李 越，孟胥里

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

車身控制器（Body Control Module，簡(jiǎn)稱BCM）作為整車電氣系統(tǒng)核心零部件，實(shí)現(xiàn)了整車電氣系統(tǒng)大部分功能，諸如外部燈光、內(nèi)部燈光、門鎖、電動(dòng)車窗、車身防盜以及后除霜等多個(gè)系統(tǒng)的控制。因此BCM控制的負(fù)載包括不同類型，如車燈負(fù)載、電機(jī)負(fù)載、LED指示燈等?，F(xiàn)以某自主品牌汽車車身控制器為例，通過以下幾個(gè)方面淺析BCM開發(fā)過程中輸出電路的設(shè)計(jì)方法[1]。

1 BCM輸出接口電路

BCM 控制的負(fù)載種類繁多，主要有燈光類、電機(jī)類、喇叭等，根據(jù)車身控制器控制對(duì)象不同，功率驅(qū)動(dòng)輸出主要分為：內(nèi)部功率器件輸出、內(nèi)部繼電器輸出和外部繼電器輸出等。內(nèi)部功率器件輸出主要為集成MODFET管功率芯片；內(nèi)部繼電器多為雙胞繼電器，一般應(yīng)用于電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制；外部繼電器主要通過BCM小電流控制繼電器吸合斷開，以控制整車大電流負(fù)載，如近光燈、防盜喇叭、后除霜等，以下為車身控制器的系統(tǒng)組成[2]。

1.1 外部繼電器驅(qū)動(dòng)輸出電路

當(dāng)整車用電器模塊電流比較大時(shí)，整車多采用繼電器來驅(qū)動(dòng)，比如近光燈、遠(yuǎn)光燈、喇叭等，而繼電器通過BCM來進(jìn)行控制。由于繼電器線圈阻值一般在85 Ω～120 Ω之間，12系統(tǒng)整車電壓一般在9 V～16 V，因此繼電器線圈電流一般小于180 mA，因此車身控制器一般選用infineon TLE7240 SL來驅(qū)動(dòng)外部繼電器。此芯片共有8個(gè)輸出通道，每個(gè)通道驅(qū)動(dòng)電流210 mA，過載關(guān)斷閾值為950 mA，且具有短路、過載、高溫保護(hù)功能。

圖1 BCM系統(tǒng)組成

對(duì)于像近光燈等影響行車安全的功能，整車要求必須具有跛行功能，而TLE7240SL支持Limp Home功能，當(dāng)主芯片出現(xiàn)故障時(shí)，看門狗對(duì)主芯片進(jìn)行復(fù)位重啟的同時(shí)，會(huì)將近光燈的控制電路切換到備份硬件電路，不受MCU故障影響，保證近光燈功能可以正常實(shí)現(xiàn)，TLE7240SL系統(tǒng)原理圖如圖2：

圖2 TLE 7240SL系統(tǒng)原理圖

1.2 高邊驅(qū)動(dòng)輸出電路

對(duì)于電流較小的負(fù)載，主要是LED燈光負(fù)載，如轉(zhuǎn)向燈、位置燈等，電流一般小于5 A，一般直接采用infineon BTS 5120/BTS5020等進(jìn)行控制，主要根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的大小來進(jìn)行具體選型，此芯片具有過溫、過壓、電流限制保護(hù)功能，同時(shí)具有診斷功能，當(dāng)在On-stage時(shí)進(jìn)行開路和短路到地檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)開路或者短路到地即有計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，達(dá)到一定的數(shù)值即可以判斷為真正的開路或者短路到地，并置相應(yīng)的DTC。在Off-stage時(shí)進(jìn)行短路到電源檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)短路到電源即有計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，達(dá)到一定的數(shù)值即可以判斷為真正的短路到電源，并置相應(yīng)的DTC[3]。比如某款車型轉(zhuǎn)向燈控制，單側(cè)轉(zhuǎn)向燈功率為max 36 w-12 V，則選用型號(hào)為BTS5020芯片，其雙通道輸出電流為5 A，滿足要求，相比較分立元 件的方式，電路更為簡(jiǎn)單可靠，轉(zhuǎn)向燈工作電路如圖3所示：

圖3 轉(zhuǎn)向燈控制電路

1.3 內(nèi)部集成繼電器驅(qū)動(dòng)輸出

對(duì)于電機(jī)類負(fù)載，特別是需要控制正反向電機(jī)，比如門鎖的控制，需要采用一對(duì)雙胞繼電器來進(jìn)行控制，優(yōu)先通過BCM內(nèi)部集成雙胞繼電器進(jìn)行控制，門鎖控制源流如圖4所示：

圖4 門鎖繼電器驅(qū)動(dòng)原理圖

同時(shí)內(nèi)部繼電器驅(qū)動(dòng)一般通過達(dá)林頓管ULQ2003AQ來控制，共有7個(gè)輸出回路，其單通道工作原理如圖5所示：

圖5 ULQ2003AQ單通道原理圖

1.4 LED指示燈驅(qū)動(dòng)

對(duì)于車輛上開關(guān)指示燈，例如中控鎖指示燈、車窗鎖止指示燈，其工作電流較小，一般均小于20 mA，因此采用帶阻三級(jí)管來驅(qū)動(dòng)，其工作原理為當(dāng)輸入PIN2為高電平時(shí)， Q1導(dǎo)通，Q1導(dǎo)通后Q2發(fā)射極正偏，Q2導(dǎo)通，因而PIN3輸出高電平，系統(tǒng)原理圖如下：

圖6 LED指示燈驅(qū)動(dòng)電路

2 總結(jié)

本文主要對(duì)車身控制器輸出控制方式進(jìn)行了闡述，同時(shí)結(jié)合整車電氣原理，對(duì)不同類型負(fù)載所采用的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了分析。在對(duì)驅(qū)動(dòng)輸出進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)執(zhí)行元器件功率及電氣特性來選擇，對(duì)于多路輸出的內(nèi)部功率驅(qū)動(dòng)芯片，應(yīng)盡量將不會(huì)同時(shí)工作的執(zhí)行器放在同一芯片上進(jìn)行控制輸出，防止同時(shí)工作時(shí)瞬間電流過大，影響芯片性能。隨著控制器集成度更高，車身控制器參與更多的電氣功能控制，對(duì)外部負(fù)載驅(qū)動(dòng)方式的選型及匹配尤為重要。