聯合牽引車車身控制模塊功能測試設備

張子建，郭 雷，陳光飛

（集瑞聯合重工有限公司，安徽 蕪湖 241080）

現在的車輛配備了越來越多的電子控制系統和電子部件，如發動機管理系統、自動空調、自動變速器、車載遠程終端等，用傳統的電路已無法進行布線，并且在電路部分出現故障后極難找出問題。重型載貨汽車方面所應用的模塊化控制程度正在逐步提升，已經由原來的 “繼電器+執行機構”的方式改換為模塊控制。

本文主要對車身控制模塊的功能進行總結，通過自行開發的測試設備對其功能進行驗證，滿足了產品在研發初期和批量供貨時的隨機抽檢情況，為其后期功能的完善和整改工作奠定了一定的基礎。

1 車身控制模塊定義及功能

1.1 定義

車身控制模塊BCM （Body Control Module）：將回路中的開關輸入與負載的驅動輸出集成在模塊中，通過微控制器以及周邊功率芯片、MOSFET、繼電器等驅動器件，完成從輸入到輸出的隔離和邏輯控制以及功率輸出，這樣就構成了基本的車身控制系統——車身控制模塊。一般用來控制整車的遙控開閉鎖、玻璃升降、車身防盜功能，除此還有頂燈延時控制、轉向、緊急燈控制、日間行車燈控制、診斷等功能。車身控制模塊外形如圖1所示。

1.2 具備功能及特性參數

車身控制模塊具備的功能及特性參數見表1、表2。

2 車身控制模塊功能測試設備

2.1 功能說明

車身控制模塊測試工裝是向模塊提供電源、傳感器信號，模擬實車運行，測試模塊對外輸出的信號以及帶負載的能力。電源采用成品直流電源（24 V／200 A），汽車傳感器采用電氣信號源模擬 （電壓、頻率、PWM、CAN），模塊的帶載能力用功率電阻體現。用工控機向模塊循環地發送信號，當模塊的功能失常時，輸出循環次數，測試模塊的耐久性。在上位機配置電壓、頻率、占空比等信號，調配負載，下位機執行，負載箱與控制柜之間是大功率線纜連接；針對不同型號的檢測設備，可以制作專用線束，進行跳線。用矩陣開關進行接口切換，用跳線臺進行信號過渡；矩陣開關中，功率線路的切換用繼電器，信號線路的切換用數字開關。

表1 車身控制模塊具備的功能

表2 車身控制模塊特性參數

該測試工裝能夠對車身控制模塊進行常規性能檢測、高低溫耐久、振動加載等試驗項目進行驗證，更方便批量部件的抽檢 （檢測時只需將對插件連接好后對部件部分功能或全部功能進行加載。若功能出現問題，控制盒面板會通過亮紅燈的方式進行報警提示）。

2.2 工作原理

車身控制模塊 （以下簡稱BCM）主要有以下信號輸入方式：①數字量輸入：各種開關量輸入，如前照燈開關、門鎖開關等；②頻率信號輸入：轉速、車速信號輸入等；③占空比信號量；④總線信號輸入，CAN信號與LIN信號，通過工控機各種輸出板卡來實現這些信號的產生，BCM輸出要控制眾多的負載，采用繞線式阻性負載實現。該測試工裝通過監控計算機給BCM輸入觸發信號，BCM與負載和控制面板相連，當BCM出現故障時在監控面板上會進行相應輸出顯示。工作原理圖見圖2。

2.3 試驗項目及方法

利用自行開發的測試工裝開展試驗，能夠更加方便地進行驗證，縮短了試驗節點，對試驗過程中出現的問題可以及時進行整改。測試工裝試驗項目如圖3所示。

1）溫升試驗 長時間工作負載：45 min接通，15min斷開；短時間工作負載：3min接通，3min斷開。在環境溫度為40℃的溫度箱中，以1h為一周期，對控制模塊進行2個周期的帶載溫升試驗，所加負載為實際電器件工作電流，加載過程中測試車身控制模塊與外部器件 （熔斷絲、繼電器、插接件）接觸部位的相應溫度 （測量點不能少于8個）。

2）耐久性試驗 （帶載） 相對濕度按照正常標準；按QC／T 413的規定進行掃頻振動；按設計程序進行加載，要求負載按實際工作大小加載；80℃溫度下保持16 h，溫度在2 h內均勻地降到－40℃，－40℃溫度下保持4 h，溫度在2 h內均勻上升到80℃。以上構成一個周期 （24h），共需進行15個周期的試驗。

3）沿電源線的電瞬態傳導 根據ISO7637－2的規定，進行相關測試。

2.4 試驗探討

基于上述試驗項目，需要開發出獨立的測試程序才能滿足試驗要求，據此結合車身控制模塊的帶載特性，制定出對22路長時間工作負載和17路短時間工作負載分別按照45min通、15min斷和3min通、3min斷方式進行加載，考核產品在這種苛刻條件下的綜合性能，運用此種驗證方法更能模擬出實車的帶載能力。溫升試驗的測試目的是對產品的高溫承載能力進行驗證，是為了防止其內部電路板在溫度急劇增加后產生斷路或燒蝕等現象。對于耐久試驗中涉及到的溫濕度與振動條件的疊加并同時加載，這個標準與乘用車類似，體現了產品在3種復合工況下的耐久性能，充分對產品的材質、力學性能、帶載通斷能力進行考核。沿電源線的電瞬態傳導測試是考核產品自身抗外界騷擾能力和對其余部件的輻射程度，當產品內部個別電子元器件抗輻射性能或屏蔽措施做得不到位就會導致測試值超限。目前關于EMC測試方面出現問題的情況較多，整改起來也比較棘手，不過對于重型載貨汽車的測試要求明顯低于轎車的等級度，這取決于市場終端對電子安全器件和舒適性的需求。

通過這3個方面的綜合測試，車身控制模塊在電器元件的選取、材質的耐溫性能和結構設計的合理性方面都將得以驗證。

3 小結

文中描述內容僅針對重型載貨汽車車身控制模塊制定的測試設備，對于其他車型的通用性較強，在測試時需要更改測試程序 （由于測試設備內部為固定電阻，相對于可調節的電子負載則明顯遜色）。

［1］QC／T413—2002，汽車電氣設備基本技術條件［S］.

［2］ISO 7637－2，道路車輛－來自傳導和耦合的電氣騷擾第2部分沿電源線的電瞬態傳導［S］.

［3］葛如海.汽車工程手冊－試驗篇［M］.北京：人民交通出版社，2001.