摘要：随着电子控制单元（ECU）和智能传感器的不断发展，传统的车身控制系统已经不能满足未来汽车电子技术的发展。ECU和传感器共同构成了汽车电子控制系统（ECU）将不断演变，将应用于包括智能汽车、自动驾驶、高精度定位、智能照明、娱乐系统和主动安全在内的各个方面。ECU和传感器协同工作，共同负责汽车的安全驾驶、舒适与娱乐等功能，并且将向消费者提供更好的汽车功能体验。目前，电子技术正不断深入到汽车制造行业之中，为了提高汽车的安全性和舒适性，将电子技术和先进的传感器与车辆控制器协同工作已成为必然趋势。
关键词：车身域控制器；智能传感器；汽车电子技术
在此背景下，车身控制单元（BCM）也不断发展并逐渐成为智能汽车控制系统中的核心单元之一。BCM在车身控制器中扮演着重要角，可以向驾驶员、乘客提供车辆控制功能。为了提高车辆安全性与舒适性以及方便驾驶员与乘客之间的交流，BCM将更多智能驾驶功能集成在一起，如前向碰撞警告、车道偏离警告、行人检测以及主动安全系统等。然而随着汽车智能化程度的不断提高及智能汽车功能日益增多，单一车身控制器已无法满足系统功能需求。
1控制器的原理
电子控制器是汽车发动机电子控制系统的核心元件，它需要接收汽车发动机内部控制系统每个工作元件所反馈的工作信号，然后通过预先设定好的程序进行计算，来判断点火时间和点火提前角等参数，来控制这些元件的运作，使发动机能够成功启动并能够以最佳的状态平稳运行。科技的进一步发展使得电子控制技术越来越灵活，从以前的单一控制转变为现在的集中控制。集中控制比单一控制的效率更高，将所有的元件控制集中在一起，可以更快速地对信号开展处理和运输，因此提升了电子控制器的运行速率。输入回路主要是接收各元件返回的信号，返回的信号由数字信号和模拟信号两部分构成。微型计算机可以直接对数字信号进行处理和转换，而模拟信号没有办法直接被微型计算机处理，需要经过模拟数字信号转换器被转换成数字信号再经由微型计算机处理。将信号转换成同一类型有利于微型计算机对于信号的统一处理。当信号处理完毕之后将信号传送给输出回路，输出回路会将这些信号输送给各个控制元件和执行器，执行器则负责执行控制器输出的指令。
2车身控制系统发展现状
传统车身控制器主要由驾驶员状态传感器、车辆状态传感器以及电子控制单元（ECU）三汽车主动安全性
部分组成，其主要功能为：监视车辆的运行状态、向车辆各系统提供运行工况信息以及对车辆状态进行监测与诊断等。随着电子技术的飞速发展，越来越多的传感器应用于车身控制系统之中，如加速度传感器、毫米波雷达、超声波雷达和摄像头等。为了实现汽车功能，车身控制器必须具备多种传感器输入。因此，车身控制器不仅需要接收来自驾驶员状态传感器的信息，还需要通过车载以太网等通信网络与外部信息系统进行连接[1]。为了实现系统功能，车身控制器通常由多个BCM模块组成。通常，多个BCM模块可通过CAN总线互连并以某种方式组合在一起。为实现各BCM之间的通信与协同工作，可通过通信网络将车辆状态信息传输到外部信息系统中去，从而实现系统功能的协同控制。同时，多个BCM模块也可通过CAN总线将车身状态信息传输给车辆外部信息系统进行显示或分析。此外，在多个BCM模块之间还可以实现故障诊断与隔离的功能，从而提高整个汽车的安全性能。随着电子技术的快速发展，传统车身控制器已经难以满足智能驾驶与安全驾驶的需求。为应对上述发展趋势，国内外汽车制造商已经开始在车身控制器中集成多种智能传感器并进行相应软件设计。在车身控制系统中加入了高精度定位及运动控制技术（如车辆动力学、视觉识别、加速度传感器等），以满足车辆高精度定位需求；同时在汽车碰撞安全领域采用先进传感器及电子技术对汽车碰撞进行实时监测及预警；在主动安全领域则可将行人识
别技术（如行人监测技术、行人检测及识别算法）、防撞预警技术（如防撞预警模型、基于前方障碍物距离预测的防撞预警模型等）融入智能驾驶中去。因此，为了提高汽车的安全性与舒适性以及方便驾驶员与乘客之间的交流，车身控制系统需要集成多种传感器并采用多个BCM模块来实现各功能。此外，为了保证整车及各系统的安全稳定运行和满足舒适性及安全性需求，车身控制系统还应具备高精度定位及运动控制技术（如车辆动力学、视觉识别、加速度传感器等）及防撞预警技术。
3车身控制单元功能及组成
3.1控制器的硬件组成
车身控制器硬件架构通常由不同的单元组成，每一个单元都对应于一套操作系统。其中，功能安全域控制器和主动安全域控制器等功能安全相关的控制单元使用CANoe+TCU方式互联，而车身域控制器、底盘域控制器等功能安全相关的控制单元采用CAN总线方式互联。车身控制器的硬件架构通常包括：（1）CAN总线系统：负责数据传输，并通过CANoe在BCM间传递。（2）底层驱动程序：负责与车辆信息系统交互，根据信号类型与汽车相关标准定义相应的应用层协议。（3）安全单元：负责提供车身控制系统安全相关的
信息，实现与外部设备的安全通信。（4）电源管理：提供车身控制系统所需的电源。在实际应用中，车身控制系统硬件架构会结合功能需求与性能指标要求而定，通常包含：（1）中央控制器和所有功能单元（ECU）之间的通讯；（2）BCM之间、BCM与整车之间以及车身内部传感器、执行器之间的通讯；（3）中央控制器和外部设备之间的通讯。BCM间互联互通所需要的控制信号可以通过CAN总线传递。
3.2控制器软件开发流程
控制器软件开发流程包括以下阶段：（1）初始化阶段：包括各硬件接口初始化、各种功能寄存器初始化、配置各功能寄存器初始化。（2）实时操作系统移植阶段：包括任务划分与调度、任务间通信、实时中断、优先级设置。（3）应用层软件开发阶段：包括应用程序框架、应用程序接口函数和应用程序各功能函数的编写。（4）中间件开发阶段：包括中间件调用的初始化，关键字管理，事件处理与消息通信，数据处理，参数化设计。（5）实车标定阶段：根据整车控制要求进行整车标定。（6）测试验证阶段：包括整车标定后的性能测试，安全测试等。通过引入“面向对象”的概念，可以在整个软件开发流程中减少重复性的代码编写工作，使控制器的软件开发更加高效和快速。同时，面向对象也为控制器软件的测
试提供了一种新思路，既可以利用已有代码在某一时刻覆盖所有测试用例并生成测试报告，节省了开发人员的重复劳动和时间消耗。
4结束语
综上所述，随着汽车智能化程度的不断提高以及汽车功能的日益增多，单一车身控制器已无法满足系统功能需求，多个车身域控制器则可以实现更多系统功能，因此，将电子控制单元与传感器集成在一起的多个车身域控制器已经成为未来汽车控制技术发展的必然趋势。本文通过对国内外相关研究文献的综述，对传统的车身控制单元（BCM）进行分析，得出了目前车身控制单元（BCM）的不足之处：1）传统的BCM功能单一、灵活性差，已无法满足未来智能电子控制系统对汽车功能需求。2）传统的BCM大多是基于CAN总线开发而来，其网络带宽有限，响应速度较慢。3）传统的BCM通常以处理器为中心进行设计，其性能较低。4）传统的BCM以硬件为核心，通过CAN总线对系统信息进行传输。
参考文献
[1]汪春华,张玉稳,刘洪飞,裴静.集中式嵌入式车身域综合控制系统的设计[J].内燃机与配件,2019(23):67-68.
[2]新型汽车电子控制系统关键技术研发.广东省，马瑞利汽车电子，2017-03-08.
[3]周汉武.浅论电子控制器及其在汽车发动机电子控制系统中的作用[J].黄冈职业技术学院学报，2010（01）：26-28.
作者简介：侯抓抓，男，汉族，河北保定，长城汽车股份有限公司工程师，研究方向为机电工程。
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