电控系统可靠性设计探讨

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  被测试车型为某合资品牌常见的车型，其车载网络（包括CAN网络）结构、电控系统控制策略在该合资品牌的众多车型中比较典型，电控系统的设计也比较典型，值得参考。
车门电控单元的工作模式：
车门控制单元采集车门门锁开关、车窗开关、后视镜开关、车锁位置传感器信号的同时，根据本地信号和CAN网络信号综合处理后控制车门门锁、车窗升降、后视镜电机和门灯、开关背光灯。
1、一个电控单元（或称为ECU、电脑板）的多路电源设计。
车门控制单元实物图
（该车门控制单元为电脑与车窗升降电机一体结构，左侧为电脑，右侧为车窗升降电机，上部分为电机减速等机械机构）
车门控制单元具有2路供电电源，具有各自的保险丝接入到车载供电系统。外部执行机构被保险丝中的一路电源或同时两路电源供电，这样的设计目的是为了在一些执行机构出现与地线短路的情况下，整个电控系统还不至于瘫痪，还能够具备正常的修锁功能等应急措施。电控单元核心处理器和诊断电路是两路电源同时供电，这样设计也能够保证电控单元在出现各种故障后，可以与诊断仪进行通信，告知诊断仪故障情况。
2、控制策略的人性化、可靠性设计：
车窗电机在未接入执行机构时，由于没有负载，车窗电机（直流电机）的转速将会比较快，此时由于检测到无法车窗所在位置（实际上是检测到车窗电机以无负荷方式运转），所以在操作一键升降开关时，只允许车窗电机以车窗下降的方向转动，一键降窗开关有效，一键升窗开关无效（为了避免电控单元故障而导致人被车窗夹住）。
3、车窗位置检测技术：
拆解后的车窗升降电机（红框内为多级径向磁铁）
车窗升降电机采用直流电机，直流电机的转速受到负荷、供电电压等的影响，通过改变电流方向可以改变转动方向。
多级径向磁铁，即是径向充磁方式，在一个圆形磁环上形成2个以上的南北极，一个圆具有多个南北极后，在被霍尔传感器检测时，霍尔传感器将可分辨出圆形转动的大致角度。
该车窗ECU电路板板载霍尔传感器，该传感器靠近电机输出轴上安装的径向磁铁，由此可以判断出电机转动的大致角度、速度。
防夹检测原理：
ECU内部的检测电路，检测到车载电源的供电电压，以此可以推断出车窗升窗时正常升降速度。
ECU通过霍尔传感器检测到电机运转时的运行速度、一个磁极到另外一个磁极的运行时间、车窗升/降距离（通过转动的角度总和来计算）。
当ECU检测到在车窗玻璃上升过程中未靠近记录的上升终点时，如正常运行时一个磁极到下一个磁极的运行时间为5ms，而运行一段时间后从一个北极到下一个南极的运行时间是7ms，这个南极到下一个北极的运行时间变为10ms，则判定为需要执行防夹动作，车窗升降电机反转。
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