電動(dòng)掀背門控制邏輯及故障案例分析

熊雷云，謝富強(qiáng)，唐明明，張海泉，趙自由

1.廣汽乘用車有限公司新疆分公司 新疆烏魯木齊 8300462.廣汽傳祺技能大師工作室 新疆烏魯木齊 830046

隨著科技的發(fā)展和乘用車企業(yè)設(shè)計(jì)制造水平的提高，各車企在車輛設(shè)計(jì)初期，就融入了很多的便捷性、舒適性及高科技的配置。本文提到的電動(dòng)掀背門就是便捷性提升配置的一種，該功能可以滿足各種不同身高的乘客開啟車輛掀背門的需求，避免因身高不一致導(dǎo)致開關(guān)掀背門困難。本文從電動(dòng)掀背門控制邏輯進(jìn)行深入分析，歸納了電動(dòng)掀背門開啟的方式，引入電動(dòng)掀背門的故障案例，使解析及維修人員可快速診斷電動(dòng)掀背門控制系統(tǒng)故障。

掀背門鎖系統(tǒng)構(gòu)成

手動(dòng)掀背門鎖的構(gòu)成主要由掀背門撐桿、掀背門鎖扣、掀背門鎖、BCM（車身控制單元）、PEPS（無鑰匙啟動(dòng)控制單元）及尾門開啟開關(guān)等構(gòu)件組成。

電動(dòng)掀背門鎖系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。其中，控制系統(tǒng)主要由PLGM（電動(dòng)掀背門控制單元）、BCM、PEPS、主駕掀背門開關(guān)、掀背門外開啟開關(guān)、掀背門內(nèi)關(guān)閉開關(guān)、鑰匙行李艙按鍵及防夾條等部件組成；執(zhí)行系統(tǒng)主要由電動(dòng)掀背門撐桿電動(dòng)機(jī)、吸合鎖扣、門鎖電動(dòng)機(jī)總成等部件組成。

電動(dòng)掀背門鎖控制邏輯及開啟方式

1.電動(dòng)掀背門鎖系統(tǒng)控制邏輯

該系統(tǒng)各個(gè)控制模塊之間采用CAN總線進(jìn)行信息交互，通信速率可高達(dá)1Mbit/s，這使電動(dòng)掀背門控制系統(tǒng)和其他系統(tǒng)之間信息交互更加及時(shí)和簡(jiǎn)單。同時(shí)也為設(shè)計(jì)開發(fā)人員提供較大的可能性，可以開發(fā)出更多種的開門方式，以此提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和安全性。例如：通過CAN總線將掀背門狀態(tài)反饋至組合儀表，駕駛?cè)司涂芍庇^地看到掀背門狀態(tài)；還可以通過CAN總線開發(fā)遠(yuǎn)程開啟、語音開啟和中控屏開啟等功能，對(duì)前期設(shè)計(jì)及后續(xù)的功能拓展提供技術(shù)支持。

某乘用車的電動(dòng)掀背門鎖系統(tǒng)的邏輯如圖1所示。

圖1 電動(dòng)掀背門系統(tǒng)邏輯

2.各部分工作邏輯

（1）PLGM模塊 接收到其他控制模塊及開關(guān)的信號(hào)以后，再控制撐桿電動(dòng)機(jī)、門鎖電動(dòng)機(jī)及吸合鎖扣做出相應(yīng)的動(dòng)作。

1）電動(dòng)掀背門撐桿電動(dòng)機(jī)接收到PLGM的信號(hào)，執(zhí)行開啟或關(guān)閉動(dòng)作。執(zhí)行開門或關(guān)門的動(dòng)作中，若遇到阻礙掀背門開啟或關(guān)閉的動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)內(nèi)的霍爾傳感器會(huì)將信號(hào)發(fā)送至PLGM模塊，由PLGM模塊執(zhí)行軟件防夾功能。

2）吸合鎖扣接收到PLGM模塊的信號(hào)，執(zhí)行鎖扣吸合或釋放動(dòng)作。

3）門鎖電動(dòng)機(jī)接收到PLGM模塊的信號(hào)，執(zhí)行鎖舌開啟或關(guān)閉動(dòng)作，再將門鎖開關(guān)的狀態(tài)反饋至BCM，再由BCM反饋至組合儀表。

4）防夾條接收因形變產(chǎn)生的電壓信號(hào)，由PLGM模塊處理電壓信號(hào)，執(zhí)行電動(dòng)掀背門防夾動(dòng)作。

5）掀背門內(nèi)關(guān)閉開關(guān)將開門或關(guān)門信號(hào)傳遞至PLGM模塊。

（2）PEPS模塊 將接收到的鑰匙開啟掀背門或掀背門外開啟開關(guān)的信號(hào)，通過B-CAN將信號(hào)傳遞至PLGM模塊。

（3）BCM模塊 將接收到主駕掀背門開關(guān)的信號(hào)通過B-CAN信號(hào)傳遞至PLGM模塊；接收門鎖電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)并反饋至組合儀表。

3.電動(dòng)掀背門各開啟方式的控制邏輯

（1）主駕掀背門開關(guān) 按鍵被按下且按下時(shí)間超過 1.5s，BCM接收信號(hào)，通過CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)包至PLGM模塊，PLGM模塊執(zhí)行掀背門開啟或關(guān)閉動(dòng)作。

（2）掀背門內(nèi)側(cè)開關(guān) 按鍵被按下，PLGM檢測(cè)到開關(guān)斷開→導(dǎo)通→斷開的過程，進(jìn)入導(dǎo)通低電平的持續(xù)時(shí)間小于 2s，PLGM模塊執(zhí)行掀背門開啟或關(guān)閉動(dòng)作。

（3）解鎖狀態(tài)下掀背門外開啟開關(guān) PEPS檢測(cè)到開關(guān)按鍵被按下，PEPS向總線發(fā)送數(shù)據(jù)包至PLGM模塊；由PLGM執(zhí)行掀背門開啟動(dòng)作。

（4）鎖車狀態(tài)下掀背門開啟開關(guān) PEPS檢測(cè)到開關(guān)按鍵被按下，天線將會(huì)尋找鑰匙，如找到合法鑰匙，將會(huì)通過CAN總線發(fā)出數(shù)據(jù)包至PLGM模塊，由PLGM執(zhí)行開電動(dòng)掀背門開啟動(dòng)作。

（5）鑰匙上的掀背門開關(guān)按鍵（遙控鑰匙）鑰匙行李艙按鍵由PEPS檢測(cè)；通過按鍵通信器（鑰匙按鍵）發(fā)出信號(hào)至PLGM模塊，由PLGM執(zhí)行電動(dòng)掀背門開啟動(dòng)作。

（6）語音開啟 在中控觸摸屏工作狀態(tài)下，語音控制由多媒體主機(jī)檢測(cè)，通過CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)包至PLGM模塊，由PLGM執(zhí)行開電動(dòng)掀背門開啟動(dòng)作。

（7）遠(yuǎn)程控制 由T-BOX接收手機(jī)APP發(fā)出的控制信號(hào)，經(jīng)BCM檢測(cè)后，通過CAN總線發(fā)送數(shù)據(jù)包至PLGM模塊，由PLGM執(zhí)行開電動(dòng)掀背門開啟動(dòng)作。

電動(dòng)掀背門故障案例

因市場(chǎng)上配備電動(dòng)掀背門功能的車型越來越多，電動(dòng)掀背門系統(tǒng)的故障類型也五花八門。例如：無法開啟、無法關(guān)閉、需手動(dòng)輔助才可完全關(guān)閉或打開及掀背門異常開啟等，而且部分故障沒有故障碼，出現(xiàn)時(shí)間不規(guī)律，從而導(dǎo)致解析過程出現(xiàn)困難或毫無頭緒。下面以電動(dòng)掀背門異常開啟為案例，分析解決思路及故障原因。

1.故障現(xiàn)象

1）車輛處于ACC擋位（車輛解鎖，無任何操作時(shí)的擋位），整車處于休眠狀態(tài)，打開或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、四門或在車內(nèi)踩下剎車及旋轉(zhuǎn)組合開關(guān)等任意方式，會(huì)使車機(jī)喚醒操作，電動(dòng)掀背門會(huì)自動(dòng)開啟。

2）當(dāng)整車處于喚醒狀態(tài)時(shí)，掀背門所有功能一切正常，對(duì)車輛進(jìn)行其他操作不會(huì)使電動(dòng)掀背門異常開啟，電動(dòng)掀背門功能均正常。

3）故障出現(xiàn)時(shí)間、維持時(shí)間無規(guī)律，故障時(shí)有時(shí)無。

2.讀取故障碼

故障診斷是維修的第一步，只有診斷出故障的產(chǎn)生原因才能對(duì)癥下藥。目前主要是通過儀器檢測(cè)配合人工檢測(cè)的辦法達(dá)成初步定位的目標(biāo)，所以首先使用診斷儀在有故障時(shí)讀取車輛故障碼[1]。但是診斷儀讀取車輛信息后，顯示整車無故障碼。

3.故障排查

因診斷儀顯示無故障碼，所以無法根據(jù)故障代碼排查車輛故障。同時(shí)，由整車無故障代碼可以看出：與電動(dòng)掀背門相關(guān)的BCM控制模塊、PLGM控制模塊和PEPS控制模塊內(nèi)部通信正常，內(nèi)部處理邏輯檢測(cè)均為無故障狀態(tài)，可以排除各控制模塊單品無故障。接著根據(jù)電動(dòng)掀背門控制邏輯及各部分作用，梳理出可能會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)掀背門異常開啟的故障點(diǎn)：主駕掀背門開關(guān)及相關(guān)連接電路、掀背門外開啟開關(guān)及相關(guān)連接電路[2]。梳理完可能的故障點(diǎn)后，對(duì)以上兩點(diǎn)逐項(xiàng)排查。

主駕掀背門開關(guān)（IP18）電路如圖2所示。

圖2 主駕掀背門開關(guān)電路

1）掀背門開啟信號(hào)：IP18-9→IP04-43應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)，電阻＜1Ω；實(shí)車測(cè)量無異常。

2）接地：IP18-5→G302接地點(diǎn)，應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)，電阻＜1Ω；實(shí)車測(cè)量無異常。IP18-9→IP18-5在開關(guān)未按下時(shí)應(yīng)為斷開狀態(tài)，開關(guān)按下時(shí)應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)；實(shí)車測(cè)量無異常，電壓與無故障車輛一致。

3）IP18-9在車輛OFF擋位不進(jìn)行開關(guān)尾門動(dòng)作時(shí)，應(yīng)與其余線束針腳均為斷開狀態(tài)；實(shí)車測(cè)量無異常。

4.小結(jié)

主駕掀背門開關(guān)及相關(guān)連接電路零件相應(yīng)線路未見異常，排除主駕掀背門開關(guān)及相關(guān)連接電路問題。

掀背門外開啟開關(guān)（TG17）電路如圖3所示。

圖3 掀背門外開啟開關(guān)電路圖

1）掀背門開啟信號(hào)接地TG17-1→G501應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)，電阻＜1Ω；實(shí)車測(cè)量無異常。

2）掀背門開啟信號(hào)TG17-2→IP40-2，應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)，電阻＜1Ω；實(shí)車測(cè)量無異常。TG17-2→TG17-1,在開關(guān)未按下時(shí)應(yīng)為斷開狀態(tài)，開關(guān)按下時(shí)應(yīng)為導(dǎo)通狀態(tài)；實(shí)車測(cè)量無異常，電壓與無故障車輛一致[3]。

小結(jié)：掀背門外開啟開關(guān)及相關(guān)連接電路零件相應(yīng)線路未見異常，排除掀背門開啟開關(guān)及相關(guān)連接電路問題（掀背門外開關(guān)測(cè)量時(shí)故障未在現(xiàn)）。

以上排查均未找出故障原因，根據(jù)掀背門控制邏輯來看，若電動(dòng)掀背門開啟，信號(hào)必須經(jīng)過CAN總線傳輸至PLGM模塊，所以可在故障復(fù)現(xiàn)時(shí)利用總線記錄工具（CANLogger工具），分析車輛CAN總線數(shù)據(jù)，找到使電動(dòng)掀背門開啟的信號(hào)來源，再對(duì)信號(hào)來源進(jìn)行分析故障原因[4]。

使用總線記錄工具分別讀取故障車輛與正常車輛CAN總線數(shù)據(jù)，取得數(shù)據(jù)如圖4和圖5所示。

圖4 電動(dòng)掀背門開啟開關(guān)信號(hào)長(zhǎng)通

圖5 電動(dòng)掀背門開啟開關(guān)信號(hào)斷開

數(shù)據(jù)顯示：正常車輛的電動(dòng)掀背門外開啟開關(guān)在未按下時(shí)，應(yīng)為斷開狀態(tài)。但根據(jù)總線數(shù)據(jù)圖看出，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，掀背門外開啟開關(guān)為長(zhǎng)通狀態(tài)，實(shí)際情況卻是：僅在車輛休眠狀態(tài)下打開車門，未對(duì)掀背門外開啟開關(guān)進(jìn)行任何操作。由此可以看出，使掀背門異常開啟的信號(hào)是由掀背門外開啟開關(guān)發(fā)出。

繼而再次對(duì)掀背門外開啟開關(guān)繼續(xù)排查。研究發(fā)現(xiàn)，故障未再現(xiàn)時(shí)，該開關(guān)的結(jié)構(gòu)為在按下開關(guān)按鍵，開關(guān)兩針腳為連通狀態(tài)，松開時(shí)為斷開狀態(tài)。但當(dāng)故障再次出現(xiàn)時(shí)，未按壓開關(guān)按鍵，掀背門開啟開關(guān)兩針腳為長(zhǎng)通狀態(tài)，此現(xiàn)象為異常情況。緊接著對(duì)掀背門開啟開關(guān)進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)部存在異物，當(dāng)異物隨著車輛晃動(dòng)滾動(dòng)至開關(guān)按鍵的導(dǎo)向卡槽處時(shí)，會(huì)將按鍵卡住至無法回彈狀態(tài)，使開關(guān)處于長(zhǎng)通狀態(tài)，所以故障發(fā)生時(shí)間及維持時(shí)間無規(guī)律。開關(guān)的動(dòng)作是由PEPS模塊檢測(cè)，PEPS內(nèi)部?jī)H會(huì)記錄到開關(guān)按下動(dòng)作，然后發(fā)送開門的信號(hào)至PLGM模塊；PEPS發(fā)送完開門信號(hào)，在掀背門關(guān)閉時(shí)，掀背門外開啟開關(guān)一直處于長(zhǎng)通狀態(tài)，PEPS模塊內(nèi)部會(huì)默認(rèn)為上次開門動(dòng)作未釋放，不會(huì)再次向PLGM模塊發(fā)送開門信號(hào)；當(dāng)整車控制模塊由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換為喚醒狀態(tài)后，PEPS會(huì)重新檢測(cè)掀背門外開啟開關(guān)，這時(shí)發(fā)現(xiàn)開啟開關(guān)連通后，就會(huì)再次向PLGM模塊發(fā)送開門信號(hào)[5]。以至于在開關(guān)卡滯在長(zhǎng)通狀態(tài)時(shí)，車輛每次由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換為喚醒狀態(tài)時(shí)，掀背門都會(huì)自動(dòng)開啟。

結(jié)語

本文以某車型的電動(dòng)掀背門為例，闡述了電動(dòng)掀背門系統(tǒng)的控制邏輯、系統(tǒng)的控制元件及各控制元件的作用。對(duì)各控制元件的工作邏輯進(jìn)行分析，為相關(guān)從業(yè)人員提供培訓(xùn)或自學(xué)的參考。對(duì)因掀背門開啟開關(guān)導(dǎo)致的電動(dòng)掀背門異常開啟進(jìn)行分析，利用總線記錄工具讀取車輛CAN總線信息，找出使掀背門異常開啟的信號(hào)源為掀背門開外啟開關(guān)，當(dāng)開關(guān)的內(nèi)部機(jī)械故障導(dǎo)致開關(guān)處于長(zhǎng)通狀態(tài)時(shí)，會(huì)使PEPS控制模塊做出錯(cuò)誤判斷，從而發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，使電動(dòng)掀背門異常開啟。