某車輛信息系統典型故障分析與研究

劉兆丹（北京汽車研究總院電子電器與空調部，北京　101300）

某車輛信息系統典型故障分析與研究

劉兆丹
（北京汽車研究總院電子電器與空調部，北京101300）

信息技術的廣泛應用明顯提高了車輛的技術性能及車輛保障率。某車型上顯控屏所具有的專家系統與診斷系統能隨時檢測車輛本身技術狀態。當有故障時，通過專家系統進行故障排查，維修指南提供維修方案；車輛還具有定位導航、無線信息傳輸等信息化功能。對信息系統在試驗過程中發生的故障進行分析處理，保障了產品的穩定性、使用方便性。

信息系統；顯控屏；故障

車輛應用各種信息技術，使車輛具有環境感知、信息采集、存儲、顯示、傳輸與處理的能力。對于車輛信息化，就是嵌入信息技術于車輛，使其具有自診斷、定位與導航、戰場環境感知、無線信息傳輸和輔助決策等功能。同時，有效開發和利用信息資源，使信息技術在車輛及體系中占據核心和支配地位，在數量與品質上達到信息化建設標準，使車輛使用過程、保障過程達到信息化建設標準。車輛信息技術只是車輛信息化的一個技術手段，車輛信息化是車輛信息技術發揮效益的必要條件和需要實現的目標。

1　信息系統設計概述

信息系統采用的方案是把北斗用戶設備、電臺全部集成在一起。此方案由顯控屏 （嵌入式）、綜合通信控制器 （嵌入式）、北斗用戶設備-電臺等部分組成。其中綜合通信控制器集成了北斗用戶設備、電臺等典型無線設備硬件接口。

信息系統包含：顯控屏、顯控屏線束、綜合通信控制器、綜合通信控制器線束。

顯控屏具有北斗系統、電臺系統、診斷系統、專家系統、系統設置、用戶手冊6項功能。通過實時采集CAN總線上由BCM、發動機ECU發出的故障信息，實現對車輛車身、動力系統故障的診斷；專家系統根據故障信息給出診斷方案和診斷視頻播放，指導維修；對車身、動力故障進行故障診斷并顯示相關故障信息。同時通過與北斗、電臺接口連接，實現對北斗、電臺信息的操作；通過部署的北斗導航模塊，實現定位及路徑規劃等行車導航功能；主界面、北斗系統主界面、電臺系統主界面可實時提示車輛故障信息、北斗衛星信號、北斗短消息、電臺新消息。

綜合通信控制器實現設備的數據轉換及供電功能。

顯控屏線束、綜合通信控制器線束實現顯控屏與綜合通信控制之間的數據連接、與電臺天線的連接、與北斗一體機的電源與數據連接。

2　顯控屏開發過程中出現的典型故障及分析

2.1冷車死機、無法啟動

高原試驗和高寒試驗中，分別出現顯控屏冷車死機、無法啟動。經確認，顯控屏故障均屬于低溫時無法啟動。

1）原因分析通過魚骨圖方法的分析，判斷低溫時導致顯控屏無法啟動的根本原因如下：①通電時，加熱器與系統同時啟動，導致保護電路動作；②12V供電情況下，保護電路設定保護值6A，沒有超過額定負載，但是，瞬間脈沖導致保護電路動作。

2）解決措施①更改通電時序：先給顯控屏系統通電，500ms后，再給加熱器供電，如圖1所示；②更改加熱器電路電阻及過載保護電路，以確保瞬時峰值電流保護。

圖1　　通電時序圖

3）驗證關閉低溫艙驗證兩次，均在-41℃冷凍24 h，啟動成功；試驗車輛 （低溫、高原試驗車輛）更換顯控屏后未報出故障；問題關閉。

2.2出現黑屏

車輛行駛過程中，顯控屏出現黑屏現象，幾分鐘后，自行重啟，恢復正常。

1）原因分析顯控屏設計特性要求：滿足車輛在不同工況條件下都能持續工作，故在設計邏輯上必須增加防抖、防震控制邏輯，消除由此類情況引發系統故障。導致此問題原因：電源鍵隨車震動觸發開關機，按鍵防抖時長設置不合理。

2）解決措施在原按鍵掃描去抖程序基礎上，增加延遲，由原來的200 ms增加到500 ms。按鍵采用正式模具注塑加工，保證安裝結構精度，防止按鍵卡滯發生。

3）驗證關閉后續試驗車輛都更換為最新狀態零部件，包括高原、高寒適用車輛，適用試驗結束未反饋黑屏重啟問題；熱區4臺樣車開展試驗，未反饋黑屏重啟問題。

2.3揚聲器有雜音

顯控屏外接音頻，音量調節設計不合理，最小音量時，揚聲器輸出音量大到令人無法接受；顯控屏模塊開啟后，揚聲器有雜音輸出。

1）原因分析系統軟件啟動時，系統對音頻芯片進行初始化，初始化命令錯誤：增益設置過大；從顯控屏通電到應用程序啟動，此時音頻處理板已經通電，但沒有接受控制命令，導致出現雜音。

2）解決措施修改程序軟件，在未進入系統時功放板關閉聲音輸出，進入應用軟件程序后，觸發一個使能信號觸發功放板，同時修改音頻芯片初始化部分程序，減少增益3 db；音頻芯片初始化時，高音控制、中音控制、低音控制部分指令發送錯誤，“數據-B6”有效，而程序初始化時，誤寫為 “數據-B7”有效，數據設置錯誤，造成音頻芯片噪音輸出過大。

3）驗證關閉①音頻處理芯片測試：顯控屏音頻處理芯片采用ST的TDA7419功放芯片，經過測試芯片具有正常功能；芯片接觸可靠性測試。②揚聲器測試：經替換法試驗，揚聲器工作正常；經過測試電源噪聲小于60mV。③臺架測試，顯控屏開機后無異響。

2.4顯控屏不能自啟動

車輛起動后，顯控屏不能自啟動。

1）原因分析由于本車型的發動機為柴油機，起動機功率較大，且某車型要求在-30～-41℃的環境溫度下能正常起動，因此在整車電源分配設計時，將一些不影響整車起動的大功率用電設備 （如點煙器、備用電源、后除霜、顯控屏等）的電源掛在ACC檔，在起動過程中這些大功率用電設備不能工作，使得蓄電池能量集中用于起動、發動機的順利起動。

電臺和北斗工作時，前提條件是顯控屏要先開啟；而北斗、電臺、顯控屏工作時的最大功率可達到450 W，因此，在整車設計時，將顯控屏的電源掛在ACC檔，在車輛起動后顯控屏不能自開啟。

由于消耗功率較大，設計時將顯控屏及設備在發動機起動后、發電機正常發電時才可進行工作。

隨車配備的使用說明書已明確車輛起動后，才能開啟顯控屏。

2）更改分析如需要將顯控屏更改為起動過程中不斷電，需要做如下變更：①由于IG1電源直接由點火開關驅動，而點火開關IG1的觸點功率只有40W；如將顯控屏電源接在IG1上，點火開關IG1觸點功率不夠，因此需增加一個IG1繼電器。②如顯控屏更改為可自動啟動，理論計算結果如下：當顯控屏、電臺、北斗以最大功率450W工作時，工作電流為450W/12V= 37.5 A；該系統在發動機未起動前工作，完全由蓄電池進行供電工作；蓄電池的額定容量為80Ah；常溫條件下，系統工作1h，蓄電池容量將耗費37.5Ah，蓄電池的容量下降近50%。

3　結論

設計狀態為顯控屏、電臺、北斗系統在發動機不起動時不能工作，該系統在發動機起動后由發電機供電后再工作。

（編輯楊景）

Typical Trouble Analysis and Research of A Vehicle Information System

LIU Zhao-dan
（Electronic Electric&Air Condition Dept.，Beijing Automotive Technology Center，Beijing 101300，China）

The wide use of information technology obviously improves the technical performance and guarantee rate of vehicles.The expert system and diagnosis system on a vehicle display can detect technical status at any time. It can clear troubles and provide maintenance scenarios.It has the information functions such as positioning，navigation and wireless information transmission.The troubles occurring in test can be analyzed and processed to guarantee its stability and convenience.

information system；display；trouble

U463.6

B

1003-8639（2016）02-0037-02

2015-10-22；

2015-11-28