高磊

（連特科技有限公司 150006)

關(guān)于智能汽車的電子硬件設(shè)計(jì)

高磊

（連特科技有限公司 150006)

整車控制器是智能汽車的核心部件，在汽車的駕駛、能量回收、網(wǎng)絡(luò)管理、安全運(yùn)行及智能診斷等方面有著至關(guān)重要的作用。依據(jù)智能汽車的整車控制器的功能和可靠性需求，將全控制芯片CIC615087與控制器TC17823配合使用，使整車控制器的可靠性得到提升，達(dá)到ISO26262定義的ASIL-D的安全等級(jí)，滿足國家對(duì)智能汽車整車控制器的可靠性要求，進(jìn)而可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)整車控制器的最大價(jià)值。

智能汽車；電子硬件；設(shè)計(jì)

0 引言

為了將智能汽車的整體達(dá)到完美的匹配，必須要有整車控制器來管理汽車中的各個(gè)元件，滿足大眾對(duì)智能汽車的動(dòng)力性、安全性及舒適程度的要求。整車控制器通過對(duì)駕駛員操作信息的分析，對(duì)汽車的能量進(jìn)行管理，達(dá)到對(duì)汽車的有效控制，使智能汽車更好地滿足需求者的需求[1]。

1 整車控制器的性能需求

1.1 實(shí)現(xiàn)控制

整車控制器是基于對(duì)智能汽車的控制而設(shè)計(jì)，需要對(duì)汽車的整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到對(duì)智能汽車的其他狀態(tài)的控制。

1.2 網(wǎng)絡(luò)管理

整車控制器作為信息控制中心，需要通過整車通信網(wǎng)絡(luò)，汽車在行駛過程中的信息進(jìn)行調(diào)度以及匯總，從而地控制汽車的行駛過程。在這個(gè)過程中，整車控制器主要負(fù)責(zé)對(duì)整車通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，組織信息的傳輸?shù)取?/p>

1.3 故障處理

整車控制器通過對(duì)控制器的電路、傳感器、模塊和執(zhí)行器的故障進(jìn)行診斷，并做出相應(yīng)的處理指令，使整車控制器更好地配合汽車工作。對(duì)于不同的故障內(nèi)容，整車控制器可以利用存儲(chǔ)的故障碼，及時(shí)地進(jìn)行相應(yīng)的安全保護(hù)處理，嚴(yán)重的故障需要通過故障指示燈進(jìn)行提醒。

1.4 配置維護(hù)

整車控制器通過車載標(biāo)準(zhǔn) CCP 協(xié)議，對(duì)智能汽車的進(jìn)行功能配置、匹配的標(biāo)定以及控制參數(shù)的修改等。

2 整車控制器的模塊設(shè)計(jì)

整車控制器擁有9個(gè)不同的工作模式，各個(gè)不同的模式都需要相應(yīng)的指令去指揮。因此，在整車控制器的設(shè)計(jì)過程中，將各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與整車控制器的性能需求相對(duì)應(yīng)，分為4個(gè)不同的模塊。

2.1 微控制器模塊

控制器模塊設(shè)計(jì)的主要芯片是選用TC1782型號(hào)，這個(gè)模塊是整車控制器的控制核心，由微控制器和其外圍電路組成，對(duì)汽車在行駛過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能汽車的控制。微控制器模塊是配合TC1782型號(hào)芯片正常運(yùn)行的最適合系統(tǒng)，這樣的設(shè)計(jì)可以使整車控制器對(duì)汽車的運(yùn)行過程進(jìn)行更好地控制。

2.2 通訊模塊

在這個(gè)模塊中，由于微控制模塊使用的TC1782型號(hào)芯片擁有3個(gè)CAN通訊模塊，并且可以十分方便地進(jìn)行使用，因此只要添加外圍收發(fā)接口電路就可以達(dá)到相應(yīng)的目的。通訊模塊是整車控制器與其他設(shè)備連接的接口，由一路Flex Ray、一路RS232總線、一路LIN總線及總線兩路CAN總線共同構(gòu)成。CAN總線是現(xiàn)場(chǎng)總線中的一種，是整車控制器對(duì)外通訊接口中最重要的一環(huán)，其所具有的良好的檢錯(cuò)能力和高可靠性，是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)[2]。

2.3 信號(hào)處理模塊

信號(hào)處理模塊是對(duì)模擬信號(hào)和數(shù)字量輸入信號(hào)進(jìn)行處理，得到汽車在行駛過程中的信號(hào)，使整車控制器作出相應(yīng)的指令。信息處理模塊將整車控制器與外部硬件連接起來，進(jìn)而對(duì)整車進(jìn)行控制和故障的處理。

2.4 功率驅(qū)動(dòng)模塊

功率驅(qū)動(dòng)模塊是指對(duì)于繼電器的驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)模塊中，整車控制器運(yùn)用低壓控制的形式，使TC1782型號(hào)芯片完成低壓驅(qū)動(dòng)的功能。該型號(hào)芯片可以對(duì)整車控制器進(jìn)行并行控制，并且利用芯片中的IO系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)功能。這個(gè)模塊擁有結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性較高的優(yōu)點(diǎn)。

3 結(jié)束語

整車控制器是對(duì)于智能汽車的管理協(xié)調(diào)型控制，可以有效地對(duì)智能汽車的各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行直接的控制，更好地配合汽車的行駛。整車控制器的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，完美地契合了智能汽車對(duì)于整車控制器的功能需求，進(jìn)而為接下來的改進(jìn)和裝車實(shí)驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]周振.關(guān)于汽車電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究[J].信息通信,2014 (12):102-103.

[2]朱玉龍.汽車電子硬件設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2011.

U46文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

高磊，工程師，碩士，研究方向?yàn)榭刂乒こ獭?/p>