联合牵引车车身控制模块功能测试设备

张子建，郭 雷，陈光飞

（集瑞联合重工有限公司，安徽 芜湖 241080）

现在的车辆配备了越来越多的电子控制系统和电子部件，如发动机管理系统、自动空调、自动变速器、车载远程终端等，用传统的电路已无法进行布线，并且在电路部分出现故障后极难找出问题。重型载货汽车方面所应用的模块化控制程度正在逐步提升，已经由原来的 “继电器+执行机构”的方式改换为模块控制。

本文主要对车身控制模块的功能进行总结，通过自行开发的测试设备对其功能进行验证，满足了产品在研发初期和批量供货时的随机抽检情况，为其后期功能的完善和整改工作奠定了一定的基础。

1 车身控制模块定义及功能

1.1 定义

车身控制模块BCM （Body Control Module）：将回路中的开关输入与负载的驱动输出集成在模块中，通过微控制器以及周边功率芯片、MOSFET、继电器等驱动器件，完成从输入到输出的隔离和逻辑控制以及功率输出，这样就构成了基本的车身控制系统——车身控制模块。一般用来控制整车的遥控开闭锁、玻璃升降、车身防盗功能，除此还有顶灯延时控制、转向、紧急灯控制、日间行车灯控制、诊断等功能。车身控制模块外形如图1所示。

1.2 具备功能及特性参数

车身控制模块具备的功能及特性参数见表1、表2。

2 车身控制模块功能测试设备

2.1 功能说明

车身控制模块测试工装是向模块提供电源、传感器信号，模拟实车运行，测试模块对外输出的信号以及带负载的能力。电源采用成品直流电源（24 V／200 A），汽车传感器采用电气信号源模拟 （电压、频率、PWM、CAN），模块的带载能力用功率电阻体现。用工控机向模块循环地发送信号，当模块的功能失常时，输出循环次数，测试模块的耐久性。在上位机配置电压、频率、占空比等信号，调配负载，下位机执行，负载箱与控制柜之间是大功率线缆连接；针对不同型号的检测设备，可以制作专用线束，进行跳线。用矩阵开关进行接口切换，用跳线台进行信号过渡；矩阵开关中，功率线路的切换用继电器，信号线路的切换用数字开关。

表1 车身控制模块具备的功能

表2 车身控制模块特性参数

该测试工装能够对车身控制模块进行常规性能检测、高低温耐久、振动加载等试验项目进行验证，更方便批量部件的抽检 （检测时只需将对插件连接好后对部件部分功能或全部功能进行加载。若功能出现问题，控制盒面板会通过亮红灯的方式进行报警提示）。

2.2 工作原理

车身控制模块 （以下简称BCM）主要有以下信号输入方式：①数字量输入：各种开关量输入，如前照灯开关、门锁开关等；②频率信号输入：转速、车速信号输入等；③占空比信号量；④总线信号输入，CAN信号与LIN信号，通过工控机各种输出板卡来实现这些信号的产生，BCM输出要控制众多的负载，采用绕线式阻性负载实现。该测试工装通过监控计算机给BCM输入触发信号，BCM与负载和控制面板相连，当BCM出现故障时在监控面板上会进行相应输出显示。工作原理图见图2。

2.3 试验项目及方法

利用自行开发的测试工装开展试验，能够更加方便地进行验证，缩短了试验节点，对试验过程中出现的问题可以及时进行整改。测试工装试验项目如图3所示。

1）温升试验 长时间工作负载：45 min接通，15min断开；短时间工作负载：3min接通，3min断开。在环境温度为40℃的温度箱中，以1h为一周期，对控制模块进行2个周期的带载温升试验，所加负载为实际电器件工作电流，加载过程中测试车身控制模块与外部器件 （熔断丝、继电器、插接件）接触部位的相应温度 （测量点不能少于8个）。

2）耐久性试验 （带载） 相对湿度按照正常标准；按QC／T 413的规定进行扫频振动；按设计程序进行加载，要求负载按实际工作大小加载；80℃温度下保持16 h，温度在2 h内均匀地降到－40℃，－40℃温度下保持4 h，温度在2 h内均匀上升到80℃。以上构成一个周期 （24h），共需进行15个周期的试验。

3）沿电源线的电瞬态传导 根据ISO7637－2的规定，进行相关测试。

2.4 试验探讨

基于上述试验项目，需要开发出独立的测试程序才能满足试验要求，据此结合车身控制模块的带载特性，制定出对22路长时间工作负载和17路短时间工作负载分别按照45min通、15min断和3min通、3min断方式进行加载，考核产品在这种苛刻条件下的综合性能，运用此种验证方法更能模拟出实车的带载能力。温升试验的测试目的是对产品的高温承载能力进行验证，是为了防止其内部电路板在温度急剧增加后产生断路或烧蚀等现象。对于耐久试验中涉及到的温湿度与振动条件的叠加并同时加载，这个标准与乘用车类似，体现了产品在3种复合工况下的耐久性能，充分对产品的材质、力学性能、带载通断能力进行考核。沿电源线的电瞬态传导测试是考核产品自身抗外界骚扰能力和对其余部件的辐射程度，当产品内部个别电子元器件抗辐射性能或屏蔽措施做得不到位就会导致测试值超限。目前关于EMC测试方面出现问题的情况较多，整改起来也比较棘手，不过对于重型载货汽车的测试要求明显低于轿车的等级度，这取决于市场终端对电子安全器件和舒适性的需求。

通过这3个方面的综合测试，车身控制模块在电器元件的选取、材质的耐温性能和结构设计的合理性方面都将得以验证。

3 小结

文中描述内容仅针对重型载货汽车车身控制模块制定的测试设备，对于其他车型的通用性较强，在测试时需要更改测试程序 （由于测试设备内部为固定电阻，相对于可调节的电子负载则明显逊色）。

［1］QC／T413—2002，汽车电气设备基本技术条件［S］.

［2］ISO 7637－2，道路车辆－来自传导和耦合的电气骚扰第2部分沿电源线的电瞬态传导［S］.

［3］葛如海.汽车工程手册－试验篇［M］.北京：人民交通出版社，2001.