一種轎車(chē)車(chē)門(mén)ECU 設(shè)計(jì)

摘 要： 提出了一種“總體分布、局部集中式”的轎車(chē)車(chē)門(mén)ECU設(shè)計(jì)，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(qū)動(dòng)芯片為核心設(shè)計(jì)了車(chē)門(mén)ECU的硬件電路；在XC164CS上移植了μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了任務(wù)劃分和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì),最后搭建了整個(gè)車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)性能。

隨著科技的飛速發(fā)展，為了提高行車(chē)的舒適性，針對(duì)轎車(chē)的車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)了基于CAN、LIN等總線系統(tǒng)的完全分布式控制方案。

轎車(chē)車(chē)門(mén)電子控制器是每一輛現(xiàn)代轎車(chē)都必須安裝的模塊。轎車(chē)車(chē)門(mén)的基本配置包括電動(dòng)車(chē)窗和中控鎖（門(mén)鎖）、前車(chē)門(mén)后視鏡、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、禮貌燈等，這些功能可相對(duì)獨(dú)立配置，具有可裁剪性，可按用戶需求增減。由于電子技術(shù)的進(jìn)步和集成電路制造工藝的發(fā)展，目前車(chē)門(mén)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(zhuān)用門(mén)控芯片TLE8201和BTS781，給出了一種新的車(chē)門(mén)控制解決方案。

1 車(chē)門(mén)ECU總體設(shè)計(jì)方案

目前流行兩款車(chē)門(mén)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(dòng)車(chē)窗、后視鏡、門(mén)鎖等負(fù)載的控制集中由車(chē)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(fù)雜性；而且控制過(guò)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(chē)公司所采用，每個(gè)車(chē)門(mén)內(nèi)的負(fù)載由各自的ECU模塊單獨(dú)控制，也可由駕駛員側(cè)ECU通過(guò)CAN總線控制。在這種方案中，兩個(gè)前門(mén)ECU連接到CAN總線網(wǎng)絡(luò)，后面兩個(gè)車(chē)門(mén)的ECU可通過(guò)CAN總線或LIN總線方式相互通信，或直接由車(chē)身中央控制器模塊驅(qū)動(dòng)。分布式方案控制簡(jiǎn)單，但成本偏高。

借鑒以上兩種控制方案的優(yōu)點(diǎn)，本課題組設(shè)計(jì)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(cè)前后兩個(gè)車(chē)門(mén)的控制作為一個(gè)ECU模塊，右側(cè)前后兩個(gè)車(chē)門(mén)的控制作為另一個(gè)ECU模塊，兩個(gè)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(shè)計(jì)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(shì)的一種折中。本設(shè)計(jì)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(yàn)證所做設(shè)計(jì)的正確性，實(shí)際的車(chē)門(mén)控制節(jié)點(diǎn)并不包含此模塊。