總線記錄儀在偶發(fā)性電氣故障排查中的應(yīng)用

谷原野，孫久龍，孫 云，馮梓軒，節(jié)忠海

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

乘用車在整個生命周期中，包括試制、量產(chǎn)、售后、質(zhì)保等階段均會暴露“奇怪”的電氣故障現(xiàn)象，并且車輛在故障現(xiàn)象的表象為偶發(fā)出現(xiàn)，故障復(fù)現(xiàn)的頻次不定，地點(diǎn)不定，同時現(xiàn)象不容易捕捉，為故障排查帶來了一定的難度。

針對此類偶發(fā)性的電氣故障，如果采取測試工程師跟車測試的方法，復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象的幾率低，會浪費(fèi)大量的時間成本和人力成本，故障排查的效率較低，并且偶發(fā)性故障往往隱含著軟件設(shè)計的缺陷，不易察覺，需要盡早排查解決，否則后續(xù)車輛上市后也會浪費(fèi)大量的人力及物力等資源。本文介紹總線記錄工具的實(shí)際應(yīng)用，可方便記錄總線所有數(shù)據(jù)文件，可準(zhǔn)確定位故障發(fā)生時的總線行為，提升故障定位與排查的效率。

1 總線記錄儀工作原理

總線記錄儀主要功能為記錄總線數(shù)據(jù)，目前總線記錄儀應(yīng)用較多的為Vector公司的GLX000系列［1］。本文以GL1000實(shí)際應(yīng)用為例進(jìn)行說明，可支持同時記錄2路CAN總線數(shù)據(jù)，內(nèi)置SD卡槽，用于總線數(shù)據(jù)存儲，通過軟件可設(shè)置報文濾波器、觸發(fā)記錄方式以及總線數(shù)據(jù)的存儲格式、存儲地址及每個存儲塊容量等內(nèi)容，數(shù)據(jù)記錄完成后，可通過USB數(shù)據(jù)導(dǎo)出至測試電腦，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

總線記錄儀的物理連接關(guān)系比較簡單，只需要將每個通道的電源和搭鐵連接至整車的電源和搭鐵即可，將CAN_H與CAN_L連接至目標(biāo)的CAN總線上即可采集總線數(shù)據(jù)，如圖1所示。

總線記錄儀采集數(shù)據(jù)后，需應(yīng)用CANoe的數(shù)據(jù)分析工具做進(jìn)一步的分析，能夠分析總線數(shù)據(jù)值的變化以及總線報文丟幀等故障現(xiàn)象。CANoe具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能［2］，通過回放記錄的總線數(shù)據(jù)，應(yīng)用Graphic工具選中所關(guān)注的信號并關(guān)注數(shù)據(jù)值的變化情況，應(yīng)用Frame Histogram工具可關(guān)注報文周期的變化情況，并可在Write窗口中自動生成報告，可直觀分析報文周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括報文數(shù)量、平均周期、最小周期、最大周期以及標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)據(jù)［3］。

圖1 總線記錄儀連接方式

2 故障排查應(yīng)用

2.1 故障現(xiàn)象

某車型在海南試驗場路試過程中，車輛在怠速行駛時，儀表顯示屏突然變黑后，出現(xiàn)重新點(diǎn)亮且發(fā)動機(jī)熄火的現(xiàn)象。

2.2 故障分析

首先分析本車型的電源供給模式及分配原理。可定位儀表掉電重啟的原因為供電模式發(fā)生了變化導(dǎo)致，即供電模式由Running供電模式切換到其他供電模式，然后切換到ON擋，而供電模式的切換是由BCM控制并通過總線傳輸至其他的控制單元，各控制單元根據(jù)當(dāng)前的供電模式執(zhí)行相關(guān)的控制策略。供電模式的信息流向［4］如圖2所示。

圖2 供電模式信號流向

根據(jù)圖2供電模式的信號流向，可將總線記錄儀接至動力CAN采集數(shù)據(jù)，分析動力CAN信號的供電模式信號的變化情況即可。

2.3 故障排查

第1步：在上一次出現(xiàn)熄火故障后，讀取組合儀表IC、車身控制單元BCM、網(wǎng)關(guān)GW、電子控制單元ECU等控制器的故障碼，均未報故障，排查重點(diǎn)為供電模式信號在故障發(fā)生時的數(shù)值變化。

第2步：將行車記錄儀接入動力CAN，車輛點(diǎn)火并一直保持于怠速狀態(tài)直至故障現(xiàn)象復(fù)現(xiàn)，然后將總線記錄儀中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，總線記錄儀記錄的數(shù)據(jù)按照時間排序并分塊進(jìn)行存儲，并且當(dāng)故障復(fù)現(xiàn)后，立即停止總線數(shù)據(jù)記錄，故障時刻的數(shù)據(jù)即存儲在OpenBuffer中，只需要分析其中的數(shù)據(jù)即可。

第3步：應(yīng)用CANoe軟件進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)分析，通過Graphic工具回放數(shù)據(jù)文件中PowerMode總線信號狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障現(xiàn)象時刻，PowerMode信號跳變，如圖3所示。通過Frame Histogram工具關(guān)注報文周期的變化情況，如圖4所示。數(shù)據(jù)回放完畢后會在write窗口生成數(shù)據(jù)分析報告，報文周期正常，如圖5所示。經(jīng)過分析此故障現(xiàn)象為BCM軟件設(shè)計缺陷導(dǎo)致。由BCM更新軟件解決供電模式跳變問題。

3 結(jié)論

圖3 PowerMode 信號跳變

圖4 報文周期直方圖

圖5 報文周期統(tǒng)計報告

本文介紹了總線記錄儀的工作原理及在偶發(fā)性電氣故障排查中的應(yīng)用，總線記錄儀能夠及時、準(zhǔn)確記錄電氣故障發(fā)生時刻的總線數(shù)據(jù)。通過結(jié)合CANoe工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠準(zhǔn)確定位故障原因，對于總線信號引起的偶發(fā)性故障現(xiàn)象的排查效果明顯，極大地提升電氣故障排查的效率。

參考文獻(xiàn)：

［1］ GL1000 Series Logger User manual［Z］.

［2］ 李志濤.基于CANoe數(shù)據(jù)回放測試的研究和分析［J］.汽車電器，2016（2）：48-51.

［3］ 胡艷峰，唐鍵，鄒利寧.基于CANoe的汽車CAN總線通信及診斷設(shè)計［J］.汽車電器，2015（6）：10-13.

［4］ 王開德，李再勵.數(shù)據(jù)流分析在汽車故障檢測中的應(yīng)用［J］.汽車維修，2013（7）：15-17.