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汽車安全氣囊系統(tǒng)“自動防故障”設(shè)計

作者: 時間:2012-06-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


泄漏檢測

為了確保只在規(guī)定條件下產(chǎn)生燃爆,必須進行。泄漏測量可防止打開一個開關(guān)進行測試時(參見4.5節(jié))產(chǎn)生燃爆情況。由于燃爆管通常位于汽車的前端或側(cè)部,而RCU位于中控臺下,因此需要較長的線束,這很有可能成為泄漏源。

泄漏通常在燃爆管的饋入路徑和返迴路徑進行測試,并在這些位置和接地端及電池端存在泄漏時實現(xiàn)檢測。

啟動軟硬體進行觸發(fā)

防止意外觸發(fā)的特性要求獲得多個外部軟體指令以及多條硬體線路必須處于預(yù)定義狀態(tài),方可進行觸發(fā)。

MCU必須採用兩個不同的SPI指令獨立打開兩個開關(guān)(高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān))。因此,即使出現(xiàn)通訊故障和SPI指令被錯譯為燃爆指令,仍然需要獲得第二個指令,才能成功燃爆。
對于英飛凌的TLE77xx燃爆系列IC而言,利用以前的額外指令UNLOCK即可進行燃爆。否則,開關(guān)將被打開,電流限值將設(shè)定為約40mA(診斷電流限值),這不足以點燃燃爆管。
如上文所述,硬體線路也必須達到預(yù)定義的電壓,才能進行燃爆。不同廠商的產(chǎn)品的這種特性有所不同。TLE77xx燃爆IC系列具備四條硬體線路:HSENQ、LSEN、FLENH和FLENL。通常前兩條與MCU連接,另外兩條與備用安全引擎(即8位元微控制器)連接。
HSENQ和LSEN即使在診斷電流限值條件下執(zhí)行,也能打開高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)。這些線路必須與MCU連接,目的是進行下文所述的開關(guān)測試。

另一方面,F(xiàn)LENH和FLENL也能促使燃爆電流(1.2A.。.1.75A)流經(jīng)高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)。因此,只有MCU和安全引擎一致認為產(chǎn)生碰撞事故時,才能從儲能器中獲得燃爆電流觸發(fā)。

電阻測量

燃爆管在整個使用週期內(nèi)可能會產(chǎn)生老化,導(dǎo)致在產(chǎn)生碰撞事故條件下無法完成觸發(fā),因此需要定期測量電阻,確保燃爆管處于正常的工作狀態(tài)。如果電阻值超出安全範圍,燃爆管關(guān)閉,警報燈點亮,向司機發(fā)出警報,直至汽車修理完畢。電阻是利用小電流(診斷電流)進行測量的。

通常利用燃爆IC的類比輸出埠獲得電阻值。

開關(guān)測試

當然,為了確保正確完成觸發(fā),燃爆IC必須對開關(guān)進行自檢。這些開關(guān)能夠防止意外觸發(fā)(可能產(chǎn)生),但另一方面,當產(chǎn)生碰撞事故時需要同時啟動這兩個開關(guān)(高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān))才能完成觸發(fā)。如果其中一個產(chǎn)生故障,RCU就無法執(zhí)行其中的一種功能。
開關(guān)測試方法與泄漏測量類似。由于打開高側(cè)開關(guān)會出現(xiàn)流向電池的泄漏電流,打開低側(cè)開關(guān)會出現(xiàn)流向接地線的泄漏電流,因此,應(yīng)先進行泄漏測量,然后再打開其中一個開關(guān)。
按照4.3節(jié)所述作業(yè),不僅需要軟體指令,而且需要從MCU側(cè)將硬體輸入線路設(shè)為合適的值。

高側(cè)供電測試(HSS)

對于採用高側(cè)開關(guān)的系統(tǒng),通常需要產(chǎn)生高壓以驅(qū)動MOSFET閘極。TLE77xx燃爆IC系列的高壓由儲能器提供,如果儲能器的電壓過低,高壓就由外部電容(高側(cè)供電電容CHSS)提供。

這些IC能夠監(jiān)控外部電容的狀態(tài),防止在必要時因電容故障無法完成觸發(fā)。

要完成該測試需要利用TLE77xx燃爆IC系列的電流源從高側(cè)供電電容獲得電流。由于該電流是恆定的,只需在固定的間隔時間內(nèi)兩次測量電壓,即可得出電容值。因此當電容過度老化時,需要向駕駛員發(fā)出警報,提醒更換電容。

板載電壓測量

最后,IC通常還具備測量電路板上所有電壓的特性。低壓預(yù)示著出現(xiàn)故障(MCU和其他IC無法正常執(zhí)行,無法完成觸發(fā)等)。為了避免出現(xiàn)這些故障,RCU採用的多數(shù)觸發(fā)IC都能測量外部電壓,包括VCC5、VBOOST和VBAT,甚至能夠測量IC的內(nèi)部電壓,檢測可能存在的故障。

測量結(jié)果通常利用IC類比埠和MCU類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器進行輸出。

本文小結(jié)

本文探討了系統(tǒng)的相關(guān)安全問題。透過介紹安全系統(tǒng)在故障條件下如何避免造成人員傷亡來說明系統(tǒng)的安全特性。所有這些特性都會使系統(tǒng)變得更加安全,同時保護車內(nèi)人員在車禍中免受致命傷害。


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