某試驗車型間歇性無法啟動的問題分析

周亮　毛藝　仲秦　廖建造

摘 要：某機械鑰匙啟動配置的試驗車型有間歇性無法啟動發(fā)動機的現(xiàn)象，該車型配備網(wǎng)關(guān)，因此車上相應(yīng)控制器節(jié)點之間的CAN報文接收都通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)功能來實現(xiàn)，在復(fù)現(xiàn)故障測試的過程中使用CANoe總線監(jiān)控工具監(jiān)控整車CAN總線網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)關(guān)的報文轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，分析并找出故障原因。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)關(guān) 無法啟動 CAN總線網(wǎng)絡(luò)

Analysis of the Intermittent Failure to Start a Certain Test Vehicle

Zhou Liang，Mao Yi，Zhong Qin，Liao Jianzao

Abstract：The test model of a mechanical key start configuration has the phenomenon of intermittent failure to start the engine. This model is equipped with a gateway， so the CAN message reception between the corresponding controller nodes on the car is realized through the gateway forwarding function， and the fault is reproduced. During the test， the CANoe bus monitoring tool was used to monitor the message forwarding status of the vehicle's CAN bus network and gateway， and the article analyzes and finds out the cause of the failure.

Key words：gateway， unable to start， CAN bus network

汽車網(wǎng)關(guān)是整車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中心樞紐，在乘用車領(lǐng)域基本利用CAN及高于CAN以上傳輸速率形式實現(xiàn)各個控制器之間的通訊，控制器間錯綜復(fù)雜的交互導(dǎo)致整車一條CAN總線已經(jīng)無法管理，通過網(wǎng)關(guān)可實現(xiàn)整車上多條CAN線之間的報文數(shù)據(jù)交互。例如：車身控制CAN、底盤控制CAN、動力總成CAN和娛樂CAN等幾條CAN總線，網(wǎng)關(guān)可以接收傳來的不同傳輸速率的信號，并把這些信號經(jīng)過標準處理后傳送至整車網(wǎng)絡(luò)。

1 故障現(xiàn)象

某網(wǎng)關(guān)配置的試驗車型，該車型為機械鑰匙啟動車輛，車輛在P擋狀態(tài)下從OFF狀態(tài)擰動鑰匙至START檔位時，會偶發(fā)性地?zé)o法啟動發(fā)動機，發(fā)動機有明顯的點火聲，同時儀表伴隨顯示多個故障燈，將機械鑰匙恢復(fù)到ON檔時，重新啟動撥致START檔位，發(fā)動機依舊無法啟動;而在撥到OFF檔下電后重新啟動后，卻可以成功啟動車輛，繼多次相同操作后會偶發(fā)出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

2 網(wǎng)關(guān)監(jiān)控的原理

該試驗車型配備三條CAN總線，分別為1CAN、2CAN、3CAN三條CAN總線，通過CANoe總線監(jiān)控工具設(shè)置3CAN通道的波特率為62.5k，其他兩路為正常的500k，網(wǎng)關(guān)故障時查看3CAN通道出現(xiàn)故障報文信息確定網(wǎng)關(guān)工作狀態(tài)，同時監(jiān)控1CAN、2CAN的報文，確認1CAN上的防盜認證模塊與2CAN上的發(fā)動機控制模塊之間有關(guān)發(fā)動機防盜信息的報文交互情況，發(fā)動機控制模塊發(fā)出發(fā)動機防盜驗證請求后，防盜認證模塊也會有隨機數(shù)反饋。

3 故障分析

（1）首先確認啟動相關(guān)信號，利用CANoe總線監(jiān)控工具后臺對相關(guān)數(shù)據(jù)進行回放，見圖1所示。從圖表可知，車輛復(fù)現(xiàn)故障時一直處于P擋狀態(tài)，三次試啟動過程中，鑰匙都發(fā)出有效的啟動信號，而發(fā)動機的運轉(zhuǎn)信號為無效，轉(zhuǎn)速信號顯示為200的轉(zhuǎn)速，無法達到啟動要求。后用萬用表測量車輛蓄電池電壓為12.46V，滿足車輛的啟動電壓要求，可判別故障與蓄電池電壓無關(guān)，見圖2所示。

（2）確認發(fā)動機防盜信息的驗證交互情況，通過CANoe總線監(jiān)控分析工具回放相關(guān)信號，見圖3所示。圖中可知，在發(fā)動機控制模塊發(fā)出發(fā)動機啟動驗證請求時，防盜認證模塊沒有給出隨機數(shù)反饋，確認發(fā)動機防盜驗證失效。

（3）使用CANoe總線監(jiān)控工具查看1CAN上防盜認證模塊2PCAN上發(fā)動機控制模塊的發(fā)動機防盜信息報文發(fā)送狀態(tài)。從數(shù)據(jù)顯示可知1CAN和2CAN網(wǎng)段上網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)管幀并未發(fā)出，以及發(fā)動機控制模塊確實發(fā)出發(fā)動機防盜驗證請求的相關(guān)報文;目標網(wǎng)段位1CAN中接收節(jié)點為防盜認證模塊，而在1CAN上并未顯示發(fā)動機控制模塊發(fā)出的防盜驗證請求報文，證明該報文未被網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，因此防盜認證模塊無法做出發(fā)動機防盜驗證反饋報文的回應(yīng)。根據(jù)報文信息，故得知網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)異常，無法對報文作出正常的轉(zhuǎn)發(fā)處理，從而影響接收端節(jié)點作出回應(yīng)。

（4）通過CANoe總線監(jiān)控工具調(diào)整3CAN的波特率為62.5k監(jiān)控網(wǎng)關(guān)故障報文信息，同時使用示波器監(jiān)控網(wǎng)關(guān)相關(guān)管腳的電壓值，示波器波形監(jiān)控和網(wǎng)關(guān)故障時報文信息如圖4、圖5所示。圖4顯示網(wǎng)關(guān)的黃色線為網(wǎng)關(guān)1管腳波形，藍色線為網(wǎng)關(guān)2管腳波形，紫紅色線為網(wǎng)關(guān)3管腳波形，從示波器截取的信息可知由于網(wǎng)關(guān)3管腳噪聲較大，引起網(wǎng)關(guān)2管腳端輸入異常，從而網(wǎng)關(guān)1管腳電壓異常拉低，導(dǎo)致ESR0復(fù)位，同時從圖5中CANoe窗口顯示報文中Byte6值為0x02，表示發(fā)生ESR0復(fù)位。

（5）針對示波器采集到的對網(wǎng)關(guān)產(chǎn)生影響的電壓降情況，對故障網(wǎng)關(guān)進行了沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾、除電源線外導(dǎo)線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾這兩項零部件EMC試驗，全面覆蓋網(wǎng)關(guān)的所有針腳線束進行瞬態(tài)抗擾試驗，試驗結(jié)果顯示網(wǎng)關(guān)硬件可以承受瞬態(tài)電壓變化的影響。

4 解決方案

對于試驗故障網(wǎng)關(guān)零件，在車輛啟動時，網(wǎng)關(guān)對于KL15整體電壓波動過大導(dǎo)致MCU受網(wǎng)關(guān)1管腳信號波動，引發(fā)網(wǎng)關(guān)重置復(fù)位，因此網(wǎng)關(guān)工作狀態(tài)出現(xiàn)異常。對此，針對該故障試驗車型網(wǎng)關(guān)，零件設(shè)計方面對網(wǎng)關(guān)的休眠喚醒判斷機制作出更改，防止識別錯誤壓降導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)休眠的情況發(fā)生。

5 結(jié)論

本文用基本的汽車CAN總線驗證方法解決故障試驗車型間歇性無法啟動發(fā)動機問題，利用CANoe總線監(jiān)控工具采集故障試驗車輛啟動失效時報文信息，分析報文中相關(guān)信號的變化，逐步排查至具體問題模塊。此次試驗車輛啟動失效問題分析，對于CANoe總線監(jiān)控軟件工具的分析功能得以有效充分的利用，同時也提高了試驗人員對于整車設(shè)計信號問題的處理能力，以及對于相關(guān)測試有了一定的基礎(chǔ)和要求。

參考文獻：

[1]辛豐強，薛飛，王東生等.PEPS系統(tǒng)車輛偶發(fā)無法啟動故障分析與排除[J].2018（05）35-37.