汽车车身电子控制器设计的平台化实现探索

摘 要：随着现代科技的不断发展，汽车行业越来越得到社会各界的普遍关注，我国的汽车先进技术也广泛的应用于各行各业，为汽车领域的开拓助力。汽车车身电子控制器的设计需要根据模块模型化的设计理念，来进行车身电子控制器平台化的实现方案研究，这样不但可以为我国的汽车品牌在行业当中创造出满足客户实际需求的车身电子控制，还可以最大限度的降低生产成本。本文以车身控制系统总体方案设计为切入点，主要从硬件和软件两个方面来进行了分析和阐述。

关键词：车身控制系统；电子控制器；汽车电子系统

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）10-0049-03

Abstract：With the continuous development of modern science and technology，the automobile industry is getting more and more attention from all walks of life. The advanced technology of automobile in our country is also widely used in all walks of life，for the development of the automobile field. The design of auto body electronic controller should be based on the modular design concept to carry out the research on the realization scheme of the body electronic controller platform，which not only can create the auto body electronic control for our car brand in the industry to meet the actual needs of the customers，but also can reduce the production cost to the maximum. In this paper，the overall design of the body control system as a breakthrough point，mainly from the hardware and software aspects of the analysis and elaboration.

Keywords：car body control system；electronic controller；automotive electronic system

0 引 言

随着现代科技的发展，汽车电子系统在整车系统当中占据了相当重要的比例。在车身电子系统的功能设计方面，需要进行多方位的分析，来保证其结构的设计可以最大限度的满足社会各界的需求。这个过程，需要对设计的需求进行全面掌握和了解，打破传统设计中的一般性和通用性原则，根据客户所要求的控制策略来进行全面综合分析，最终在实现其经济效益和社会效益的同时来达到节约生产成本的目的。

1 车身控制系统总体方案设计

车身控制系统，主要利用分布式系统来进行控制，其中需要利用CAN/LIN的总线混合网络方式来进行设计。之前传统的汽车车身控制系统，需要对车身的各部分进行协调。而整体的车身控制系统，需要在高、低CAN和LIN总线的网关下来进行不同网络通信和信号的共享。高速网络，可以实现对底盘控制系统信号的传输，通过传输到其他的控制部件从而将其信息进行反映到仪表盘。灯控开关的信号，可以在LIN网络的基础上发送到后方的控制当中，从而实现对后方左右灯组的控制。在这个过程当中，主要是利用了两路总线来实现，其一为采集组合开关和车灯开关的信号；其二控制防夹车窗和车窗升降等。在控制模块，除了需要保持信号的处理能力和网络管理，还需要实现对车体各部分功能的控制，比如前后灯光组、前车内灯、防夹窗、扬声器、智能雨刷等。

2 平台硬件结构设计

在车身电子控制器的平台硬件组成部分，需要对模块化的理念进行高度的融合，对于车身电子系统的实际控制要求，可以利用NEC公司V850微处理控制器来进行实现，其中可以将平台的硬件分为几个部分的模块，分别是模拟/数字输入模块、电源供电模块、高/低边输出模块、通信模块和客户需求模块等，系统框架如图1所示。

在微处理器的选择方面，需要实现对平台硬件系统当中核心部分进行处理。在本文当中主要分为几个方面进行分析：

首先在系统的通信模块的设计当中，需要充分的结合CAN2.0B技术规范的CAN总线控制器模块，实现与ISO11898标准的兼容，在格式上需要达到标准型和扩展性两个方面的规范要求。车身电子控制器，可以说是车载网络系统的一个通信节点，因此需要利用带有高速CAN和两路LIN通信接口的微处理器芯片UJA1078来实现控制，其中可以当作车身电子控制器与物理总线之间的接口芯片来进行应用。其中UJA1078是一款高性能的电源管理芯片，在高速收发器和两路收发器的性能方面都是相对较高的，对于车身当中的CAN的控制器方面可以实现差分电平管理的支持现象，其中需要利用到通信方面的双通道电平的冗余设计，在系统总线电压的有效管理情况下，可以保证系统的抗干扰能力得到最大限度的发挥。在模块电路当中的设计可以提升系统本身的瞬间抗干扰能力，最终起到保护网络信号传输的作用。

其次在输入和输出模块当中，需要具备开放的接口资源，对于车载电子经常需要对信号接口做出处理，在设计当中根据实际情况需要最大限度的满足实际应用的需求。在设计当中，对于模拟数字的输入模块可以利用相应的信号调理电路，实现对车身电子控制器当中输入的信号进行有效的过滤和调整，最终保证电路当中的信号可以进行稳定的采集，进而满足对应接口芯片的需要。在电路的设计当中需要实现有效的引进接口引脚的防静电、防氧化和防尘功效，在通道比较多的情况下，可以进行适当的扩展，比如TI的74HC4851、Freescale的MC33879等。在高低边输出模块当中，需要在平台当中进行不同单元的控制。在设计的过程当中，需要对车身的电子控制器功能需求来进行不断调整，在实现输出控制资源的同时来达到节约硬件方面的成本，在不同的输出需求下可以采用不同的输出驱动芯片，示意图如图2所示。

3 车身控制器软件平台层次结构设计

在车身控制器的软件平台层次结构设计当中，需要保证程序结构的清晰以此便于维护。在系统的组成当中，在整体需要实现的功能当中包括车身控制器作为带CAN通信功能的控制单元，连接到PCAN网络。

在输入和输出量的处理上，尤其在开关或者状态的信号数字量输入方面，需要应用电源模拟量来进行输入。在接收和处理来自车辆总线当中的其他控制单元所传输的信息当中，可以为系统本身的实现提供出有效的信息。在系统采用此种模式之后，可以实现系统的简洁。车身的控制器功能，是由很多个模块来组成，其中在对大电感性负载方面，需要最大限度的减少对系统电源所造成的冲击，同时要保护用电设备，这个过程则可以利用PWM的方式实现。在对用电设备进行短路保护的同时，需要在发生短路故障的时候切断供电的电路，从而避免电路着火这类情况的发生。在对短路的故障需要进行二次上电，保证系统本身的抗干扰能力。在对设备进行故障诊断和报警的记录中，需要对实现信息的有效记录。复杂功能的设计需要利用各模块的协同来完成。

在软件的设计方面，对车身控制器进行电器应用层软件的开发，可以利用LogiCAD软件图形化编程技术来实现，在这个过程当中，主要可以实现对基本逻辑的实现，比如逻辑与、逻辑或、上升沿以及下降沿等。在平台当中可以利用完善的配置管理界面，来检查到系统平台当中所有运行的系统变量，进行自定义的引脚定义和信息数据默认值的恢复等。在车身控制器的硬件以及底层软件的开发过程当中，需要进行车身控制器的电气应用层程序的展开，其中包含危险报警闪光、转向灯、刮水、雾灯、排气制动及熄火、空调电源、昼间行车灯等控制功能。此功能的控制器设计，可以实现对抗电冲击能力的提升，通过此设计支持热插拔，对于负载状况和蓄电池的电压等情况都可以做出最大限度的检测。如果发现负载出现短路时，需要及时的切断负载电流。当恢复正常状态的时候，需要自动恢复该线路的相关功能。

在车身控制器的应用层模块软件设计当中，需要实现管理模块、输入处理模块、I/O逻辑模块以及诊断模块等。在车身控制器的相关功能方面，包含了危险报警闪光及转向灯控制模块用于接收来自车身翘板开关及转向组合开关的信号，来对转向灯的亮灭进行控制，其中其具备了短路以及断路的保护功能。刮水控制模块用于接收刮水组合开关的信号，控制刮刷及喷淋电机实现喷淋、刮刷高低速、间歇等功能；雾灯控制模块用于接收车身翘板开关的信号，实现雾灯的控制；空调电源控制模块用于监测发动机工作状态，来实现空调电源的状态控制；排气制动及熄火控制模块用于接收车身翘板开关、变速器挡位CAN信息、离合器开关CAN信息等信号，用于控制发动机排气制动工作状态。昼间行车灯控制模块用于接收发动机转速CAN信号，实现昼间行车灯的控制；另外还可扩展其它功能。

4 结 论

综上所述，汽车车身电子控制器的系统设计，需要根据相关的规范和需求来进行进一步研发出汽车车身电子控制器平台，高度模块化的设计可以最大限度的实现系统平台的科学性和合理性，降低功能模块之间的耦合性和通用性，保证系统的优化和功能扩展，这一特点符合现代社会的发展和需求。在软件层面，汽车车身电子控制器的整个功能设计需要科学的理论作指导，从而进一步实现其逻辑设计。通过控制器的早期测试以及集成测试，保证控制器的性能优越和工作的可靠稳定，最终实现成本的降低。

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作者简介：何显忠（1985.08-），男，汉族，广东佛山人，教师，本科。研究方向：汽车电子方向。