寶駿510汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng) 故障診斷與排除

韋耀華，覃 波

（廣西機電技師學院 汽車工程系，廣西 柳州 545005）

1 無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)組成

無鑰匙進入及啟動（PassiveEntryPassiveStart,PEPS）系統(tǒng)采用了無線電技術(shù)和車輛身份編碼識別系統(tǒng)，成功融合了遙控系統(tǒng)和無鑰匙系統(tǒng)，實現(xiàn)雙重防盜保護，為車主最大限度地提供便利和安全，該系統(tǒng)包括了無鑰匙進入和無鑰匙啟動兩部分。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)組成部件主要包括電子遙控鑰匙、門把手開關(guān)及其天線、尾門開啟開關(guān)、車內(nèi)和尾門天線、點火開關(guān)、PEPS、電子轉(zhuǎn)向柱鎖（Electrical Steering Colum Lock, ESCL）控制模塊、車身控制模塊（Body Control Module, BCM）、發(fā)動機控制模塊（Engine Control Module, ECM）及門鎖電機等。

圖1 PEPS系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 信號接收及處理

電子遙控鑰匙是無鑰匙進入車輛的重要元件，其主要作用是接收車上各個天線所發(fā)出的低頻信號，向PEPS模塊發(fā)射高頻信號及發(fā)動機防盜信息等。

門把手開關(guān)的作用是將駕駛員按壓門把手開關(guān)的信號提供給PEPS模塊，從而識別駕駛員的開門意圖。天線和門把手總成做成一體，其作用是向電子遙控鑰匙發(fā)出低頻的無線電信號，其發(fā)射的距離在距離天線1.5 m范圍內(nèi)[1]。

車內(nèi)天線的作用是當駕駛員按壓一鍵啟動開關(guān)時，PEPS模塊通過車內(nèi)天線發(fā)射一個無線電的低頻信號，其有效范圍在1.5 m之內(nèi)，當電子遙控鑰匙接收到車內(nèi)天線發(fā)出的無線電低頻信號后，會主動發(fā)射電子遙控鑰匙的ID和密鑰信息給PEPS模塊，PEPS模塊從而判斷電子遙控鑰匙是否合法。

尾部天線的作用是當駕駛員打開后備箱門時，PEPS模塊通過激活尾部天線發(fā)射一個低頻無線電信號，信號有效范圍也為1.5 m左右，位于有效范圍內(nèi)的電子遙控鑰匙接收到該信號后會主動發(fā)射高頻無線電信號給PEPS模塊，PEPS模塊接收該高頻信號并識別后通過車載網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至BCM模塊，由BCM模塊控制尾門打開。

點火開關(guān)的主要作用是將駕駛員按壓點火開關(guān)的意圖反饋給PEPS模塊，通過點火開關(guān)上的指示燈和指示燈的不同顏色向駕駛員反饋電子遙控鑰匙是否合法，還可以在電子遙控鑰匙電池電量過低或耗盡時充當應急天線使用。

1.2 模塊控制策略

PEPS模塊的主要作用是接收左前、右前以及尾門的門把手開關(guān)信號及點火開關(guān)信號，激活車外天線和車內(nèi)天線，接收電子遙控鑰匙發(fā)送的高頻無線電信號，并與其他模塊共同參與車輛防盜信號是否合法的識別。還具有電源管理功能，控制自適應巡航控制（Adaptive Cruise Control, ACC）系統(tǒng)、IG1、IG2繼電器的閉合，向模塊發(fā)送解除方向盤鎖的工作請求，向BCM模塊發(fā)送門鎖、燈光、喇叭、后視鏡、車窗等執(zhí)行信息，并接收擋位開關(guān)、離合器開關(guān)、制動開關(guān)等信號，以及實現(xiàn)故障自診斷功能。

ESCL模塊的作用主要是與ECM模塊、PEPS模塊共同識別鑰匙是否合法，從而控制ESCL模塊內(nèi)部電機對方向盤進行上鎖或解鎖。

BCM模塊的作用是接收PEPS模塊通過車載網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的信號，直接控制四個車門的門鎖電機進行四車門的解鎖和上鎖 ，同時作為PEPS模塊工作狀態(tài)反饋指示的執(zhí)行器，控制左右轉(zhuǎn)向燈閃爍、左右后視鏡折疊或打開、喇叭鳴叫等工作。

ECM模塊是發(fā)動機控制系統(tǒng)的主控模塊，該模塊除了負責發(fā)動機各系統(tǒng)的正常工作外，還是車輛防盜系統(tǒng)的一個重要組成部件，在與PEPS控制模塊通過車輛防盜信息驗證后，控制車輛啟動，如車輛防盜信息驗證不通過，起動機將不會運轉(zhuǎn)，點火系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)也不工作，發(fā)動機將無法啟動[2]。

2 無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)工作原理

下面以無鑰匙解鎖、無鑰匙電源管理以及一鍵啟動為例介紹系統(tǒng)的工作原理。

2.1 無鑰匙解鎖

當駕駛員走近車門并按壓門把手開關(guān)時，開關(guān)閉合，從而給PEPS模塊提供一個低電位信號，當PEPS模塊接收駕駛員按壓門把手開關(guān)的低電位信號后，將激活門把手天線，門把手天線從而發(fā)出低頻無線電信號，搜尋附近1.5 m范圍內(nèi)有無合法的鑰匙。當位于門把手天線1.5 m范圍內(nèi)的電子遙控鑰匙接收天線發(fā)出的低頻無線電信號后，電子遙控鑰匙會以高頻無線電信號的方式將遙控鑰匙內(nèi)的ID和密鑰信息發(fā)至PEPS模塊，PEPS模塊接收鑰匙信息后，先將鑰匙定位，然后與其內(nèi)部儲存的鑰匙信息進行對比確認，如果信息對比一致，則判斷電子遙控鑰匙為合法鑰匙，并通過車載網(wǎng)絡(luò)向BCM模塊發(fā)出開鎖請求指令，BCM模塊接收開鎖請求指令后進而控制門鎖電機工作，從而實現(xiàn)車門解鎖功能[3]。如圖2所示。

圖2 無鑰匙解鎖工作過程

2.2 無鑰匙電源管理

無鑰匙電源管理功能將實現(xiàn)OFF至ACC、ON擋的切換，取代了傳統(tǒng)的機械鑰匙。駕駛員在車內(nèi)按壓點火開關(guān)，通過點火開關(guān)內(nèi)部機械開關(guān)的閉合，給PEPS模塊提供低電位信號，PEPS模塊接收該低電位信號后，將激活車內(nèi)的三個天線，天線向其周圍1.5 m范圍內(nèi)發(fā)射低頻無線電信號，位于車內(nèi)1.5 m范圍內(nèi)的電子遙控鑰匙接收此低頻無線電信號后，進而以高頻無線電信號的方式將遙控鑰匙的ID和密鑰信息發(fā)至PEPS模塊，PEPS模塊接收此鑰匙信息后，首先對鑰匙進行定位，鑰匙定位成功后，PEPS模塊再將接收的鑰匙ID和密鑰信息與儲存在PEPS模塊內(nèi)部的防盜信息進行對比確認，同時將該ID和密鑰信息發(fā)送至ESCL模塊，共同進行防盜信息的對比確認，如果 信息對比確認一致，判斷該電子遙控鑰匙為合法鑰匙，則PEPS模塊指令ESCL模塊進行方向盤解鎖動作，同時PEPS模塊直接控制ACC、IG1、IG2繼電器進行相應的動作，可以是ACC擋、也可以是ON擋，達到電源管理的目的[4-5]。如圖3所示。

圖3 無鑰匙電源管理工作過程

2.3 一鍵啟動

一鍵啟動過程與前述無鑰匙電源管理過程相似，當鑰匙信息對比認證通過后，ACC、IG1、IG2繼電器吸合，駕駛員繼續(xù)按壓點火開關(guān)，則PEPS模塊立即控制起動機繼電器動作，起動機運轉(zhuǎn)，發(fā)動機啟動。在啟動期間，對于手動擋汽車，PEPS模塊還須監(jiān)測離合器踏板開關(guān)信號、變速箱空擋開關(guān)信號、輪速信號等。對于自動擋汽車，PEPS模塊還須監(jiān)測駐車擋信號、空擋信號以及制動踏板信號等，如有任一信號不滿足條件，則PEPS模塊不會控制起動機繼電器吸合。

3 無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)案例分析

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2018年產(chǎn)的寶駿510汽車，車輛識別號為LZWADAGAXJG243477，搭載L2B發(fā)動機，配備無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)，駕駛員反映該車出現(xiàn)發(fā)動機無法啟動故障，使用遙控解鎖、上鎖正常，無鑰匙進入功能也正常，按壓一鍵啟動開關(guān)，儀表無法點亮，儀表提示“請踩離合啟動引擎”和“請掛空擋啟動引擎”。踩下離合器踏板和掛擋桿置于空擋位置，發(fā)動機仍然無法啟動。

3.2 故障診斷

接車后首先驗證故障現(xiàn)象，故障癥狀確實如駕駛員所述，根據(jù)該車無鑰匙進入及一鍵啟動的工作原理，結(jié)合該車遙控解鎖、上鎖正常，無鑰匙進入功能也正常，說明電子遙控鑰匙可以正確接收門把手天線發(fā)出的低頻無線電信號，電子遙控鑰匙本身也能正確發(fā)送高頻無線電信號給PEPS模塊，同時PEPS模塊能正確接收電子遙控鑰匙發(fā)送的鑰匙ID和密鑰信息，鑰匙合法性驗證通過，可以排除電子遙控鑰匙電量不足及鑰匙本身的故障。本著由簡到繁的診斷思路，先使用故障檢測儀X431進入PEPS系統(tǒng)讀取故障代碼，系統(tǒng)并未存儲有故障代碼，讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)“IGN1繼電器輸出電壓”這一項數(shù)據(jù)流為0 V，“IGN1繼電器控制輸出狀態(tài)”顯示已激活。

從數(shù)據(jù)流中可以得知，“IGN1繼電器輸出電壓”為0 V，顯然不正常，“IGN1繼電器控制輸出狀態(tài)”已激活說明PEPS模塊已發(fā)出指令控制IGN1繼電器工作，但是IGN1繼電器沒有輸出12 V電壓。查閱PEPS系統(tǒng)IGN1繼電器控制電路，電路圖如圖4所示，分析故障原因主要有IGN1繼電器損壞、F23D—10 A保險絲損壞及相關(guān)線路故障。從發(fā)動機艙蓋內(nèi)保險絲盒取下IGN1繼電器，測量繼電器85—86針腳的電阻為92 Ω，說明繼電器線圈沒有斷路，用導線連接繼電器85—86針腳并接到蓄電池正負極，用萬用表測量繼電器30—87針腳電阻為0.5 Ω，說明IGN1繼電器正常，根據(jù)電路圖控制原理，IGN1繼電器閉合后，將電流輸出至儀表內(nèi)保險絲盒F23D—10 A保險，取下F23D—10 A保險，用萬用表電阻擋測量其電阻，阻值為無窮大，說明保險絲熔斷。由電路圖可知，F(xiàn)23D—10 A保險絲熔斷后，將直接導致儀表無法供電點亮，同時PEPS模塊無法監(jiān)測到IGN1繼電器閉合的反饋電壓信號，從而在數(shù)據(jù)流中顯示“IGN1繼電器輸出電壓”為0 V。

圖4 IGN1繼電器控制電路

3.3 故障排除

關(guān)閉點火開關(guān)，更換儀表板內(nèi)保險絲盒中的F23D—10 A保險絲，打開點火開關(guān)，儀表上各指示燈正常點亮，儀表自檢正常，踩下離合器踏板，變速器置于空擋位置，再次按壓點火開關(guān)，起動機運轉(zhuǎn)，發(fā)動機順利啟動，用診斷儀進行全車系統(tǒng)掃描并清除歷史故障代碼后，全車各系統(tǒng)已無任何故障代碼，故障徹底排除。

4 總結(jié)

汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)的運用是汽車電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，作為一名汽車售后工程師或維修技師，必須熟練掌握該系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理及控制策略，熟讀電路控制原理圖，當該系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，才能快速高效地對無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)的故障進行診斷分析，并最終排除故障。這就對職業(yè)院校中從事汽車檢修等相關(guān)專業(yè)的教師提出了更高的要求，要不斷學習汽車新知識新技術(shù)，掌握新技能，特別是汽車車載網(wǎng)絡(luò)和智能網(wǎng)聯(lián)方面的知識，才能更好地勝任教學工作[6]。