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        整車控制器故障診斷機制測試系統(tǒng)的實現(xiàn)

        2018-08-14 11:08:36黃曲盧楊陽秦飛黃祖朋
        汽車零部件 2018年7期
        關(guān)鍵詞:報文整車故障診斷

        黃曲,盧楊陽,秦飛,黃祖朋

        (上汽通用五菱汽車股份有限公司,廣西柳州545007)

        0 引言

        在電動汽車中,整車控制器作為整車的控制系統(tǒng),是影響整車性能、安全的關(guān)鍵零件。合理、正確、完整的故障診斷機制能夠準(zhǔn)確無誤地記錄故障碼并反饋對應(yīng)故障處理信號給上層軟件,使整車控制器能準(zhǔn)確執(zhí)行故障策略,保證車輛及車上人員安全;同時,故障碼及其狀態(tài)能指導(dǎo)售后維修人員快速定位故障原因。通過故障診斷機制測試系統(tǒng),設(shè)計人員可以驗證設(shè)計定義的診斷機制是否滿足設(shè)計要求、存在缺陷,減少實車驗證時間。

        1 純電動汽車整車控制器簡介

        整車控制器是純電動汽車的核心控制器,主要功能為采集車輛信息、識別駕駛員意圖、控制車輛運行、診斷車輛故障。整車控制器通過自身I/O口、CAN、LIN、硬線等通信線路與其他控制器通信,通過I/O采集傳感器信號,并控制執(zhí)行器、開關(guān)、繼電器的開啟關(guān)閉從而實現(xiàn)對整車功能的控制。圖1所示為整車控制器功能示例。

        圖1 整車控制器功能示例

        2 故障診斷介紹及其意義

        汽車故障診斷是指在不拆解車輛零件的前提下,通過一定的技術(shù)方法,確定汽車當(dāng)前狀況,查明故障部位及故障原因的汽車應(yīng)用技術(shù)。

        故障診斷意義在于當(dāng)車輛某些零部件存在問題時,可在不拆解零件的前提下快速判斷及識別故障并制定對應(yīng)措施,減少故障排查的工作量及獲取車輛的技術(shù)狀況。

        3 整車控制器故障類別及診斷機制簡介

        3.1 整車控制器故障類別簡介

        故障診斷處理為診斷執(zhí)行器、傳感器、電源供電電壓是否有故障,從通信報文中判斷其他控制器是否有故障,并執(zhí)行相應(yīng)的故障處理措施;按規(guī)定的格式存儲故障碼、清除故障碼。

        整車控制器診斷故障類別主要有以下兩大類:

        (1)通信類故障。一般是由CAN總線上的其他電子控制器檢測其零件本身是否有問題并通過CAN報文將其本身的狀態(tài)告知CAN總線上的VCU(Vehicle Control Unit);VCU通過自身的策略去判斷其他電子控制器是否存在故障。

        (2)電氣類故障。主要判斷傳感器、執(zhí)行器零件本身是否有故障;線束連接上是否有開路等故障存在。

        3.2 整車故障診斷機制簡介

        文中描述的整車故障診斷機制包括如下4點:

        (1)整車控制器初始化完成后,故障診斷功能處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)診斷故障碼運行條件滿足后,整車控制器的診斷功能才會開啟。

        (2)診斷功能開啟后,在滿足故障碼設(shè)置的條件后,才能設(shè)置故障碼并執(zhí)行該故障碼對應(yīng)的操作;滿足故障碼恢復(fù)的條件后,故障碼可以恢復(fù);對于特別嚴(yán)重的故障可定義故障碼除手動恢復(fù)外,其他條件不允許恢復(fù)故障。

        (3)清除故障碼。在多個駕駛循環(huán)內(nèi),整車控制器都沒有檢測到故障才能將該故障清除;對于特別嚴(yán)重的故障,可以定義只能手動清除。

        (4)需要根據(jù)每個故障的實際情況定義故障碼運行條件、故障設(shè)置條件、故障恢復(fù)條件,否則容易出現(xiàn)故障誤報情況。

        圖2為整車控制器故障診斷機制狀態(tài)圖。

        圖2 整車控制器故障診斷機制狀態(tài)圖

        4 故障診斷機制測試系統(tǒng)簡介及實現(xiàn)

        4.1 故障診斷機制測試系統(tǒng)簡介

        故障診斷機制測試系統(tǒng)即經(jīng)過對整車故障診斷機制分析,利用常用的軟件資源(INCA、CANOE)及模擬負載設(shè)備建立測試環(huán)境,設(shè)計好它必須覆蓋的測試項目,并對故障診斷機制進行測試,記錄測試過程,回放測試記錄,分析測試結(jié)果,得出測試結(jié)論,才能判斷VCU故障診斷機制能否準(zhǔn)確地運作。以下為故障診斷機制測試系統(tǒng)必須包含的測試項目:

        (1)故障發(fā)生時,故障診斷機制測試系統(tǒng)能否將故障正確上報并儲存。

        (2)無故障時,故障診斷機制測試系統(tǒng)是否會誤報故障。

        (3)故障碼是否按照規(guī)定的格式存儲。

        4.2 故障診斷機制測試系統(tǒng)實現(xiàn)

        文中提到的故障診斷機制測試系統(tǒng)硬件搭建包括安裝了Vector公司的CANOE軟件及ETAS公司的INCA軟件、電腦、CANOE、INCA以及負載模擬盒。整車控制器故障診斷機制測試系統(tǒng)如圖3所示。

        圖3 整車控制器故障診斷機制測試系統(tǒng)

        使用CANOE中帶有的CAPL工具編寫測試用例腳本模擬節(jié)點工作正常、故障時發(fā)送報文,以及測試中各個測試時間節(jié)點的故障碼及其狀態(tài)信息,使用CANOE本身的記錄、回放報文功能去分析各個測試時間節(jié)點整車控制器回復(fù)的故障碼及狀態(tài)信息是否正確以及采用INCA記錄和MDA分析記錄報文來確認整車控制器其故障診斷機制是否滿足設(shè)計要求。

        對于整車控制器需要識別的兩大類故障,主要通過以下方式去模擬它們故障產(chǎn)生的方式。

        (1)對于通信類故障,采用CANOE中的CAPL工具模擬其他節(jié)點發(fā)送報文,模擬診斷儀發(fā)送診斷命令以讀取故障碼及故障碼狀態(tài)。

        (2)對于電氣類故障,用模擬負載盒制造電氣故障,用CAPL編寫的測試用例腳本去讀取故障碼及其狀態(tài)。

        5 結(jié)論

        故障診斷機制測試系統(tǒng)為VCU診斷機制能準(zhǔn)確無誤運轉(zhuǎn)提供了強有力的依據(jù),確保VCU診斷機制精確地識別故障,完善、精準(zhǔn)的整車控制器診斷故障機制可準(zhǔn)確無誤地指示出車輛當(dāng)前的故障狀態(tài),為車輛正常、安全的運作,駕駛員、乘車人員的人身安全提供了保障。整車控制器診斷故障機制測試系統(tǒng)可以在研發(fā)階段發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷,在項目開發(fā)階段進行修改直至解決所有不符合項,并在批量及量產(chǎn)階段為造車出現(xiàn)的故障問題分析提供了準(zhǔn)確的故障信息,為發(fā)現(xiàn)及解決故障問題提供了依據(jù)。經(jīng)過驗證,整車控制器診斷故障機制測試系統(tǒng)能驗證設(shè)計定義的診斷機制是否滿足設(shè)計要求、存在缺陷,減少實車驗證時間。

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