2019款比亚迪E5电动汽车智能进入和启动系统控制原理及故障诊断

2021-06-04汪俊

汽车电器 2021年5期

汪俊

（广州城市职业学院机电工程学院，广东广州 510405）

智能进入和启动系统在汽车上的应用给顾客用车带来便利，但是新增加的零部件及控制方式也给维修带来困难。本文以2019款比亚迪E5电动汽车（出行版）智能进入和起动系统为例，细致介绍其系统结构和工作原理，再通过该系统故障排除过程的展示，让读者理解系统原理和工作过程，并能在以后的维修中有效地运用，去解决此系统实际维修问题。

2019款比亚迪E5电动汽车（出行版）智能进入和起动系统是建立在汽车电子防盗系统的基础之上，带来便利性的同时也增加了安全性。具体功能有智能进入、智能启动、车外启动、遥控门锁等功能。

1）智能进入功能：不直接使用钥匙或遥控器，仅仅手持智能钥匙靠近车门和行李厢，就能将其开启和关闭。

2）智能启动功能：不需使用钥匙，只要带上智能钥匙，踩下制动踏板，一键启动。

3）车外启动功能：无需进入车内，在车外按下智能钥匙上的车外启动按钮并保持几秒钟，汽车自动上电并开启空调；相反，如果再次按下智能钥匙上的车外启动按钮并保持几秒钟，汽车自动熄火。

1 智能进入和启动系统结构

比亚迪E5智能进入和启动系统主要结构有：智能钥匙、车内外磁卡探测天线、启动按钮、微动开关、制动开关、Key-ECU、高频接收器、启动CAN总线、BCM（车身控制模块）、防盗指示灯等。部分结构如图1、图2所示。

图1 智能进入和启动系统结构1

图2 智能进入和启动系统结构2

智能钥匙内有芯片，实现防盗、遥控等功能，芯片发送带密码的高频电磁波，输出钥匙码。如图3所示，智能钥匙有4个按键，从上往下依次是：遥控闭锁、遥控开锁、行李厢开锁、车外启动，比亚迪E5带有已注册的智能钥匙2把，内含机械钥匙，机械钥匙能插入左前门钥匙孔单独开锁左前门。

防盗指示灯（图1）是仪表上的一个红色指示灯，汽车熄火，该指示灯间隔闪烁，表明防盗系统已启动；相反，防盗指示灯熄灭，表明防盗已经解除。

OK指示灯是仪表上的一个绿色指示灯，该指示灯点亮说明驾驶员能挂挡行车。

图3 智能钥匙

车内外磁卡探测天线能发送低频电磁波检测智能钥匙，探测范围大约1.5m。本车有6个天线，分布在车内前部、车内中部、车内后部、车外行李厢、车外左前车门、车外右前车门。

启动按钮由瞬时双开关、白橙绿3色LED指示灯组成。按下启动按钮，瞬时双开关信号传送到Key-ECU，瞬时双开关有双保险的作用，LED指示灯由BCM驱动控制点亮。可根据指示灯点亮颜色来判断当前电源模式和能否启动，持钥匙进入车内并踩下制动踏板时，绿色指示灯点亮，说明可以启动。

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本车左前门把手有1个微动开关，按下时将开关锁信号传递给Key-ECU。比亚迪E5其它配置的车型在右前门把手、行李厢盖上也有微动开关。

制动开关是一个双开关，一个开关常开，一个开关常闭。在踩下制动踏板时，常开开关接通，常闭开关断开，双制动信号都传送给BCM，BCM接受制动信号同时判断为启动时，BCM向Key-ECU发送解防盗的启动请求。另外，BCM给制动信号灯供电，点亮制动信号灯；制动常开开关接通的信号还会通过BCM传递给整车控制器和ABS控制器供其使用。

启动CAN总线（图4）连接Key-ECU和BCM，实现信号的交流通信。启动CAN总线由CAN-H和CAN-L两双绞线组成，并由差动电压驱动。如图4所示，启动CAN总线的终端电阻分别在Key-ECU和BCM中，都是120Ω。CAN总线故障表现为双绞线断路或短路，这会导致所连接的ECU通信中断或通信故障。

2 系统工作原理

2.1 智能进入原理

图4 启动CAN总线

车外磁卡探测天线大约3~5s的间隔发送低频的电磁波探测大约1.5m范围内的智能钥匙。携带钥匙靠近左前门，进入车外左前门磁卡探测天线的探测范围时，智能钥匙接收到车外左前门磁卡探测天线的低频电磁波，智能钥匙将带有钥匙码的高频电磁波传送至高频接收器，此时智能钥匙指示灯间隔闪烁（间隔时间与探测天线发送间隔同步），高频接收器再将接收的钥匙码发送给Key-ECU，Key-ECU验证钥匙码与已保存的钥匙码是否一致。

如果一致，Key-ECU将作开锁准备，之后驾驶员握住左前门把手按下微动开关，操作微动开关的信号会传送到Key-ECU，Key-ECU通过启动CAN总线向BCM发送车门开锁信号，BCM控制门锁电动机将车门开锁。驾驶员拉开门把手，左前车门能被打开，仪表显示车门开启指示和时钟亮起，防盗指示灯仍闪烁。

2.2 智能启动原理

仪表上红色的防盗指示灯一直闪烁。拿着钥匙进入驾驶员位置附近，并保持踩下制动踏板，制动开关的制动信号传送给BCM，BCM判断为启动阶段，将通过启动CAN总线向Key-ECU发送解防盗的启动请求信号。Key-ECU接收后，向车内磁卡探测天线发送驱动控制信号，车内磁卡探测天线以大约3~5s的间隔发送低频的电磁波检测大约1.5m范围内的智能钥匙。如果智能钥匙在天线探测的范围内，智能钥匙接收到车内磁卡探测天线的低频电磁波，智能钥匙将带有钥匙码的高频电磁波传送至高频接收器，此时智能钥匙指示灯间隔闪烁（间隔时间与探测天线发送间隔同步），高频接收器再将接收的钥匙码发送给Key-ECU，Key-ECU比较钥匙码与其保存的钥匙码是否一致。如果一致，Key-ECU通过启动CAN总线将防盗验证成功的信号发送给BCM，BCM驱动控制启动按钮的绿色指示灯点亮，以告诉驾驶员启动准备已完成。这时按下启动按钮，启动按钮信号发送BCM，此时仪表上的防盗指示灯熄灭，绿色OK指示灯点亮，仪表全部点亮。

如图5所示，BCM控制IG1继电器、IG3继电器、IG4继电器，给相关控制器和部件上工作电源。其中，BCM控制IG3继电器给BMS（动力电池管理系统控制器）、电机控制器、整车控制器、无极风扇、电控冷却水泵等上工作电源；BCM控制IG4继电器给PTC（空调加热器）、空调电动压缩机、电子膨胀阀、空调控制器、空调控制面板、电池包水泵等上工作电源；BCM控制IG1继电器给仪表、网关控制器、雨刮开关、仪表组合开关等上工作电源。同时BCM采集监控IG3继电器和IG4继电器的输出端电压，来判断IG3继电器和IG4继电器的上电是否成功。

图5 智能启动原理及过程

3 实车故障

3.1 故障现象

1）持钥匙接近左前侧车门，钥匙指示灯闪；按下左侧车门把手上微动开关，钥匙指示灯闪，但车门不解锁。

3）从钥匙里取出机械钥匙，插入左侧车门把手钥匙孔，解锁左前门。

4）持钥匙进入车内后，踩下制动踏板，钥匙指示灯不闪（正常红灯应闪），启动按钮指示灯不亮（正常应亮绿灯），仪表未上电，同时仪表防盗指示灯未熄灭，仪表显示未检测到钥匙。

3.2 故障原因分析

依据智能启动工作原理，我们知道持钥匙进入后，踩下制动踏板，钥匙指示灯应间断闪烁。从故障现象4可知，钥匙指示灯不闪，故障发生在钥匙指示灯闪之前的工作过程中涉及的元件及线路。此时根据智能启动工作原理，列出相应部分工作过程：制动信号→BCM→启动CAN→Key-ECU→天线→钥匙，因为钥匙指示灯没有闪，可知故障存在于以上列出的工作过程中的元件及线路。

又因为故障现象1中持钥匙接近左侧车门，钥匙指示灯闪；按下左侧车门把手上微动开关，钥匙指示灯闪，此时根据智能进入工作原理，列出相关部分工作过程：微动开关信号→Key-ECU→天线→钥匙。因为钥匙指示灯闪，可知列出的工作工程中的元件及线路是正常的。

综合以上分析，可确认的故障范围是：①制动开关及其电路；②启动CAN；③BCM本身。