總線記錄儀在偶發性電氣故障排查中的應用

谷原野，孫久龍，孫 云，馮梓軒，節忠海

（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、售后、質保等階段均會暴露“奇怪”的電氣故障現象，并且車輛在故障現象的表象為偶發出現，故障復現的頻次不定，地點不定，同時現象不容易捕捉，為故障排查帶來了一定的難度。

針對此類偶發性的電氣故障，如果采取測試工程師跟車測試的方法，復現故障現象的幾率低，會浪費大量的時間成本和人力成本，故障排查的效率較低，并且偶發性故障往往隱含著軟件設計的缺陷，不易察覺，需要盡早排查解決，否則后續車輛上市后也會浪費大量的人力及物力等資源。本文介紹總線記錄工具的實際應用，可方便記錄總線所有數據文件，可準確定位故障發生時的總線行為，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據，目前總線記錄儀應用較多的為Vector公司的GLX000系列［1］。本文以GL1000實際應用為例進行說明，可支持同時記錄2路CAN總線數據，內置SD卡槽，用于總線數據存儲，通過軟件可設置報文濾波器、觸發記錄方式以及總線數據的存儲格式、存儲地址及每個存儲塊容量等內容，數據記錄完成后，可通過USB數據導出至測試電腦，用于后續的數據分析。

總線記錄儀的物理連接關系比較簡單，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連接至目標的CAN總線上即可采集總線數據，如圖1所示。

總線記錄儀采集數據后，需應用CANoe的數據分析工具做進一步的分析，能夠分析總線數據值的變化以及總線報文丟幀等故障現象。CANoe具有強大的數據分析功能［2］，通過回放記錄的總線數據，應用Graphic工具選中所關注的信號并關注數據值的變化情況，應用Frame Histogram工具可關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數據，包括報文數量、平均周期、最小周期、最大周期以及標準差等數據［3］。

圖1 總線記錄儀連接方式

2 故障排查應用

2.1 故障現象

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，出現重新點亮且發動機熄火的現象。

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生了變化導致，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，各控制單元根據當前的供電模式執行相關的控制策略。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采集數據，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：在上一次出現熄火故障后，讀取組合儀表IC、車身控制單元BCM、網關GW、電子控制單元ECU等控制器的故障碼，均未報故障，排查重點為供電模式信號在故障發生時的數值變化。

第2步：將行車記錄儀接入動力CAN，車輛點火并一直保持于怠速狀態直至故障現象復現，然后將總線記錄儀中的數據導出，總線記錄儀記錄的數據按照時間排序并分塊進行存儲，并且當故障復現后，立即停止總線數據記錄，故障時刻的數據即存儲在OpenBuffer中，只需要分析其中的數據即可。

第3步：應用CANoe軟件進行詳細數據分析，通過Graphic工具回放數據文件中PowerMode總線信號狀態，發現發生故障現象時刻，PowerMode信號跳變，如圖3所示。通過Frame Histogram工具關注報文周期的變化情況，如圖4所示。數據回放完畢后會在write窗口生成數據分析報告，報文周期正常，如圖5所示。經過分析此故障現象為BCM軟件設計缺陷導致。由BCM更新軟件解決供電模式跳變問題。

3 結論

圖3 PowerMode 信號跳變

圖4 報文周期直方圖

圖5 報文周期統計報告

本文介紹了總線記錄儀的工作原理及在偶發性電氣故障排查中的應用，總線記錄儀能夠及時、準確記錄電氣故障發生時刻的總線數據。通過結合CANoe工具進行數據分析，能夠準確定位故障原因，對于總線信號引起的偶發性故障現象的排查效果明顯，極大地提升電氣故障排查的效率。

參考文獻：

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

［2］ 李志濤.基于CANoe數據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總線通信及診斷設計［J］.汽車電器，2015（6）：10-13.

［4］ 王開德，李再勵.數據流分析在汽車故障檢測中的應用［J］.汽車維修，2013（7）：15-17.