車身控制器,又稱BCM,是整車附件控制的核心控制器,通過CAN/LIN總線或硬線,實現對內外部燈光控制、車窗控制、無鑰匙進入及啟動系統、防盜報警控制、雨刮洗滌控制等,BCM整個系統的架構示意圖如圖1、圖2所示。
▲圖1?車身控制系統示意圖
▲圖2?車身控制系統功能示意圖(來源CSDN@ChrisKKC)
01. BCM功能介紹
詳細來說說BCM的各項功能:
1.1 內外部燈光控制
內外部燈光控制主要包括遠近光燈控制、轉向燈、危險報警燈、日間行車燈控制、前后霧燈控制、剎車燈控制、內部頂燈控制、鑰匙孔照明燈控制等。
轉向燈功能控制功能:
1. 點火開關處于ON檔時,轉向開關閉合或斷開分別對應轉向燈閃爍或是關閉,與此同時,儀表盤上的轉向指示燈也以相同的頻率閃爍或者關閉。
2. 轉向開關閉合時,BCM驅相應的轉向燈至少激活三次閃爍。
3. 如果轉向開關從一側開關直接撥到另一側的開關,比如當前左轉向開關激活,然后立即激活右轉向燈,則左轉向燈立即關閉,右轉向燈立即激活閃爍。
4. 當轉向燈處于工作模式時,某側轉向燈由于開路或短路導致故障時,該側轉向燈以雙倍頻率閃爍,組合儀表轉向指示燈也以雙倍頻率閃爍。
剎車燈控制功能:
1. 當剎車開關有效,或者是總線上的剎車請求有效時,則需要開啟剎車燈和高位制動燈,并且剎車燈和高位制動燈要分開控制。
2. 剎車燈和高位制動燈有兩條控制路徑,分別為硬件開關控制,和MCU控制,在正常情況下,兩者都可以觸發,在跛行模式下,剎車燈和高位制動燈應該能夠被剎車開關控制。
鑰匙孔照明燈控制功能:
1. 當點火信號為OFF時,當主駕或者副駕側門打開,鑰匙孔照明燈點亮。當門關閉后,鑰匙孔照明燈10s后熄滅,如果門未關閉,則持續10分鐘點亮。
2. 當點火信號為ON或者START時,鑰匙孔照明燈立即熄滅。
1.2?雨刮系統
BCM通過監測雨刮開關的狀態以及組合開關來控制雨刮電機及噴水泵工作,實現雨刮系統的各種工作模式:前雨刮低速運行、前雨刮高速運行、前雨刮間歇運行、前雨刮關閉、前風窗噴水、后雨刮運行、后風窗噴水等。
上述說的雨刮控制,有的是通過駕駛員手動撥不同檔位的開關來實現的,有的是通過光雨量傳感器,自動識別雨量,來控制雨刮不同的工作模式的。
對于不同的工作模式,其中雨刮刮一次的周期分別是BCM驅動電機600ms,雨刮歸位時間為1400ms,對不間歇檔位,區別只是兩次雨刮動作之間的間隔時間。
對于雨刮與前噴水的協調工作,當前噴水動作小于一定時間,比如700ms,雨刮不動作,當前噴水時間大于700ms后,雨刮開始工作,并且在噴水停掉之后再刮3次。
1.3 車身防盜報警系統
車身報警模塊實現的是車輛在各種非正常狀態下的報警功能,報警模塊一旦被激活,就啟動聲光報警并且遠程通知至用戶手機。
其具體的功能如下:
1. 當三門以及引擎蓋都關閉時,當使用遙控器或者是鑰匙鎖車后,左右轉向燈閃爍1s,喇叭鳴叫10ms,并且進入設防警戒狀。
2. 在警戒狀態時,三門或引擎蓋有打開,或者檢測到鑰匙插入信號,車輛將報警,同時啟動抑制繼電器輸出使能,抑制啟動,在報警 3 個周期結束后啟動抑制繼電器一直有效。
3. 使用遙控器或者駕駛側鑰匙開鎖/解鎖解除警戒狀態,四門門鎖打開,左右轉向燈閃爍。
4. 當車處于警戒狀態時,打開三門或引擎蓋,警笛報警鳴叫。
5. 設防狀態下,通過遙控開鎖實施解防之后,30s 內沒有任何門或引擎蓋打開或鑰匙插入點火鎖需要重新進入設防。
1.4 車鎖功能
車鎖系統通過 BCM 內部繼電器完成對門鎖的控制,其實現以下功能:
1. 遙控閉鎖和開鎖,在接收到有效解閉鎖信號后,BCM 對門鎖電機進行控制,三門鎖電機解閉鎖動作輸出時間為 250ms。車門鎖有內部鎖電機。
2. 鑰匙閉鎖和開鎖;
3. 當車速超過某預設值(比如40 公里/時),若司機側鎖電機處于解鎖狀態,三門自動上鎖;
4. 當鑰匙拔出點火鎖,三門鎖車輛執行自動開鎖;
5. 自動重上鎖功能,若在解除設防 30s 內沒有三門及引擎蓋打開或鑰匙插入點火鎖,則嘗試 RKE 閉鎖操作的過程。
6. 碰撞強制開鎖,點火開關在 ON檔,BCM 收到有效的安全氣囊展信號后,BCM 強制打開三門鎖;屏蔽車速自動上鎖功能、屏蔽中控閉鎖功能和 RKE 遙控閉鎖功能。
7. 上鎖解鎖 CAN 網絡上的請求發送。
1.5 電動車窗功能
當電源檔位為 ON 檔時,所有車窗控制按鈕指令在 200ms 后都能對相對應的車窗進行控制升降,并且車窗能夠在 4s 內完全打開或者完全關閉。車窗按鈕指令保持時間超過 1s 時,車窗自動完全打開或完全關閉。
車窗在上升過程中,如果遇到障礙物,應該具有防夾功能,停止上升車窗玻璃。駕駛員擁有控制優先級,能夠控制所有車窗,在駕駛員控制車窗時,其他車窗控制指令失效。
02. 各家車身域控制器
隨著車身控制器的功能越來越復雜,越來越多的功能被集成到BCM當中,比如充電、高壓管理和能量估算等等能源控制功能,BCM也儼然發展成一個大型的域控制器。而且各個主機廠也是這么做的。
▲圖3?車身控制系統發展趨勢
那下面挑幾家主機廠有代表性的車身控制器來講講。
2.1 特斯拉
首先肯定是大家都熟悉的特斯拉,早在2018年的Model 3上就搭載了大型的車身域控制器,其功能包括功能管理(包括各個控制器的低壓供電控制,包括動力系統的霍爾傳感器、無線充電器、USB、安全控制器、充電ECU供電等)、車頂控制、燈光控制、擋風玻璃加熱、雨刮控制等等。
下面是2021款Model Y的左右車身控制器簡圖,以及其ECU接口定義圖,從接插件接口,可以看出其功能的一二。
▲圖4?2021款Model Y 左右車身控制器
?
管腳名稱 | 管腳功能 | 所屬系統 |
X39-10 | LIFTGATE傳感器供電 | LIFTGATE_STRUT |
X039-11 | LIFTGATE 霍爾傳感器輸入A | |
X039-12 | LIFTGATE 霍爾傳感器輸入B | |
X039-13 | LIFTGATE傳感器GROUD | |
X031-32 | LIFTGATE_STRUT_OPEN | |
X031-31 | LIFTGATE_STRUT_CLOSE | |
X030A-27 | 后驅動電機旋變Switched12V供電 | 后驅系統 |
X031-21 | 后驅動電機旋變Unswitched12V供電 | |
X030A-6 | 與車頂系統的LIN總線 | 車頂系統 |
X030A-26 | 車頂系統供電VBAT | |
X030B-6 | 備用GROUND | |
X030A-8 | 車身高度傳感器RL GROUND | 車身高度傳感器RL |
X030A-20 | 車身高度傳感器RL信號輸入 | |
X030A-21 | 車身高度傳感器RL5V供電 | |
X037-22 | 車身高度傳感器FL供電 | 車身高度傳感器FL |
X037-23 | 車身高度傳感器FL信號輸入 | |
X037-9 | 車身高度傳感器FL?GROUND | |
X030A-28 | 充電口ECU的VBAT供電 | 充電口ECU |
X031-10 | 尾燈信號輸出 | 車身尾燈控制 LH |
X031-11 | 轉向信號輸出 | |
X031-12 | 剎車信號輸出 | |
X031-5 | 后座USB 12V供電 | USB Ports |
X031-22 | 與感應充電器的LIN總線 | 感應充電器 |
X031-3 | 中控臺電源插座12V供電 | 中控臺電源插座 |
X031-18 | 中控臺電源插座?GROUND | |
X039-26 | 后座電源插座12V供電 | 后座電源插座 |
X039-14 | 后座電源插座 GROUND | |
X030A-9 | 中控臺前箱 LED供電 | 中控臺前箱 |
X030A-10 | 中控臺后箱燈LED供電 | 中控臺后箱燈 |
X030A-24 | 安全控制器供電 | 安全控制器 |
X039-24 | Dump Switch LED | Dump Switch |
X039-24 | Dump?Switch信號輸入 | |
X031-39 | Dump Switch GROUND | |
X030A-1和-2 | 與安全控制器的CAN連接 | 安全控制器 |
X037-5和-6 | 與前Front BCM的CAN連接 | Front BCM |
X037-17和-16 | 與前BCM RL的CAN連接 | BCM RL |
X037-13和-12 | 與轉向ECU的CAN連接 | 轉向ECU |
X031-29和-30 | 與前Front BCM的CAN連接 | Front BCM |
X031-42和-43 | 與前BCM RL的CAN連接 | BCM RL |
X031-44和-45 | 與約束控制器的CAN連接 | 約束控制器 |
X031-13和-14 | 與后驅DCU的CAN連接 | 后驅DCU |
▲表1?BCM?L的引腳定義
管腳名稱 | 管腳功能 | 所屬系統 |
X059-20 | liftgate shutface switch LED | Liftgate Internal Close Switch |
X059-21 | liftgate shutface switch | |
X059-18 | liftgate interior?Light供電 | liftgate interior?Light |
X050A-19 | Trunk Exterior swtich的信號輸入 | liftgate External Switch & BCU |
X051-7 | 光照和濕度傳感器供電 | 光照和濕度傳感 |
X051-12 | 與光照和濕度傳感器的LIN總線連接 | |
X050A-27 | 光照和濕度傳感器 GROUND | |
X060-2 | 后擋風玻璃加熱控制器供電 | 后擋風玻璃加熱控制器 |
X050B-11 | PREMIUM_AMP_ECU供電 | PREMIUM_AMP_ECU |
X057-21 | 環境溫度模擬信號輸入 | 環境溫度傳感器 |
X057-20 | 環境溫度傳感器GROUND | |
X051-38 | 左右牌照燈供電 | 牌照燈 |
X051-24 | 后備箱Liftgate LH供電備份 | 后備箱Liftgate LH |
X050A-30和-31 | VH CAN | ? |
X050A-13和-14 | CH CAN | ? |
X051-13和29 | PARTY CAN | ? |
X050B-4 | 動力電池控制器12V供電 | 動力電池控制器 |
X051-26 | 后視鏡供電引腳 | 后視鏡 |
X050A-28 | 后視鏡GROUND |
▲表2?BCM RH接插件引腳(部分)
2.2 大眾
在大眾ID系列中,大型的車身控制器也現身了,就是ICAS1,比特斯拉的集成度更高,如下圖所示。
▲圖5?ID4.X的ICAS1架構簡圖 ICAS1的μ診斷控制器負責最多 8 個不同 CAN 區域通信。此外,它還負責控制和協調大量功能: - 防盜鎖止系統主控制器;????- 組件保護主控制器 - 防盜報警裝置;? ? ? ? ? ? ? ? - Kessy 自適應/ 中央門鎖 - 調光;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?- 疲勞識別系統 - 歷史數據;? ? ? ? ? ? ? ? ??????- 駕駛模式選擇 - 續駛里程計算;? ? ? ? ? ??????- 標準車外照明燈 - 離車方案;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 顯示協調器 - Time Master Base;? ? ? ?- 駐車協調器 - 低電壓電源管理系統;?? ?? ?- 高電壓電源管理系統 - 高電壓充電管理;? ? ? ??? ?- 接線端控制 - 可訂購的功能主控制器( FoD)
LIN 控制:
- 蓄電池數據管理;????- 車內監控/備用喇叭
- 尾燈;? ? ? ? ? ? ? ? ? - 脫手檢測( HoD) ICAS1的μ性能處理器分4個區,具體功能如下: 1. Adaptive 系統 1 的應用程序服務器 1(8123): - 為 ICAS 3 的 3 個顯示器的服務器/CAN 準備顯示數據; - 車輛定位(用于遠程服務和功能的位置); - 控制充電管理服務器。充電程序,充電計時器,充電配置文件- 在線服務的消息存儲器。 2. Java 系統 2 的應用程序服務器 1(8124): - 車載測試儀。目前在此協調控制單元的升級程序; - 診斷服務和車輛狀態數據服務器。至后端服務器網關; - 控制車輛充電或溫度調節的遠程服務。 3. 嵌入式軟件集群 1( C002): - 個性化管理; - 復雜車燈系統、動態車燈輔助系統、矩陣大燈控制; - 具有備份記錄和存儲功能的里程計數器。為 ICAS 3 準備。 4. 軟件集群內務 1( C003): - 性能處理器的“ 管家”; - 控制基礎設施和 IP 路由。
2.3 廣汽埃安
在廣汽最新的星靈電子電氣架構中,其中車身控制也被劃成一個域控制器,
▲圖6 廣汽的星靈電子電氣架構
車身控制域控的主控芯片為NXP S32G39,由8個A核+4個M核構成。可作為整車OTA的主節點,實現跨域同時升級。
▲圖7 車身域控性能介紹
但是目前該域控還處于研發階段,并沒有在量產車上實現,等它正真落地了我們在好好介紹一下。
審核編輯:劉清
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