一種對AVM偶發(fā)不休眠問題的分析及解決方法

夏文娟，張雷，韓曉峰，朱子甲，陳浩，楊廣磊

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 背景

全景式監(jiān)控影像系統(tǒng)（Around View Monitor，AVM）在汽車周圍架設(shè)能覆蓋車輛周邊所有視角范圍的 4 個廣角攝像頭，對同一時刻采集到的4路視頻影像合成為一幅車輛周邊360度的車身俯視圖，最后在車輛多媒體屏幕上顯示，讓駕駛員清楚查看車輛周邊是否存在障礙物并了解障礙物的相對方位與距離，幫助駕駛員輕松停泊車輛，提高行車安全[1]。

2 休眠和喚醒

2.1 定義

AVM具備休眠和喚醒兩種工作狀態(tài)。休眠是指整車下ACC電后一定時間內(nèi)，車內(nèi)控制器整體進入低功耗狀態(tài)，從而避免靜態(tài)高耗電而導(dǎo)致整車放置一段時間后蓄電池出現(xiàn)饋電狀態(tài)[2]。喚醒是在整車CAN總線被激活時，相關(guān)控制器能夠被喚醒而實現(xiàn)功能運轉(zhuǎn)[3]。一般情況下，AVM的休眠涉及網(wǎng)絡(luò)休眠和本地休眠兩部分內(nèi)容。

2.2 CAN網(wǎng)絡(luò)休眠和喚醒

當(dāng)點火開關(guān)處于OFF檔[4]，計時器開始計時，達到Tnet后，BCM發(fā)送節(jié)點允許網(wǎng)絡(luò)休眠的網(wǎng)絡(luò)管理管幀；當(dāng)檢測到其他所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都允許休眠時，CAN網(wǎng)絡(luò)立即進入休眠狀態(tài)。在計時過程中，若條件不滿足，則計時清零，待條件滿足后重新計時。CAN網(wǎng)絡(luò)休眠流程圖如圖1（a）所示。

在CAN網(wǎng)絡(luò)[5]處于休眠狀態(tài)時，滿足任一條件：1）CAN總線上有任意幀有效報文；2）點火開關(guān)處于非OFF檔，則CAN網(wǎng)絡(luò)進入喚醒狀態(tài)。

2.3 本地休眠和喚醒

點火開關(guān)處于OFF檔，同時CAN網(wǎng)絡(luò)處于休眠狀態(tài)[6]，計時器開始計時，達到Tlocal后，BCM進入本地休眠狀態(tài)，AVM在進入本地休眠前，關(guān)閉全景系統(tǒng)的CPU和攝像頭電源。在計時過程中，若條件不滿足，則計時清零，待條件滿足后重新計時。本地休眠流程圖如圖1（b）所示。

在本地休眠[7]過程中，滿足任一條件：1）CAN總線上有任意幀有效報文；2）點火開關(guān)處于非OFF檔，則AVM退出低功耗而進入喚醒狀態(tài)。

圖1 休眠流程圖

3 原因分析

3.1 問題描述

在某乘用車的測試過程中，發(fā)現(xiàn)AVM控制器無法休眠，同時CAN網(wǎng)絡(luò)上有偶發(fā)報文錯亂情況[8]。通過CANoe讀取整車報文，AVM已發(fā)出網(wǎng)絡(luò)休眠請求信號，同時其他節(jié)點均停發(fā)報文，整車網(wǎng)絡(luò)已進入休眠狀態(tài)。

3.2 分析過程

通過分析圖2中AVM控制器相關(guān)待機電源硬件電路，造成此問題的可能原因：1）CAN收發(fā)器異常導(dǎo)致CAN電平初始化信號CAN_INH被觸發(fā)開啟；2）MCU自身供電電源電路異常導(dǎo)致MCU的5V供電信號CAN_MCU_5V常供電或者掉電不成功，從而循環(huán)重啟；3）ACC監(jiān)測電路異常導(dǎo)致MCU電源使能信號MCU_POWER_EN保持觸發(fā)。待機電源控制電路如圖2所示。

圖2 AVM待機電源控制電路

通過實驗室搭建的臺架模擬，給AVM控制器發(fā)固定脈沖信號，也會出現(xiàn)與整車類似的不休眠現(xiàn)象。測量AVM接收到的CANH和CANL電壓分別為3.6V、1.1V左右，而顯性位輸出電壓評價指標要求VCANH范圍為2.75V～4.5V標稱值為3.5V，VCANL范圍為0.5V～2.25V標稱值為1.5V。因此，從評價指標看，AVM控制器接收到的CANH、CANL電壓正常。

使用示波器監(jiān)測圖2中的CAN-MCU_5V電壓，其為穩(wěn)定的5V，若將U5的EN信號瞬間短路至地，則CAN-MCU_5V信號由5V為下降為0V，說明AVM控制器MCU的本身供電電路正常。在問題發(fā)生時，測量出Q3的基極電壓為0.5V左右，集電極為0V，說明Q3已被觸發(fā)開啟，此時監(jiān)測到ACC存在2V左右電壓，初步可判定不休眠現(xiàn)象是此2V電壓造成。

針對此2V電壓的來源進行分析，由于此時ACC已下電，拆下D36測量其反向內(nèi)阻在300K左右，判定為圖2中的二極管D36漏電造成。測量圖3中MCU的ACC監(jiān)測腳PIN-25，電壓為0V。以上說明MCU并沒有監(jiān)測到ACC斷開，所以一直保持不進入待機。其中AVM控制器MCU監(jiān)測電路如圖3所示。

圖3 MCU監(jiān)測電路

軟件方面優(yōu)化AVM控制器休眠策略，在檢測到ACC下電后向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)出休眠請求，收到休眠允許應(yīng)答幀后，控制器內(nèi)部MCU會進行軟件reboot，以防止軟件導(dǎo)致不休眠現(xiàn)象。

4 結(jié)論

硬件方面：更換圖3中的D4為5.1V穩(wěn)壓二極管，反向接入電路以提高ACC監(jiān)測的門限電壓，同時更換圖2中的D36為反向內(nèi)阻的二極管BS321以降低泄漏電壓，從而保證斷開ACC后MCU能正常監(jiān)測進入待機。軟件方面：修改AVM軟件休眠策略，不能正常休眠時，MCU強制重啟。進行軟硬件整改后的控制器在臺架上和實車上進行多次驗證、測試，網(wǎng)絡(luò)休眠和本地休眠均正常。