聯(lián)合牽引車(chē)車(chē)身控制模塊功能測(cè)試設(shè)備

張子建，郭 雷，陳光飛

（集瑞聯(lián)合重工有限公司，安徽 蕪湖 241080）

現(xiàn)在的車(chē)輛配備了越來(lái)越多的電子控制系統(tǒng)和電子部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)、自動(dòng)變速器、車(chē)載遠(yuǎn)程終端等，用傳統(tǒng)的電路已無(wú)法進(jìn)行布線，并且在電路部分出現(xiàn)故障后極難找出問(wèn)題。重型載貨汽車(chē)方面所應(yīng)用的模塊化控制程度正在逐步提升，已經(jīng)由原來(lái)的 “繼電器+執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的方式改換為模塊控制。

本文主要對(duì)車(chē)身控制模塊的功能進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的測(cè)試設(shè)備對(duì)其功能進(jìn)行驗(yàn)證，滿足了產(chǎn)品在研發(fā)初期和批量供貨時(shí)的隨機(jī)抽檢情況，為其后期功能的完善和整改工作奠定了一定的基礎(chǔ)。

1 車(chē)身控制模塊定義及功能

1.1 定義

車(chē)身控制模塊BCM （Body Control Module）：將回路中的開(kāi)關(guān)輸入與負(fù)載的驅(qū)動(dòng)輸出集成在模塊中，通過(guò)微控制器以及周邊功率芯片、MOSFET、繼電器等驅(qū)動(dòng)器件，完成從輸入到輸出的隔離和邏輯控制以及功率輸出，這樣就構(gòu)成了基本的車(chē)身控制系統(tǒng)——車(chē)身控制模塊。一般用來(lái)控制整車(chē)的遙控開(kāi)閉鎖、玻璃升降、車(chē)身防盜功能，除此還有頂燈延時(shí)控制、轉(zhuǎn)向、緊急燈控制、日間行車(chē)燈控制、診斷等功能。車(chē)身控制模塊外形如圖1所示。

1.2 具備功能及特性參數(shù)

車(chē)身控制模塊具備的功能及特性參數(shù)見(jiàn)表1、表2。

2 車(chē)身控制模塊功能測(cè)試設(shè)備

2.1 功能說(shuō)明

車(chē)身控制模塊測(cè)試工裝是向模塊提供電源、傳感器信號(hào)，模擬實(shí)車(chē)運(yùn)行，測(cè)試模塊對(duì)外輸出的信號(hào)以及帶負(fù)載的能力。電源采用成品直流電源（24 V／200 A），汽車(chē)傳感器采用電氣信號(hào)源模擬 （電壓、頻率、PWM、CAN），模塊的帶載能力用功率電阻體現(xiàn)。用工控機(jī)向模塊循環(huán)地發(fā)送信號(hào)，當(dāng)模塊的功能失常時(shí)，輸出循環(huán)次數(shù)，測(cè)試模塊的耐久性。在上位機(jī)配置電壓、頻率、占空比等信號(hào)，調(diào)配負(fù)載，下位機(jī)執(zhí)行，負(fù)載箱與控制柜之間是大功率線纜連接；針對(duì)不同型號(hào)的檢測(cè)設(shè)備，可以制作專(zhuān)用線束，進(jìn)行跳線。用矩陣開(kāi)關(guān)進(jìn)行接口切換，用跳線臺(tái)進(jìn)行信號(hào)過(guò)渡；矩陣開(kāi)關(guān)中，功率線路的切換用繼電器，信號(hào)線路的切換用數(shù)字開(kāi)關(guān)。

表1 車(chē)身控制模塊具備的功能

表2 車(chē)身控制模塊特性參數(shù)

該測(cè)試工裝能夠?qū)?chē)身控制模塊進(jìn)行常規(guī)性能檢測(cè)、高低溫耐久、振動(dòng)加載等試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證，更方便批量部件的抽檢 （檢測(cè)時(shí)只需將對(duì)插件連接好后對(duì)部件部分功能或全部功能進(jìn)行加載。若功能出現(xiàn)問(wèn)題，控制盒面板會(huì)通過(guò)亮紅燈的方式進(jìn)行報(bào)警提示）。

2.2 工作原理

車(chē)身控制模塊 （以下簡(jiǎn)稱(chēng)BCM）主要有以下信號(hào)輸入方式：①數(shù)字量輸入：各種開(kāi)關(guān)量輸入，如前照燈開(kāi)關(guān)、門(mén)鎖開(kāi)關(guān)等；②頻率信號(hào)輸入：轉(zhuǎn)速、車(chē)速信號(hào)輸入等；③占空比信號(hào)量；④總線信號(hào)輸入，CAN信號(hào)與LIN信號(hào)，通過(guò)工控機(jī)各種輸出板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)這些信號(hào)的產(chǎn)生，BCM輸出要控制眾多的負(fù)載，采用繞線式阻性負(fù)載實(shí)現(xiàn)。該測(cè)試工裝通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)給BCM輸入觸發(fā)信號(hào)，BCM與負(fù)載和控制面板相連，當(dāng)BCM出現(xiàn)故障時(shí)在監(jiān)控面板上會(huì)進(jìn)行相應(yīng)輸出顯示。工作原理圖見(jiàn)圖2。

2.3 試驗(yàn)項(xiàng)目及方法

利用自行開(kāi)發(fā)的測(cè)試工裝開(kāi)展試驗(yàn)，能夠更加方便地進(jìn)行驗(yàn)證，縮短了試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題可以及時(shí)進(jìn)行整改。測(cè)試工裝試驗(yàn)項(xiàng)目如圖3所示。

1）溫升試驗(yàn) 長(zhǎng)時(shí)間工作負(fù)載：45 min接通，15min斷開(kāi)；短時(shí)間工作負(fù)載：3min接通，3min斷開(kāi)。在環(huán)境溫度為40℃的溫度箱中，以1h為一周期，對(duì)控制模塊進(jìn)行2個(gè)周期的帶載溫升試驗(yàn)，所加負(fù)載為實(shí)際電器件工作電流，加載過(guò)程中測(cè)試車(chē)身控制模塊與外部器件 （熔斷絲、繼電器、插接件）接觸部位的相應(yīng)溫度 （測(cè)量點(diǎn)不能少于8個(gè)）。

2）耐久性試驗(yàn) （帶載） 相對(duì)濕度按照正常標(biāo)準(zhǔn)；按QC／T 413的規(guī)定進(jìn)行掃頻振動(dòng)；按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行加載，要求負(fù)載按實(shí)際工作大小加載；80℃溫度下保持16 h，溫度在2 h內(nèi)均勻地降到－40℃，－40℃溫度下保持4 h，溫度在2 h內(nèi)均勻上升到80℃。以上構(gòu)成一個(gè)周期 （24h），共需進(jìn)行15個(gè)周期的試驗(yàn)。

3）沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo) 根據(jù)ISO7637－2的規(guī)定，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

2.4 試驗(yàn)探討

基于上述試驗(yàn)項(xiàng)目，需要開(kāi)發(fā)出獨(dú)立的測(cè)試程序才能滿足試驗(yàn)要求，據(jù)此結(jié)合車(chē)身控制模塊的帶載特性，制定出對(duì)22路長(zhǎng)時(shí)間工作負(fù)載和17路短時(shí)間工作負(fù)載分別按照45min通、15min斷和3min通、3min斷方式進(jìn)行加載，考核產(chǎn)品在這種苛刻條件下的綜合性能，運(yùn)用此種驗(yàn)證方法更能模擬出實(shí)車(chē)的帶載能力。溫升試驗(yàn)的測(cè)試目的是對(duì)產(chǎn)品的高溫承載能力進(jìn)行驗(yàn)證，是為了防止其內(nèi)部電路板在溫度急劇增加后產(chǎn)生斷路或燒蝕等現(xiàn)象。對(duì)于耐久試驗(yàn)中涉及到的溫濕度與振動(dòng)條件的疊加并同時(shí)加載，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與乘用車(chē)類(lèi)似，體現(xiàn)了產(chǎn)品在3種復(fù)合工況下的耐久性能，充分對(duì)產(chǎn)品的材質(zhì)、力學(xué)性能、帶載通斷能力進(jìn)行考核。沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)測(cè)試是考核產(chǎn)品自身抗外界騷擾能力和對(duì)其余部件的輻射程度，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部個(gè)別電子元器件抗輻射性能或屏蔽措施做得不到位就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試值超限。目前關(guān)于EMC測(cè)試方面出現(xiàn)問(wèn)題的情況較多，整改起來(lái)也比較棘手，不過(guò)對(duì)于重型載貨汽車(chē)的測(cè)試要求明顯低于轎車(chē)的等級(jí)度，這取決于市場(chǎng)終端對(duì)電子安全器件和舒適性的需求。

通過(guò)這3個(gè)方面的綜合測(cè)試，車(chē)身控制模塊在電器元件的選取、材質(zhì)的耐溫性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性方面都將得以驗(yàn)證。

3 小結(jié)

文中描述內(nèi)容僅針對(duì)重型載貨汽車(chē)車(chē)身控制模塊制定的測(cè)試設(shè)備，對(duì)于其他車(chē)型的通用性較強(qiáng)，在測(cè)試時(shí)需要更改測(cè)試程序 （由于測(cè)試設(shè)備內(nèi)部為固定電阻，相對(duì)于可調(diào)節(jié)的電子負(fù)載則明顯遜色）。

［1］QC／T413—2002，汽車(chē)電氣設(shè)備基本技術(shù)條件［S］.

［2］ISO 7637－2，道路車(chē)輛－來(lái)自傳導(dǎo)和耦合的電氣騷擾第2部分沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)［S］.

［3］葛如海.汽車(chē)工程手冊(cè)－試驗(yàn)篇［M］.北京：人民交通出版社，2001.