一種車載網(wǎng)絡不休眠監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案

【摘" 要】文章介紹車載網(wǎng)絡不休眠監(jiān)控系統(tǒng)的架構方案和設計原理，以及不休眠監(jiān)控主控模塊網(wǎng)關、車載智能通信模塊T-BOX和TSP后臺之間的交互控制邏輯，并提出一種車載網(wǎng)絡休眠喚醒異常監(jiān)測方法。該方案可實時監(jiān)測車輛網(wǎng)絡狀態(tài)并快速定位異常ECU，方便定位和排查問題。

【關鍵詞】不休眠監(jiān)控系統(tǒng);網(wǎng)絡管理;T-BOX

中圖分類號：U463.6" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）12-0068-02

A Design Scheme of Vehicle Network Non-hibernation Monitoring System

【Abstract】This paper introduces the architecture scheme and design principle of vehicle network no-sleep monitoring system，the interactive control logic between the gateway of no-sleep monitoring main control module，T-BOX of vehicle intelligent communication module，and TSP background. A monitoring method of vehicle network hibernation wake up anomaly is proposed，which can monitor the state of vehicle network in real time，and quickly locate the abnormal ECU，which is convenient for locating and troubleshooting problems.

【Key words】no-sleep monitoring system;network management;T-BOX

0" 引言

隨著車輛智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，整車各種功能越來越多，整車上的ECU也越來越多，車載網(wǎng)絡也越來越復雜，現(xiàn)在的高端乘用車網(wǎng)絡通常由十幾個不同的CAN網(wǎng)段、多路LIN和以太網(wǎng)網(wǎng)段組成，車輛由于網(wǎng)絡異常而引發(fā)的各類問題也日益頻繁。整車下電后，由于車載網(wǎng)絡不休眠導致整車虧電的問題一直以來都是各車廠研究的熱點。

本文提出一種車載網(wǎng)絡休眠喚醒異常監(jiān)測方法，主要包括休眠異常監(jiān)測和喚醒異常監(jiān)測。通過本方案可以實時監(jiān)測車輛網(wǎng)絡狀態(tài)，并且能夠快速定位到異常的ECU，方便定位和排查問題。

1" 不休眠監(jiān)控功能介紹

目前車輛一般采用標準的AUTOSAR（Automotive Open Systems Architecture，汽車開發(fā)系統(tǒng)架構）網(wǎng)絡管理，在AUTOSAR里面定義了ECU標準的休眠喚醒流程。但實際應用過程中，整車幾十個ECU由不同的供應商設計開發(fā)，開發(fā)設計能力和經(jīng)驗都有區(qū)別，任何一個控制器出現(xiàn)了異常都會導致網(wǎng)絡不休眠，從而整車下電后，一直消耗12V蓄電池能量，最終導致車輛虧電無法啟動的問題。

因此有必要在整車下電后，通過一個主控節(jié)點來監(jiān)控整車的網(wǎng)絡狀態(tài)，當監(jiān)控到整車網(wǎng)絡由于某個或多個節(jié)點異常導致不休眠時，做好信息的記錄。

各ECU需要把喚醒源和維持源信息發(fā)到CAN總線上?？刂撇呗酝ǔＷ鲈谶B接各路CAN網(wǎng)絡的控制器中，比如網(wǎng)關/中央處理器。當整車下電時，若車輛網(wǎng)絡超過設定閾值時間還沒休眠，則把當前未休眠的ECU信息記錄下來并通過T-BOX（車載智能通信模塊）轉發(fā)到后臺，觸發(fā)報警。喚醒異常監(jiān)測為當車輛下電時，整車網(wǎng)絡反復被喚醒至待機模式，記錄喚醒的ECU信息，喚醒次數(shù)超過設定閾值時通過T-BOX轉發(fā)到后臺，觸發(fā)報警。

2" 不休眠監(jiān)控控制邏輯

整車各ECU通過車載網(wǎng)絡來保持信號的交互，當車輛下電后，正常情況下，各ECU會陸續(xù)進入休眠狀態(tài)，如果某個ECU下電后一直請求網(wǎng)絡保持，會導致整車網(wǎng)絡長時間無法進入休眠?？赏ㄟ^網(wǎng)絡管理報文來識別當前哪個ECU在請求網(wǎng)絡，其他的網(wǎng)絡管理方案類似。

整車下電后通過網(wǎng)關（可以為其他控制器，通常為網(wǎng)關或中央域控制器）實時監(jiān)控來識別整車上的網(wǎng)絡管理報文，同時在下電后啟動一個計時器，用于記錄整車下電后網(wǎng)絡保持喚醒的時長。

功能框圖如圖1所示，網(wǎng)關收集整車各ECU的網(wǎng)絡管理報文，對于有T-BOX的車型，GWM把網(wǎng)絡管理報文實時上傳到云平臺，用于數(shù)據(jù)的記錄和后續(xù)問題的排查。

對于無T-BOX的車型，控制策略只能做到本地，如GWM或中央域控制器;對于有T-BOX的車型，控制策略除了集成在本地外，可集成在TSP后臺，由云端發(fā)起請求，整車各控制器來響應。

下文以策略集成在網(wǎng)關為例進行說明。圖2為某車型網(wǎng)絡拓撲示意圖。圖3為不休眠監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程。

當整車下電后，網(wǎng)關滿足如下兩個條件之一則開始啟動監(jiān)控網(wǎng)絡維持的時間計時器Timer1，當Timer1大于某一閾值T1，則認為整車網(wǎng)絡存在異常。

1）整車電源狀態(tài)由非OFF變更為OFF時。

2）整車電源狀態(tài)為OFF且網(wǎng)關由休眠狀態(tài)跳變?yōu)榫W(wǎng)絡喚醒狀態(tài)時。

Timer1計時器清零且停止計數(shù)的條件為（滿足一個即可）：①當電源擋位為非OFF擋狀態(tài)時;②整車網(wǎng)絡休眠時。

網(wǎng)關實時收集所有ECU的網(wǎng)絡管理報文，通過網(wǎng)絡管理報文可以識別出具體是哪個或多個ECU在保持網(wǎng)絡，當網(wǎng)關判斷整車網(wǎng)絡存在異常時，即計時器Timer1計時器達到T1時，需要執(zhí)行以下動作。

把異常的ECU信息通過T-BOX上傳到TSP后臺和存儲在本地的EERPOM/Flash，方便后續(xù)問題的排查及定位，包括異常喚醒ECU、具體的網(wǎng)絡喚醒源、網(wǎng)絡維持源以及發(fā)生的時間等，如涉及到各個異常的ECU，所有的異常ECU信息都要上傳和存儲。

通過以上方法基本可以監(jiān)控所有由于ECU軟件設計問題導致的整車不休眠的課題，同時在本地和云平臺也做了相應的記錄，方便后續(xù)研發(fā)人員找到問題的根因。

3" 總結

本文主要介紹了不休眠監(jiān)控系統(tǒng)的工作邏輯，其包括了整車下電不休眠和整車下電后反復喚醒網(wǎng)絡的兩種場景，相關的策略集成在網(wǎng)關里面，最終通過T-BOX上傳報警信息到TSP后臺，可以做到實時報警的效果，同時上傳了喚醒源等信息，方便后期的問題排查。

綜上所述，不休眠監(jiān)控功能在一定程度上做到了車輛虧電預警的作用，主機廠可利用該報警信號，改善用戶的體驗，同時方便售后排查問題，提升效率。

參考文獻：

[1] 李玉寶. 解決某車因模塊間歇性不休眠導致的虧電問題[J]. 時代汽車，2023（14）：183-185.

[2] 楊永亮. 基于AUTOSAR標準的汽車通訊及網(wǎng)絡管理技術的設計及實現(xiàn)[D]. 濟南：山東大學，2016.