车身电子控制单元(ECU)功能介绍及应用将电子技术应用于汽车,用电脑代替人脑以精确判断车辆及路面状况,用电子控制系统取代繁重的机械控制元件是现代汽车发展的重要目标。
电子技术的飞速发展,极大的改善了汽车的各种性能。
现代的汽车,早已不再是单纯的代步工具,以便为人们更易驾驶,并具有舒适环境的活动居住空间,这方面技术所涉及的内容有汽车的视野性、方便性、舒适性和娱乐性等,这些都和车身电子控制技术密不可分,都是当今和未来汽车的发展方向。
视野对汽车驾驶员来说是最重要的,视野性是指驾驶员在操纵汽车时,不需改变操作姿势对道路及周围环境观察的可见范围,视野控制技术指的是对汽车照明灯,包括前照灯、尾灯、钥匙孔照明灯、车门灯和室内灯,和转向信号灯的电子控制,以及对电动刮水器、洗涤器和除霜器等的电子控制。
方便性除指驾驶员、乘员进出车厢和行李、货物装卸方便外,还包括对汽车电动门窗、电动门锁、电动后视镜、电动车顶等的控制。
汽车的舒适性,就是汽车在道路上行使时保证驾驶员及乘员不致疲劳的性能。
如汽车的行使平稳性、驾驶员及乘员座位的柔软性、登车的便利与否、车内空气的温度和洁净度、噪声和振动。
娱乐性和通信功能目前多组成多媒体系统,该系统是驾驶员和乘员在汽车行驶过程中有自己喜爱的音乐和视觉享受,而且还可以上网工作和收发E-MAIL,进行商务活动。
以上这些功能是由数个集成的和分散的车身控制器组成一个完整的车身电子控制系统。
微计算机技术和电子传感器技术的发展为实现汽车的视野性、方便性、舒适性和娱乐性奠定了坚实基础。
目前国际上车身电子集成控制技术比较成熟,其中有代表性的公司为美国德尔福德科电子公司、德国博世、日本欧姆龙公司等世界知名企业,在电子控制ECU方面已经历经几十年的研发和生产,技术较为成熟。
韩国现代MOBIS、AUTONET公司等企业引进博世等技术,其发展也已经形成体系。
国外的先进企业目前研制的车身ECU最少的数量仅有2个,但已经涵盖了发动机、安全气囊、ABS及车身控制的模块功能,在ECU的研制上领先国内几十年。
在国内系统集成方面尚没有形成生产能力,国内厂商尚未在汽车厂形成批量性的配套关系,而仅限于零售上的后装市场。
国内已见有车身电子控制集成系统由整车驱动系统CAN总线上的各电子控制单元ECU连接,具有防盗、电动门窗控制以及后视镜控制等功能的文献报道,但这些产品都是国外进口产品,国内汽车电子厂家并未出现成型的批量的产品,而我公司是国内首家研制车身电子控制集成系统并坚持下来的企业。
我公司开发的汽车车身电子控制单元HS-E2003 ECU,其特点是采用跳码编码遥控技术、单片机之间通讯接口控制技术、传感器技术、功能模块化集成技术,保证车身控制所有功能顺利实现。
大大提高整车的舒适性、方便性、安全性。
HS-E2003基本原理是通过单片机根据各种开关、传感器输入的信号来实现控制汽车如:前、后雨刮器、照明灯(前照灯、尾灯、室内灯等)、前、后清洗器、电动后视镜、遥控中控门锁、电动车窗及各种蜂鸣报警提醒等功能。
整个系统包括八大控制模块:前控制单元、电子时钟报警控制单元(ETACS)、转向拄控制单元、车窗主控及按键模块、驾驶席车窗控制模块、助手席车窗控制模块、后排左、右车窗控制模块。
一、系统框图如下:
二、HS-E2003主要功能
1、各种蜂鸣器的控制,即在相应的条件满足时,使蜂鸣器以不同的频率蜂鸣报警。
如:安全带蜂鸣功能, 汽车点火发动时未系安全带蜂鸣报警;照明监控蜂鸣功能,汽车熄火时钥匙拔出,驾驶门打开,当大灯、尾灯、前雾灯或后雾灯任意灯打开时,蜂鸣报警;忘拔钥匙蜂鸣功能,汽车熄火,钥匙插上,驾驶门打开时,蜂鸣报警;倒车蜂鸣器功能,汽车倒车时蜂鸣;速度警报蜂鸣功能,当车速超过某一速度(软件任意设定)时蜂鸣报警;
调整蜂鸣功能,当进行功能调整(部分功能可以依照特定的操作程序来调整其功能有或无)时,蜂鸣提醒。
2、安全带警告灯。
汽车发动时安全带警告灯闪烁6秒,提醒驾驶员系好安全带。
3、点火钥匙照明指示功能。
上车时点火钥匙照明灯亮灯30秒后熄灭,下车时点火钥匙拔出后,点火钥匙照明灯亮灯30秒后熄灭。
4、左、右转向灯指示功能。
当左或右转向灯一路开路时,闪烁频率加快,提醒驾驶员需要维修。
5、应急信号指示功能。
6、电动窗定时控制功能。
电动车窗可以点动、连续升降,防止夹伤乘员,特别是儿童、无线遥控关车窗。
7、前雾灯控制功能。
前雾灯同时也受尾灯或头灯亮灯状态控制,只要关尾灯或头灯,前雾灯也自动关灯。
8、后雾灯控制功能。
后雾灯同时也受头灯或前雾灯亮灯状态控制,只要关头灯或前雾灯,后雾灯也自动关灯。
9、后刮水器控制功能。
后刮水器可以间歇刮水,和倒车挡连动刮水,和清洗器连动刮水。
10、中控门锁控制功能。
可以通过锁门按钮操作锁门/开门,还可以通过遥控器控制锁门/开门。
11、防止忘拔钥匙功能。
在钥匙未拔出时,驾驶侧门打开,动作锁门按钮,不能锁门,防止钥匙忘记拔出。
12、变光式室内灯控制功能。
室内灯控制是采用短衰减式亮灯、灭灯,这样有利于节约电源。
13、多种无钥匙遥控功能。
可以遥控车门开/关、遥控车窗升/降、遥控后视镜展开/收存。
遥控编码采用跳码技术,遥控器每次发射信号编码都不同,完全消除密码被破译的可能。
14、头灯自动切断功能。
汽车熄火后,若汽车大灯、尾灯打开,3分钟后自动关灯,可以消除因驾驶员忘记关大灯而耗掉电瓶电源,导致不能发动汽车的烦恼。
15、调整功能。
部分功能可以通过特定操作程序,根据驾驶员个人喜好来设定其有/无。
如:头灯自动断开功能的有/无,车速感应刮水器功能的有/无,后视镜自动展开功能的有/无,无钥匙输入装置的危险应答的有/无。
16、前照灯(远光、近光)、尾灯控制功能。
自动照明功能,随着外界亮暗程度自动开启前照灯。
17、前雨刮器、清洗器控制功能。
前雨刮可以实现高速、低速、间歇刮水、除雾等功能,还可以和清晰电机连动控制功能。
18、速度感应雨刮器。
前雨刮器可以随着速度变化自动调整间歇时间,这样可以大大减少交通事故发生。
19、诊断码输出。
ECU故障状态,各种输入开关通断状态都可以通过故障诊断仪检测出来,便于汽车维修。
整个系统采用微电脑控制器总线结构,结构紧凑、性能可靠,易实现各种功能扩展。
传统汽车车身部分控制采用的是独立部件,分立元件,功能增加越多装配越困难,汽车车身线束复杂,布置困难,可靠性低;而HS-E2003是把汽车车身部分的控制采用模块化设计,很多功能都集成在一
个模块上,而模块之间连接只需要一根通讯线即可,车身线束之间接插件大大减少,大大减少生产和使用中出现问题的可能性,安全可靠性大大提高。
功能设计人性化,大部分功能可以根据驾驶员的喜好,通过特定操作程序预先设置其功能有/无,而无需增加任何成本。
本产品在汽车车身电子控制集成系统方面与现有技术工艺比较具有的优势是:(1)、各模块控制部分全部采用日本NEC先进的8位微电脑芯片,具有功耗低,抗干扰强,各模块间通讯简便,只需一根通讯数据线。
各模块之间既可协调工作,又可独立工作,单独成为一产品,安装方便。
大大简化了汽车线束,提高了整车可靠性,调试维修十分方便。
随着汽车上各种功能的扩展,如仍采用传统电路,所有用电设备及其控制、执行装置,各自分别通过开关(或继电器)与电源相联,将导致电线数和电线重量急剧增加,安装困难,可靠性也降低,故障诊断难度大。
(2)、遥控功能,采用跳码技术。
遥控器开锁键,遥控器发出一组密码,主机收到密码,对它进行解码并检查核对,核对正确之后,机器执行开门锁的功能,才能开门进车;可在车外面用遥控开、关车窗。
(3)、各种警告蜂鸣功能,车内各种功能操作更具有人性化,使得驾驶汽车不再是苦差事,给行车带来极大的舒适性、安全性。
(4)、各种输入状态、故障自诊断功能。
可用用诊断仪检测各模块、开关工作是否正常,为快速诊断故障提供了可靠的依据,完全可以替代进口产品。
本产品是供给哈飞的赛马、赛豹车。
从2005年上半年开始批量生产,年产量2万台左右。
中控防盗产品从2000年开始就批量生产了,主要的配套车厂有: 东南汽车厂,吉利汽车厂,长丰汽车厂等。
产品开发软件有: 结构设计pro-ENGINEER_WILDFIRE2.0,UG_NX5.0, CATIA_V5,AutoCAD_2004。
电路设计pads2007,Protel。
软件设计是根据所选MCU的内核环境来确定的,CAN总线的软件设计必须要有通信协议,在配CAN诊断软件CANoe(我公司已购买)就可以开发了。