車身模塊偶發(fā)休眠異常的深入研究及分析

馮少嬋，朱景海，姜 浙，王東生，王魯姣

（北京汽車研究總院有限公司，北京 101300）

1 背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人類社會(huì)中不可缺少的交通運(yùn)輸工具。而中國(guó)已經(jīng)是世界上汽車保有量最大的國(guó)家，且每年仍在快速增加，汽車工業(yè)成為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著車身控制技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于汽車的使用性、便利性的要求也越來越高。

目前，汽車電器件越來越多，對(duì)于汽車發(fā)電機(jī)的功率及蓄電池的容量也提出了更高的要求。眾所周知，多數(shù)汽車在點(diǎn)火時(shí)，需要蓄電池供電起動(dòng)機(jī)打火，所以對(duì)于汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作的狀態(tài)下，為了保護(hù)蓄電池的電量不流失，車身控制模塊休眠問題是整車設(shè)計(jì)時(shí)必不可少的考慮因素之一。

某車型在設(shè)計(jì)開發(fā)階段中的實(shí)車動(dòng)態(tài)測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)車輛正常遙控閉鎖后，此車輛偶發(fā)以下故障：故障車輛進(jìn)行設(shè)防操作時(shí)，能正常設(shè)防，中控鎖門鎖都已經(jīng)上鎖，但是轉(zhuǎn)向燈會(huì)閃爍2次 （車輛正常設(shè)防時(shí)，轉(zhuǎn)向燈常亮；車輛正常解防時(shí)，轉(zhuǎn)向燈閃爍2次）。使用CANoe多次監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，故障車輛偶發(fā)未處于設(shè)防狀態(tài)，故此車輛偶發(fā)不能進(jìn)入休眠狀態(tài)。

2 車輛設(shè)防及休眠原理

2.1 車輛正常設(shè)防的條件

1）通過CAN Lock發(fā)起設(shè)防

當(dāng)所有車門關(guān)閉，從CAN信號(hào)的PEPS上鎖命令LOCK_CMD==Lock all doors被BCM成功執(zhí)行，ATWS功能將發(fā)起設(shè)防過程，BCM進(jìn)入設(shè)防狀態(tài)。

2）機(jī)械鑰匙設(shè)防

在解防狀態(tài)下當(dāng)所有車門 （4門1蓋1行李廂）關(guān)閉，機(jī)械鑰匙閉鎖 （BCM必須執(zhí)行閉鎖動(dòng)作），此時(shí)可以進(jìn)入設(shè)防狀態(tài)。

3）二次上鎖發(fā)起設(shè)防

當(dāng)二次上鎖命令 （RELOCK）成功執(zhí)行，ATWS功能將直接進(jìn)入設(shè)防狀態(tài) （僅限于遙控閉鎖）。

4）行李廂再閉鎖設(shè)防

在設(shè)防狀態(tài)下，單獨(dú)解行李廂鎖后，直到行李廂再次關(guān)閉，5 s后則重新進(jìn)入設(shè)防狀態(tài)。并按外燈系統(tǒng)文檔遙控信號(hào)指示章節(jié)中遙控閉鎖的燈光功能執(zhí)行閉鎖閃爍。

車輛正常設(shè)防時(shí)，燈光報(bào)警狀態(tài)為轉(zhuǎn)向燈常亮；車輛正常解防時(shí)，燈光報(bào)警狀態(tài)為轉(zhuǎn)向燈閃爍2次。防盜系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2.2 休眠原理

當(dāng)不再有高功率模式的請(qǐng)求應(yīng)用時(shí) （也就是說，沒有任何輸入端口被激活，永久性激活的端口輸入將被忽略），BCM將進(jìn)入低功率模式。此外，停發(fā)CAN總線數(shù)據(jù)，所有喚醒信號(hào)無效5s后停止發(fā)送報(bào)文并發(fā)送睡眠的請(qǐng)求。

當(dāng)以下所有條件有效時(shí)，BCM能夠進(jìn)入低功率模式：點(diǎn)火鑰匙狀態(tài)為OFF位置 （點(diǎn)火鑰匙KL R狀態(tài)將使BCM處于高功率模式）；節(jié)點(diǎn)輸出被關(guān)閉；危險(xiǎn)警告燈未被激活；制動(dòng)燈開關(guān)未被激活；位置燈開關(guān)和近光燈開關(guān)未被激活；近光燈或位置燈沒有被外部燈光舒適性功能激活；防盜報(bào)警系統(tǒng)處于設(shè)防或解防 （強(qiáng)制休眠）狀態(tài)；BCM不處于正在等待自動(dòng)重新閉鎖的狀態(tài)；BCAN處于休眠模式；LIN處于休眠模式；對(duì)任何可控的負(fù)載，沒有輸出 （如：門鎖執(zhí)行器、尾門鎖電機(jī)輸出）；所有軟件定時(shí)器都停止。

圖1 防盜系統(tǒng)框圖

3 原因分析

3.1 從軟件邏輯角度分析

滿足休眠條件的判斷邏輯如圖2所示。

從軟件邏輯角度分析，BCM須同時(shí)滿足如下條件才能進(jìn)入休眠狀態(tài)：點(diǎn)火鑰匙狀態(tài)OFF；對(duì)可控負(fù)載無輸出；節(jié)點(diǎn)輸出關(guān)閉；BCM不處于正在等待自動(dòng)重新閉鎖的狀態(tài)；喚醒源信號(hào)未被激活；防盜系統(tǒng)處于設(shè)防狀態(tài)；BCAN／LIN處于休眠模式；定時(shí)器都停止。

圖2 滿足休眠條件的判斷邏輯圖

對(duì)CANoe錄取的報(bào)文進(jìn)行分析，排查結(jié)果報(bào)文符合休眠，影響休眠的條件不在報(bào)文中。通過多次測(cè)試并確定故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)燈光提醒現(xiàn)象和解鎖現(xiàn)象一致。初步懷疑是車輛設(shè)防后某種條件觸發(fā)立即解防。由于鎖會(huì)在第1次鎖動(dòng)作后屏蔽鎖指令，正好可以解釋中控鎖與門鎖沒有解鎖的現(xiàn)象。

經(jīng)過多次對(duì)故障車進(jìn)行CANoe報(bào)文采集，故障車上保持點(diǎn)火鑰匙處于OFF狀態(tài)、關(guān)閉故障車上所有的負(fù)載，并且錄制的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中顯示網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)火鑰匙為OFF狀態(tài)、未有輸出信號(hào)發(fā)送、節(jié)點(diǎn)輸出關(guān)閉、喚醒源信號(hào)未被激活、BCM不處于正在等待自動(dòng)重新閉鎖的狀態(tài)。

防盜系統(tǒng)并未處于設(shè)防狀態(tài)，BCAN處于未休眠的狀態(tài)。

多次對(duì)故障車進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)和報(bào)文分析，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文上發(fā)現(xiàn)當(dāng)OFF擋后，EMS仍然發(fā)送一段時(shí)間認(rèn)證成功EMS5_St_AuthenticatedResult==authentication success的事件信號(hào)（CAN信號(hào)）延遲發(fā)送30 s。

然后排查軟件與模型，發(fā)現(xiàn)當(dāng)BCM處于設(shè)防后接收到EMS認(rèn)證成功信號(hào)會(huì)立即解防，然后在臺(tái)架上仿真EMS認(rèn)證成功信號(hào)，遙控設(shè)防車輛，出現(xiàn)燈光閃爍2次，中控鎖閉鎖一次，與故障車的現(xiàn)象一致，確認(rèn)是設(shè)防后，立即被EMS認(rèn)證成功信號(hào)解防的。

3.2 從BCM休眠模塊代碼邏輯分析

然后開始梳理BCM休眠模塊代碼邏輯，針對(duì)每一個(gè)條件進(jìn)行Debug，排查每一個(gè)可能導(dǎo)致不休眠的條件。經(jīng)過一個(gè)條件的排查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)BCM通過遙控閉鎖后，車輛需要是設(shè)防狀態(tài)或者重新解鎖中控鎖，車輛才可以休眠。而此時(shí)車輛并不符合休眠條件，所以可以確認(rèn)問題是條件沖突造成的。

導(dǎo)致不休眠代碼：

／*lock check*／

if（lockflag==FALSE）

{

if（（g_outCentralLockupSts==SYS_LOCKSRC_KEY）

||（g_outCentralLockupSts==SYS_LOCKSRC_PEPS））

{

lockflag=TRUE；

}}

else

{

if（（g_outCentralUnLockCmd==ON）

||（g_outTrunkReleaseCmd==ON））

{

lockflag=FALSE；

}}

／*wake up source*／

／*RKELINCANKL15ACCKEYINPOSLAMPLOWBEAMBRAKETRUNK*／

if（（（g_inIgnOnSts==OFF）

&&（g_inIgnAccSts==OFF）

&&（g_BrakeLightSwitchHw==OFF）

&&（g_inLowBeamSWSts==OFF）

&&（g_inRKELockSts==OFF）

&&（g_inRKEUnlockSts==OFF）

&&（g_inRKETrunkSts==OFF）

&&（g_inPositionLampSWSts==OFF）

&&（g_outPositionLampCmd==OFF））

&&（g_inTrunkSts==ON）||（g_inHoodSts==ON）

||（LockFlag==FALSE））））

{

contStartFlag=TRUE；

if（g_inTrunkSts==ON）

{

sleepSrc|=SYS_EIGHTMINUTE_SLEEP_SRC_TRUNK；

……

……

}

從代碼可知，當(dāng)lockFlag為FALSE時(shí)才可休眠，而此路徑中通過PEPS閉鎖的，lockFlag被置為TRUE，然后一直再等待中控鎖解鎖和后備廂解鎖 （此代碼在車輛出游解防時(shí)的檢測(cè)睡眠路徑）。

3.3 從BCM休眠模塊軟件分析

無法休眠的狀態(tài)如圖3所示。

圖3 無法休眠的狀態(tài)圖

從軟件分析，進(jìn)入休眠的路徑有3條：第1條路徑，ATWS設(shè)防，輸入輸出無效，近光燈、位置燈開關(guān)無效；第2條路徑，ATWS設(shè)防，近光燈開關(guān)或位置燈開關(guān)有效；第3條路徑，其他都不符合時(shí)判斷鎖狀態(tài)判斷，若是中控鎖未經(jīng)PEPS／鑰匙閉鎖，其他條件滿足，可以休眠。若是中控鎖通過PEPS／鑰匙閉鎖，需要后備廂解鎖或者中控解鎖才可以休眠或者通過。潛在的默認(rèn)中控鎖通過PEPS／鑰匙閉鎖后車輛一定處于設(shè)防狀態(tài)，此條件與本次現(xiàn)象不符，才導(dǎo)致車輛無法休眠。而此現(xiàn)象是中控鎖PEPS／鑰匙閉鎖后，但緊接著又被EMS認(rèn)證信號(hào)給解防。不符合車輛休眠條件，所以無法休眠。

4 改進(jìn)建議

點(diǎn)火鑰匙OFF擋位狀態(tài)，收到遙控鑰匙／PEPS／左前門機(jī)械鑰匙閉鎖等網(wǎng)絡(luò)信號(hào)后，接收到EMS認(rèn)證成功信號(hào)后不進(jìn)行認(rèn)證信號(hào)解防處理操作；統(tǒng)一只使用設(shè)防狀態(tài)而不使用鎖狀態(tài)，車輛解防時(shí)檢測(cè)睡眠路徑時(shí)，不再等待中控鎖和尾門鎖而使用設(shè)防狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；點(diǎn)火鑰匙OFF擋位狀態(tài)，EMS發(fā)送認(rèn)證成功EMS5_St_AuthenticatedResult==authentication success的事件信號(hào) （CAN信號(hào)）延遲發(fā)送時(shí)間縮短到毫秒級(jí)。