FR3075848A1 - Carte principale de controle uce de hayon electrique d'automobile. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une carte principale de contrôle UCE (ECU) de hayon électrique d'automobile, qui comprend une carte principale, un microprocesseur installé sur la carte principale, un module de circuit EEPROM, un émetteur-récepteur CAN haut débit, un premier module d'entraînement de moteur de type pont qui entraîne un moteur électrique à pôle, un module d'alimentation, un module de protection contre les inversions de puissance, un module à haute tension du moteur de déverrouillage du hayon, un second module d'entraînement de moteur de type pont qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon, une interface de téléchargement et de réglage et une interface de surveillance de l'état des données destinées au branchement d'appareillages externes ; la borne d'entrée de l'émetteur-récepteur CAN haut débit est reliée électriquement à la borne de sortie du module d'acquisition de signal, le module d'acquisition de signal est relié au capteur à effet Hall du moteur électrique à pôle, au capteur à effet de Hall du moteur de déverrouillage du hayon, et au capteur à effet de Hall du moteur d'auto-amorçage du hayon, et la sortie de l'émetteur-récepteur CAN haut débit est reliée au microprocesseur. La carte principale de contrôle UCE de la présente invention offre des performances stables, une mise à jour facile du logiciel, de faibles coûts d'entretien, un contrôle d'alimentation séparé, une alimentation stable, une protection contre les inversions de puissance, une haute fiabilité et un faible taux d'échec.
Description
CARTE PRINCIPALE DE CONTROLE UCE DE HAYON ELECTRIQUE D'AUTOMOBILE
Description
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine technique des commandes de hayon d'automobile, et plus particulièrement une carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile.
Arrière-plan technologique
Une Unité de Contrôle Électronique (anglais Electronic Control Unit), abrégée en UCE, est un système miniature de contrôle, également appelé "ordinateur de voiture". Le système miniature de contrôle se compose d'une carte principale, d'un microprocesseur, d'un module de puissance et d'autres modules fonctionnels. Dans les automobiles modernes, le hayon électrique est une fonction haut de gamme, un argument de vente pour les véhicules haut de gamme. Pour certains véhicules à hayon mécanique, la position ouverte plus haute du hayon cause des difficultés aux femmes conductrices et aux propriétaires de taille plus petite, et la force nécessaire pour certains hayons est trop importante pour les propriétaires les moins forts. Les avantages du hayon électrique, commodité, air, portée d'ouverture, etc. font qu'il est apprécié de ses propriétaires.
Jusqu'ici, en général, un hayon électrique ne peut être ouvert et fermé qu'au moyen d'un interrupteur installé, peut être ouvert durant la conduite en cas de contact avec l'interrupteur, et ne comporte pas de fonction anti-pincement, ce qui entraîne des risques de sécurité.
Le brevet chinois n° CN206319762U décrit un système de commande de hayon électrique pour une automobile modifiée, à partir de la voiture d'origine, de sa porte et de sa serrure d'origine, ce système de commande de hayon électrique pour une automobile modifiée comprenant un moteur de verrouillage, un moteur de porte, un capteur de position du moteur de verrouillage, un capteur de position du moteur de porte, et une UCE de contrôle du hayon, l'UCE de contrôle du hayon comprenant un processeur, un processeur de signal, un contrôleur du moteur de mouvement, un communicateur de paramètres de mouvement, ce communicateur étant en communication avec un ordinateur externe, les paramètres du processeur de signal et du contrôleur de moteur de mouvement sont réglés sur l'ordinateur externe, le processeur analyse les signaux émis par le capteur de position du moteur de verrouillage et le capteur de position du moteur de porte, le processeur de signal collecte le signal du l'UCE d'origine, et le contrôleur du moteur de mouvement contrôle le moteur de verrouillage et le moteur de porte.
Si le système de commande de hayon électrique décrit ci-dessus permet l'ouverture de la serrure d'origine et de la porte, les problèmes suivants persistent : 1, il manque à la carte principale du système de contrôle de hayon électrique décrit ci-dessus une interface de téléchargement et de réglage, ainsi qu'une interface de surveillance de l'état des données, par conséquent les défaillances de la carte principale sont difficiles à réparer, le remplacement de cette carte est coûteux, sa mise à jour par la suite est difficile, et les coûts d'entretien sont élevés. 2, il manque à la carte principale du système de contrôle de hayon électrique décrit ci-dessus un module d'alimentation pour les deux circuits, et un mode unique d'alimentation fait que le module du moteur d'entraînement et le module du circuit de commande partagent la même alimentation électrique, ce qui ne permet pas de contrôler la séparation des alimentations, et obligeant d'alimenter par un courant faible, l'activation fréquente avec une tension ou une intensité élevée peut facilement causer des surtensions ou des intensités trop importantes pour les équipements périphériques, ce qui risque de les endommager ; de plus, l'absence de circuit de protection contre les inversions de puissance facilite l'endommagement de la carte principale ou la destruction de composants importants en cas d'inversion de l'alimentation.
Afin de résoudre les problèmes susmentionnés, nous avons effectué des recherches innovantes, pour mettre au point une carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile.
Description de l'invention
Pour résoudre les problèmes qui existent dans l'art antérieur, la présente invention fournit une carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile, et en utilisant cette carte principale de contrôle UCE, l'interface de réglage et de téléchargement et l'interface de surveillance de l'état des données de cette carte principale de contrôle UCE simplifient la mise à jour et la maintenance après installation, de plus, le module d'alimentation est divisé en deux, module d'alimentation du pont-moteur et module d'alimentation du circuit de commande, pour offrir un contrôle distinct des alimentations, une alimentation électrique efficace, le module d'alimentation comporte un module de stabilisation de tension, ce module de stabilisation comportant un circuit de condensateurs en parallèle, qui joue un rôle d'expansion et de filtrage des paliers hauts, pour améliorer la stabilité de l'alimentation électrique.
Afin de résoudre les problèmes techniques décrits ci-dessus, la solution technique adoptée par la présente invention :
Fournir une carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend une carte principale, un microprocesseur, un module de circuit EEPROM, un émetteur-récepteur CAN haut débit, un premier module d'entraînement de moteur de type à pont pour entraîner le moteur électrique à pôle, un module d'alimentation, un module de circuit de protection contre les inversions de puissance, un module d'entraînement de moteur à haute tension du moteur de déverrouillage du hayon, un second module d'entraînement de moteur de type pont qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon, une interface de téléchargement et de réglage et une interface de surveillance de l'état des données destinées au branchement d'appareillages externes ; ladite carte mère est équipée du microprocesseur, du module de circuit EEPROM, de l'émetteur-récepteur CAN haut débit, du premier module d'entraînement de moteur de type à pont du moteur électrique à pôle, du module d'alimentation à puce interne, du module de circuit de protection contre les inversions de puissance, du module d'entraînement de moteur à haute tension du moteur de déverrouillage du hayon, du second module d'entraînement de pont-moteur qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon, de l'interface de téléchargement et de réglage et de l'interface de surveillance de l'état des données ; ledit module de circuit EEPROM est relié électriquement au microprocesseur ; la borne d'entrée dudit émetteur-récepteur CAN haut débit est reliée électriquement à la borne de sortie du module d'acquisition de signal, ledit module d'acquisition de signal est relié électriquement au capteur à effet Hall du moteur électrique à pôle, au capteur à effet Hall du moteur de déverrouillage du hayon, et au capteur à effet Hall du moteur d'auto-amorçage du hayon, et la borne de sortie dudit émetteur-récepteur CAN est reliée électriquement au microprocesseur ; ledit module d'alimentation électrique comprend un module d'alimentation pour l'entraînement du pont-moteur électrique et un module d'alimentation du circuit de contrôle, les bornes de sortie dudit module d'alimentation du pont-moteur électrique sont respectivement reliées au moteur électrique à pôle, au moteur de déverrouillage et au moteur d'auto-amorçage, la borne d'entrée du module d'alimentation électrique dudit pont-moteur est reliée électriquement à la borne de sortie dudit microprocesseur, les bornes de sortie dudit module d'alimentation du circuit de contrôle sont reliées électriquement au module de détection d'erreur, au module de rappel de signal, au module externe d'affichage à DEL et au module d'alarme sonore, la borne d'entrée du module d'alimentation du circuit de contrôle est reliée électriquement à la borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée audit module d'alimentation, la borne d'entrée du module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module d'entraînement à haute tension est reliée audit moteur de déverrouillage du hayon, la borne d'entrée du module d'entraînement à haute tension est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit second module d'entraînement du pont moteur est reliée audit moteur d'auto-amorçage du hayon, la borne d'entrée du second module d'entraînement du pont moteur est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite interface de téléchargement et de réglage et ladite interface de surveillance de l'état des données sont chacune reliées à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite carte principale est en outre pourvue d'une batterie qui fournit l'énergie, ladite batterie étant reliée électriquement à la carte principale.
Alternativement, l'alimentation électrique dudit module d'alimentation électrique du pont-moteur est contrôlée par un transistor IPD70P04P4-09 à effet de champ, ledit transistor à effet de champ étant activé par une source d'alimentation externe, la tension de ladite alimentation externe étant comprise entre 9 V et 16 V, l'extrémité avant du module d'alimentation électrique du pont-moteur comporte un premier condensateur de redressement et un second condensateur de redressement, lesdits premier et second condensateurs de redressement étant connectés en série à la terre, les premier et second condensateurs ayant une capacité électrique de 100 nF, l'extrémité arrière du module d'alimentation électrique du pont-moteur étant pourvu d'un condensateur de filtrage, ledit condensateur de filtrage étant raccordé à la terre, et sa capacité électrique étant de 10 nF, le module d'alimentation électrique du pont moteur étant en outre muni d'une diode bidirectionnelle pour la protection contre les surtensions, ladite diode bidirectionnelle étant raccordée à la terre ; la tension électrique dudit module d'alimentation du circuit de contrôle est modifiée par un module de stabilisation de tension, ledit module de stabilisation de tension étant équipé d'une puce de stabilisation de tension de type NCV4262, le module d'alimentation du circuit de contrôle étant situé avant le module de stabilisation de tension, et l'extrémité arrière est pourvue d'un circuit de condensateurs en parallèle pour l'expansion et le filtrage des hautes fréquences.
Alternativement, l'extrémité avant du circuit de condensateurs en parallèle est reliée à la terre à l'aide d'un premier condensateur, un second condensateur et un troisième condensateur connectés en parallèle, le premier condensateur ayant une capacité de 220 pF, le second condensateur, une capacité de 100 nF, et le troisième condensateur, une capacité de 10 nF ; l'extrémité arrière du circuit de condensateurs en parallèle est reliée à la terre à l'aide d'un quatrième condensateur, un cinquième condensateur et un sixième condensateur, le premier condensateur ayant une capacité de 100 nF, le second condensateur, une capacité de 10 nF, et le troisième condensateur, une capacité de 22 pF.
Alternativement, le module d'alimentation électrique du pont-moteur est en outre muni d'un condensateur de filtrage et de stockage d'énergie pour le bon fonctionnement du moteur électrique à pôle, du moteur de déverrouillage et du moteur d'auto-amorçage, la capacité du condensateur de filtrage et de stockage d'énergie étant de 1 000 pF.
Alternativement, ledit condensateur de filtrage et de stockage d'énergie est un condensateur en céramique, en mica, électrolytique ou au papier.
Alternativement, ledit microprocesseur est un processeur Cortex-MO, un processeur Cortex-M3, ou un processeur Cortex-M4, la carte principale utilise le système d'exploitation embarqué en temps réel pCOS, le microprocesseur comporte 100 broches de fonction et un noyau ARM 32 bits, et la fréquence maximale du microprocesseur est de 72 MHz.
Alternativement, la tension de sortie du module d'alimentation en fonctionnement normal est comprise entre 9 V et 16 V, l'intensité du courant dans le module d'alimentation durant le fonctionnement normal est entre 10 A et 30 A, et l'intensité du courant continu stabilisé délivré à la carte principale par le module d'alimentation à l'état de veille est inférieure à 200 μΑ.
Alternativement, la carte principale est une carte de circuit imprimé à quatre couches, ladite carte de circuit imprimé comportant une couche de mise à la terre, la couche de mise à la terre comprenant la liaison à la masse du module d'alimentation du pont-moteur d'entraînement, et la liaison à la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle, la masse du module d'alimentation du pont-moteur d'entraînement, et la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle étant isolées l'une de l'autre, sans contact.
Les effets positifs de la présente invention sont : l.La carte principale de contrôle UCE de la présente invention est dotée d'une interface de réglage et de téléchargement, ce qui facilite l'utilisation d'un simulateur spécifique et d'une connexion à la carte de contrôle UCE par les testeurs, et le logiciel de simulation permet le téléchargement descendant et ascendant du logiciel de la carte principale UCE, ce qui facilite le diagnostic en ligne des pannes de la carte de contrôle UCE et la réinitialisation des paramètres de configuration, facilite la mise à jour par la suite et la maintenance de la carte principale UCE et permet de réduire les coûts d'entretien ; 2. La carte de contrôle UCE selon la présente invention est dotée d'une interface de surveillance de l'état des données, permettant aux testeurs d'obtenir des données dynamiques en temps réel de surveillance en ligne de la carte principale grâce à un module de conversion de port série connecté à la carte de contrôle UCE, ce qui améliore l'efficacité de la résolution des pannes de la carte de contrôle UCE ; 3. La carte de contrôle UCE de la présente invention est pourvue d'un module d'alimentation, ce module d'alimentation comportant un module d'alimentation d'entraînement du pont-moteur et un module d'alimentation du circuit de contrôle, qui alimentent respectivement et distinctement le module d'entraînement du pont-moteur et le module du circuit de contrôle, qui permet un contrôle distinct des alimentations, une alimentation électrique plus efficace, et évite les dommages aux équipements périphériques causés par des surtensions ou des intensités de courant trop élevées ; en outre, le module d'alimentation du circuit de commande effectue une transformation de tension par l'intermédiaire du module de régulation de tension, le module de régulation de tension comportant une puce de régulation de tension, le module d'alimentation du circuit de contrôle étant situé avant le module de régulation, son extrémité arrière étant munie d'une diode bidirectionnelle et d'un circuit de condensateurs en parallèle pour l'expansion et le filtrage des hautes valeurs, fournissant des fonctionnalités de stockage d'énergie et de filtrage, lissant l'intensité et la tension pour chaque moteur, et dans le même temps empêchant les variations d'alimentation et les chocs électriques, pour faire en sorte que le moteur d'entraînement dispose d'une capacité de charge et de décharge suffisante durant son fonctionnement, améliorer la fiabilité de l'équipement, et augmenter l'efficacité du fonctionnement ; de plus, la carte de contrôle UCE est pourvue d'un module de circuit de protection contre les inversions de puissance, ce qui fait que même en cas d'inversion accidentelle de la puissance, la carte ne sera pas endommagée ou détruite.
La description qui précède donne une vue d'ensemble de la solution technique proposée par la présente invention, afin de mieux comprendre les détails techniques de la présente invention, et conformément au contenu des instructions de mise en œuvre, nous donnons ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, en référence aux figures annexées.
Description des figures
La figure 1 est un diagramme schématique de la distribution des modules fonctionnels de la carte principale de contrôle selon la présente invention ;
La figure 2 est un diagramme schématique du module d'alimentation électrique de la présente invention ;
La figure 3 est un diagramme schématique du circuit de condensateurs en parallèle de la présente invention ;
La figure 4 est un schéma du principe de contrôle de la carte principale de contrôle UCE de la présente invention.
Les numéros sur les figures correspondent aux éléments suivants :
Carte principale 1, Microprocesseur 1-1, Module de circuit EEPROM, Émetteur-récepteur CAN haut débit 1-3, Émetteur-récepteur CAN haut débit 1-3, Premier module d'entraînement de pont-moteur 1-4, Module d'alimentation 1-5, Module d'alimentation du pont-moteur 1-5-1, Module d'alimentation du circuit de contrôle 1-5-2, Module de circuit de protection contre les inversions de puissance 1-6, Module d'entraînement de moteur à haute tension 1-7, Deuxième module d'entraînement de pont-moteur 1-8, Interface de réglage et de téléchargement 1-9, Interface de surveillance de l'état des données 1-10, Module d'acquisition de signal 1-11, Moteur électrique à pôle 2, Capteur à effet Hall du moteur électrique à pôle 2-1, Moteur de déverrouillage 3, Capteur à effet Hall du moteur de déverrouillage du hayon 3-1, Moteur d'auto-amorçage 4, Capteur à effet Hall du moteur d'auto-amorçage 4-1, Module de détection de défaillance 5, Module de rappel de signal 6, Module d'affichage externe à DEL 7, Module d'alarme à sonnerie 8, Batterie 9, Module de stabilisation 10, Transistor à effet de champ Q1, Premier condensateur de redressement C1, Deuxième condensateur de redressement C2, Condensateur de filtrage et de stockage C3, Condensateur de filtrage C4, Diode bidirectionnelle D1, Premier condensateur C5, Deuxième condensateur C6, Troisième condensateur C7, Quatrième condensateur C8, Cinquième condensateur C9, Sixième condensateur C10.
Modes de réalisation
Nous décrivons ci-après des exemples de réalisation de la présente invention au moyen de modes de réalisation spécifiques ; à partir des éléments décrits dans ces exemples, l'homme du métier pourra aisément comprendre les avantages et effets de la présente invention. La présente invention peut être mise en œuvre sous diverses autres formes, c'est-à-dire que des modifications et changements peuvent être effectués sans sortir du cadre de la présente invention.
Exemple : une carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile, en référence aux figures 1 à 4, comprenant une carte principale 1, un microprocesseur 1-1, un module de circuit EEPROM 1-2, un émetteur-récepteur CAN haut débit 1-3, un premier module d'entraînement de moteur de type à pont 1-4 pour entraîner le moteur électrique à pôle 2, un module d'alimentation 1-5, un module de circuit de protection contre les inversions de puissance 1-6, un module d'entraînement de moteur à haute tension 1-7 du moteur de déverrouillage du hayon 3, un second module d'entraînement de moteur de type pont 1-8 qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon 4, une interface de téléchargement et de réglage 1-9 et une interface de surveillance de l'état des données 1-10 destinées au branchement d'appareillages externes ; ladite carte mère est équipée du microprocesseur, du module de circuit EEPROM, de l'émetteur-récepteur CAN haut débit, du premier module d'entraînement de moteur de type à pont du moteur électrique à pôle, du module d'alimentation à puce interne, du module de circuit de protection contre les inversions de puissance, du module d'entraînement de moteur à haute tension du moteur de déverrouillage du hayon, du second module d'entraînement de pont-moteur qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon, de l'interface de téléchargement et de réglage et de l'interface de surveillance de l'état des données ; ledit module de circuit EEPROM est relié électriquement au microprocesseur ; la borne d'entrée dudit émetteur-récepteur CAN haut débit est reliée électriquement à la borne de sortie du module d'acquisition de signal 1-11, ledit module d'acquisition de signal est relié électriquement au capteur à effet Hall 2-1 du moteur électrique à pôle, au capteur à effet Hall 3-1 du moteur de déverrouillage du hayon, et au capteur à effet Hall 4-1 du moteur d'auto-amorçage du hayon, et la borne de sortie dudit émetteur-récepteur CAN est reliée électriquement au microprocesseur ; ledit module d'alimentation électrique comprend un module d'alimentation pour l'entraînement du pont-moteur électrique 1-5-1 et un module d'alimentation du circuit de contrôle 1-5-2, les bornes de sortie dudit module d'alimentation du pont-moteur électrique sont respectivement reliées au moteur électrique à pôle, au moteur de déverrouillage et au moteur d'auto-amorçage, la borne d'entrée du module d'alimentation électrique dudit pont-moteur est reliée électriquement à la borne de sortie dudit microprocesseur, les bornes de sortie dudit module d'alimentation du circuit de contrôle sont reliées électriquement au module de détection d'erreur 5, au module de rappel de signal 6, au module externe d'affichage à DEL 7 et au module d'alarme sonore 8, la borne d'entrée du module d'alimentation du circuit de contrôle est reliée électriquement à la borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée audit module d'alimentation, la borne d'entrée du module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module d'entraînement à haute tension est reliée audit moteur de déverrouillage du hayon, la borne d'entrée du module d'entraînement à haute tension est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit second module d'entraînement du pont moteur est reliée audit moteur d'auto-amorçage du hayon, la borne d'entrée du second module d'entraînement du pont moteur est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite interface de téléchargement et de réglage et ladite interface de surveillance de l'état des données sont chacune reliées à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite carte principale est en outre pourvue d'une batterie 9 qui fournit l'énergie, ladite batterie étant reliée électriquement à la carte principale. L'alimentation électrique dudit module d'alimentation électrique du pont-moteur est contrôlée par un transistor IPD70P04P4-09 à effet de champ Q1, ledit transistor à effet de champ étant activé par une source d'alimentation POWER1 externe, la tension de ladite alimentation externe étant comprise entre 9 V et 16 V, l'extrémité avant du module d'alimentation électrique du pont-moteur comporte un premier condensateur de redressement C1 et un second condensateur de redressement C2, lesdits premier et second condensateurs de redressement étant connectés en série à la terre, les premier et second condensateurs ayant une capacité électrique de 100 nF, l'extrémité arrière du module d'alimentation électrique du pont-moteur étant pourvu d'un condensateur de filtrage C4, ledit condensateur de filtrage pouvant être raccordé à la terre, et sa capacité électrique étant de 10 nF, le module d'alimentation électrique du pont moteur étant en outre muni d'une diode bidirectionnelle D1 pour la protection contre les surtensions, ladite diode bidirectionnelle pouvant être raccordée à la terre ; la tension électrique dudit module d'alimentation du circuit de contrôle est modifiée par un module de stabilisation de tension 10, ledit module de stabilisation de tension étant équipé d'une puce de stabilisation de tension de type NCV4262, qui assure un traitement de réduction de tension en entrée, le module d'alimentation du circuit de contrôle étant situé avant le module de stabilisation de tension, et l'extrémité arrière est pourvue d'un circuit de condensateurs en parallèle pour l'expansion et le filtrage des hautes fréquences, l'extrémité avant du module de stabilisation de tension est reliée à la terre à l'aide d'un premier condensateur C5, un second condensateur C6 et un troisième condensateur C7 connectés en parallèle, le premier condensateur ayant une capacité de 220 pF, le second condensateur, une capacité de 100 nF, et le troisième condensateur, une capacité de 10 nF, pour jouer un rôle de filtration des hautes fréquences et assurer une transmission stable d'alimentation, et l'extrémité arrière du module de stabilisation de tension est reliée à la terre à l'aide d'un quatrième condensateur C8, un cinquième condensateur C9 et un sixième condensateur C10, le quatrième condensateur ayant une capacité de 100 nF, le cinquième condensateur, une capacité de 10 nF, et le sixième condensateur, une capacité de 22 pF, pour un deuxième filtre des hautes fréquences, qui supprime la génération d'harmoniques dans une certaine mesure et faire effet de stockage d'énergie.
Le module d'alimentation électrique du pont-moteur est en outre muni d'un condensateur de filtrage et de stockage d'énergie C3 pour le bon fonctionnement du moteur électrique à pôle, du moteur de déverrouillage et du moteur d'auto-amorçage, la capacité du condensateur de filtrage et de stockage d'énergie étant de 1 000 pF.
Ledit condensateur de filtrage et de stockage d'énergie est un condensateur en céramique, en mica, électrolytique ou au papier.
Ledit microprocesseur est un processeur Cortex-M0, un processeur Cortex-M3, ou un processeur Cortex-M4, la carte principale utilise le système d'exploitation embarqué en temps réel pCOS, le microprocesseur comporte 100 broches de fonction et un noyau ARM 32 bits, et la fréquence maximale du microprocesseur est de 72 MHz.
La tension de sortie du module d'alimentation en fonctionnement normal est comprise entre 9 V et 16 V, l'intensité du courant dans le module d'alimentation durant le fonctionnement normal est entre 10 A et 30 A, et l'intensité du courant continu stabilisé délivré à la carte principale par le module d'alimentation à l'état de veille est inférieure à 200 μΑ.
La carte principale est une carte de circuit imprimé à quatre couches, ladite carte de circuit imprimé comportant une couche de mise à la terre, la couche de mise à la terre comprenant la liaison à la masse du module d'alimentation électrique du pont-moteur d'entraînement, et la liaison à la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle, la masse du module d'alimentation électrique du pont-moteur d'entraînement, et la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle étant isolées l'une de l'autre, sans contact.
Le procédé de fonctionnement et le principe de fonctionnement de la présente invention sont les suivants :
La carte de contrôle UCE est équipée d'un microprocesseur à cœur ARM de 32 bits, utilise le système d'exploitation en temps réel embarqué pCOS, le microprocesseur comportant 100 broches de fonction et la fréquence la plus élevée étant de 72 MHz.
La batterie fournit l'alimentation au module d'alimentation de la carte de contrôle UCE, le module d'alimentation émet deux alimentations distinctes en sortie, un circuit acheminant une alimentation de 30 A au module d'alimentation d'entraînement de pont-moteur, le module d'alimentation du pont moteur lisse la tension de sortie dans un circuit interne, et la transmet au premier module d'entraînement de pont-moteur, au deuxième module d'entraînement de pont-moteur et au module d'entraînement à haute tension, le premier module d'entraînement de pont-moteur est alimenté, au même moment, le microprocesseur envoie une instruction à l'émetteur-récepteur CAN haut débit, après réception par l'émetteur-récepteur CAN haut débit de l'instruction, le signal est envoyé au module d'acquisition de signal, et le module d'acquisition de signal envoie à son tour l'ordre de fonctionnement au moteur électrique à pôle, le fonctionnement du deuxième module d'entraînement du pont-moteur et du module d'entraînement à haute tension sont identiques à celui du premier module d'entraînement du pont-moteur ; l'autre module d'alimentation du circuit de contrôle émet en sortie un courant de 10 A, le module régulateur de tension du module d'alimentation du circuit de contrôle transforme la tension d'entrée, et alimente le module de détection d'erreur, le module de rappel de signal, le module d'affichage externe à DEL, le module d'alarme à sonnerie, le module de circuit EEPROM, le microprocesseur, l'émetteur-récepteur CAN haut débit, le module de protection contre les inversions de puissance, l'interface de réglage et de téléchargement et l'interface de surveillance de l'état des données, l'alimentation du module d'alimentation du pont-moteur est contrôlée par un transistor à effet de champ Q1 de modèle IPD70P04P4-09, activé par l'alimentation externe POWER1, la tension de l'alimentation externe est comprise entre 9 V et 16 V, l'extrémité avant du module d'alimentation du pont-moteur est équipée d'un premier condensateur de redressement C1 et d'un second condensateur de redressement C2, le premier condensateur de redressement et le deuxième condensateur de redressement étant connectés en série et raccordés à la terre, le premier condensateur de redressement et le deuxième condensateur de redressement ont une capacité de 100 nF, l'extrémité arrière du module d'alimentation électrique du pont-moteur est équipée d'un condensateur de filtrage C4, le condensateur de filtrage peut être raccordé à la terre, et sa capacité est de 10 nF, le module d'alimentation du pont-moteur est également pourvu d'une diode bidirectionnelle D1 pour la protection contre les surtensions, la diode bidirectionnelle peut être raccordée à la terre ; le module de régulation de tension du module d'alimentation du circuit de contrôle, pourvu d'une puce de régulation de tension, modèle NCV4262, transforme la tension en entrée, le module d'alimentation comporte, avant et après le module de régulation de tension, de circuits de condensateurs en parallèle pour l'expansion et le filtrage des hautes valeurs, le circuit de condensateurs parallèles situé à l'extrémité avant du module de régulation de tension comporte un premier condensateur C5, un deuxième condensateur C6 et un troisième condensateur C7, qui peuvent être raccordés à la terre, le premier condensateur a une capacité de 220 pF, le deuxième, de 100 nF, et le troisième, une capacité de 10 nF, pour jouer un rôle de filtrage des hautes valeurs et assurer une transmission lisse de puissance, le circuit de condensateurs parallèles situé à l'extrémité arrière du module de régulation de tension comporte un quatrième condensateur C8, un cinquième condensateur C9 et un sixième condensateur C10, qui peuvent être raccordés à la terre, avec des capacités respectives de 100 nF, 10 nF et 22 pF, pour jouer un rôle de deuxième filtration des hautes valeurs et supprimer dans une certaine mesure la génération d'harmoniques, et faire office de stockage d'énergie ; le microprocesseur utilise l'émetteur-récepteur CAN haut débit pour la communication réciproque entre les modules fonctionnels de la carte mère et les dispositifs périphériques de détection, le module d'acquisition de signal collecte les signaux du capteur à effet Hall du moteur électrique à pôle, du capteur à effet Hall du moteur de déverrouillage du hayon, et du capteur à effet Hall du moteur d'auto-amorçage du hayon, obtenant ainsi l'état de fonctionnement correspondant au moteur, et le module de détection et le module de surveillance des erreurs comparent l'état du moteur avec un état prédéfini, puis renvoient les informations au microprocesseur, le microprocesseur en réponse à ces informations envoie une commande au module de rappel de signal pour contrôler le module d'affichage externe à DEL et le module d'alarme à sonnerie, pour donner à l'utilisateur l'état du hayon en temps réel. L'exemple donné ci-dessus n'est qu'un mode de réalisation de la présente invention, et ne doit pas en limiter la portée, toute structure équivalente à la description de la présente invention et au contenu des figures, utilisée directement ou indirectement dans les domaines techniques connexes, est inclus dans le cadre de protection de la présente invention.
Claims (8)
- Revendications1. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend une carte principale (1), un microprocesseur (1-1), un module de circuit EEPROM (1-2), un émetteur-récepteur CAN haut débit (1-3), un premier module d'entraînement de moteur de type à pont (1-4) pour entraîner le moteur électrique à pôle (2), un module d'alimentation (1-5), un module de circuit de protection contre les inversions de puissance (1-6), un module d'entraînement de moteur à haute tension (1-7) du moteur de déverrouillage du hayon (3), un second module d'entraînement de moteur de type pont (1-8) qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon (4), une interface de téléchargement et de réglage (1-9) et une interface de surveillance de l'état des données (1-10) destinées au branchement d'appareillages externes ; ladite carte mère est équipée du microprocesseur, du module de circuit EEPROM, de l'émetteur-récepteur CAN haut débit, du premier module d'entraînement de moteur de type à pont du moteur électrique à pôle, du module d'alimentation à puce interne, du module de circuit de protection contre les inversions de puissance, du module d'entraînement de moteur à haute tension du moteur de déverrouillage du hayon, du second module d'entraînement de pont-moteur qui entraîne le moteur d'auto-amorçage du hayon, de l'interface de téléchargement et de réglage (1-9) et de l'interface de surveillance de l'état des données ; ledit module de circuit EEPROM est relié électriquement au microprocesseur ; la borne d'entrée dudit émetteur-récepteur CAN haut débit est reliée électriquement à la borne de sortie du module d'acquisition de signal (1-11), ledit module d'acquisition de signal est relié électriquement au capteur à effet Hall (2-1) du moteur électrique à pôle, au capteur à effet Hall (3-1) du moteur de déverrouillage du hayon, et au capteur à effet Hall (4-1) du moteur d'auto-amorçage du hayon, et la borne de sortie dudit émetteur-récepteur CAN est reliée électriquement au microprocesseur ; ledit module d'alimentation électrique comprend un module d'alimentation pour l'entraînement du pont-moteur électrique (1-5-1) et un module d'alimentation du circuit de contrôle (1-5-2), les bornes de sortie dudit module d'alimentation du pont-moteur électrique sont respectivement reliées au moteur électrique à pôle, au moteur de déverrouillage et au moteur d'auto-amorçage, la borne d'entrée du module d'alimentation électrique dudit pont-moteur est reliée électriquement à la borne de sortie dudit microprocesseur, les bornes de sortie dudit module d'alimentation du circuit de contrôle sont reliées électriquement au module de détection d'erreur (5), au module de rappel de signal (6), au module externe d'affichage à DEL (7) et au module d'alarme sonore (8), la borne d'entrée du module d'alimentation du circuit de contrôle est reliée électriquement à la borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée audit module d'alimentation, la borne d'entrée du module de circuit de protection contre les inversions de puissance est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit module d'entraînement à haute tension est reliée audit moteur de déverrouillage du hayon, la borne d'entrée du module d'entraînement à haute tension est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; la borne de sortie dudit second module d'entraînement du pont moteur est reliée audit moteur d'auto-amorçage du hayon, la borne d'entrée du second module d'entraînement du pont moteur est reliée électriquement à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite interface de téléchargement et de réglage et ladite interface de surveillance de l'état des données sont chacune reliées à une borne de sortie du microprocesseur ; ladite carte principale est en outre pourvue d'une batterie (9) qui fournit l'énergie, ladite batterie étant reliée électriquement à la carte principale.
- 2. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que: l'alimentation électrique dudit module d'alimentation électrique du pont-moteur (1-5-1) est contrôlée par un transistor IPD70P04P4-09 à effet de champ (Q1), ledit transistor à effet de champ étant activé par une source d'alimentation externe, la tension de ladite alimentation externe étant comprise entre 9 V et 16 V, l'extrémité avant du module d'alimentation électrique du pont-moteur comporte un premier condensateur de redressement (C1) et un second condensateur de redressement (C2), lesdits premier et second condensateurs de redressement étant connectés en série à la terre, les premier et second condensateurs ayant une capacité électrique de 100 nF, l'extrémité arrière du module d'alimentation électrique du pont-moteur étant pourvu d'un condensateur de filtrage (C4), ledit condensateur de filtrage étant raccordé à la terre, et sa capacité électrique étant de 10 nF, le module d'alimentation électrique du pont moteur étant en outre muni d'une diode bidirectionnelle (D1) pour la protection contre les surtensions, ladite diode bidirectionnelle étant raccordée à la terre ; la tension électrique dudit module d'alimentation du circuit de contrôle (1-5-2) est modifiée par un module de stabilisation de tension (10), ledit module de stabilisation de tension étant équipé d'une puce de stabilisation de tension (U1) de type NCV4262, le module d'alimentation du circuit de contrôle étant situé avant le module de stabilisation de tension, et l'extrémité arrière est pourvue d'un circuit de condensateurs en parallèle pour l'expansion et le filtrage des hautes fréquences.
- 3. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 2, caractérisée en ce que : l'extrémité avant du circuit de condensateurs en parallèle est reliée à la terre à l'aide d'un premier condensateur (C5), un second condensateur (C6) et un troisième condensateur (C7) connectés en parallèle, le premier condensateur ayant une capacité de 220 pF, le second condensateur, une capacité de 100 nF, et le troisième condensateur, une capacité de 10 nF ; l'extrémité arrière du circuit de condensateurs en parallèle est reliée à la terre à l'aide d'un quatrième condensateur (C8), un cinquième condensateur (C9) et un sixième condensateur (C10), le quatrième condensateur ayant une capacité de 100 nF, le cinquième condensateur, une capacité de 10 nF, et le sixième condensateur, une capacité de 22 pF.
- 4. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que : le module d'alimentation électrique du pont-moteur (1-5-1) est en outre muni d'un condensateur de filtrage et de stockage d'énergie (C3) pour le bon fonctionnement du moteur électrique à pôle, du moteur de déverrouillage et du moteur d'auto-amorçage, la capacité du condensateur de filtrage et de stockage d'énergie étant de 1 000 pF.
- 5. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 4, caractérisée en ce que : ledit condensateur de filtrage et de stockage d'énergie est un condensateur en céramique, en mica, électrolytique ou au papier.
- 6. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que : ledit microprocesseur (1-1) est un processeur Cortex-M0, un processeur Cortex-M3, ou un processeur Cortex-M4, la carte principale utilise le système d'exploitation embarqué en temps réel pCOS, le microprocesseur comporte 100 broches de fonction et un noyau ARM 32 bits, et la fréquence maximale du microprocesseur est de 72 MHz.
- 7. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que : la tension de sortie du module d'alimentation (1-5) en fonctionnement normal est comprise entre 9 V et 16 V, l'intensité du courant dans le module d'alimentation durant le fonctionnement normal est entre 10 A et 30 A, et l'intensité du courant continu stabilisé délivré à la carte principale (1) par le module d'alimentation à l'état de veille est inférieure à 200 μΑ.
- 8. Carte principale de contrôle UCE de hayon électrique d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que : la carte principale (1) est une carte de circuit imprimé à quatre couches, ladite carte de circuit imprimé comportant une couche de mise à la terre, la couche de mise à la terre comprenant la liaison à la masse du module d'alimentation du pont-moteur d'entraînement, et la liaison à la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle, la masse du module d'alimentation du pont-moteur d'entraînement (1-5-1), et la masse du module d'alimentation du circuit de contrôle (1-5-2) étant isolées l'une de l'autre, sans contact.
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