汽車電動踏板失效故障分析與排除

中圖分類號：U463.523 文獻標識碼：B 文章編號：1003-8639（2025）10-0157-02

【Abstract】At present，the electric pedals ofautomobiles areallrealized to be folded and unfolded electrically through the electric pedalcontrol device.Tofacilitateusers'geting onandoffthe vehicle，the electric pedals need to be foldedandunfolded according tothe users′needs.This article，based on thecontrol principle，analyzes the causes of the failure of the vehicle's electric pedals discovered during the testing process and proposes solutions.

【Key words】electric pedals；failure; control principle

1 故障現象

在車輛試驗過程中，發現了兩種故障現象：開關門左右側電動踏板不工作；左側電動踏板無法收回和展開，右側電動踏板能夠正常收回和展開。

2汽車電動踏板工作原理

本節主要描述汽車電動踏板控制功能，下文將重點講述電動踏板的控制原理。電動踏板的控制涉及整車的零部件，主要包括車身域控制器、踏板電機、機械踏板、儀表以及左右側門模塊等。

2.1 各部分功能

1）車身域控制器BDC：作為電動踏板控制的核心，集成電動踏板的詳細控制邏輯，負責采集各輸入信息并發送控制指令[1-2]。2）門模塊：負責采集門及門鎖狀態，發送相關指令。3）儀表：用于顯示電動踏板的展開或收回狀態，設置電動踏板功能的開啟和關閉。4）網關：負責轉發電動踏板狀態信號。BDC與左右側門模塊、儀表的通信通過CAN通信協議[3實現，而與電動踏板電機則通過硬線連接。

2.2 電動踏板收回和展開的控制邏輯

1）電動踏板展開：當電動踏板功能配置為使能，且儀表中踏板模式設置為開啟模式，電源處于任一狀態，電動踏板處于收回狀態，且車速小于 5km/h 時，滿足下列條件時，電動踏板將執行展開動作：打開左/右前門或左/右后門。

2）電動踏板收回：當電動踏板功能配置為使能，且儀表中踏板模式設置為開啟模式，電源處于任一狀態，且電動踏板處于展開狀態時，滿足下列任一條件時，電動踏板將執行收回動作： ① 左前門和左后門由打開狀態變為全部關閉； ② 踏板模式設置為禁用模式； ③ 車速大于 5km/h 。

3 故障分析與排除

打開故障車身域控制器外殼后，發現第1個故障件的電路板外觀無異常，而第2個故障件的電動踏板控制電路燒毀。對第1個故障件的電動踏板控制芯片端口進行測試。電動踏板控制電路如圖1所示。測試發現，B橋臂對地電阻為 0Ω ，呈短路狀態（正常值為 118kΩ ），因此確認芯片內部橋臂短路。

在測試電動踏板堵轉關閉后，通過示波器監控發現電動踏板收回和展開時存在異常振蕩波形。如圖2所示，當電動踏板電機發生堵轉時，電流方向由黃線指示，此時A點電壓為 +12V ，B點電壓為 ρ_0V 。在電機堵轉關閉的瞬間，電機產生 B+ 、A-的反向電動勢。反向電動勢的放電回路由綠線表示。由于線束內阻的存在，阻抗增大，從而產生振蕩，反向電動勢疊加振蕩后峰值電壓可達28V，超過MOS管漏源擊穿電壓（ V_DS=25V ）閾值，最終擊穿下橋臂的MOS管。此外，地線長度每增加 1m ，地線電感增加約 1μH ，RC時間常數增大，振蕩衰減時間延長約200～300ms ，這也是不同地線長度下振蕩時間差異的核心原因。

圖1電動踏板控制電路

圖2踏板電機堵轉電流流向

如圖3所示，在臺架上模擬實車接線以復現故障。其中，A、B、C、D4個點為示波器測試點，F點為示波器接地點。

通過臺架測試發現，當電動踏板地線長度為 1.8m 時，芯片輸出振蕩時間為 320ms ，且電動踏板在工作8次后失效；而當電動踏板地線長度為 4m 時，芯片輸出振蕩時間延長至 800ms ，且電動踏板在僅工作一次后即失效。此外，還發現當下橋臂的MOS管擊穿后，若再次嘗試收回或展開電動踏板，將導致電動踏板控制電路燒毀。

綜上所述，確認導致出現故障的原因是芯片輸出振蕩時間過長。

（a）模擬實車接線

圖3故障復現

4解決方案及測試驗證

4.1 解決方案

1）在BDC內部將電踏地與系統地短路，從而減小反向電動勢放電的內阻，使振蕩時間從 120ms 縮短至 1.8ms 。

2）在電踏電源與系統地之間增加1個 20μF 陶瓷電容，以減少振蕩時間，振蕩現象得以消除。

4.2 測試與驗證

對更改后的硬件進行臺架和實車耐久測試。

1）搭建測試臺架，按下解鎖鍵使電動踏板展開，等待2s后按下閉鎖鍵使電動踏板閉合，再等待2s，完成一次循環測試。整個測試過程重復3000次，結果表明電動踏板工作正常，未出現故障。

2）將更改后的車身域控制器安裝到實車上，對同一部件進行2000次測試，電動踏板工作正常，未出現故障。

5結論

電動踏板電機電流大，芯片控制存在燒毀風險。關鍵在于掌握電動踏板電機的特性及其控制原理。本文通過示波器采集踏板電機的驅動信息，并通過對數據的分析快速查找問題原因。本文的分析和解決問題的思路可以延伸到解決其他車身控制問題，同時也給系統測試人員提出了新的要求。對于涉及信號交互的控制器，需要進行頻繁且高強度的測試，以避免問題的發生。

參考文獻

[1]陳昌彪.基于智能傳感的電動踏板伸縮機構設計與優化[J].汽車畫刊，2024（5）：82-84.

[2]陳覺曉，關勝勇.汽車電動側踏板控制系統的研究與開發[J]上海汽車，2022（8）：24-29.

[3]程軍，崔繼波，茍凱英.車輛控制系統CAN總線通信的實施方法[J].汽車工程，2001，23（5）：300-305.

（編輯 楊景）