基于LIN 总线技术的后视镜控制策略及故障处理方法研究

2021-03-05周延藤黄振峰刘子通

汽车电器 2021年2期

周延藤，赵刚，黄振峰，刘辉，刘子通，肖晓

（1.陕西汽车集团有限责任公司技术中心，陕西西安 710200；2.中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司，天津 300300）

1 前言

后视镜的主要作用是帮助驾驶员在行车时观看后方车辆的行驶状态，对汽车的安全驾驶有着举足轻重的作用，是汽车的重要组成部分。由于卡车的底盘较高且后视镜较大，手动调节后视镜操作不方便，为了满足客户的使用需求，市场上一些高端卡车都配置了后视镜电动调节装置，这样即使驾驶员在行车过程中，也可以根据自己的实际需求，通过后视镜调节开关来调节左右两侧后视镜的角度。

目前市场上常见的技术方案是后视镜调节开关组与车身控制器之间通过硬线连接，车身控制器与后视镜调节电机之间也是硬线连接，这就造成车身控制器针脚占用过多和线束过多的问题；为了解决这一问题，本文介绍了一种基于LIN总线技术的后视镜调节策略及故障处理方法。

2 控制策略

2.1 系统组成

后视镜调节系统包括：后视镜调节电机总成、整车控制模块VCU、后视镜调节开关（LIN开关组）、线束、电源模块、一键启动模块PEPS、智能钥匙等。后视镜控制原理框图如图1所示，各部分功能介绍如下。

图1 后视镜控制系统工作原理图

1）整车控制模块VCU：为左右两侧后视镜控制的核心部件，内部集成了后视镜控制的功能逻辑。在输入端采集电源挡位信号和后视镜调节开关的输入信号（开关信号为LIN报文）并发送控制指令，其中A5为LIN开关组提供12V电源，A6为LIN开关组提供模拟搭铁，A7为LIN总线；在输出端是调节电机总成的驱动机构，接收到控制命令后，执行相应的驱动动作（根据指令控制B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10的输出状态变化，表现形式为左/右后视镜的上/下/左/右调节）。

2）后视镜调节开关组：为LIN开关组，为从节点，VCU为主节点。当驾驶员操作后视镜调节开关时，开关组在LIN总线上发送左侧或者右侧后视镜上下左右调节的信号。

3）线束：将各零部件连接起来，用来传递输入和输出信息。

4）电源模块：为控制器提供电源。

5）一键启动模块PEPS：控制整车上下电，同时将当前电源挡位信号发送给VCU。

6）智能钥匙：一键启动模块PEPS在整车上电过程中必须与智能钥匙经过验证，才能完成上电。

VCU与后视镜开关之间的通信遵守LIN协议，VCU与PEPS之间的通信遵守CAN协议。

2.2 控制策略

2.2.1 后视镜调节方向定义

1）后视镜向上调节：后视镜向上调节置高、后视镜向下调节置低。

2）后视镜向下调节：后视镜向上调节置低、后视镜向下调节置高。

3）后视镜向左调节：后视镜向左调节置低、后视镜向右调节置高。

4）后视镜向右调节：后视镜向左调节置高、后视镜向右调节置低。

2.2.2 后视镜向上/下/左/右调节

1）满足下列所有条件时，驱动后视镜向上/下/左/右调节：①点火开关处于ON挡；②左/右后视镜选择开关有效；③后视镜向上/下/左/右调节开关信号为有效。

执行动作：驱动对应侧后视镜向上/下/左/右调节。

2）满足下列任一条件时，关闭后视镜向上/下/左/右调节：①点火开关离开ON挡；②后视镜向上/下/左/右调节开关信号为无效；③后视镜到达上/下/左/右停止位置。

执行动作：停止后视镜向上/下/左/右调节。

3 案例

一辆2020年5月出厂的某纯电动轻卡，目前已行驶12万公里，客户反馈，操作后视镜调节开关，主驾侧后视镜可以正常响应上下左右调节，但是副驾侧后视镜无响应。

3.1 故障诊断和分析

通过实车验证副驾侧后视镜不能调节的故障，现象与驾驶员反馈一致，检查时发现，在ON挡电时，操作后视镜选择开关，选择右侧后视镜，操作右侧后视镜调节开关后，右后视镜无反应，但是操作主驾侧后视镜调节开关，主驾侧后视镜可以正常调节。

通过对后视镜系统的原理和结构的了解，针对车辆的故障现象，分析后视镜不能工作的原因可能有：①VCU控制模块故障；②后视镜调节开关组故障；③开关与VCU之间相关线束故障；④电机总成与VCU之间相关线束故障；⑤电机总成故障。

3.2 故障诊断流程

根据故障现象，结合后视镜调节系统工作原理，从控制器输入和输出端电路分析，设计出后视镜系统故障的诊断流程，如图2所示。

图2 后视镜调节系统故障诊断流程

3.3 故障排查

根据故障分析的可能原因进行排查。

1）使用CANoe对VCU进行诊断，读取故障码，发现VCU没有故障码。

2）使用CANoe读取LIN总线的后视镜调节开关报文，操

作开关组选择右侧后视镜，操作上下左右按键后，开关信号随开关操作变化而变化，说明开关组正常。

3）操作开关组选择左侧后视镜，操作上下左右按键后，VCU可以正常驱动左侧后视镜动作，说明VCU输入端LIN模块工作正常。

由此可以判断该问题的故障范围在VCU输出执行端、输出侧线路和电机总成方面。

首先，拆卸副驾侧后视镜总成，测量副驾侧电机总成1号针脚与VCU的B插件的7号针脚线束导通，测量电机总成2号针脚与VCU的B插件的8号针脚线束导通，测量电机总成3号针脚与VCU的B插件的9号针脚线束导通，测量电机总成4号针脚与VCU的B插件的10号针脚线束导通，同时测量线束是否与整车搭铁导通，是否带电压，检查线束端子是否存在松动现象，通过检查确认线束无问题。

其次，检查副驾侧电机总成，使用万用表分别测量电机总成1和2、3和4针脚之间的电阻，结果显示电阻为有限值，电机未出现开路或者短路的故障。

最后，为确定VCU的B7、B8、B9、B10针脚是否有输出，将万用表正极接B7号针脚，负极接电机B8针脚，未按下开关时，VCU输出端无电压，电压为0V，为正常现象；按下右后视镜选择开关，按下向上、向下调节开关后，结果电压为0；同时在台架上进行验证测试，结果表明，正常的情况是按下向上调节开关后，电压变为27.21V，如图3所示；按下向下调节开关后，电压变为-27.13V，如图4所示；万用表正极接VCU的B9号针脚，负极接VCU的B10号针脚，按下向左调节开关后，电压变为27.16V，如图5所示；按下向右调节开关后，电压变为-27.13V，如图6所示。因此，可以判断是VCU内部存在电路故障，导致开关按下后，驱动端为输出。更换VCU后，后视镜调节恢复正常。