上海大众朗逸1.6 L和2.0 L轿车所配置的车身控制单元BCM属大众PQ25生产平台上集成度较高的产品,其实质是将车载网络控制单元、舒适系统控制单元和数据总线控制单元集成于一体,负责管理车辆电子电气系统。涉及的系统包括:电气负荷管理、发电机励磁控制、CAN-BUS数据传输、定速巡航和车身电器(转向灯、危急报警灯、制动灯、喇叭、风窗清洗、雨刮器、后视镜、后风窗加热、座椅加热、电动车窗与中控锁等)。自动挡车型还具有起动机继电器、换挡杆锁和倒车灯的辅助控制功能。BCM具有功能强大的自诊断功能,其诊断地址为09,标注代号J519。BCM有两个T73端子的插接器与外围电路连接,T73a为黑色,T73b为白色,安装位置在仪表左侧继电器板下方(图1)。
图1
1.BCM的外围电路
BCM与其他控制单元一样,其外围电路可分为电源电路、信号输入电路和控制执行器工作的输出电路,现描述如下:
(1)BCM的电源电路(图2)
图2
对应不同的控制对象,BCM控制单元设有8路来自电源总线KL30号线的常电输入。
①30号线→熔丝SC16(7.5 A)→J519的T73b/39端子,作为控制单元常电电源。
②30号线→熔丝SC18(10 A)→J519的T73a/66端子,为室内灯照明供电。
③30号线→熔丝SC19(7.5 A)→J519的T73a/64端子,为后视镜加热供电。
④30号线→熔丝SC46(25 A)→J519的T73b/13端子,为转向灯、制动灯供电。
⑤30号线→熔丝SC47(25 A)→J519的T73a/68端子,为风窗清洗和刮水电机供电。
⑥30号线→熔丝SC48(25 A)→J519的T73b/67端子,为后风窗加热供电。
⑦30号线→熔丝SC49(20 A)→J519的T73a/16端子,为中控锁供电。
⑧30号线→熔丝SC50(20 A)→J519T73a/73的端子,为喇叭供电。
除30号线供电外,BCM还需要总线端KL15号线、KL75号线的电源。15号线的电路走向是:点火开关D/15→J519的T73a/44端子,为J519与网关J533供电。它还唤醒CAN总线及LIN总线,是J519正常工作(除中控锁和车身防盗功能外)的必要条件,同时也体现点火开关位置。2条75号线电路走向是:D/75→熔丝SC9(5 A)→J519的T73b/11端子,为倒车灯供电;D/75→J519的T73b/51端子,体现点火开关位置。86s号线电路走向是:D/86s→熔丝SC10(5 A)→J519的T73a/42端子,体现点火开关位置,构成遥控器闭锁车门的条件。
BCM控制单元共有4条接地线,分别与J519的T73a/14、T73a/31、T73a/70和T73b/60端子连接。
15号、75号和86s号线的供电状态在测量值001组显示,1区是86s号线,3区是75号线,4区是15号线。30号线供电状态的测量值在040组和041组各区间显示。
(2)BCM的电气负荷检测和数据总线
总线端KL30号线→蓄电池上部熔丝架内的熔丝S5(5 A)→J519的T73b/59端子,与J519接地端子T73b/60(与蓄电池负极直接连接)构成检测发电机发电量和车辆电气负荷的信号输入(图3)。针对不同的电气负荷,BCM按以下3种模式进行相应管理。
图3
①总线端KL15号线ON,发电机激活,蓄电池电压低于12.7 V,控制策略通过发动机控制单元J220提升发动机怠速转速来提高发电量;蓄电池电压低于12.2 V,J519将关闭座椅加热(通过T73a/36端子→座椅加热控制单元J774的T8n/2端子发送关闭指令)、后风窗玻璃加热和后视镜加热等负荷较大的用电器,并关闭车内部分照明,如脚部照明灯,降低或关闭自动空调系统的功率输出(通过舒适系统CAN总线)。
②总线端KL15号线ON,发电机未激活,当蓄电池电压低于12.2 V时,关闭脚部照明、自动空调和信息娱乐系统(如收音机)。
③总线端KL15号线OFF,当电压低于11.8 V时,关闭室内灯照明和收音机。
图4
J519供电电压的测量值在002组2区和060组1区,电气负荷管理状态在060组的2区和3区显示。
由于数据总线控制单元J533集成在J519内,所以动力系统CAN数据总线和舒适系统数据总线在此交汇(图4)。T73b/18、T73b/19、T73b/20和T73b/21端子依次与动力系统CAN-L、CAN-H和舒适系统CAN-H、CAN-L连接形成CAN总线网络,用于各控制单元之间的数据交换。T73b/17是LIN总线端子,在LIN总线上连接的从控单元有驾驶员侧车门控制单元J386和前排乘客侧车门控制单元J387。
(3)起动机及倒车灯电路
图5
对于自动挡轿车,自动变速器多功能开关F125通过其T10s/2端子向J519的T73b/55端子发送自动变速器挡位信号(图5)。当J519检测到P/N挡信号,点火开关处于起动挡,即D/50b向J519的T73b/50端子输出12 V电压信号时,J519对起动机继电器J19(648号)供电。电路路径为J519的T73a/55端子→J19电磁线圈→接地点,形成回路。J19常开触点吸合,蓄电池电压加在起动机电磁开关B/50端子上使起动机旋转。当J519检测到F125处于R挡位置时,T73b/12端子输出12 V电压使倒车灯M17点亮,与此同时该电压信号加在驻车辅助控制单元J446的T16g/6端子和室内防眩目后视镜Y7的T6p/3端子上,J446根据这一信号开始执行倒车距离控制。Y7的作用是自动调节车后入射光线的反射强度,避免对驾驶员眼睛产生眩目,Y7识别到倒车信号后关闭防眩目功能。
对于手动挡轿车,起动时,电路途径为点火开关D/50输出→起动机B/50端子,控制电磁开关接通起动机转动。倒车灯M17则由倒车灯开关F4直接控制点亮,并将12 V电压信号加在J519的T73b/55端子,被J519识别后通过其T73b/48端子向J446发送倒车信息。
BCM的测量值在038组1区可显示起动机是否处于被抑制状态,倒车灯开关信号测量值在030组4区显示,倒车灯控制状态的测量值在034组4区显示。执行诊断测试模式(DTM)功能可对倒车灯进行终端测试。
(4)转向灯控制电路
图6
开启转向灯时,转向灯开关E2(图6)的T41/33端子与接地节点A34(图中未画出)相连。当E2处于L侧时,J519感知到T73a/32端子的接地信号,T73b/14端子向左前转向灯M5、左后转向灯M6和左侧转向灯L131输出脉冲电流,同时数据传输到仪表,激活左转向指示灯K65;当E2处于R侧时,J519识别到T73a/33端子处于接地状态,T73b/15端子向右前转向灯M7、右后转向灯M8和右侧转向灯L132输出脉冲电流,并激活仪表右转向指示灯K94。当危急闪烁报警灯开关E3闭合,接地信号输入J519的T73a/28端子时,T73a/56端子→E3开关内指示灯K6→节点A20→43接地点,使K6闪烁,与此同时T73b/14和T73b/15端子对左右转向灯输出脉冲,同时使仪表左右转向指示灯K65、K94同步闪烁。
转向灯开关E2位置信号在测量值030组1区、2区显示,危急闪烁报警灯开关E3信号在031组1区显示,左右转向灯控制状态的测量值在034组1区、2区显示。DTM功能可对危急闪烁报警灯、左右转向灯进行终端测试。
(5)制动灯控制电路
图7
朗逸轿车的制动灯开关F和制动踏板开关F47集成一体(图7),布置在制动总泵上。其开关状态是F为常开,F47为常闭,作为冗余设计,两者可以相互验证信号的可信度。未踩制动踏板时,D/15经SC23(5 A),一路→F→J519和J220,使J519的T73a/43端子和J220的T80/23端子处于低电位。另一路→F47→J519和J220,使J519的T73b/42端子和J220的T80/51端子处于高电位,仪表上换挡杆锁指示灯(自动挡轿车)K169点亮。当踩下制动踏板,在制动液压力作用下F和F47动作,J519识别出上述端子高低电位转换时,其T73b/16输出12 V电压,点亮制动灯M21、M22和高位制动灯M25,K169熄灭,与此同时J519通过T73b/41端子输出12 V电压,控制换挡杆锁电磁阀N110动作解锁,使换挡杆可以移动。
制动开关信号测量值在030组3区显示,制动灯控制状态的测量值在034组3区显示,DTM功能可对制动灯进行终端测试。
BCM对车身电器的集中控制,使转向灯、制动灯和倒挡灯等信号灯缺失的监控变得十分方便。J519一旦检测到各信号灯电路流过的实际电流小于门限值,即可判定某个信号灯泡损坏,该信息经数据总线传输,由仪表执行点亮故障指示灯K170以提示驾驶员。
(6)风窗清洗刮水控制电路
图8
75号线经熔丝SC40(10 A)→E38→J519的T73b/62端子输入间歇刮水信号,依照刮水间歇时间调节器E38内可变电阻的变化形成不同的电位,J519可识别出4个等级信号来控制刮水间歇时间(图8)。装备雨量传感器G397的车型,J519能根据雨量信号自动调节刮水速度。E38→J519的T73b/27端子传输刮水低速信号,E38→J519的T73b/53端子发送刮水高速信号,J519识别后通过其T73a/69端子、T73a/71端子向刮水控制单元J400输出相应的控制指令,执行低速/高速刮水动作。风窗清洗喷水电机的工作回路是75号线→SC40→E38→E44→风窗清洗喷水电机V5→接地,V5工作向风窗喷水,与此同时风窗清洗喷水信号传输到J519的T73b/61端子,J519控制刮水电机连续刮水3次。T73b/32端子是刮水电机复位信号,以保证雨刮器可以停止在风窗下沿。 刮水开关及间歇时间调节器E38开关位置及间歇时间等级的测量值在003组显示,风窗清洗泵信号在031组2区显示,雨量传感器状态的测量值在038组2区显示,雨量传感器感知到的雨量在078组4区显示,DTM功能可对刮水电机进行低速和高速两个等级的终端测试。
图9
(7)中控锁控制电路(图9、图10)
图10
门锁执行电机F220(驾驶员侧)、F221(前排乘客侧)、F222(左后)和F223(右后)内集成有随门锁执行电机联动的车门闭锁/开锁状态开关。开关闭合时车门解锁,开关断开时则意味着车门闭锁。4个车门开关F2(驾驶员侧)、F3(前排乘客侧)、F10(左后)和F11(右后)分别布置在左右B柱、C柱锁钩侧。车门开关依靠自身接地,车门开启时开关闭合,车门关闭时开关断开。它们给J519传输车门开启/关闭信号,并以此作为遥控器闭锁车门的条件。驾驶员侧车门设置中控锁锁芯开关F59(图11),钥匙通过F59 向J519发送闭锁/开锁命令,J519的T73b/28端子接收钥匙开锁时的接地信号,T73a/24端子接收闭锁时的接地信号。当J519识别出钥匙或遥控器的闭锁/开锁指令后,控制门锁电机动作。具体过程描述如下。
图11
J519输出上锁指令时,T73a/11端子处于高电位,T73a/12和T73a/15端子处于低电位,T73a/11端子→驾驶员侧车门门锁执行电机V56和与之并联的油箱盖开启电机V155→T73a/12端子形成回路,T73a/11端子→除V56以外的其他门锁执行电机→T73a/15端子形成回路,全部车门上锁,上锁的同时各门锁电机联动车门闭锁/开锁状态开关动作,使J519的T73a/22、T73a/21、T73a/17和T73a/18这4个端子均处于高电位,作为反馈信号输入BCM,左右转向灯闪烁一次表示车门已闭锁。J519识别出车门处于安全闭锁状态后,通过T73a/58端子向驾驶员侧车门内的安全指示灯K133输出脉冲,令其以一定的时间间隔闪烁,提示车辆进入防盗状态。解锁过程与之相反。使用驾驶员侧车门电动窗开关板上车内闭锁/解锁开关E150,其信号由串入的电阻调制,形成不同的电位输入J519的T73a/25端子,来表示闭锁和解锁命令,J519识别后输出相应指令执行门锁电机的启闭。
车门解锁后,行李舱可通过驾驶员侧车门内的开启开关E234打开,具体的过程是,E234闭合后使J519识别到T73a/23端子处于低电位,其T73a/10端子输出12 V电压加在行李舱开启电机V53上。行李舱开启后,行李舱接触开关F111闭合,点亮行李舱照明灯W18,同时仪表上行李舱开启指示灯K127亮起。为节约电力,10 min后J519的T73a/65端子切断电源关闭W18。一旦全部车门闭锁后,J519不再理会T73a/23端子的低电位信号,故无法使用E234来开启行李舱,这时只能通过遥控器操纵。出于安全考虑,当车速大于15 km/h时,E234的开关信号输入无效,以防止误操作使行李舱开启。
有关中控锁控制部分的测量值在007组(车门开锁/闭锁状态)、008组1区(驾驶员侧车门锁芯开关的开锁/闭锁状态)和015组1区(遥控器开锁/闭锁信号)显示,车门开关状态信息在测量值005组显示,行李舱接触开关状态信息在008组3区显示。
(待续)
(陈中泽)