解決某車因模塊間歇性不休眠導(dǎo)致的虧電問題

李玉寶

摘 要：汽車電子的網(wǎng)絡(luò)化模塊化，代表已進(jìn)入軟件定義汽車時(shí)代。而軟件的徹底成熟需要一個(gè)漫長的驗(yàn)證周期。軟件定義汽車的時(shí)代，電子模塊導(dǎo)致車輛靜態(tài)電流超標(biāo)的事件會(huì)越來越多。文章闡述在售后市場通過車載智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)及總線監(jiān)控設(shè)備，通過總線數(shù)據(jù)通信監(jiān)控及數(shù)據(jù)的處理分析，準(zhǔn)確地定位到問題所在，解決車輛因CAN網(wǎng)絡(luò)間歇性不休眠，導(dǎo)致整車靜態(tài)電流異常而造成蓄電池虧電，無法啟動(dòng)的案例。

關(guān)鍵詞：蓄電池虧電 排查 間歇性不休眠 喚醒 總線監(jiān)控設(shè)備

1 前言

近年來車載總線技術(shù)迅速發(fā)展和成熟，主流的車載總線技術(shù)（如CAN和LIN）得到廣泛應(yīng)用，電氣零件之間交互從以往的一對一硬線信號為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐哉嚫髯酉到y(tǒng)間通過總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一對多信息交互，帶車載總線接口的控制器所組成的“節(jié)點(diǎn)”數(shù)量越來越多；各節(jié)點(diǎn)間的信息交互數(shù)量呈現(xiàn)幾何級的增加，整車電子架構(gòu)也越來越復(fù)雜和龐大，一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”的故障將導(dǎo)致多個(gè)系統(tǒng)功能降級或者can網(wǎng)絡(luò)癱瘓。隨著電子模塊數(shù)量增加，整車靜態(tài)電流隨之增長。與此同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)被誤喚醒的幾率增加，而網(wǎng)絡(luò)誤喚醒的代價(jià)輕則靜態(tài)電流超標(biāo)，增加耗電量，重則直接導(dǎo)致蓄電池虧電并影響車輛正常啟動(dòng)。因此，虧電問題也成為橫亙在技術(shù)人員面前的技術(shù)難題和客戶嚴(yán)重抱怨的前位問題。

此前傳統(tǒng)車型的蓄電池虧電主要是由于“節(jié)點(diǎn)”模塊的電路硬件設(shè)計(jì)或者過程質(zhì)量缺陷導(dǎo)致，隨著新車型高速總線網(wǎng)絡(luò)電子架構(gòu)的實(shí)施，因“節(jié)點(diǎn)”模塊的網(wǎng)絡(luò)或者能源管理軟件BUG事件層出不窮，各“節(jié)點(diǎn)”模塊間的軟件自兼容問題等問題導(dǎo)致的虧電事件越來越多，傳統(tǒng)的虧電問題排查方法，單“節(jié)點(diǎn)”單模塊做靜態(tài)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(shè)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(jiān)控設(shè)備（車載CAN-bus數(shù)據(jù)記錄儀）來輔助查找和解決整車間歇性網(wǎng)絡(luò)喚醒導(dǎo)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(xiàn)蓄電池虧電無法啟動(dòng)故障，出故障的時(shí)間沒有規(guī)律，偶發(fā)性很強(qiáng)。服務(wù)站技師前后幾次上門進(jìn)行處理，都沒有找到故障原因。

車型：CN202M

行駛里程：2480km

生產(chǎn)日期：2020-8-31

開票日期：2020-10-29

發(fā)動(dòng)機(jī)號：10-GZ-18KA2720153

3 故障現(xiàn)象描述

故障現(xiàn)象：用戶反映車輛無法啟動(dòng)，救援人員到達(dá)現(xiàn)場測量檢查，門鎖，燈光，空調(diào)，各用電器開關(guān)等都處于關(guān)閉狀態(tài)，檢查蓄電池電壓為0，蓄電池嚴(yán)重虧電，該故障已出現(xiàn)兩三次，服務(wù)站為用戶更換過測試良好的新蓄電池后仍然有虧電發(fā)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(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓14.38V，測量整車暗電流都在10毫安左右跳動(dòng)（符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值），用蓄電池電量儀測量蓄電池電壓低，重新用恒流充電機(jī)充滿后，檢測儀提示蓄電池良好。服務(wù)站根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)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(shù)過多，因此向廠家提出技術(shù)救援。

最近一次異常：11月15號下午14點(diǎn)20分停的車，11月16號下午16點(diǎn)30左右還可以啟動(dòng)車輛，11月17號上午9點(diǎn)取車時(shí)發(fā)現(xiàn)無法啟動(dòng)問題。

4 故障分析

1：該車的CAN網(wǎng)絡(luò)主要涉及以下控制模塊：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，英文簡寫ECM （以下使用ECM）；

（2）安全氣囊系統(tǒng)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B(tài)CM （以下使用BCM）；

（5）電子助力轉(zhuǎn)向模塊，英文簡寫EPS （以下使用EPS）；

（6）電子穩(wěn)定系統(tǒng)，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(jìn)入模塊，英文簡寫PEPS （以下使用PEPS）

（9）胎壓系統(tǒng)，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(dòng)空調(diào)模塊，英文簡寫AC（以下使用AC）

（13）網(wǎng)關(guān)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(shù)據(jù)鏈路連接器，英文簡寫DLC（以下使用DLC）；

該車的CAN網(wǎng)絡(luò)由動(dòng)力網(wǎng)段（P/CAN）、舒適網(wǎng)段（I/CAN）、底盤網(wǎng)段（C/CAN）、車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)段（T/CAN）四路網(wǎng)段組成，DLC為診斷接口。

團(tuán)隊(duì)首先從故障現(xiàn)象判斷，結(jié)合車輛在服務(wù)站多次暗電流測試都沒有發(fā)現(xiàn)模塊靜態(tài)電流超標(biāo)的情況，且該車只間隔停車一天左右的時(shí)間就直接虧電到無法啟動(dòng)，初步分析是由于整車CAN網(wǎng)絡(luò)間歇性異常喚醒導(dǎo)致。由于整車有4個(gè)網(wǎng)段，總線監(jiān)控設(shè)備一般從DLC接口引出線，只有默認(rèn)的兩個(gè)網(wǎng)段動(dòng)力網(wǎng)段（P/CAN）、車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)段（T/CAN），（6&14和3&11，如圖3），我們需要做排除。

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

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

經(jīng)過分析討論，雖然TICE被BCM發(fā)出的報(bào)文喚醒，但是這兩個(gè)報(bào)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(fā)出這兩個(gè)報(bào)文，因此我們優(yōu)先監(jiān)控BCM所在的I/CAN，其構(gòu)成如圖4：

因?yàn)镈LC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(zhuǎn)接線到DLC，做故障再現(xiàn)的監(jiān)控測試。轉(zhuǎn)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(fù)做故障現(xiàn)象（圖6）

由于是間歇性故障，我們安排在服務(wù)站先測試一周，故障沒有復(fù)現(xiàn)，之后再交與用戶用了大概一周多時(shí)間，故障復(fù)現(xiàn)，此時(shí)監(jiān)控到報(bào)文如下：（圖7）

從報(bào)文分析數(shù)據(jù)流上看，故障原因出自PEPS模塊，TICE（車機(jī)）確實(shí)因PEPS模塊喚醒導(dǎo)致蓄電池虧電。

5 結(jié)語

從整個(gè)排查過程來看：我們總結(jié)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(guān)閉所有用電器，無外接設(shè)備，排除加裝電器設(shè)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(xiàn)象去區(qū)分是否為CAN總線異常不休眠，一般說來，網(wǎng)絡(luò)不休眠的靜態(tài)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(gè)晚上，常出現(xiàn)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(gè)電就能正常使用；

3：從結(jié)果上看，車機(jī)的記錄功能還可以優(yōu)化，比如記錄喚醒的報(bào)文改用網(wǎng)絡(luò)喚醒幀而不是具體的報(bào)文，或是同時(shí)記錄喚醒幀和具體報(bào)文，這樣更有利于問題查找。

6 結(jié)束語

一般說來，總線網(wǎng)絡(luò)類間歇性故障是所有做技術(shù)同仁最不愿意面對又不得不面對的問題，需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間精力，還要有故障復(fù)現(xiàn)的運(yùn)氣。不少問題甚至持續(xù)半年一年才碰上一次復(fù)現(xiàn)。因此合適的工具和正確的檢測方法都是極為重要的。現(xiàn)代汽車維修對于維修經(jīng)驗(yàn)有很高的要求，但是有合適的檢測輔助設(shè)備，無疑可以減少很多彎路。光靠傳統(tǒng)的萬用表，診斷系統(tǒng)去判斷故障，維修高端車輛已經(jīng)有點(diǎn)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(jiān)控設(shè)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(xiàn)：

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