Molex莫仕汽車車門控制模塊(DCM)連接器解決方案

 

 

車門控制模塊(Door Control Module, 簡稱DCM)也叫車門控制單元(Door Control Unit, 簡稱DCU),是對車門及車門周邊電器部件如玻璃升降及防夾、中央門鎖、後視鏡調節、門燈等進行智能化集中控制的一種汽車電子產品。DCM/DCU是在汽車電子技術的發展以及CAN/LIN總線技術的廣泛應用背景下,為適應汽車智能化、舒適化、安全性、輕量化、模塊化等發展要求的必然結果。

 

 

局部控制

我們認為車門控制模塊預計未來會向分散式方向發展,從整車層面來看主要有三個主要原因: 

 

主要原因:

1

客戶對汽車的操控性、安全性、舒適性要求越來越高,車門區域的功能越來越多,集成式方案複雜性越來越大,且缺乏靈活性;

2

當功能增加到一定程度後,布線難度與升級換代成本增加;

3

分散式車門控制模塊功能配置靈活,互換性與兼容性更好,符合當代汽車用戶的需求趨勢。


車門控制模塊的電路主要由以下幾部分組成:電源電路、電動車窗驅動電路、後視鏡驅動電路、加熱器驅動電路、中央門鎖驅動電路、車燈驅動電路、CAN總線接口電路及按鍵接口電路等。其中包括車窗升降、車門開關、後視鏡摺疊、水平與上下調節、電加熱、轉向燈、照地燈、安全燈、控制面板背景燈、 按鍵、高級配置中的後視鏡電防眩目等,功能要求越來越多, 設計越來越複雜。

 

 

 

車門控制模塊連接器要求

隨著市場對車門控制模塊(DCM)需求越來越多,DCM也向著體積小、輕量化、低功耗、低成本,更重要的是功能多可拓展方面發展,那麼DCM對其使用的連接器提出了新的需求。首先,DCM功能的增加,不同車型配置採用一拖一、一拖二或一拖四的DCM解決方案,那這要求連接器的隨著DCM不同的功能需求而具備拓展靈活性。

 

由於DCM安裝空間的局限性,要求連接器儘可能地做到高度更低,寬度更窄,同時還需要保證連接器操作的人機工程學要求,保證插入力和拔出力不能大於75N等。

 

分散式DCM應用的典型網絡拓撲

 

分布式車門控制網絡拓撲(一托一方案)

 

典型集中式網絡拓撲結構

 

 

 

影響連接器方案的主要因素

 

車門控制模塊是車身電子中重要的組成部分,完成了門鎖、後視鏡、車窗升降器和輔助照明等主要的車門功能電動控制,其中影響DCM連接器引腳數量的主要因素是以下9個方面。

 

主要因素:

1

車門控制電機數量

定義DCM的控制形式(1拖1/1拖2/1拖4)直接影響DCM的功能及電機數量。

2

其它應用功能的集成

這裡的其它應用指的是門上功能以外的應用,比如後視鏡方向控制/轉向燈/安全指示燈等功能,這些會影響到車門控制單元對連接器的選擇;

3

車窗防夾控制策略

能夠自動升降的電動車窗給操作帶來了方便的同時也存在安全隱患,所以“防夾”是電動車窗研究中需要解決的技術問題,目前紋波與霍爾防夾為主流。由於受成本和裝配工藝的限制,每家OEM的設計方向不同,有的是集成在電動窗開關里,有的是電機插入式防夾,有的集成到車門控制單元來實現。

4

舒適性與安全性功能的設計增加

在DCM設計中增加舒適感的後視鏡位置記憶、氛圍燈、電吸電開等功能,及增加安全性的後視鏡選擇指示燈、安全鎖止、超級門鎖等功能。

5

DCM開關信號

DCM需要接受開關信號,識別駕駛員意圖,如中控門鎖開關、後視鏡控制開關、位置記憶開關、車窗控制開關等。

6

CAN/LIN通信線路數

DCM通常保留一路CAN(CAN高與CAN低)與一到兩路LIN

7

工作溫度

DCM安裝在車艙內,工作溫度範圍:-40°C~+85°C

8

安裝位置

DCM常見安裝在駕駛側門內,空間受限。

9

成本

由於DCM的最終目標是商品化、市場化,所以在保證滿足基本技術標的前提下,DCM的成本是選擇的最基本考慮因素一般而言,同一系列的DCM其功能越多、引腳數量越多、接口越豐富則成本越高。

 

 

客戶的一般需求

 

方案配置靈活,驅動策略多樣

 

車門控制模塊(DCM)驅動不同功率負載與傳輸信號, 從數毫安的LED到30A左右的升窗電機,一個典型車門模塊ECU控制下的不同負載需要不同的驅動策略。

 

• DCM通常6~12個2.8mm端子用於控制電源、接地和I≤30A的窗機、電吸電開等大型負載;

 

• DCM常選用4~12個1.2或1.5mm端子用於控制I≤10A的小型負載,如門鎖電機、超級鎖電機、後視鏡摺疊電機、外門把手伸縮電機及加熱線圈等;

 

• DCM常選用30~60個0.5或0.64mm端子用於I≤3A的燈、LED等較小負載CAN&LIN、霍爾、電機控制信號傳輸及開關控制等;

 

 

 

客戶需求多樣,DCM功能配置可拓展

 

經濟型、舒適型、豪華型等不同級別車型根據功能選擇一拖一、一拖二或一拖四等解決方案。

 

• DCM電路中引腳一般保持在40~80位之間;

  1. 在經濟型與舒適性的車型中的DCM根據需求常配置40~60位引腳之間一拖四方案,其中控制四個車窗、中控門鎖、兩個後視鏡等基本功能,其它舒適性與安全性功能會根據車型需求進行相應的增減;

  2. 在豪華車型中的DCM根據需求常配置60~80位引腳之間的一拖一方案,除了控制門鎖、後視鏡、車窗升降器和輔助照明外,還會有轉向燈/閃光燈、車門外部燈、除霜器、甚至電動防眩目等功能;

     

• DCM設計時預留合理範圍內的冗餘,建議10%左右,有利於未來的功能拓展;

 

DCM安裝空間受限,控制模塊小型化趨勢明顯

 

安裝位置多安裝在車門內部,由於車門內部空間有限,模塊尺寸要求越來越小。

 

• 外形尺寸小巧;

• 插拔力≤75N;

• IP52K防護,連接器安裝在模塊側面;

• DCM會根據功能會連接車身/座椅/儀表等,獨立框口連接器更易於操作。

 

莫仕連接器解決方案

 

車門控制模塊(DCM)連接器方案

Molex stAK50h、Stac64、Mini50選用了被汽車行業廣泛接受的端子系統,在一套連接器內實現CAN, LIN及電源的功能需求,做到了連接器標準化。

 

 

 

StAK50h與Mini50為目前汽車行業最小的端子系統,小型化連接器

小型化端子系統縮小連接器尺寸

 

• 業界最小的0.50mm端子系統,比傳統的0.64mm端子小20%;

• 多排PIN針布置,縮小連接器寬度,減小PCB占板面積;

• 低高度版本,高度保持在11.7~25.7mm之間;

 

 

人機工程學設計,不同出線方向可選

• 插拔力滿足GMW3191規範,人機工程學設計讓操作更簡單;

• 臥式與立式Header可選,滿足不同的安裝出線要求;

• 線束端連接器可加裝出線蓋,讓線束更加整潔;

• 拼接後多口可實現線束分區域管理;

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