解決某車因模塊間歇性不休眠導致的虧電問題

李玉寶

摘 要：汽車電子的網絡化模塊化，代表已進入軟件定義汽車時代。而軟件的徹底成熟需要一個漫長的驗證周期。軟件定義汽車的時代，電子模塊導致車輛靜態電流超標的事件會越來越多。文章闡述在售后市場通過車載智能網聯系統及總線監控設備，通過總線數據通信監控及數據的處理分析，準確地定位到問題所在，解決車輛因CAN網絡間歇性不休眠，導致整車靜態電流異常而造成蓄電池虧電，無法啟動的案例。

關鍵詞：蓄電池虧電 排查 間歇性不休眠 喚醒 總線監控設備

1 前言

近年來車載總線技術迅速發展和成熟，主流的車載總線技術（如CAN和LIN）得到廣泛應用，電氣零件之間交互從以往的一對一硬線信號為主，轉變為以整車各子系統間通過總線網絡進行一對多信息交互，帶車載總線接口的控制器所組成的“節點”數量越來越多；各節點間的信息交互數量呈現幾何級的增加，整車電子架構也越來越復雜和龐大，一個“節點”的故障將導致多個系統功能降級或者can網絡癱瘓。隨著電子模塊數量增加，整車靜態電流隨之增長。與此同時，由于網絡拓撲結構的復雜化導致各節點被誤喚醒的幾率增加，而網絡誤喚醒的代價輕則靜態電流超標，增加耗電量，重則直接導致蓄電池虧電并影響車輛正常啟動。因此，虧電問題也成為橫亙在技術人員面前的技術難題和客戶嚴重抱怨的前位問題。

此前傳統車型的蓄電池虧電主要是由于“節點”模塊的電路硬件設計或者過程質量缺陷導致，隨著新車型高速總線網絡電子架構的實施，因“節點”模塊的網絡或者能源管理軟件BUG事件層出不窮，各“節點”模塊間的軟件自兼容問題等問題導致的虧電事件越來越多，傳統的虧電問題排查方法，單“節點”單模塊做靜態電流測試方法，越來越難以全面判斷虧電的根源，需要更合適的設備來輔助故障分析，尋找根本原因。

本文主要講述通過總線監控設備（車載CAN-bus數據記錄儀）來輔助查找和解決整車間歇性網絡喚醒導致虧電的案例。

2 故障車輛信息

2.1 故障車輛信息

該車多次出現蓄電池虧電無法啟動故障，出故障的時間沒有規律，偶發性很強。服務站技師前后幾次上門進行處理，都沒有找到故障原因。

車型：CN202M

行駛里程：2480km

生產日期：2020-8-31

開票日期：2020-10-29

發動機號：10-GZ-18KA2720153

3 故障現象描述

故障現象：用戶反映車輛無法啟動，救援人員到達現場測量檢查，門鎖，燈光，空調，各用電器開關等都處于關閉狀態，檢查蓄電池電壓為0，蓄電池嚴重虧電，該故障已出現兩三次，服務站為用戶更換過測試良好的新蓄電池后仍然有虧電發生。

檢修過程： 技師用工廠配置的診斷工具VDS檢測無故障碼，用萬用表測量發電機的發電電壓14.38V，測量整車暗電流都在10毫安左右跳動（符合標準設計值），用蓄電池電量儀測量蓄電池電壓低，重新用恒流充電機充滿后，檢測儀提示蓄電池良好。服務站根據維修經驗及之前出過的案例，一一排查過之前出過虧電問題的零件，仍無法有效解決此問題，因維修次數過多，因此向廠家提出技術救援。

最近一次異常：11月15號下午14點20分停的車，11月16號下午16點30左右還可以啟動車輛，11月17號上午9點取車時發現無法啟動問題。

4 故障分析

1：該車的CAN網絡主要涉及以下控制模塊：

（1）發動機控制模塊，英文簡寫ECM （以下使用ECM）；

（2）安全氣囊系統傳感和診斷模塊，英文簡寫SDM （以下使用SDM）；

（3）組合儀表，英文簡寫IC （以下使用IPC）；

（4）車身控制模塊，英文簡寫BCM （以下使用BCM）；

（5）電子助力轉向模塊，英文簡寫EPS （以下使用EPS）；

（6）電子穩定系統，英文簡寫ESC （以下使用ESC）；

（7）車載娛樂終端模塊，英文簡寫TICE （以下使用TICE）；

（8）無鑰匙進入模塊，英文簡寫PEPS （以下使用PEPS）

（9）胎壓系統，英文簡寫TPMS （以下使用TPMS）

（10）變速箱控制模塊，英文簡寫TCU （以下使用TCU）

（11）換檔桿控制模塊，英文簡寫SCM（以下使用SCM）

（12）自動空調模塊，英文簡寫AC（以下使用AC）

（13）網關模塊，英文簡寫GW（以下使用GW）

（14）中央顯示單元，英文簡寫CDU（以下使用CDU）

（15）數據鏈路連接器，英文簡寫DLC（以下使用DLC）；

該車的CAN網絡由動力網段（P/CAN）、舒適網段（I/CAN）、底盤網段（C/CAN）、車聯網網段（T/CAN）四路網段組成，DLC為診斷接口。

團隊首先從故障現象判斷，結合車輛在服務站多次暗電流測試都沒有發現模塊靜態電流超標的情況，且該車只間隔停車一天左右的時間就直接虧電到無法啟動，初步分析是由于整車CAN網絡間歇性異常喚醒導致。由于整車有4個網段，總線監控設備一般從DLC接口引出線，只有默認的兩個網段動力網段（P/CAN）、車聯網網段（T/CAN），（6&14和3&11，如圖3），我們需要做排除。

此外，監控設備需要蓄電池供電，需要特別注意，像此類監控休眠喚醒的車輛，需要接常電，才能達到監控目的。并且由于監控設備接常電，車輛最好每天至少使用半個小時（啟動狀態），要是間隔3天以上不用車，需要拔掉DLC插頭監控抽頭，否則會導致整車虧電造成監控失敗。

首先，我們通過TICE上傳的車機本地事件日志，我們可以看到TICE確實有喚醒記錄，主要涉及119和439是BCM的報文。如下圖

經過分析討論，雖然TICE被BCM發出的報文喚醒，但是這兩個報文并不是BCM模塊的喚醒幀，同樣有可能BCM是被其它模塊喚醒，從而發出這兩個報文，因此我們優先監控BCM所在的I/CAN，其構成如圖4：

因為DLC只有兩路CAN通道，我們需要另外接線，從上圖看，我們選擇從I/CAN里的TPMS模塊做轉接線到DLC，做故障再現的監控測試。轉接線束我們選擇雙絞線（雙絞的抗干擾能力一般，比不上屏蔽線，夠用就好），一頭接到DLC的3&11PIN，一頭接儀表線束TPMS插頭。如圖5：

我們按照如下方法，模擬用戶使用的情況，反復做故障現象（圖6）

由于是間歇性故障，我們安排在服務站先測試一周，故障沒有復現，之后再交與用戶用了大概一周多時間，故障復現，此時監控到報文如下：（圖7）

從報文分析數據流上看，故障原因出自PEPS模塊，TICE（車機）確實因PEPS模塊喚醒導致蓄電池虧電。

5 結語

從整個排查過程來看：我們總結如下方法虧電排查方法

1：故障車的排查，確保車輛已正常關閉所有用電器，無外接設備，排除加裝電器設備影響，常見的加裝如GPS，行車記錄儀，倒車影像等。

2：從故障現象去區分是否為CAN總線異常不休眠，一般說來，網絡不休眠的靜態電流都比較大，至少超過1A以上，這種情況蓄電池大都扛不過一個晚上，常出現的情況是前一天正常用車，停車一晚上，車輛就打不著火，搭個電就能正常使用；

3：從結果上看，車機的記錄功能還可以優化，比如記錄喚醒的報文改用網絡喚醒幀而不是具體的報文，或是同時記錄喚醒幀和具體報文，這樣更有利于問題查找。

6 結束語

一般說來，總線網絡類間歇性故障是所有做技術同仁最不愿意面對又不得不面對的問題，需要相當的時間精力，還要有故障復現的運氣。不少問題甚至持續半年一年才碰上一次復現。因此合適的工具和正確的檢測方法都是極為重要的。現代汽車維修對于維修經驗有很高的要求，但是有合適的檢測輔助設備，無疑可以減少很多彎路。光靠傳統的萬用表，診斷系統去判斷故障，維修高端車輛已經有點跟不上售后維修的需要。類似的問題，如果沒有合適的輔助監控設備，很難捕捉到故障的根本原因，而頻繁的維修最終失去的是用戶對車輛的信心，影響品牌口碑。

參考文獻：

[1]付國良. 整車靜態電流設計及驗證［J］. 汽車電器 ， 2015（11）： 17-19.

[2]范振.車身靜電流及 LIN 信息采集分析系統的設計與實現[D].哈爾濱工業大學，2011.