车身控制器接口电路匹配案例分析

李 越

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

车身控制器（Body Control Module，简称BCM）作为整车电气系统核心零部件，几乎整车所有的电气功能都与BCM息息相关，部分模块通过网络信号与BCM交互，如TBOX模块，通过CAN信号下达给BCM指令，以实现远程解锁、闭锁、寻车等功能。部分模块直接通过硬线与BCM实现交互，如气囊模块的碰撞信号、左前门开关的状态信号等，对于与BCM通过硬线交互的信号，尤其此信号除BCM采集外还被其他模块采集的，接口电路匹配是设计过程中必须确认校核的重要一项[1]。本文重点分析车型开发过程中常见的接口电路匹配，以及通过故障案例来说明如何避免接口电路匹配故障。

1 典型接口电路匹配

整车开发过程中，常见的与BCM相关的接口电路主要包括碰撞信号匹配、左前门开关信号匹配、制动信号匹配等。

1.1 碰撞信号接口电路匹配

目前基本所有气囊模块（ACU）都同时支持CAN网络和硬线碰撞信号，考虑到碰撞解锁功能的重要性，一般BCM同时接收CAN网络和硬线信号，保证信号采样可靠性。同时发动机控制模块（ECM）也接收碰撞信号，以在车辆碰撞时进行断油。因此碰撞信号匹配涉及ACU、BCM以及ECM三个模块。

考虑到碰撞信号可靠性，一般要求硬线碰撞信号为周期240 ms的PWM信号，未发生碰撞（正常模式）时：T2=200 ms±10%高电平，T1=40 ms±10%低电平。发生碰撞输出反向PWM信号：T2=200 ms±10%低电平，T1=40 ms±10%高电平，总共20个周期，之后恢复正常模式脉冲。

图1 碰撞输出信号

图2为某气囊模块的碰撞信号输出电路，是一个集电极开路门[2]，内部并无上拉，它本身是不会产生电平变化的，需要外部模块BCM/ECM内部提供上拉，典型的电路如下：

图2 气囊碰撞信号触发电路

图3 BCM/ECM碰撞信号采样参考电路

1.2 制动信号接口电路匹配

此接口电路设计过程中重点需要关注的是BCM和ECU的上拉电源必须保持一致，同时为12 V或者5 V，或者BCM和ECU其中之一可以不做上拉，防止信号误判。

图4 制动信号接口电路

由于制动开关信号BCM和ESC模块均需采集，BCM用于制动灯控制，ESC模块用于制动逻辑判断，且制动开关信号一般接整车电源为高有效信号，这就要求BCM和ESC的接口采样电路无须上拉电源，直接通过下拉电阻接地即可[3]。

2 典型案例分析

2.1 案例描述

某款SUV车型标配PEPS，配置PEPS车型的电源模式由PEPS模块管理，但此平台 PEPS模块在车辆启动过程中IG2会保持在高电平，导致整车上大功率用电器，诸如鼓风机、前后雨刮等在车辆启动过程中无法停止工作，对车辆启动性能造成一定风险。

因此，整车电气原理设计中将鼓风机继电器电源由IG2更改为ACC（PEPS车型在启动过程中ACC电源会断开），导致BCM IG2端口下拉电阻值变化，因而IG2端口电压值发生变化，导致IG2端口电压信号跳变值超过了BCM设定的阈值，从而造成BCM IG2端口不休眠。

2.2 原因分析

BCM IG2端口休眠唤醒策略：BCM IG2端口为AD口，每个采样周期对B处的电压进行采集，同时与前一采样周期采得的电压值进行比较，如果差值大于0.3 V（对应A处电压为1 V左右），则认为IG2信号输入有效，如果差值小于0.3 V，则认为IG2口输入无效，原理图如下：

图5 整车原理示意图

由于前后喷水开关输入BCM内部有上拉电源，在整车点火开关为OFF状态下，前后喷水开关断开情况下，此电源信号会通过喷水电机串入BCM IG2信号，再通过BCM内部下拉电阻形成回路，导致BCM IG2端口A处仍然有电压值。

当鼓风机电源为IG2时，BCM IG2端口下拉电阻阻值相当于鼓风机继电器线圈电阻与0.7 K电阻并联，并联后电阻变小，因此A处分压值变小，实车测试此时A处电压变化值为0.75 V，而BCM判断IG2唤醒条件为A处电压变化值大于1 V左右，因此BCM会进入休眠状态。

图6 鼓风机电源为IG2时测的A处电压值

当鼓风机电源由IG2更改为ACC时，BCM IG2端口下拉电阻阻值为0.7 K，下拉电阻值变大，因此A处的分压值会变大，实车测试A处电压值为1.5 V>1.0 V，超过了IG2端口的唤醒阈值，因此BCM休眠后立即又被唤醒。

图7 鼓风机电源更改为ACC时测的A处电压值

2.3 整改措施

由于整车配置变化，IG2电源下面的用电器模块也是随时变化的，为了保证不同配置下IG2端口都能进入休眠状态，更改BCM IG2端口唤醒阈值，由0.3 V左右更改为1 V。

3 总结

本文对整车开发过程中常见的与车身控制器相关的接口电路匹配进行了分析和介绍，同时通过案例分析说明接口电路匹配的重要性，在整车开发初期对车身控制器开发过程中如何匹配接口电路有一定指导意义。同时在P0样车至量产前的方案变动阶段，对整车电气系统的每一处改动，除从方案设计上对接口电路进行确认外，还必须进行充分的测试验证，对整车电气功能、静态电流、网络休眠唤醒进行验证，以完全规避问题，充分保证整车电气功能的准确性。