen na nej ast ji používané ídící jednotky a to navíc jen v Evrop . Nejdále se zde s jejich vývoje dostala firma Bosch jejíž produkty (netýkají se jen ídících jednotek) jsou používány v tšinou Evropských automobilových spole ností. V p ehledu vývoje jednotlivých typ ídících jednotek je zachována jejich vývojová návaznost. Jsou zde popsány základní vlastnosti od t ch nejstarších typ až po nejnov jší používané i v n kterých automobilech již zmín né firmy Škoda. V praktické ásti této diplomové práce jsem se zabýval návrhem a realizací jedné ze t í ástí univerzálního kontrolního a ídícího systému pro starší typy automobil podobný systém od výrobce neobsahujících. Jeho úkolem je
5
DIPLOMOVÝ PROJEKT
p edevším zvýšení informovanosti uživatele vozu o n kterých d ležitých informacích týkajících se jak stavu tak jízdy automobilu. Realizovaný systém využívá n kterých informací z ídící jednotky motoru a je schopen m it následující hodnoty : - Okamžitá rychlost - Pr m rná rychlost - Denní po ítadlo ujetých km - Suma ujetých km - Okamžitá spot eba - Okamžitá spot eba - Pr m rná spot eba - Spot ebované palivo
0 – 255 0 – 255 0 – 65535 0 – 2 147 483 648 0,00 – 99,99 0,00 – 99,99 0,00 – 99,99 0,00 – 2000,99
km/h km/h km km l/100 km l/h l/100 km l
Dále je tato ást systému vybavená obvody pro kontrolu elektrických za ízení nej ast ji žárovek kterých je možno testovat až šestnáct. Všechny t i ásti jsou propojeny námi navrženou a realizovanou dvoudrátovou sb rnicí umož ující vzájemnou komunikaci mezi jednotlivými za ízeními. Z nich je tak vytvo en jeden univerzální celek v n mž jsou k dispozici komukoliv tém kdykoliv jakékoliv systémem získávané informace.
6
DIPLOMOVÝ PROJEKT
Elektronický systém pro zvýšení komfortu užívání osobního automobilu.
7
