汽車車身電子控制器設計研究論文

摘要：隨着現代科技的不斷髮展，汽車行業越來越得到社會各界的普遍關注，我國的汽車先進技術也廣泛的應用於各行各業，為汽車領域的開拓助力。汽車車身電子控制器的設計需要根據模塊模型化的設計理念，來進行車身電子控制器平台化的實現方案研究，這樣不但可以為我國的汽車品牌在行業當中創造出滿足客户實際需求的車身電子控制，還可以最大限度的降低生產成本。本文以車身控制系統總體方案設計為切入點，主要從硬件和軟件兩個方面來進行了分析和闡述。

關鍵詞：車身控制系統；電子控制器；汽車電子系統

引言

隨着現代科技的發展，汽車電子系統在整車系統當中佔據了相當重要的比例。在車身電子系統的功能設計方面，需要進行多方位的分析，來保證其結構的設計可以最大限度的滿足社會各界的需求。這個過程，需要對設計的需求進行全面掌握和了解，打破傳統設計中的一般性和通用性原則，根據客户所要求的控制策略來進行全面綜合分析，最終在實現其經濟效益和社會效益的同時來達到節約生產成本的目的。

1車身控制系統總體方案設計

車身控制系統，主要利用分佈式系統來進行控制，其中需要利用CAN/LIN的總線混合網絡方式來進行設計。之前傳統的汽車車身控制系統，需要對車身的各部分進行協調。而整體的車身控制系統，需要在高、低CAN和LIN總線的網關下來進行不同網絡通信和信號的共享。高速網絡，可以實現對底盤控制系統信號的傳輸，通過傳輸到其他的控制部件從而將其信息進行反映到儀表盤。燈控開關的信號，可以在LIN網絡的基礎上發送到後方的控制當中，從而實現對後方左右燈組的控制。在這個過程當中，主要是利用了兩路總線來實現，其一為採集組合開關和車燈開關的信號；其二控制防夾車窗和車窗升降等。在控制模塊，除了需要保持信號的處理能力和網絡管理，還需要實現對車體各部分功能的控制，比如前後燈光組、前車內燈、防夾窗、揚聲器、智能雨刷等。

2平台硬件結構設計

在車身電子控制器的平台硬件組成部分，需要對模塊化的理念進行高度的`融合，對於車身電子系統的實際控制要求，可以利用NEC公司V850微處理控制器來進行實現，其中可以將平台的硬件分為幾個部分的模塊，分別是模擬／數字輸入模塊、電源供電模塊、高／低邊輸出模塊、通信模塊和客户需求模塊等，系統框架如圖1所示。在微處理器的選擇方面，需要實現對平台硬件系統當中核心部分進行處理。在本文當中主要分為幾個方面進行分析：首先在系統的通信模塊的設計當中，需要充分的結合CAN2.0B技術規範的CAN總線控制器模塊，實現與ISO11898標準的兼容，在格式上需要達到標準型和擴展性兩個方面的規範要求。車身電子控制器，可以説是車載網絡系統的一個通信節點，因此需要利用帶有高速CAN和兩路LIN通信接口的微處理器芯片UJA1078來實現控制，其中可以當作車身電子控制器與物理總線之間的接口芯片來進行應用。其中UJA1078是一款高性能的電源管理芯片，在高速收發器和兩路收發器的性能方面都是相對較高的，對於車身當中的CAN的控制器方面可以實現差分電平管理的支持現象，其中需要利用到通信方面的雙通道電平的宂餘設計，在系統總線電壓的有效管理情況下，可以保證系統的抗干擾能力得到最大限度的發揮。

在模塊電路當中的設計可以提升系統本身的瞬間抗干擾能力，最終起到保護網絡信號傳輸的作用。其次在輸入和輸出模塊當中，需要具備開放的接口資源，對於車載電子經常需要對信號接口做出處理，在設計當中根據實際情況需要最大限度的滿足實際應用的需求。在設計當中，對於模擬數字的輸入模塊可以利用相應的信號調理電路，實現對車身電子控制器當中輸入的信號進行有效的過濾和調整，最終保證電路當中的信號可以進行穩定的採集，進而滿足對應接口芯片的需要。在電路的設計當中需要實現有效的引進接口引腳的防靜電、防氧化和防塵功效，在通道比較多的情況下，可以進行適當的擴展，比如TI的74HC4851、Freescale的MC33879等。在高低邊輸出模塊當中，需要在平台當中進行不同單元的控制。在設計的過程當中，需要對車身的電子控制器功能需求來進行不斷調整，在實現輸出控制資源的同時來達到節約硬件方面的成本，在不同的輸出需求下可以採用不同的輸出驅動芯片，示意圖如圖。

3車身控制器軟件平台層次結構設計

在車身控制器的軟件平台層次結構設計當中，需要保證程序結構的清晰以此便於維護。在系統的組成當中，在整體需要實現的功能當中包括車身控制器作為帶CAN通信功能的控制單元，連接到PCAN網絡。在輸入和輸出量的處理上，尤其在開關或者狀態的信號數字量輸入方面，需要應用電源模擬量來進行輸入。在接收和處理來自車輛總線當中的其他控制單元所傳輸的信息當中，可以為系統本身的實現提供出有效的信息。在系統採用此種模式之後，可以實現系統的簡潔。車身的控制器功能，是由很多個模塊來組成，其中在對大電感性負載方面，需要最大限度的減少對系統電源所造成的衝擊，同時要保護用電設備，這個過程則可以利用PWM的方式實現。在對用電設備進行短路保護的同時，需要在發生短路故障的時候切斷供電的電路，從而避免電路着火這類情況的發生。在對短路的故障需要進行二次上電，保證系統本身的抗干擾能力。在對設備進行故障診斷和報警的記錄中，需要對實現信息的有效記錄。複雜功能的設計需要利用各模塊的協同來完成。在軟件的設計方面，對車身控制器進行電器應用層軟件的開發，可以利用LogiCAD軟件圖形化編程技術來實現，在這個過程當中，主要可以實現對基本邏輯的實現，比如邏輯與、邏輯或、上升沿以及下降沿等。

在平台當中可以利用完善的配置管理界面，來檢查到系統平台當中所有運行的系統變量，進行自定義的引腳定義和信息數據默認值的恢復等。在車身控制器的硬件以及底層軟件的開發過程當中，需要進行車身控制器的電氣應用層程序的展開，其中包含危險報警閃光、轉向燈、刮水、霧燈、排氣制動及熄火、空調電源、晝間行車燈等控制功能。此功能的控制器設計，可以實現對抗電衝擊能力的提升，通過此設計支持熱插拔，對於負載狀況和蓄電池的電壓等情況都可以做出最大限度的檢測。如果發現負載出現短路時，需要及時的切斷負載電流。當恢復正常狀態的時候，需要自動恢復該線路的相關功能。在車身控制器的應用層模塊軟件設計當中，需要實現管理模塊、輸入處理模塊、I/O邏輯模塊以及診斷模塊等。在車身控制器的相關功能方面，包含了危險報警閃光及轉向燈控制模塊用於接收來自車身翹板開關及轉向組合開關的信號，來對轉向燈的亮滅進行控制，其中其具備了短路以及斷路的保護功能。刮水控制模塊用於接收刮水組合開關的信號，控制刮刷及噴淋電機實現噴淋、刮刷高低速、間歇等功能；霧燈控制模塊用於接收車身翹板開關的信號，實現霧燈的控制；空調電源控制模塊用於監測發動機工作狀態，來實現空調電源的狀態控制；排氣制動及熄火控制模塊用於接收車身翹板開關、變速器擋位CAN信息、離合器開關CAN信息等信號，用於控制發動機排氣制動工作狀態。晝間行車燈控制模塊用於接收發動機轉速CAN信號，實現晝間行車燈的控制；另外還可擴展其它功能。

4結論

綜上所述，汽車車身電子控制器的系統設計，需要根據相關的規範和需求來進行進一步研發出汽車車身電子控制器平台，高度模塊化的設計可以最大限度的實現系統平台的科學性和合理性，降低功能模塊之間的耦合性和通用性，保證系統的優化和功能擴展，這一特點符合現代社會的發展和需求。在軟件層面，汽車車身電子控制器的整個功能設計需要科學的理論作指導，從而進一步實現其邏輯設計。通過控制器的早期測試以及集成測試，保證控制器的性能優越和工作的可靠穩定，最終實現成本的降低。

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