某试验车型间歇性无法启动的问题分析

周亮　毛艺　仲秦　廖建造

摘 要：某机械钥匙启动配置的试验车型有间歇性无法启动发动机的现象，该车型配备网关，因此车上相应控制器节点之间的CAN报文接收都通过网关转发功能来实现，在复现故障测试的过程中使用CANoe总线监控工具监控整车CAN总线网络及网关的报文转发状态，分析并找出故障原因。

关键词：网关 无法启动 CAN总线网络

Analysis of the Intermittent Failure to Start a Certain Test Vehicle

Zhou Liang，Mao Yi，Zhong Qin，Liao Jianzao

Abstract：The test model of a mechanical key start configuration has the phenomenon of intermittent failure to start the engine. This model is equipped with a gateway， so the CAN message reception between the corresponding controller nodes on the car is realized through the gateway forwarding function， and the fault is reproduced. During the test， the CANoe bus monitoring tool was used to monitor the message forwarding status of the vehicle's CAN bus network and gateway， and the article analyzes and finds out the cause of the failure.

Key words：gateway， unable to start， CAN bus network

汽車网关是整车CAN网络系统的中心枢纽，在乘用车领域基本利用CAN及高于CAN以上传输速率形式实现各个控制器之间的通讯，控制器间错综复杂的交互导致整车一条CAN总线已经无法管理，通过网关可实现整车上多条CAN线之间的报文数据交互。例如：车身控制CAN、底盘控制CAN、动力总成CAN和娱乐CAN等几条CAN总线，网关可以接收传来的不同传输速率的信号，并把这些信号经过标准处理后传送至整车网络。

1 故障现象

某网关配置的试验车型，该车型为机械钥匙启动车辆，车辆在P挡状态下从OFF状态拧动钥匙至START档位时，会偶发性地无法启动发动机，发动机有明显的点火声，同时仪表伴随显示多个故障灯，将机械钥匙恢复到ON档时，重新启动拨致START档位，发动机依旧无法启动;而在拨到OFF档下电后重新启动后，却可以成功启动车辆，继多次相同操作后会偶发出现故障现象。

2 网关监控的原理

该试验车型配备三条CAN总线，分别为1CAN、2CAN、3CAN三条CAN总线，通过CANoe总线监控工具设置3CAN通道的波特率为62.5k，其他两路为正常的500k，网关故障时查看3CAN通道出现故障报文信息确定网关工作状态，同时监控1CAN、2CAN的报文，确认1CAN上的防盗认证模块与2CAN上的发动机控制模块之间有关发动机防盗信息的报文交互情况，发动机控制模块发出发动机防盗验证请求后，防盗认证模块也会有随机数反馈。

3 故障分析

（1）首先确认启动相关信号，利用CANoe总线监控工具后台对相关数据进行回放，见图1所示。从图表可知，车辆复现故障时一直处于P挡状态，三次试启动过程中，钥匙都发出有效的启动信号，而发动机的运转信号为无效，转速信号显示为200的转速，无法达到启动要求。后用万用表测量车辆蓄电池电压为12.46V，满足车辆的启动电压要求，可判别故障与蓄电池电压无关，见图2所示。

（2）确认发动机防盗信息的验证交互情况，通过CANoe总线监控分析工具回放相关信号，见图3所示。图中可知，在发动机控制模块发出发动机启动验证请求时，防盗认证模块没有给出随机数反馈，确认发动机防盗验证失效。

（3）使用CANoe总线监控工具查看1CAN上防盗认证模块2PCAN上发动机控制模块的发动机防盗信息报文发送状态。从数据显示可知1CAN和2CAN网段上网关的网管帧并未发出，以及发动机控制模块确实发出发动机防盗验证请求的相关报文;目标网段位1CAN中接收节点为防盗认证模块，而在1CAN上并未显示发动机控制模块发出的防盗验证请求报文，证明该报文未被网关转发，因此防盗认证模块无法做出发动机防盗验证反馈报文的回应。根据报文信息，故得知网关的工作状态异常，无法对报文作出正常的转发处理，从而影响接收端节点作出回应。

（4）通过CANoe总线监控工具调整3CAN的波特率为62.5k监控网关故障报文信息，同时使用示波器监控网关相关管脚的电压值，示波器波形监控和网关故障时报文信息如图4、图5所示。图4显示网关的黄色线为网关1管脚波形，蓝色线为网关2管脚波形，紫红色线为网关3管脚波形，从示波器截取的信息可知由于网关3管脚噪声较大，引起网关2管脚端输入异常，从而网关1管脚电压异常拉低，导致ESR0复位，同时从图5中CANoe窗口显示报文中Byte6值为0x02，表示发生ESR0复位。

（5）针对示波器采集到的对网关产生影响的电压降情况，对故障网关进行了沿电源线的电瞬态传导抗扰、除电源线外导线瞬态传导抗扰这两项零部件EMC试验，全面覆盖网关的所有针脚线束进行瞬态抗扰试验，试验结果显示网关硬件可以承受瞬态电压变化的影响。

4 解决方案

对于试验故障网关零件，在车辆启动时，网关对于KL15整体电压波动过大导致MCU受网关1管脚信号波动，引发网关重置复位，因此网关工作状态出现异常。对此，针对该故障试验车型网关，零件设计方面对网关的休眠唤醒判断机制作出更改，防止识别错误压降导致网关休眠的情况发生。

5 结论

本文用基本的汽车CAN总线验证方法解决故障试验车型间歇性无法启动发动机问题，利用CANoe总线监控工具采集故障试验车辆启动失效时报文信息，分析报文中相关信号的变化，逐步排查至具体问题模块。此次试验车辆启动失效问题分析，对于CANoe总线监控软件工具的分析功能得以有效充分的利用，同时也提高了试验人员对于整车设计信号问题的处理能力，以及对于相关测试有了一定的基础和要求。

参考文献：

[1]辛丰强，薛飞，王东生等.PEPS系统车辆偶发无法启动故障分析与排除[J].2018（05）35-37.