李 越

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心，安徽 合肥 230601）

引言

車(chē)身控制器（Body Control Module，簡(jiǎn)稱(chēng)BCM）作為整車(chē)電氣系統(tǒng)核心零部件，幾乎整車(chē)所有的電氣功能都與BCM息息相關(guān)，部分模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與BCM交互，如TBOX模塊，通過(guò)CAN信號(hào)下達(dá)給BCM指令，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程解鎖、閉鎖、尋車(chē)等功能。部分模塊直接通過(guò)硬線(xiàn)與BCM實(shí)現(xiàn)交互，如氣囊模塊的碰撞信號(hào)、左前門(mén)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信號(hào)等，對(duì)于與BCM通過(guò)硬線(xiàn)交互的信號(hào)，尤其此信號(hào)除BCM采集外還被其他模塊采集的，接口電路匹配是設(shè)計(jì)過(guò)程中必須確認(rèn)校核的重要一項(xiàng)[1]。本文重點(diǎn)分析車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的接口電路匹配，以及通過(guò)故障案例來(lái)說(shuō)明如何避免接口電路匹配故障。

1 典型接口電路匹配

整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常見(jiàn)的與BCM相關(guān)的接口電路主要包括碰撞信號(hào)匹配、左前門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)匹配、制動(dòng)信號(hào)匹配等。

1.1 碰撞信號(hào)接口電路匹配

目前基本所有氣囊模塊（ACU）都同時(shí)支持CAN網(wǎng)絡(luò)和硬線(xiàn)碰撞信號(hào)，考慮到碰撞解鎖功能的重要性，一般BCM同時(shí)接收CAN網(wǎng)絡(luò)和硬線(xiàn)信號(hào)，保證信號(hào)采樣可靠性。同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM）也接收碰撞信號(hào)，以在車(chē)輛碰撞時(shí)進(jìn)行斷油。因此碰撞信號(hào)匹配涉及ACU、BCM以及ECM三個(gè)模塊。

考慮到碰撞信號(hào)可靠性，一般要求硬線(xiàn)碰撞信號(hào)為周期240 ms的PWM信號(hào)，未發(fā)生碰撞（正常模式）時(shí)：T2=200 ms±10%高電平，T1=40 ms±10%低電平。發(fā)生碰撞輸出反向PWM信號(hào)：T2=200 ms±10%低電平，T1=40 ms±10%高電平，總共20個(gè)周期，之后恢復(fù)正常模式脈沖。

圖1 碰撞輸出信號(hào)

圖2為某氣囊模塊的碰撞信號(hào)輸出電路，是一個(gè)集電極開(kāi)路門(mén)[2]，內(nèi)部并無(wú)上拉，它本身是不會(huì)產(chǎn)生電平變化的，需要外部模塊BCM/ECM內(nèi)部提供上拉，典型的電路如下：

圖2 氣囊碰撞信號(hào)觸發(fā)電路

圖3 BCM/ECM碰撞信號(hào)采樣參考電路

1.2 制動(dòng)信號(hào)接口電路匹配

此接口電路設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)需要關(guān)注的是BCM和ECU的上拉電源必須保持一致，同時(shí)為12 V或者5 V，或者BCM和ECU其中之一可以不做上拉，防止信號(hào)誤判。

圖4 制動(dòng)信號(hào)接口電路

由于制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)BCM和ESC模塊均需采集，BCM用于制動(dòng)燈控制，ESC模塊用于制動(dòng)邏輯判斷，且制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)一般接整車(chē)電源為高有效信號(hào)，這就要求BCM和ESC的接口采樣電路無(wú)須上拉電源，直接通過(guò)下拉電阻接地即可[3]。

2 典型案例分析

2.1 案例描述

某款SUV車(chē)型標(biāo)配PEPS，配置PEPS車(chē)型的電源模式由PEPS模塊管理，但此平臺(tái) PEPS模塊在車(chē)輛啟動(dòng)過(guò)程中IG2會(huì)保持在高電平，導(dǎo)致整車(chē)上大功率用電器，諸如鼓風(fēng)機(jī)、前后雨刮等在車(chē)輛啟動(dòng)過(guò)程中無(wú)法停止工作，對(duì)車(chē)輛啟動(dòng)性能造成一定風(fēng)險(xiǎn)。

因此，整車(chē)電氣原理設(shè)計(jì)中將鼓風(fēng)機(jī)繼電器電源由IG2更改為ACC（PEPS車(chē)型在啟動(dòng)過(guò)程中ACC電源會(huì)斷開(kāi)），導(dǎo)致BCM IG2端口下拉電阻值變化，因而IG2端口電壓值發(fā)生變化，導(dǎo)致IG2端口電壓信號(hào)跳變值超過(guò)了BCM設(shè)定的閾值，從而造成BCM IG2端口不休眠。

2.2 原因分析

BCM IG2端口休眠喚醒策略：BCM IG2端口為AD口，每個(gè)采樣周期對(duì)B處的電壓進(jìn)行采集，同時(shí)與前一采樣周期采得的電壓值進(jìn)行比較，如果差值大于0.3 V（對(duì)應(yīng)A處電壓為1 V左右），則認(rèn)為IG2信號(hào)輸入有效，如果差值小于0.3 V，則認(rèn)為IG2口輸入無(wú)效，原理圖如下：

圖5 整車(chē)原理示意圖

由于前后噴水開(kāi)關(guān)輸入BCM內(nèi)部有上拉電源，在整車(chē)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)為OFF狀態(tài)下，前后噴水開(kāi)關(guān)斷開(kāi)情況下，此電源信號(hào)會(huì)通過(guò)噴水電機(jī)串入BCM IG2信號(hào)，再通過(guò)BCM內(nèi)部下拉電阻形成回路，導(dǎo)致BCM IG2端口A處仍然有電壓值。

當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)電源為IG2時(shí)，BCM IG2端口下拉電阻阻值相當(dāng)于鼓風(fēng)機(jī)繼電器線(xiàn)圈電阻與0.7 K電阻并聯(lián)，并聯(lián)后電阻變小，因此A處分壓值變小，實(shí)車(chē)測(cè)試此時(shí)A處電壓變化值為0.75 V，而B(niǎo)CM判斷IG2喚醒條件為A處電壓變化值大于1 V左右，因此BCM會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

圖6 鼓風(fēng)機(jī)電源為IG2時(shí)測(cè)的A處電壓值

當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)電源由IG2更改為ACC時(shí)，BCM IG2端口下拉電阻阻值為0.7 K，下拉電阻值變大，因此A處的分壓值會(huì)變大，實(shí)車(chē)測(cè)試A處電壓值為1.5 V>1.0 V，超過(guò)了IG2端口的喚醒閾值，因此BCM休眠后立即又被喚醒。

圖7 鼓風(fēng)機(jī)電源更改為ACC時(shí)測(cè)的A處電壓值

2.3 整改措施

由于整車(chē)配置變化，IG2電源下面的用電器模塊也是隨時(shí)變化的，為了保證不同配置下IG2端口都能進(jìn)入休眠狀態(tài)，更改BCM IG2端口喚醒閾值，由0.3 V左右更改為1 V。

3 總結(jié)

本文對(duì)整車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的與車(chē)身控制器相關(guān)的接口電路匹配進(jìn)行了分析和介紹，同時(shí)通過(guò)案例分析說(shuō)明接口電路匹配的重要性，在整車(chē)開(kāi)發(fā)初期對(duì)車(chē)身控制器開(kāi)發(fā)過(guò)程中如何匹配接口電路有一定指導(dǎo)意義。同時(shí)在P0樣車(chē)至量產(chǎn)前的方案變動(dòng)階段，對(duì)整車(chē)電氣系統(tǒng)的每一處改動(dòng)，除從方案設(shè)計(jì)上對(duì)接口電路進(jìn)行確認(rèn)外，還必須進(jìn)行充分的測(cè)試驗(yàn)證，對(duì)整車(chē)電氣功能、靜態(tài)電流、網(wǎng)絡(luò)休眠喚醒進(jìn)行驗(yàn)證，以完全規(guī)避問(wèn)題，充分保證整車(chē)電氣功能的準(zhǔn)確性。