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隨著汽車智能化的發展，車身控制也變得越來越智能化。
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BCM的概述
BCM（Body Control Module）車身控制模塊，能夠實現控制汽車車身用電器，比如整車燈具、雨刮、洗滌、門鎖、電動窗、天窗、電動后視鏡、遙控等。該系統還具有電源管理功能，高低電壓保護，延時斷電，系統休眠等功能。是汽車設計中不可或缺的重要組成部分。
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BCM設計開發的目的
車身電子控制系統主要是用于增強汽車的安全、舒適和方便性的。還有用于和車外聯結，以及協調整車各部分的電子控制功能，將大量計算機、傳感器與交通管理服務系統聯結在一起的綜合顯示系統、駕駛員信息系統、導航系統、計算機網絡系統、狀態監測與故障診斷系統等。
在未來，各電子設備的功能越來越多，各種功能都需要通BCM來實現，使得BCM功能更加強大；各電子設備之間的信息共享越來越多，一個信息可同時供許多部件使用，要求BCM的數據通信功能越來越強；單一集中式BCM很難完成越來越龐大的功能，使得總線式、網絡化BCM成為發展趨勢。
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BCM的系統組成
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BCM的安裝位置
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BCM產品標準
一、模塊外觀
1.金屬件表面應有良好的防護層，表面清潔，無銹蝕，無損傷；
2.塑料件表面平整、清潔、無劃痕、無飛邊、無縮孔、無塌坑、無變形、無裂紋等缺陷；
3.?模塊外觀和安裝尺寸為模塊配合功能方面特殊性要求。
二、功能
1.?電動窗的功能
（1）點火開關打開時，允許電動窗工作。點火開關關閉后，經過1分鐘電動窗的手動上升/下降功能被禁止。
（2）手動上升：當按電動窗開關的上升鍵，則電動窗玻璃執行上升動作，松開上升鍵，則停止。
（3）手動下降：當按電動窗開關的下降鍵，則電動窗玻璃執行下降動作，松開下降鍵，則停止。
（4）司機門、副駕駛門、左后門、右后門、電動窗自動下降：按下電動窗玻璃開關下降鍵（按下時間<300ms），則電動窗玻璃執行自動下降動作，電動窗玻璃一直下降到底。
2.電動窗的保護功能
為了防止電機受損，四個電動窗玻璃升降器輸出具有過電流保護及連續輸出6S保護功能。
3.電動窗的遙控關窗功能
當按下遙控器閉鎖鍵時間小于3S，只執行中控鎖閉鎖，沒有自動升窗動作；當按下遙控器閉鎖鍵時間大于3S，執行中控鎖閉鎖和自動升窗動作；升窗順序：首先左前升窗，左前窗到頂后升右前升窗，其次是左后升窗、右后升窗；遙控關窗時只允許一個玻璃升降器工作。如自動升窗期間按下開鎖鍵，則自動升窗停止。
4.中控門鎖控制
（1）自動落鎖/開鎖功能
a.?點火開關打開時，允許電動窗工作。點火開關關閉后，經過1分鐘電動窗的手動上升/下降功能被禁止。
b.?手動上升：當按電動窗開關的上升鍵，則電動窗玻璃執行上升動作，松開上升鍵，則停止。
c.?手動下降：當按電動窗開關的下降鍵，則電動窗玻璃執行下降動作，松開下降鍵，則停止。
d.?司機門、副駕駛門、左后門、右后門、電動窗自動下降：按下電動窗玻璃開關下降鍵（按下時間<300ms），則電動窗玻璃執行自動下降動作，電動窗玻璃一直下降到底。
（2）開鎖／閉鎖按鍵控制功能
a.?操作駕駛“閉鎖/開鎖”按鈕，如在閉鎖狀態下按開鎖鍵，四個門鎖進入開鎖狀態；在開鎖狀態下按閉鎖鍵，四個車門進入閉鎖狀態。中控門開閉鎖是300ms的輸出。
b.?當按下閉鎖開關按鍵后，四個車門進入閉鎖狀態，同時后背箱開啟開關按鍵禁止。當按下開鎖開關按鍵后，四個車門進入開鎖狀態，同時后背箱開啟開關按鍵有效。當按下遙控器閉鎖按鍵后，四個車門進入閉鎖狀態，同時后背箱開啟開關按鍵禁止。當按下遙控器開鎖按鍵后，四個車門進入開鎖狀態，同時后背箱開啟開關按鍵有效。
（3）中控鎖保護功能
在10S內中央門鎖連續開鎖/閉鎖超過8次，則中央門鎖禁止動作15S，以保護中央門鎖。中控門鎖和電動窗玻璃升降器不得同時動作。兩者發生沖突時，中央門鎖優先動作，而電動窗玻璃升降器停止工作；待中央門鎖動作結束，電動窗玻璃升降器繼續前一個狀態工作。
5.后備箱控制
（1）在解防的條件下：按下后背箱開啟開關按鍵后，后背箱自動執行開鎖動作一次。同時后背箱指示燈亮，關閉后背箱后，指示燈熄滅。背門鎖開鎖是300ms的輸出。
（2）在設防的條件下：按下遙控器上的后背箱按鍵后，執行轉向燈閃爍二次，并且BCM模塊處于解防模式。
（3）鑰匙插入后，遙控器上的開鎖鍵、閉鎖鍵、后背箱按鍵失效。
6.遙控器解防和設防
（1）遙控器設防模式
a. 設防失敗：當任一車門、后備箱打開時，且點火開關關閉時，按下遙控器閉鎖，方向燈閃三下，同時報警喇叭叫三次。（報警喇叭周期是響50ms，停100ms）
b. 設防成功：所有車門、后備箱關閉，且點火鑰匙未插入時，按遙控器閉鎖鍵，關中控鎖，同時轉向燈閃爍一次。
如果在設防狀態下系統被觸發過（包括有：非法打開車門、后備門），則在遙控器開鎖時系統退出設防狀態，方向燈閃四下，同時報警喇叭叫四次。
（2）遙控器解防模式
a.?解防成功：在點火開關關閉時，按下遙控器開鎖鍵，開中控鎖，同時轉向燈閃爍二次。
b.?按下遙控器開鎖鍵，開中控鎖；如果點火開關、任一車門、后備箱信號沒有被觸發，在60秒內一直處于這種狀態，則60秒后中控鎖自動閉鎖一次，并且系統進入設防狀態。
c.?當BCM設防后，按下遙控器后背箱按鈕，只執行轉向燈閃爍2次，并且BCM模塊處于解防模式。
d.?按下遙控器開鎖鍵，開中控鎖；在60S內，后背箱開啟開關按鍵有效。
（3）遙控器報警模式
a.?按下遙控閉鎖鍵，系統進入設防狀態；如存在非法打開任一車門、后備門操作，控制器都會發出30秒的警報，同時左右轉向燈閃爍30秒。
b.?解除報警條件
如果報警信號未消失，按下遙控器開鎖鍵，停止報警，中控鎖解鎖，進入解防模式。如果報警信號未消失，當鑰匙插入后，停止報警，進入解防模式。
7.燈光控制功能
（1）室內燈控制
將任意車門打開，車內頂燈、門狀態指示燈就會亮起，車門關閉頂燈、門狀態指示燈熄滅。
（2）點火鎖孔照明功能
a.?點火開關IGN為“OFF”時，打開（正）駕駛室的門，則點火鎖孔照明燈亮。關上（正）駕駛室的門，點火鎖孔照明燈延時10s后熄滅。
b.?當點火鎖孔照明燈延時10s過程中，如果打開點火開關ON或者進入設防狀態，點火鎖孔照明燈立即熄滅。
（3）后霧燈控制
a.?點火開關打到ON檔，后霧燈只有在小燈開關打開時的情況下才能打開，后霧燈能獨立關閉。后霧燈開關按一次，后霧燈點亮，再按一次，后霧燈滅。
b.?后霧燈亮時，關閉小燈開關，后霧燈熄滅。關閉點火開關IGN后，后霧燈熄滅。
（4）后備箱燈
后備箱打開，后備箱燈點亮，后備箱關閉后燈滅。
8）除霜功能
點火鑰匙在ON檔有效，除霜開關按下后，立即執行除霜動作，在15分鐘后除霜自動關閉。如在15分鐘內再次按下除霜按鈕，則取消除霜功能。
9.蜂鳴器報警功能
（1）點火開關關閉之后，如果小燈處在開啟狀態，則蜂鳴器響（周期1秒占空比50%），直到小燈開關關閉后，則停止報警。在鑰匙未插入時，如果小燈打開，則蜂鳴器報警，當鑰匙插入后，停止報警。
（2）當正駕駛室的門打開時，如果鑰匙插在點火鎖孔上，蜂鳴器就連續報警（周期：1秒占空比：為50%），持續10秒鐘后停止。當正駕駛室的門關上或拔除鑰匙時，蜂鳴器停止報警。
（3）點火打開且駕駛室門關閉時，如果駕駛人員沒有系安全帶，則蜂鳴器發出報警音，同時安全帶報警燈閃爍，時間長度為6s（報警音與報警燈閃爍周期為0.6S，占空比為50%）。
（4）剎車開關打開時，如果車速超過10km/h的時間超過2s，則蜂鳴器發出報警音（0.3s響，0.3s停的報警音）。直到車速為00k/m（車輛停止）后，則停止報警。
10.遙控器
（1）遙控器采用無線遙控技術，接收和發送無方向性，使用方便，遙控距離15米；可實現遙控關窗，遙控防盜的功能。當模塊斷電后，會自動保存斷電前設防/解防的狀態，再上電后模塊處于設防/解防的狀態。
（2）遙控開鎖解防。
（3）在無點火，四個門關好時，遙控閉鎖進行設防。
（4）當遙控器有3個按鍵，對背門鎖進行開鎖控制。
11.洗滌和雨刮控制功能
（1）前洗滌功能
當打開洗滌開關后，如果此時雨刮處在關閉位置，則延時125，BCM控制雨刮低速運轉2次，同時BCM發送LIN信號到雨量傳感器，通知其當前正在洗滌狀態。避免雨刮開關在自動檔位時，雨量傳感器發送刮水信號。
（2）前刮水功能
雨刮開關有關閉、自動、低速和高速4個檔位。在自動檔位時，雨量傳感器通過LN線與車身控制器連接通訊，實現雨量信號的傳遞。
雨量傳感器有3個敏感度等級，每次點火開關打開后，第一次激活自動雨刮開關，則雨量傳感器設置為低靈敏度。之后每關閉打開一次自動雨刮，敏感度增加一個等級。到最高等級后，重新回到最低等級。當下一次打開點火開關后按照最低敏感度工作。
當組合開關（雨刮或燈光）至于ATUO檔，RLS判斷雨量大小和光照強度，發送雨刮單次刮刷、高速刮刷、低速刮刷、停止刮刷、小燈點亮、大燈點亮、小燈熄滅、大燈熄滅信號給BCM，BCM控制外圍器件進行相關的動作。
12.喇叭控制
當按下喇叭開關時，BCM不在控制喇叭繼電器工作。只有在尋車和防夾時BCM才會控制喇叭鳴叫。
三、技術要求
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BCM應用電路設計
一、BCM控制原理圖
汽車BCM的輸入信號有開關信號和模擬信號，開關信號的有效值有高低之分，為保證輸入信號的狀態穩定有效，需要對輸入信號進行正確的電路處理。下面是幾種推薦的處理電路：
二、輸入信號處理電路圖
1.有效值為低電平的開關信號經二極管、上拉電阻、限流電阻、濾波電容處理后接入微處理器MCU，如下圖a所示。
2.有效值為高電平的開關信號經分壓電路、穩壓管、限流電阻、濾波電容處理后接入MCU，如下圖b所示。
3.一些模擬信號如AD采樣電壓信號，檢測電阻檢測到的電平信號經穩壓管穩壓、限流電阻、濾波電容處理后接入MCU，如下圖c所示。
三、輸入口擴展電路圖
汽車上的開關信號線數量繁多，這對于MCU來說，IO口的資源顯得尤為寶貴，一定情況下必須對IO口進行擴展才能滿足實際的需要。下圖為模擬開關CD4067的應用電路圖，4路控制信號控制A、B、C、D的高低電平來選擇IO0～IO15某個通道，IO0～IO15接處理過的輸入信號，然后MCU檢測共用端COM口的高低電平，根據該通道所接開關的高低電平有效值來判斷開關是否按下，從而實現對信號開關的檢測。實際中使用2片CD4067來獲取更多的IO資源。
四、輸出信號驅動電路
汽車BCM的執行機構大致可分為電動機類、燈光類，電動機也可分為正反向電動機、單方向電動機。正反向電動機如：中控鎖電動機、玻璃升降電動機、電動后視鏡電動機；單方向電動機如：前刮水電動機、后刮水電動機、洗滌電動機。
通常情況下電動機類執行機構采用繼電器來控制，正反向電動機采用一雙胞胎繼電器來實現全橋控制；單方向電動機采用一路繼電器來實現半橋控制。可用一康銅絲電阻串到電動機回路中來檢測電動機的電流，根據電流的大小來判斷電動機的運行狀況。繼電器驅動采用安森美的NCV1413，如需節省IO口，也可采用英飛凌的TLE7232G，該芯片支持SPI驅動，僅需CS、SI、SO、CLK四個IO口即可，采用帶SPI模塊的飛思卡爾MC9S08DZ60單片機，更能支持多個SPI驅動器件，從而實現IO輸出口的擴展。
下圖是NCV1413和雙胞胎繼電器的應用電路（如果是單路繼電器，電動機的正極由繼電器控制，電動機的負極接一檢測電阻，這個檢測電阻焊裝在PCB上）。
五、電源處理電路
汽車BCM的電源部分包括12V/DC和5V/DC兩種電源。12V電源由汽車上的電源供給，它給PCB繼電器、繼電器驅動芯片、高低端開關等智能功率器件供電。在電源的輸入端加上共模扼流圈以防止汽車電源交流突變帶來的干擾，抑制交流雜波進入12V電源。12V電源經過英飛凌的電壓轉換芯片TLE4264生成5V電源，它給MCU和信號處理電路供電。為使TLE4264在理想的情況下工作，在其12V輸入端增加了瞬態電壓抑制器和高低頻濾波電容，同時為確保5V電源的穩定，在其5V輸出端增加了高低頻濾波電容。下圖是TLE4264的應用電路。
六、智能功率器件的應用
汽車BCM的燈光類執行機構驅動，筆者采用意法半導體的VND5025、VNQ5050、VNQ830、VND920等系列智能高端開關，這些功率器件有著極低的電流消耗，同時具有過載、短路、過熱、過電壓保護能力，并且具有電流檢測能力，可根據電流的大小來判斷燈光的運行狀況。該系列芯片為汽車專用級，外圍應用電路簡單，下圖是VND5025的應用電路。該系列芯片的應用要注意其PCB上的封裝是否適合散熱和焊裝
七、MCU喚醒電路
為節省汽車上寶貴的電平電量，汽車BCM在汽車靜態無輸出狀況下應進入睡眠狀態，此時汽車BCM的電路和MCU進入極低的功耗狀態，MCU也處于停止模式。同時當用戶要起動汽車時，一些外部開關信息應能喚醒MCU，使得BCM進入正常模式。這些能喚醒MCU的外部開關信息接到與門電路MC14082的通道IN上，MC14082的輸出端OUT接到MCU的外部中斷IRQ上，一旦有一路喚醒開關信息有效，則IRQ產生中斷，從而喚醒MCU。下圖是MC14082的應用電路。
八、CAN收發電路
汽車BCM在整車CAN系統網絡里本身就是一個CAN節點，它要與汽車上的其它電控單元交換信息，達到資源共享的目的。BCM上需要設計CAN節點收發電路，采用飛利浦的高速CAN轉換芯片TJA1040T，該芯片支持的最高速率為1MBaud，至少可連接110個CAN節點，在等待模式下有較低的電流消耗，同時可被總線喚醒，喚醒時RXCAN上會產生一低電平，這個低電平也可喚醒MCU，芯片有較好的電磁兼容性能。
下圖為TJA1040T的應用電路圖。TXCAN、RXCAN接MCU的CAN控制器，STB1接MCU的IO口，CANH、CANL即為2條CAN線，工作時STB1為高電平，由MCU來控制。
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結語
電控單元在汽車中的應用越來越多，各電子設備間的數據通信變得越來越多，同時這些分離模塊的大量使用，在提高車輛舒適性的同時也帶來了成本增加、故障率上升、布線復雜等問題。需要設計功能強大的控制模塊，實現這些離散的控制器功能，對眾多用電器進行控制，所以這對BCM的設計、開發、驗證等的要求也越來越高。尤其現在對車聯網、人車“通訊”等的功能要求越來越高，這些都無形中增加了BCM開發的難度，可見BCM的設計在整車級控制器的設計中起著舉足輕重的作用。
編輯：黃飛
工商網監
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