車身控制器接口電路匹配案例分析

李 越

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

引言

車身控制器（Body Control Module，簡稱BCM）作為整車電氣系統核心零部件，幾乎整車所有的電氣功能都與BCM息息相關，部分模塊通過網絡信號與BCM交互，如TBOX模塊，通過CAN信號下達給BCM指令，以實現遠程解鎖、閉鎖、尋車等功能。部分模塊直接通過硬線與BCM實現交互，如氣囊模塊的碰撞信號、左前門開關的狀態信號等，對于與BCM通過硬線交互的信號，尤其此信號除BCM采集外還被其他模塊采集的，接口電路匹配是設計過程中必須確認校核的重要一項[1]。本文重點分析車型開發過程中常見的接口電路匹配，以及通過故障案例來說明如何避免接口電路匹配故障。

1 典型接口電路匹配

整車開發過程中，常見的與BCM相關的接口電路主要包括碰撞信號匹配、左前門開關信號匹配、制動信號匹配等。

1.1 碰撞信號接口電路匹配

目前基本所有氣囊模塊（ACU）都同時支持CAN網絡和硬線碰撞信號，考慮到碰撞解鎖功能的重要性，一般BCM同時接收CAN網絡和硬線信號，保證信號采樣可靠性。同時發動機控制模塊（ECM）也接收碰撞信號，以在車輛碰撞時進行斷油。因此碰撞信號匹配涉及ACU、BCM以及ECM三個模塊。

考慮到碰撞信號可靠性，一般要求硬線碰撞信號為周期240 ms的PWM信號，未發生碰撞（正常模式）時：T2=200 ms±10%高電平，T1=40 ms±10%低電平。發生碰撞輸出反向PWM信號：T2=200 ms±10%低電平，T1=40 ms±10%高電平，總共20個周期，之后恢復正常模式脈沖。

圖1 碰撞輸出信號

圖2為某氣囊模塊的碰撞信號輸出電路，是一個集電極開路門[2]，內部并無上拉，它本身是不會產生電平變化的，需要外部模塊BCM/ECM內部提供上拉，典型的電路如下：

圖2 氣囊碰撞信號觸發電路

圖3 BCM/ECM碰撞信號采樣參考電路

1.2 制動信號接口電路匹配

此接口電路設計過程中重點需要關注的是BCM和ECU的上拉電源必須保持一致，同時為12 V或者5 V，或者BCM和ECU其中之一可以不做上拉，防止信號誤判。

圖4 制動信號接口電路

由于制動開關信號BCM和ESC模塊均需采集，BCM用于制動燈控制，ESC模塊用于制動邏輯判斷，且制動開關信號一般接整車電源為高有效信號，這就要求BCM和ESC的接口采樣電路無須上拉電源，直接通過下拉電阻接地即可[3]。

2 典型案例分析

2.1 案例描述

某款SUV車型標配PEPS，配置PEPS車型的電源模式由PEPS模塊管理，但此平臺 PEPS模塊在車輛啟動過程中IG2會保持在高電平，導致整車上大功率用電器，諸如鼓風機、前后雨刮等在車輛啟動過程中無法停止工作，對車輛啟動性能造成一定風險。

因此，整車電氣原理設計中將鼓風機繼電器電源由IG2更改為ACC（PEPS車型在啟動過程中ACC電源會斷開），導致BCM IG2端口下拉電阻值變化，因而IG2端口電壓值發生變化，導致IG2端口電壓信號跳變值超過了BCM設定的閾值，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，每個采樣周期對B處的電壓進行采集，同時與前一采樣周期采得的電壓值進行比較，如果差值大于0.3 V（對應A處電壓為1 V左右），則認為IG2信號輸入有效，如果差值小于0.3 V，則認為IG2口輸入無效，原理圖如下：

圖5 整車原理示意圖

由于前后噴水開關輸入BCM內部有上拉電源，在整車點火開關為OFF狀態下，前后噴水開關斷開情況下，此電源信號會通過噴水電機串入BCM IG2信號，再通過BCM內部下拉電阻形成回路，導致BCM IG2端口A處仍然有電壓值。

當鼓風機電源為IG2時，BCM IG2端口下拉電阻阻值相當于鼓風機繼電器線圈電阻與0.7 K電阻并聯，并聯后電阻變小，因此A處分壓值變小，實車測試此時A處電壓變化值為0.75 V，而BCM判斷IG2喚醒條件為A處電壓變化值大于1 V左右，因此BCM會進入休眠狀態。

圖6 鼓風機電源為IG2時測的A處電壓值

當鼓風機電源由IG2更改為ACC時，BCM IG2端口下拉電阻阻值為0.7 K，下拉電阻值變大，因此A處的分壓值會變大，實車測試A處電壓值為1.5 V>1.0 V，超過了IG2端口的喚醒閾值，因此BCM休眠后立即又被喚醒。

圖7 鼓風機電源更改為ACC時測的A處電壓值

2.3 整改措施

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

3 總結

本文對整車開發過程中常見的與車身控制器相關的接口電路匹配進行了分析和介紹，同時通過案例分析說明接口電路匹配的重要性，在整車開發初期對車身控制器開發過程中如何匹配接口電路有一定指導意義。同時在P0樣車至量產前的方案變動階段，對整車電氣系統的每一處改動，除從方案設計上對接口電路進行確認外，還必須進行充分的測試驗證，對整車電氣功能、靜態電流、網絡休眠喚醒進行驗證，以完全規避問題，充分保證整車電氣功能的準確性。