一種轎車車門ECU 設計

摘 要： 提出了一種“總體分布、局部集中式”的轎車車門ECU設計，ECU之間以CAN總線方式通信。以英飛凌公司XC164CS微控制器和TLE8201、BTS781功率驅動芯片為核心設計了車門ECU的硬件電路；在XC164CS上移植了μC/OS-Ⅱ實時操作系統(tǒng)，在此基礎上進行了任務劃分和應用軟件設計,最后搭建了整個車門控制系統(tǒng)的實驗臺架。試驗結果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，達到了設計性能。

隨著科技的飛速發(fā)展，為了提高行車的舒適性，針對轎車的車門控制系統(tǒng)，人們已經(jīng)設計了基于CAN、LIN等總線系統(tǒng)的完全分布式控制方案。

轎車車門電子控制器是每一輛現(xiàn)代轎車都必須安裝的模塊。轎車車門的基本配置包括電動車窗和中控鎖（門鎖）、前車門后視鏡、轉向信號燈、禮貌燈等，這些功能可相對獨立配置，具有可裁剪性，可按用戶需求增減。由于電子技術的進步和集成電路制造工藝的發(fā)展，目前車門模塊電子控制器的主流是采用高集成度的芯片控制方式。本文基于英飛凌公司生產(chǎn)的高集成度專用門控芯片TLE8201和BTS781，給出了一種新的車門控制解決方案。

1 車門ECU總體設計方案

目前流行兩款車門ECU方案，即集中式控制方案和分布式控制方案。其中，集中式控制是將電動車窗、后視鏡、門鎖等負載的控制集中由車身中央控制器完成，這樣可降低整體成本，但增加了控制器的復雜性；而且控制過于集中、尺寸偏大，不利于安裝、布線和散熱。而分布式控制方案為奧迪、大眾等汽車公司所采用，每個車門內(nèi)的負載由各自的ECU模塊單獨控制，也可由駕駛員側ECU通過CAN總線控制。在這種方案中，兩個前門ECU連接到CAN總線網(wǎng)絡，后面兩個車門的ECU可通過CAN總線或LIN總線方式相互通信，或直接由車身中央控制器模塊驅動。分布式方案控制簡單，但成本偏高。

借鑒以上兩種控制方案的優(yōu)點，本課題組設計了一種“總體分布，局部集中式”的控制方案，其框圖如圖1所示，即將左側前后兩個車門的控制作為一個ECU模塊，右側前后兩個車門的控制作為另一個ECU模塊，兩個模塊之間以及模塊與中央控制器之間均以CAN總線方式連接。


本設計方案成本適中，易于布線和控制，是基于集中式和分布式控制優(yōu)勢的一種折中。本設計中的中央控制器模塊可模擬特殊的診斷或信息顯示功能等，并可用于驗證所做設計的正確性，實際的車門控制節(jié)點并不包含此模塊。