2019款比亞迪E5電動汽車智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)控制原理及故障診斷

汪 俊

（廣州城市職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510405）

智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用給顧客用車帶來便利，但是新增加的零部件及控制方式也給維修帶來困難。本文以2019款比亞迪E5電動汽車 （出行版）智能進(jìn)入和起動系統(tǒng)為例，細(xì)致介紹其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，再通過該系統(tǒng)故障排除過程的展示，讓讀者理解系統(tǒng)原理和工作過程，并能在以后的維修中有效地運用，去解決此系統(tǒng)實際維修問題。

2019款比亞迪E5電動汽車 （出行版）智能進(jìn)入和起動系統(tǒng)是建立在汽車電子防盜系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，帶來便利性的同時也增加了安全性。具體功能有智能進(jìn)入、智能啟動、車外啟動、遙控門鎖等功能。

1）智能進(jìn)入功能：不直接使用鑰匙或遙控器，僅僅手持智能鑰匙靠近車門和行李廂，就能將其開啟和關(guān)閉。

2）智能啟動功能：不需使用鑰匙，只要帶上智能鑰匙，踩下制動踏板，一鍵啟動。

3）車外啟動功能：無需進(jìn)入車內(nèi)，在車外按下智能鑰匙上的車外啟動按鈕并保持幾秒鐘，汽車自動上電并開啟空調(diào)；相反，如果再次按下智能鑰匙上的車外啟動按鈕并保持幾秒鐘，汽車自動熄火。

1 智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

比亞迪E5智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)有：智能鑰匙、車內(nèi)外磁卡探測天線、啟動按鈕、微動開關(guān)、制動開關(guān)、Key-ECU、高頻接收器、啟動CAN總線、BCM（車身控制模塊）、防盜指示燈等。部分結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1 智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1

圖2 智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2

智能鑰匙內(nèi)有芯片，實現(xiàn)防盜、遙控等功能，芯片發(fā)送帶密碼的高頻電磁波，輸出鑰匙碼。如圖3所示，智能鑰匙有4個按鍵，從上往下依次是：遙控閉鎖、遙控開鎖、行李廂開鎖、車外啟動，比亞迪E5帶有已注冊的智能鑰匙2把，內(nèi)含機(jī)械鑰匙，機(jī)械鑰匙能插入左前門鑰匙孔單獨開鎖左前門。

防盜指示燈 （圖1）是儀表上的一個紅色指示燈，汽車熄火，該指示燈間隔閃爍，表明防盜系統(tǒng)已啟動；相反，防盜指示燈熄滅，表明防盜已經(jīng)解除。

OK指示燈是儀表上的一個綠色指示燈，該指示燈點亮說明駕駛員能掛擋行車。

圖3 智能鑰匙

車內(nèi)外磁卡探測天線能發(fā)送低頻電磁波檢測智能鑰匙，探測范圍大約1.5m。本車有6個天線，分布在車內(nèi)前部、車內(nèi)中部、車內(nèi)后部、車外行李廂、車外左前車門、車外右前車門。

啟動按鈕由瞬時雙開關(guān)、白橙綠3色LED指示燈組成。按下啟動按鈕，瞬時雙開關(guān)信號傳送到Key-ECU，瞬時雙開關(guān)有雙保險的作用，LED指示燈由BCM驅(qū)動控制點亮?？筛鶕?jù)指示燈點亮顏色來判斷當(dāng)前電源模式和能否啟動，持鑰匙進(jìn)入車內(nèi)并踩下制動踏板時，綠色指示燈點亮，說明可以啟動。

高校為了推進(jìn)工匠精神與思想政治教育兩者相互融合、相互促進(jìn)，就必須為大學(xué)生的社會實踐提供基地的保障，為社會實踐活動創(chuàng)造條件。保障工匠精神的實踐鍛煉長期穩(wěn)定能夠保證實踐活動的系統(tǒng)化、經(jīng)?；?、制度化，有利于形成科學(xué)、規(guī)范的實踐教育體系。對基地進(jìn)行長期有效的運營，建立完善的系統(tǒng)的機(jī)制有利于避免“走馬觀花”“蜻蜓點水”式的實踐結(jié)果，保證實踐鍛煉能夠循序漸進(jìn)、扎實穩(wěn)定的開展，從而使工匠精神能被學(xué)生更好地接受與運用。

本車左前門把手有1個微動開關(guān)，按下時將開關(guān)鎖信號傳遞給Key-ECU。比亞迪E5其它配置的車型在右前門把手、行李廂蓋上也有微動開關(guān)。

制動開關(guān)是一個雙開關(guān)，一個開關(guān)常開，一個開關(guān)常閉。在踩下制動踏板時，常開開關(guān)接通，常閉開關(guān)斷開，雙制動信號都傳送給BCM，BCM接受制動信號同時判斷為啟動時，BCM向Key-ECU發(fā)送解防盜的啟動請求。另外，BCM給制動信號燈供電，點亮制動信號燈；制動常開開關(guān)接通的信號還會通過BCM傳遞給整車控制器和ABS控制器供其使用。

啟動CAN總線 （圖4）連接Key-ECU和BCM，實現(xiàn)信號的交流通信。啟動CAN總線由CAN-H和CAN-L兩雙絞線組成，并由差動電壓驅(qū)動。如圖4所示，啟動CAN總線的終端電阻分別在Key-ECU和BCM中，都是120Ω。CAN總線故障表現(xiàn)為雙絞線斷路或短路，這會導(dǎo)致所連接的ECU通信中斷或通信故障。

2 系統(tǒng)工作原理

2.1 智能進(jìn)入原理

圖4 啟動CAN總線

車外磁卡探測天線大約3~5s的間隔發(fā)送低頻的電磁波探測大約1.5m范圍內(nèi)的智能鑰匙。攜帶鑰匙靠近左前門，進(jìn)入車外左前門磁卡探測天線的探測范圍時，智能鑰匙接收到車外左前門磁卡探測天線的低頻電磁波，智能鑰匙將帶有鑰匙碼的高頻電磁波傳送至高頻接收器，此時智能鑰匙指示燈間隔閃爍 （間隔時間與探測天線發(fā)送間隔同步），高頻接收器再將接收的鑰匙碼發(fā)送給Key-ECU，Key-ECU驗證鑰匙碼與已保存的鑰匙碼是否一致。

如果一致，Key-ECU將作開鎖準(zhǔn)備，之后駕駛員握住左前門把手按下微動開關(guān)，操作微動開關(guān)的信號會傳送到Key-ECU，Key-ECU通過啟動CAN總線向BCM發(fā)送車門開鎖信號，BCM控制門鎖電動機(jī)將車門開鎖。駕駛員拉開門把手，左前車門能被打開，儀表顯示車門開啟指示和時鐘亮起，防盜指示燈仍閃爍。

2.2 智能啟動原理

儀表上紅色的防盜指示燈一直閃爍。拿著鑰匙進(jìn)入駕駛員位置附近，并保持踩下制動踏板，制動開關(guān)的制動信號傳送給BCM，BCM判斷為啟動階段，將通過啟動CAN總線向Key-ECU發(fā)送解防盜的啟動請求信號。Key-ECU接收后，向車內(nèi)磁卡探測天線發(fā)送驅(qū)動控制信號，車內(nèi)磁卡探測天線以大約3~5s的間隔發(fā)送低頻的電磁波檢測大約1.5m范圍內(nèi)的智能鑰匙。如果智能鑰匙在天線探測的范圍內(nèi)，智能鑰匙接收到車內(nèi)磁卡探測天線的低頻電磁波，智能鑰匙將帶有鑰匙碼的高頻電磁波傳送至高頻接收器，此時智能鑰匙指示燈間隔閃爍 （間隔時間與探測天線發(fā)送間隔同步），高頻接收器再將接收的鑰匙碼發(fā)送給Key-ECU，Key-ECU比較鑰匙碼與其保存的鑰匙碼是否一致。如果一致，Key-ECU通過啟動CAN總線將防盜驗證成功的信號發(fā)送給BCM，BCM驅(qū)動控制啟動按鈕的綠色指示燈點亮，以告訴駕駛員啟動準(zhǔn)備已完成。這時按下啟動按鈕，啟動按鈕信號發(fā)送BCM，此時儀表上的防盜指示燈熄滅，綠色OK指示燈點亮，儀表全部點亮。

如圖5所示，BCM控制IG1繼電器、IG3繼電器、IG4繼電器，給相關(guān)控制器和部件上工作電源。其中，BCM控制IG3繼電器給BMS（動力電池管理系統(tǒng)控制器）、電機(jī)控制器、整車控制器、無極風(fēng)扇、電控冷卻水泵等上工作電源；BCM控制IG4繼電器給PTC（空調(diào)加熱器）、空調(diào)電動壓縮機(jī)、電子膨脹閥、空調(diào)控制器、空調(diào)控制面板、電池包水泵等上工作電源；BCM控制IG1繼電器給儀表、網(wǎng)關(guān)控制器、雨刮開關(guān)、儀表組合開關(guān)等上工作電源。同時BCM采集監(jiān)控IG3繼電器和IG4繼電器的輸出端電壓，來判斷IG3繼電器和IG4繼電器的上電是否成功。

圖5 智能啟動原理及過程

3 實車故障

3.1 故障現(xiàn)象

1）持鑰匙接近左前側(cè)車門，鑰匙指示燈閃；按下左側(cè)車門把手上微動開關(guān)，鑰匙指示燈閃，但車門不解鎖。

3）從鑰匙里取出機(jī)械鑰匙，插入左側(cè)車門把手鑰匙孔，解鎖左前門。

4）持鑰匙進(jìn)入車內(nèi)后，踩下制動踏板，鑰匙指示燈不閃 （正常紅燈應(yīng)閃），啟動按鈕指示燈不亮 （正常應(yīng)亮綠燈），儀表未上電，同時儀表防盜指示燈未熄滅，儀表顯示未檢測到鑰匙。

3.2 故障原因分析

依據(jù)智能啟動工作原理，我們知道持鑰匙進(jìn)入后，踩下制動踏板，鑰匙指示燈應(yīng)間斷閃爍。從故障現(xiàn)象4可知，鑰匙指示燈不閃，故障發(fā)生在鑰匙指示燈閃之前的工作過程中涉及的元件及線路。此時根據(jù)智能啟動工作原理，列出相應(yīng)部分工作過程：制動信號→BCM→啟動CAN→Key-ECU→天線→鑰匙，因為鑰匙指示燈沒有閃，可知故障存在于以上列出的工作過程中的元件及線路。

又因為故障現(xiàn)象1中持鑰匙接近左側(cè)車門，鑰匙指示燈閃；按下左側(cè)車門把手上微動開關(guān)，鑰匙指示燈閃，此時根據(jù)智能進(jìn)入工作原理，列出相關(guān)部分工作過程：微動開關(guān)信號→Key-ECU→天線→鑰匙。因為鑰匙指示燈閃，可知列出的工作工程中的元件及線路是正常的。

綜合以上分析，可確認(rèn)的故障范圍是：①制動開關(guān)及其電路；②啟動CAN；③BCM本身。

3.3 故障排除過程

1）通過解碼器讀取故障碼

通過汽車診斷口連接X431，選擇比亞迪E5→出行版→系統(tǒng)選擇→啟動網(wǎng)→車身控制器→讀取故障碼。故障代碼U021487——與智能鑰匙失去通信。此故障代碼意思是BCM與智能鑰匙失去通信，這也說明確定的故障范圍是正確的。

2）通過解碼器讀取數(shù)據(jù)流

進(jìn)一步選擇讀取BCM的數(shù)據(jù)流，可選擇查看制動信號的數(shù)據(jù)和啟動按鈕信號。

見圖6，在踩下制動踏板后，數(shù)據(jù)流顯示：12V制動信號狀態(tài)有效，說明制動的常開開關(guān)接通后能傳遞到BCM；0V制動信號狀態(tài)有效，說明制動的常通開關(guān)斷開后能傳遞到BCM；BCM再將2個制動信號傳遞給網(wǎng)關(guān)控制器，解碼器X431通過CAN通信從網(wǎng)關(guān)控制器讀出該數(shù)據(jù)流。

圖6 讀取相關(guān)數(shù)據(jù)流

綜上可知：制動開關(guān)及其電路是正常的。

提示：從圖6數(shù)據(jù)流可知，啟動按鈕按下時，啟動按鈕的1腳狀態(tài)：按下；啟動按鈕的4腳狀態(tài)：按下，還可確定啟動按鈕的雙開關(guān)及電路工作正常。

3）檢查啟動CAN

依據(jù)圖4，在Key-ECU側(cè)檢測G28-6端子到G28-12端子之間的電阻，結(jié)果為0Ω，異常，正常為60Ω左右。說明CAN-H和CANL雙絞線之間短路。

3.4 故障結(jié)論

針對故障現(xiàn)象，分析故障原因，確認(rèn)故障范圍為制動開關(guān)及其電路、啟動CAN、BCM本身。通過讀取故障碼印證了故障范圍，通過讀取數(shù)據(jù)流制動信號有效，排除了制動開關(guān)及其電路，再檢測啟動CAN線路，發(fā)現(xiàn)啟動CAN-H與CAN-L雙絞線之間存在短路。

啟動CAN-H與CAN-L雙絞線之間短路，導(dǎo)致Key-ECU和BCM無法通信，具體為：BCM獲取的制動信號無法傳遞到Key-ECU，導(dǎo)致Key-ECU無法執(zhí)行下一步的驅(qū)動天線來探測智能鑰匙，最終導(dǎo)致防盜系統(tǒng)無法解除，也無法給相關(guān)控制器和部件上工作電源。

4 結(jié)論

正確全面地掌握2019款比亞迪E5電動汽車智能進(jìn)入和啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，并在故障排除中有效利用結(jié)構(gòu)、原理來建立診斷思路，活用故障碼和數(shù)據(jù)流來縮小故障范圍，從而科學(xué)地實現(xiàn)故障排除。