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Richardt K501S Technische Beschreibung

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Technische Beschreibung
CAN-Klimaregler K501S
(J1939 CAN-Protokoll)
Richardt Steuer- und Regelgeräte GmbH
Am Kupferacker 2
D-36280 Oberaula
Telefon: +49 (0) 66 28 / 91 94 34
Fax: +49 (0) 66 28 / 91 94 33
Email: info@richardt-elektrotechnik.com
Web: www.richardt-elektrotechnik.com
K501S - Technische Beschreibung - A01.doc
Stand: 17.09.2014
Seite: 1/40
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Inhaltszusammenfassung für Richardt K501S

  • Seite 1 Richardt Steuer- und Regelgeräte GmbH Am Kupferacker 2 D-36280 Oberaula Telefon: +49 (0) 66 28 / 91 94 34 Fax: +49 (0) 66 28 / 91 94 33 Email: info@richardt-elektrotechnik.com Web: www.richardt-elektrotechnik.com K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 1/40...

  • Seite 2: Inhaltsverzeichnis

    ANSCHLUSS ........................5 OPTISCHE ANZEIGE ....................6 CAN-KOMMUNIKATION ....................7 CAN-Protokoll ............................7 Kommunikation über den CAN-Bus ....................7 BEDIENUNG ÜBER J1939-CAN-PROTOKOLL ............8 Klimafunktionen einstellen (K501S Basisdaten Eingabe) ............... 8 5.1.1 Ein- und Ausschalten des Regelgerätes ................... 9 5.1.2 Manuelle Lüfter-Steuerung ........................ 9 5.1.3 Klimabetrieb Ein- und Ausschalten (ECON-Betrieb) ...............

  • Seite 3: Änderungsverlauf

    Manueller Verdampfer-Gebläsebetrieb.................... 31 Reheat-Betrieb ........................... 33 Temperaturen abfragen........................33 Klappenstellung ändern........................34 Testbetrieb ausführen ........................35 Allgemeine Hinweise zur Kommunikation mit dem K501S-Regler..........35 Beispiel für Benutzerschnittstelle / Bedienelemente..............36 ÜBERSICHT PARAMETERGRUPPEN ..............37 Übersicht inkl. Daten ......................... 37 Übersicht ID-Bits..........................38 TECHNISCHE DATEN....................39...

  • Seite 4: Einführung

    1 Einführung Abbildung 1: Klimaregler K501S Der Klimaregler K501S ist eine elektronische Steuereinheit für Klima-Heizanlagen in modernen Fahrzeugen. Durch seine kompakte Bauweise kann er leicht in eine Vielzahl von Umgebungen integriert werden. Durch die vollautomatische Regelfunktion wird eine stets optimale Fahrzeugkli- matisierung erreicht.

  • Seite 5: Anschluss

    2 Anschluss Der Anschluss des Klimareglers K501S erfolgt über zwei Steckerleisten, 1x AMP/Tyco Electronics Messerleiste 15 Pol (Part Nr. 966140-2) 1x AMP/Tyco Electronics Messerleiste 12 Pol (Part Nr. 966140-3) durch Aufstecken der entsprechenden Anschlussstecker. Die Belegung der Anschlusskontakte ist wie folgt:...

  • Seite 6: Optische Anzeige

    ST1 / 15 GND (Spannungsversorgung) Tabelle 3: Steckerbelegung ST1 3 Optische Anzeige Zur optischen Statusanzeige verfügt der Klimaregler K501S über eine grüne Leuchtdiode, die sich zwischen den beiden Anschlusssteckern befindet. Diese kann verschiedene Zustände über eine Blinksequenz anzeigen: Blinksequenz Zustand LED dauerhaft aus Spannungsversorgung getrennt, Gerät ist ausgeschaltet.

  • Seite 7: Can-Kommunikation

    4 CAN-Kommunikation Der Klimaregler K501S wird über einen CAN-Bus bedient und abgefragt. Die CAN-Bus Kommuni- kation genügt dabei den folgenden Eigenschaften: Eigenschaft Wert CAN-Spezifikation V2.0 B Verwendete Identifier 29 Bit (Extended Frames) Übertragungsrate 250 KBit/s Abschlusswiderstand 120 Ohm Tabelle 5: CAN-Bus Eigenschaften Das Gerät ist so konfiguriert, CAN-Pakete so lange zu senden, bis das Senden erfolgreich war.

  • Seite 8: Bedienung Über J1939-Can-Protokoll

    Bei Beispielen im Folgenden wird die werksseitig festgelegte CA-Adresse 25 (0x19) für den K501S Klimaregler verwendet. In den Beispielen findet die Kommunikation immer mit dem Main-ECU statt, welches die CA-Adresse 71 (0x47) hat. 5 Bedienung über J1939-CAN-Protokoll Nach J1939-Spezifikation werden bis zu 8 Byte an Kommunikationsdaten zu einer Parametergrup- pe zusammen gefasst.

  • Seite 9: Ein- Und Ausschalten Des Regelgerätes

    Standardmäßig wird die Lüfterdrehzahl automatisch geregelt. Ist eine manuelle Steuerung der Lüf- terdrehzahl gewünscht, muss Bit-Schalter 0x08 im Parameter „Bit-Schalter“ (Byte 1 der Parame- tergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“) auf den Wert 1 gesetzt werden. Dadurch wird die manuel- le Lüfter-Steuerung aktiviert. Die Drehzahl des Lüfters kann dann durch Beschreiben des Parame- ters „Manuelle Gebläse-Drehzahl“...

  • Seite 10: Klimabetrieb Ein- Und Ausschalten (Econ-Betrieb)

    5.1.3 Klimabetrieb Ein- und Ausschalten (ECON-Betrieb) Das Schreiben des Wertes 1 in Bit-Schalter 0x10 im Parameter „Bit-Schalter“ (Byte 1 der Parame- tergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“) aktiviert den ECON-Betrieb, der Wert 0 schaltet ihn aus. Bei ECON-Betrieb ist der Klima-Kompressor immer ausgeschaltet (Ausnahme: bei Reheat- Betrieb).

  • Seite 11: Klappensteuerung Umluft / Frischluft Sowie Kopf / Fuss

    5.1.6 Klappensteuerung Umluft / Frischluft sowie Kopf / Fuss Das Regelgerät K501S kann zwei Klappen ansteuern, deren Aufgabe darin besteht, die Luftfüh- rung zu ändern. Die Ansteuerung beider Klappen erfolgt manuell über den Parameter „Klappen- Stellung“ (Byte 4 der Parametergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“). Die zulässige Wertebele- gung ist in der zugehörigen Tabelle am Anfang dieses Abschnittes zu entnehmen.
  • Seite 12 SPI 2 – Klappe KF + (ST1/11) Ausgang aus (0V) Ausgang ein (Ub) 0x08 SPI 3 – Klappe KF - (ST1/12) Ausgang aus (0V) Ausgang ein (Ub) 0x10 0x20 0x40 0x80 K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 12/40...

  • Seite 13: Standheizungsbetrieb

    Byte 1 „Bit-Schalter Zustand“ ist um den Bit-Schalter „Standheizung“ erweitert (Bit 0x40). Dieser ist nicht im Byte der Parametergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“ enthalten, da der Standhei- zungsbetrieb nicht über den CAN-Bus aktiviert werden kann (read only Wert). Vielmehr wird die Standheizungsfunktion über die digitalen Eingänge „Freigabe D+ (ST1/01)“...

  • Seite 14: Fehler-Diagnose (K501S Diagnose-Ausgabe Fehler)

    5.3 Fehler-Diagnose (K501S Diagnose-Ausgabe Fehler) Der Klimaregler K501S kann verschiedene Fehlerzustände erkennen, welche über den CAN-Bus abgefragt werden können. Dies geschieht über die Parametergruppe „K501S Diagnose-Ausgabe Fehler“ welche nachfolgend definiert ist: Parameter Group Name K501S Diagnose-Ausgabe Fehler CAN-ID 0x18 FF AE 19...
  • Seite 15 0x04 0x08 0x10 0x20 0x40 0x80 Achtung: Die Erkennung von rot markierten Fehlern ist deaktiviert, da dies zu Fehlmeldungen im Normalbetrieb führen kann (Fehler wird erkannt, obwohl kein Fehler anliegt). K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 15/40...

  • Seite 16: Analogwerte Abfragen (K501S Diagnose-Ausgabe Temperaturen)

    5.4 Analogwerte abfragen (K501S Diagnose-Ausgabe Temperaturen) Der Klimaregler K501S verfügt über drei Temperatursensoren sowie einen Eingang für die Stel- lungsrückmeldung der Kopf/Fuss-Luftklappe. Diese Werte werden als Analogwerte eingelesen und können über die Parametergruppe „K501S Diagnose-Ausgabe Temperaturen“ abgefragt werden. Parameter Group Name...

  • Seite 17: Grunddaten Abfragen (K501S Diagnose-Ausgabe Grunddaten)

    5.5 Grunddaten abfragen (K501S Diagnose-Ausgabe Grunddaten) Grundlegende Daten über den Klimaregler K501S können mittels der Parametergruppe „K501S Diagnose-Ausgabe Grunddaten“ abgefragt werden. Parameter Group Name K501S Diagnose-Ausgabe Grunddaten CAN-ID 0x18 FF AC 19 PG Nummer 0x00 FF AC Definition Abfrage von Geräte-Grunddaten...

  • Seite 18: Service-Kommandos (K501S Service Kommando/Response)

    5.6 Service-Kommandos (K501S Service Kommando/Response) Der Klimaregler K501S verfügt über viele weitere Funktionen, welche nicht im alltäglichen Betrieb benötigt werden. Um den Zugang zu diesen Funktion zu ermöglichen, sind diese in zwei Parame- tergruppen zusammen gefasst: „K501S Service Kommando“ und „K501S Service Response“.
  • Seite 19 0xE7 (fester Wert) sChar Die Steuerung der Zusatzfunktionen erfolgt immer über die Parametergruppe „K501S Service Kommando“. Entscheidend bei der Verwendung dieser Parametergruppe ist zunächst der Wert des Bytes „Betriebszustand / Funktionsauswahl“ (Byte 1). Über dieses kann der Regler in ver- schiedene Betriebszustände versetzt werden.

  • Seite 20: Testbetrieb (Testmenü)

    Die Bytes 6-8 haben fest definierte Werte. Diese werden vom Regler geprüft. Sollten diese festen Werte nicht übereinstimmen, wird das Kommando verworfen. Auf einige (d.h. nicht auf alle) Kommandos sendet der K501S Regler eine Antwort. Für diese Ant- wort wird die Parametergruppe „K501S Service Response“ verwendet. Dabei stimmen die Bytes 1 und 2 immer mit denen des Kommandos überein.
  • Seite 21 Alles ein: Verdampfer-Lüfter Stufe 1, 2 und 3 ein (jeweils 100%), ST1/04 Magnetventil Heizen ein, Magnetkupplung Kompressor ein, alle ST1/05 Klappen-Ausgänge ein ST1/06 ST1/07 ST1/08 ST1/09 ST1/10 ST1/11 ST1/12 Tabelle 6: Test-Zustände K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 21/40...

  • Seite 22: Eeprom-Parameter

    3 (Parameter 0) -keine Funktion- 4 (Parameter 1) -keine Funktion- 5 (Parameter 2) -keine Funktion- Daraufhin sendet der Regler eine Antwort in Form einer „K501S Service Response“ Parameter- gruppe mit folgender Belegung: Kommando-Byte Wert Beschreibung / Bedeutung 1 (Betriebsz./Funktion) identisch mit Anfrage (Service Kommando)
  • Seite 23 3 (Parameter 0) Index-Nr. des zu lesenden EEPROM-Parameters 4 (Parameter 1) -keine Funktion- 5 (Parameter 2) -keine Funktion- Daraufhin sendet der Regler eine Antwort in Form einer „K501S Service Response“ Parameter- gruppe mit folgender Belegung: Kommando-Byte Wert Beschreibung / Bedeutung 1 (Betriebsz./Funktion)

  • Seite 24: Reset Durchführen

    5.6.3 Reset durchführen Um einen Software-Reset durchzuführen, muss das folgende Kommando an den K501S Regler gesendet werden: Kommando-Byte Wert Beschreibung / Bedeutung 1 (Betriebsz./Funktion) Funktionstrigger, Funktionsauswahl über Pointer (Byte 2) 2 (Pointer) Pointer für „Reset“ 3 (Parameter 0) -keine Funktion-...

  • Seite 25: J1939 Ca-Adresse Ändern

    Wert Bedeutung (Nummer der Parametergruppe für Parameter 0) K501S Basisdaten Ausgabe (0x18 FF AF nn) K501S Diagnose Ausgabe Fehler (0x18 FF AE nn) K501S Diagnose Ausgabe Temperaturen (0x18 FF AD nn) K501S Diagnose Ausgabe Grunddaten (0x18 FF AC nn) Dies ist nur möglich, wenn sich der Regler im Konfigurationsmodus befindet (siehe dazu das ent- sprechende Kapitel weiter oben).

  • Seite 26: Network Management

    Das K501S sendet Address Claim Messages. Wenn ein anderer J1939-Node dieselbe CA-Address belegen will und dieser einen geringwertige- ren CA-Name hat, sendet das K501S eine Can not Claim Adress Message und geht (bis zum Re- set) offline (Regelfunktionen arbeiten mit letzter Einstellung weiter).

  • Seite 27: Ca-Name

    CA-Name B5 8-Bit 0x00-0xFF CA-Name B6 8-Bit 0x00-0xFF CA-Name B7 (MS- 8-Bit 0x00-0xFF Byte) 5.7.1 CA-Name Der CA-Name des K501S Reglers ist werksseitig auf folgende Einstellung konfiguriert: B1 (LSB) B8 (MSB) 0x00 0x00 0x15 0x00 0xF9 0xE0 0x00 0x01 Arbitrary Address Capable: 0...

  • Seite 28: Fehler

    6 Fehler Wenn ein Fehler auftritt, wird er vom Regelgerät erkannt und kann abgefragt werden. Die erkenn- baren Fehler sind der Beschreibung der Parametergruppe „K501S Diagnose-Ausgabe Fehler“ zu entnehmen. Das Erkennen eines Fehlers, wird durch die Status-LED des Klimareglers angezeigt. Zudem wird solange mindestens ein Fehler anliegt, die Parametergruppe „K501S Diagnose-Ausgabe Fehler“...

  • Seite 29: Kopf/Fuss-Klappe

    Klappe ist aber nicht mehr gewährleistet. 6.1.4 CAN-Kommunikation Wenn ein Fehler der CAN-Kommunikation vorliegt, kann der K501S Regler ggf. nicht mehr korrekt bedient werden. Wenn es Probleme mit dem Senden von Nachrichten gibt (z.B. wenn der Regler nicht mit einem CAN-Bus verbunden ist), versucht der Regler so lange die Nachricht zu senden, bis es funktioniert (automatische Sendewiederholung).

  • Seite 30: Arbeitsszenarien

    In diesem Kapitel werden exemplarisch einige Szenarien aufgezeigt, um die Anbindung des Klima- reglers K501S an ein Bedienteil zu erleichtern. Dabei wird in den Beispielen die CA-Adresse 25 (0x19) für den K501S Regler und die CA-Adresse 71 (0x47) für das Bedienteil/MainECU verwen- det.

  • Seite 31: Solltemperatur Verstellen

    Gebläsemodus zu aktivieren. Zudem muss im dritten Byte „Manuelle Gebläsedrehzahl“ der gewünschte Drehzahlwert abgelegt werden (30, 40, …, 90, 100). Nachdem der K501S-Regler die Parametergruppe empfangen hat, wird die Einstellung sofort über- nommen. Um die Drehzahl zu verändern, muss erneut die Parametergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“...
  • Seite 32 Abbildung 5: Beispiel-Szenario Gebläse manuell Betrieb Anmerkung: Die Abfrage der Basisdaten im obigen Beispiel erfolgt jeweils nur, um sicherzustellen, dass die Werte korrekte geschrieben wurden. Evtl. kann dies auch entfallen. K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 32/40...

  • Seite 33: Reheat-Betrieb

    7.4 Reheat-Betrieb Um den Reheat-Betrieb zu aktivieren, muss Bit „Reheat-Betrieb“ (0x80) in Byte „Bit-Schalter“ der Parametergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“ auf 1 gesetzt werden. Der geschriebene Wert soll- te danach abgefragt werden, um sicherzustellen, dass der Reheat-Betrieb aktiviert wurde. Abbildung 6: Beispiel-Szenario Reheat Betrieb Die Reheat-Betrieb ist standardmäßig auf 60 Minuten begrenzt, d.h.

  • Seite 34: Klappenstellung Ändern

    7.6 Klappenstellung ändern Die beiden Steuerausgänge für Luft-Klappen werden über das Byte „Klappen-Stellung“ in der Pa- rametergruppe „K501S Basisdaten Eingabe“ eingestellt. Wenn eine neue Stellung (d.h. abwei- chend von der aktuellen Klappenstellung) geschrieben wird, fährt der Klimaregler die entsprechen- de Klappe(n) für eine definierte Zeit (Standard: 15 Sekunden) in die gewünschte Richtung. Danach werden die Steuerausgänge abgeschaltet um die Klappenmotoren zu schonen.

  • Seite 35: Testbetrieb Ausführen

    7.7 Testbetrieb ausführen Der K501S-Regler bietet die Möglichkeit einen Testbetrieb auszuführen. Mit diesem Testbetrieb können die Schaltausgänge einzeln oder in verschiedenen Konfigurationen eingeschaltet werden. Dies ist hilfreich, um die Funktion des Reglers sowie der angeschlossenen Komponenten zu prü- fen. Mittels der „Service Kommando“ Parametergruppe kann der Testbetrieb aktiviert und bedient wer- den.

  • Seite 36: Beispiel Für Benutzerschnittstelle / Bedienelemente

    Standards gehalten werden. Dadurch ist sichergestellt, dass der Benutzer intuitiv und sicher die Klimaanlage bedienen kann. Nachfolgend sind Bedienelemente vorgeschla- gen, welche sich an gängigen Standards orientieren. Die vorgeschlagenen Bedienelemente sind auf die Bedienung des K501S Reglers zugeschnitten. Bedienoption Einstellelement Anzeigeelement Soll-Temperatur in °C...

  • Seite 37: Übersicht Parametergruppen

    In der nachfolgenden Übersicht sind alle J1939-CAN-Nachrichten (bzw. Parametergruppen) zusammengefasst, welche vom K501S Regler empfan- gen oder gesendet werden können. Die CAN-Nachrichten werden vom Mikrocontroller des K501S Reglers gefiltert, so dass nur die aufgeführten CAN-Nachrichten verarbeitet werden. Alle anderen Nachrichten werden verworfen.

  • Seite 38: Übersicht Id-Bits

    1110 1111 1111 1111 1110 Can not claim Address (Failure) Eigene CA-Adresse: 0x19 (25) 0001 1001 XX = beliebige Adresse (ungleich eigener Adresse) , z.B. 71 / 0x47 für MainECU K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 38/40...

  • Seite 39: Technische Daten

    Imax.: 100 mA Analogeingang Raum: Analogeingang Ausblas: Analogeingang Aussen: 0V - 5V DC 0V - 5V DC 0V - 5V DC Ityp.: 16 mA Ityp.: 16 mA Ityp.: 16 mA K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 39/40...

  • Seite 40: Notizen

    10 Notizen _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ K501S - Technische Beschreibung - A01.doc Stand: 17.09.2014 Seite: 40/40...

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