電動掀背門控制邏輯及故障案例分析

熊雷云，謝富強，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

隨著科技的發展和乘用車企業設計制造水平的提高，各車企在車輛設計初期，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致開關掀背門困難。本文從電動掀背門控制邏輯進行深入分析，歸納了電動掀背門開啟的方式，引入電動掀背門的故障案例，使解析及維修人員可快速診斷電動掀背門控制系統故障。

掀背門鎖系統構成

手動掀背門鎖的構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（無鑰匙啟動控制單元）及尾門開啟開關等構件組成。

電動掀背門鎖系統主要由控制系統及執行系統構成。其中，控制系統主要由PLGM（電動掀背門控制單元）、BCM、PEPS、主駕掀背門開關、掀背門外開啟開關、掀背門內關閉開關、鑰匙行李艙按鍵及防夾條等部件組成；執行系統主要由電動掀背門撐桿電動機、吸合鎖扣、門鎖電動機總成等部件組成。

電動掀背門鎖控制邏輯及開啟方式

1.電動掀背門鎖系統控制邏輯

該系統各個控制模塊之間采用CAN總線進行信息交互，通信速率可高達1Mbit/s，這使電動掀背門控制系統和其他系統之間信息交互更加及時和簡單。同時也為設計開發人員提供較大的可能性，可以開發出更多種的開門方式，以此提升產品競爭力和安全性。例如：通過CAN總線將掀背門狀態反饋至組合儀表，駕駛人就可直觀地看到掀背門狀態；還可以通過CAN總線開發遠程開啟、語音開啟和中控屏開啟等功能，對前期設計及后續的功能拓展提供技術支持。

某乘用車的電動掀背門鎖系統的邏輯如圖1所示。

圖1 電動掀背門系統邏輯

2.各部分工作邏輯

（1）PLGM模塊 接收到其他控制模塊及開關的信號以后，再控制撐桿電動機、門鎖電動機及吸合鎖扣做出相應的動作。

1）電動掀背門撐桿電動機接收到PLGM的信號，執行開啟或關閉動作。執行開門或關門的動作中，若遇到阻礙掀背門開啟或關閉的動作，電動機內的霍爾傳感器會將信號發送至PLGM模塊，由PLGM模塊執行軟件防夾功能。

2）吸合鎖扣接收到PLGM模塊的信號，執行鎖扣吸合或釋放動作。

3）門鎖電動機接收到PLGM模塊的信號，執行鎖舌開啟或關閉動作，再將門鎖開關的狀態反饋至BCM，再由BCM反饋至組合儀表。

4）防夾條接收因形變產生的電壓信號，由PLGM模塊處理電壓信號，執行電動掀背門防夾動作。

5）掀背門內關閉開關將開門或關門信號傳遞至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的信號，通過B-CAN將信號傳遞至PLGM模塊。

（3）BCM模塊 將接收到主駕掀背門開關的信號通過B-CAN信號傳遞至PLGM模塊；接收門鎖電動機的狀態信號并反饋至組合儀表。

3.電動掀背門各開啟方式的控制邏輯

（1）主駕掀背門開關 按鍵被按下且按下時間超過 1.5s，BCM接收信號，通過CAN總線發送數據包至PLGM模塊，PLGM模塊執行掀背門開啟或關閉動作。

（2）掀背門內側開關 按鍵被按下，PLGM檢測到開關斷開→導通→斷開的過程，進入導通低電平的持續時間小于 2s，PLGM模塊執行掀背門開啟或關閉動作。

（3）解鎖狀態下掀背門外開啟開關 PEPS檢測到開關按鍵被按下，PEPS向總線發送數據包至PLGM模塊；由PLGM執行掀背門開啟動作。

（4）鎖車狀態下掀背門開啟開關 PEPS檢測到開關按鍵被按下，天線將會尋找鑰匙，如找到合法鑰匙，將會通過CAN總線發出數據包至PLGM模塊，由PLGM執行開電動掀背門開啟動作。

（5）鑰匙上的掀背門開關按鍵（遙控鑰匙）鑰匙行李艙按鍵由PEPS檢測；通過按鍵通信器（鑰匙按鍵）發出信號至PLGM模塊，由PLGM執行電動掀背門開啟動作。

（6）語音開啟 在中控觸摸屏工作狀態下，語音控制由多媒體主機檢測，通過CAN總線發送數據包至PLGM模塊，由PLGM執行開電動掀背門開啟動作。

（7）遠程控制 由T-BOX接收手機APP發出的控制信號，經BCM檢測后，通過CAN總線發送數據包至PLGM模塊，由PLGM執行開電動掀背門開啟動作。

電動掀背門故障案例

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

1.故障現象

1）車輛處于ACC擋位（車輛解鎖，無任何操作時的擋位），整車處于休眠狀態，打開或關閉發動機艙蓋、四門或在車內踩下剎車及旋轉組合開關等任意方式，會使車機喚醒操作，電動掀背門會自動開啟。

2）當整車處于喚醒狀態時，掀背門所有功能一切正常，對車輛進行其他操作不會使電動掀背門異常開啟，電動掀背門功能均正常。

3）故障出現時間、維持時間無規律，故障時有時無。

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生原因才能對癥下藥。目前主要是通過儀器檢測配合人工檢測的辦法達成初步定位的目標，所以首先使用診斷儀在有故障時讀取車輛故障碼[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，所以無法根據故障代碼排查車輛故障。同時，由整車無故障代碼可以看出：與電動掀背門相關的BCM控制模塊、PLGM控制模塊和PEPS控制模塊內部通信正常，內部處理邏輯檢測均為無故障狀態，可以排除各控制模塊單品無故障。接著根據電動掀背門控制邏輯及各部分作用，梳理出可能會導致電動掀背門異常開啟的故障點：主駕掀背門開關及相關連接電路、掀背門外開啟開關及相關連接電路[2]。梳理完可能的故障點后，對以上兩點逐項排查。

主駕掀背門開關（IP18）電路如圖2所示。

圖2 主駕掀背門開關電路

1）掀背門開啟信號：IP18-9→IP04-43應為導通狀態，電阻＜1Ω；實車測量無異常。

2）接地：IP18-5→G302接地點，應為導通狀態，電阻＜1Ω；實車測量無異常。IP18-9→IP18-5在開關未按下時應為斷開狀態，開關按下時應為導通狀態；實車測量無異常，電壓與無故障車輛一致。

3）IP18-9在車輛OFF擋位不進行開關尾門動作時，應與其余線束針腳均為斷開狀態；實車測量無異常。

4.小結

主駕掀背門開關及相關連接電路零件相應線路未見異常，排除主駕掀背門開關及相關連接電路問題。

掀背門外開啟開關（TG17）電路如圖3所示。

圖3 掀背門外開啟開關電路圖

1）掀背門開啟信號接地TG17-1→G501應為導通狀態，電阻＜1Ω；實車測量無異常。

2）掀背門開啟信號TG17-2→IP40-2，應為導通狀態，電阻＜1Ω；實車測量無異常。TG17-2→TG17-1,在開關未按下時應為斷開狀態，開關按下時應為導通狀態；實車測量無異常，電壓與無故障車輛一致[3]。

小結：掀背門外開啟開關及相關連接電路零件相應線路未見異常，排除掀背門開啟開關及相關連接電路問題（掀背門外開關測量時故障未在現）。

以上排查均未找出故障原因，根據掀背門控制邏輯來看，若電動掀背門開啟，信號必須經過CAN總線傳輸至PLGM模塊，所以可在故障復現時利用總線記錄工具（CANLogger工具），分析車輛CAN總線數據，找到使電動掀背門開啟的信號來源，再對信號來源進行分析故障原因[4]。

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

圖4 電動掀背門開啟開關信號長通

圖5 電動掀背門開啟開關信號斷開

數據顯示：正常車輛的電動掀背門外開啟開關在未按下時，應為斷開狀態。但根據總線數據圖看出，當故障出現時，掀背門外開啟開關為長通狀態，實際情況卻是：僅在車輛休眠狀態下打開車門，未對掀背門外開啟開關進行任何操作。由此可以看出，使掀背門異常開啟的信號是由掀背門外開啟開關發出。

繼而再次對掀背門外開啟開關繼續排查。研究發現，故障未再現時，該開關的結構為在按下開關按鍵，開關兩針腳為連通狀態，松開時為斷開狀態。但當故障再次出現時，未按壓開關按鍵，掀背門開啟開關兩針腳為長通狀態，此現象為異常情況。緊接著對掀背門開啟開關進行拆解分析，發現開關內部存在異物，當異物隨著車輛晃動滾動至開關按鍵的導向卡槽處時，會將按鍵卡住至無法回彈狀態，使開關處于長通狀態，所以故障發生時間及維持時間無規律。開關的動作是由PEPS模塊檢測，PEPS內部僅會記錄到開關按下動作，然后發送開門的信號至PLGM模塊；PEPS發送完開門信號，在掀背門關閉時，掀背門外開啟開關一直處于長通狀態，PEPS模塊內部會默認為上次開門動作未釋放，不會再次向PLGM模塊發送開門信號；當整車控制模塊由休眠狀態轉換為喚醒狀態后，PEPS會重新檢測掀背門外開啟開關，這時發現開啟開關連通后，就會再次向PLGM模塊發送開門信號[5]。以至于在開關卡滯在長通狀態時，車輛每次由休眠狀態轉換為喚醒狀態時，掀背門都會自動開啟。

結語

本文以某車型的電動掀背門為例，闡述了電動掀背門系統的控制邏輯、系統的控制元件及各控制元件的作用。對各控制元件的工作邏輯進行分析，為相關從業人員提供培訓或自學的參考。對因掀背門開啟開關導致的電動掀背門異常開啟進行分析，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源為掀背門開外啟開關，當開關的內部機械故障導致開關處于長通狀態時，會使PEPS控制模塊做出錯誤判斷，從而發出錯誤信號，使電動掀背門異常開啟。