馬伯祥， 陳樹星， 張麗波， 王 鑫， 聶澤宇， 段沖磊， 李志寧

（一汽解放商用車開發(fā)院， 吉林長春 130011）

乘用車上的儀表和其他控制器之間存在功能關聯， 如ABS （防抱死控制器）、 Airbag （安全氣囊控制器） 等。 一個控制器發(fā)送異常的總線信號， 可能導致另外一個或多個相關的控制器發(fā)送故障。 本文從試驗車輛上故障現象出發(fā)，復現并分析定位問題， 提出控制器的改進方案， 達到處理問題、 提高可靠性目的。

1 故障現象

在車輛下線檢測過程中， 試驗車上發(fā)現如下問題： 試驗車輛在點火起動之后， 儀表顯示屏點亮ABS報警燈。 用診斷儀讀取到以下2個故障碼： 故障1——ABS報出低電壓故障 （故障ID=0xC00700）； 故障2——Airbag 報出ABS 的Checksum_Front校驗和算法錯誤故障 （0xD65183）。

2 問題復驗、定位

2.1 處理策略

1） 故障1， 同時滿足下述4個條件， ABS報低電壓故障（故障ID=0xC00700）： ①診斷服務沒有禁止DTC； ②當前無BUSOFF故障發(fā)生； ③當前ABS報文沒有丟失； ④供電電壓低于9V。

故障報警狀態(tài)： 當產生故障后點亮ABS報警燈。

2） 故障2， 滿足下述5 個條件， AIRBAG 報ABS 的Checksum_Front校驗和算法錯誤故障 （故障ID=0xD65183）：①點火開關ON擋； ②9V≤電源范圍≤17V； ③診斷服務沒有關閉診斷功能； ④當前無BUSOFF故障； ⑤ABS的Checksum_Front計算錯誤。

故障報警狀態(tài)： 未與報警燈關聯。

2.2 制定試驗項復驗問題

1） 設置試驗初始狀態(tài)為點火開關ON擋， 變速器擋位P擋， 結合相關因素： 點火開關狀態(tài) （OFF-ACC-ONSTART）， 車輛行駛 （低速情況下， 車速低于30km/h， 正向和反向）， 變速器擋位 （P-R-N-D擋）， 儀表報警規(guī)律。

2） 在試驗車輛上連接CAN數據監(jiān)測設備 （VN1640），記錄網絡數據， 連接車輛診斷儀讀取診斷數據。

3） 按照試驗項， 順序進行試驗1～8。

試驗1： 點火開關ON擋， 用診斷儀清故障， 儀表顯示屏ABS報警燈熄滅。 讀故障， 顯示無故障。

試驗2： 原地操作切換變速器擋位P-R-N-D擋； 在每個擋位上停留2min并讀故障， 顯示無任何故障。 點火開關狀態(tài) （OFF-ACC-ON） 切換， 在每個擋位上停留2min并讀故障， 顯示無故障。

試驗3： 點火開關切換ON-START （車輛起動）， 儀表顯示屏點亮ABS報警燈。 讀故障， 顯示故障1。

試驗4： 清故障， 原地操作切換變速器擋位P-R-N-D擋； 讀故障， 顯示無任何故障。

試驗5： 車輛D擋位行駛 （車速低于30km/h）， 讀故障，顯示上述故障2。

試驗6： 車輛行駛， 用診斷儀清除故障， 儀表顯示屏ABS報警燈熄滅， 讀故障， 顯示故障2。

試驗7： 車輛停止， 讀故障， 顯示無故障。

試驗8： 車輛R擋位行駛 （車速低于30km/h）， 讀故障，顯示上述故障1、 故障2。

2.3 分析、定位問題

2.3.1 回放數據， 排查問題原因

試驗1： 點火開關ON擋時， 車輛無故障。

試驗2： 變速器擋位變化和點火開關擋位時， 車輛無故障。

試驗3： 故障1與點火狀態(tài)有關， 需要通過試驗9 （在試驗3基礎上增加ACC-START條件）、 試驗10 （在試驗3基礎上增加OFF-START條件）、 試驗11 （在試驗3基礎上增加STRAT-OFF條件） 數據進行驗證。

試驗4： 故障1和故障2在車輛點火后與變速器擋位變化無關。

試驗5、 6、 7、 8： 故障2和車輛行駛狀態(tài)有關 （變速器D/R）， 和車輛車速、 輪速有關 （車速和輪速都不為默認值）。

2.3.2 歸結問題方向

重復上述試驗1～8， 故障顯示規(guī)律化， 排除儀表顯示因素、 變速器因素 （通過讀故障發(fā)現： 換擋過程沒有引入故障）， 結合診斷策略歸結問題為以下： ①故障1和車輛點火相關， 具體為： 當點火開關切換ON-START或OFF-START或ACC-START， 車輛報出故障1。 ②故障2和車速、 輪速相關， 當變速器擋位為D/R擋， 并且車輛行駛情況下， 車輛報出故障2。

2.3.3 復驗并定位問題

1） 故障1： 在試驗車輛上連接示波器監(jiān)測整車電源狀態(tài)，連接CAN監(jiān)測設備 （VN1640） 記錄測試數據。 當點火開關切換ON-START， 在發(fā)動機起動過程中， 發(fā)現電壓低于9V（圖1中紅色為電壓波形， 最低點約8.5V， 綠色為發(fā)動機轉數）， 達到了故障1的報警條件， ABS控制器報出低電壓故障。

圖1 車輛起動過程電壓波形圖

2） 故障2： 連接CAN設備監(jiān)測ABS的Checksum_Front校驗和數據 （校驗和算法為： Checksum_Front=字節(jié)1異或字節(jié)2....異或字節(jié)7）， 涉及到的字節(jié)1到字節(jié)7信號包含車速值、 左前輪速值、 右前輪速值、 左后輪速值、 右后輪速值，經計算， Checksum_Front信號值正確， 排除ABS控制器問題， 問題歸結為Airbag控制器誤判。

在試驗車輛連接CANApe標定監(jiān)測設備， 監(jiān)測Airbag關于故障2狀態(tài)標示位 （當故障2產生時， 狀態(tài)標示位=1；當故障2消除時， 狀態(tài)標示位=0）， 重復試驗5～8。

車輛行進過程中， 狀態(tài)標示位=1， 確認Airbag報故障2與車輛行進和算法相關； 查看Airbag接收ABS數據后處理方式， 如圖2 所示， ABS 發(fā)送報文的第23bit、 39bit、 55bit、60-63bit位為保留位， 當Airbag接收到ABS發(fā)送的報文后，按照和ABS同樣的算法進行運算 （Checksum_Front=字節(jié)1異或字節(jié)2....異或字節(jié)7）， 但是Airbag對于保留位采取默認為0值進行計算， 實際上ABS在車輛行駛后保留位第60-63bit數據變化 （ABS內部算法應用， 此時60-63bit數值不為0），導致Airbag 計算值與報ABS 不符， Airbag 報ABS 的Checksum_Front校驗和算法錯誤故障。

圖2 ABS相關報文信號位設置

3 問題改進

3.1 故障1整改方案

1） 方案1： 更改2.1中條件④的供電電壓值到點火電壓值以下 （比如8V， 此項需要具體發(fā)動機點火標定數據）。優(yōu)點是限制了ABS在車輛點火過程當電壓低于9V時報低壓故障； 不確定因素是試驗用車的電池性能不一致， 本車點火電壓低壓達到8.5V， 其他有可能出現低于此值情況 （比如7V）， 此時如定義8V為限值則滿足不了要求。

2） 方案2： 在2.1故障處理策略里加入第5條： 當發(fā)動機轉速＞0時， 需要車速＞8km/h才報警。 原因為當車輛ON擋靜止 （發(fā)動機轉速=0） 可能出現電壓過低， 比如低于8V情況， 此時可以報警； 當車輛點火過程， 發(fā)動機轉速＞0， 但是車速=0， 所以此時的低壓不會產生報警。 而且當車輛行駛后， 雖然發(fā)動機轉速＞0且車速＞0， 但由于行車過程對電池充電， 電壓會迅速上升到正常工作狀態(tài)。

比較方案1和2， 由于方案1會引入電池性能因素， 所以選擇方案2。

3.2 故障2整改方案

ABS不改變對默認值處理方式 （ABS內部算法應用），而Airbag 根據總線采集的ABS 實際CAN 數據計算Checksum_Front校驗和 （即Airbag不能用默認值進行計算， 需要用總線數據計算）。

ABS控制器、 Airbag控制器設計師更改相關故障處理策略， 刷件后重新試驗， 試驗車輛無相關故障報出。

4 結束語

由于乘用車上各控制器之間功能存在關聯， 儀表的故障燈顯示功能為駕駛員和試驗人員提供了故障判斷依據。但在其報出故障時， 仍需結合診斷儀等工具判斷問題源頭，避免遺漏潛在的問題。