解决某车因模块间歇性不休眠导致的亏电问题

李玉宝

摘 要：汽车电子的网络化模块化，代表已进入软件定义汽车时代。而软件的彻底成熟需要一个漫长的验证周期。软件定义汽车的时代，电子模块导致车辆静态电流超标的事件会越来越多。文章阐述在售后市场通过车载智能网联系统及总线监控设备，通过总线数据通信监控及数据的处理分析，准确地定位到问题所在，解决车辆因CAN网络间歇性不休眠，导致整车静态电流异常而造成蓄电池亏电，无法启动的案例。

关键词：蓄电池亏电 排查 间歇性不休眠 唤醒 总线监控设备

1 前言

近年来车载总线技术迅速发展和成熟，主流的车载总线技术（如CAN和LIN）得到广泛应用，电气零件之间交互从以往的一对一硬线信号为主，转变为以整车各子系统间通过总线网络进行一对多信息交互，带车载总线接口的控制器所组成的“节点”数量越来越多；各节点间的信息交互数量呈现几何级的增加，整车电子架构也越来越复杂和庞大，一个“节点”的故障将导致多个系统功能降级或者can网络瘫痪。随着电子模块数量增加，整车静态电流随之增长。与此同时，由于网络拓扑结构的复杂化导致各节点被误唤醒的几率增加，而网络误唤醒的代价轻则静态电流超标，增加耗电量，重则直接导致蓄电池亏电并影响车辆正常启动。因此，亏电问题也成为横亘在技术人员面前的技术难题和客户严重抱怨的前位问题。

此前传统车型的蓄电池亏电主要是由于“节点”模块的电路硬件设计或者过程质量缺陷导致，随着新车型高速总线网络电子架构的实施，因“节点”模块的网络或者能源管理软件BUG事件层出不穷，各“节点”模块间的软件自兼容问题等问题导致的亏电事件越来越多，传统的亏电问题排查方法，单“节点”单模块做静态电流测试方法，越来越难以全面判断亏电的根源，需要更合适的设备来辅助故障分析，寻找根本原因。

本文主要讲述通过总线监控设备（车载CAN-bus数据记录仪）来辅助查找和解决整车间歇性网络唤醒导致亏电的案例。

2 故障车辆信息

2.1 故障车辆信息

该车多次出现蓄电池亏电无法启动故障，出故障的时间没有规律，偶发性很强。服务站技师前后几次上门进行处理，都没有找到故障原因。

车型：CN202M

行驶里程：2480km

生产日期：2020-8-31

开票日期：2020-10-29

发动机号：10-GZ-18KA2720153

3 故障现象描述

故障现象：用户反映车辆无法启动，救援人员到达现场测量检查，门锁，灯光，空调，各用电器开关等都处于关闭状态，检查蓄电池电压为0，蓄电池严重亏电，该故障已出现两三次，服务站为用户更换过测试良好的新蓄电池后仍然有亏电发生。

检修过程： 技师用工厂配置的诊断工具VDS检测无故障码，用万用表测量发电机的发电电压14.38V，测量整车暗电流都在10毫安左右跳动（符合标准设计值），用蓄电池电量仪测量蓄电池电压低，重新用恒流充电机充满后，检测仪提示蓄电池良好。服务站根据维修经验及之前出过的案例，一一排查过之前出过亏电问题的零件，仍无法有效解决此问题，因维修次数过多，因此向厂家提出技术救援。

最近一次异常：11月15号下午14点20分停的车，11月16号下午16点30左右还可以启动车辆，11月17号上午9点取车时发现无法启动问题。

4 故障分析

1：該车的CAN网络主要涉及以下控制模块：

（1）发动机控制模块，英文简写ECM （以下使用ECM）；

（2）安全气囊系统传感和诊断模块，英文简写SDM （以下使用SDM）；

（3）组合仪表，英文简写IC （以下使用IPC）；

（4）车身控制模块，英文简写BCM （以下使用BCM）；

（5）电子助力转向模块，英文简写EPS （以下使用EPS）；

（6）电子稳定系统，英文简写ESC （以下使用ESC）；

（7）车载娱乐终端模块，英文简写TICE （以下使用TICE）；

（8）无钥匙进入模块，英文简写PEPS （以下使用PEPS）

（9）胎压系统，英文简写TPMS （以下使用TPMS）

（10）变速箱控制模块，英文简写TCU （以下使用TCU）

（11）换档杆控制模块，英文简写SCM（以下使用SCM）

（12）自动空调模块，英文简写AC（以下使用AC）

（13）网关模块，英文简写GW（以下使用GW）

（14）中央显示单元，英文简写CDU（以下使用CDU）

（15）数据链路连接器，英文简写DLC（以下使用DLC）；

该车的CAN网络由动力网段（P/CAN）、舒适网段（I/CAN）、底盘网段（C/CAN）、车联网网段（T/CAN）四路网段组成，DLC为诊断接口。

团队首先从故障现象判断，结合车辆在服务站多次暗电流测试都没有发现模块静态电流超标的情况，且该车只间隔停车一天左右的时间就直接亏电到无法启动，初步分析是由于整车CAN网络间歇性异常唤醒导致。由于整车有4个网段，总线监控设备一般从DLC接口引出线，只有默认的两个网段动力网段（P/CAN）、车联网网段（T/CAN），（6&14和3&11，如图3），我们需要做排除。

此外，监控设备需要蓄电池供电，需要特别注意，像此类监控休眠唤醒的车辆，需要接常电，才能达到监控目的。并且由于监控设备接常电，车辆最好每天至少使用半个小时（启动状态），要是间隔3天以上不用车，需要拔掉DLC插头监控抽头，否则会导致整车亏电造成监控失败。

首先，我们通过TICE上传的车机本地事件日志，我们可以看到TICE确实有唤醒记录，主要涉及119和439是BCM的报文。如下图

经过分析讨论，虽然TICE被BCM发出的报文唤醒，但是这两个报文并不是BCM模块的唤醒帧，同样有可能BCM是被其它模块唤醒，从而发出这两个报文，因此我们优先监控BCM所在的I/CAN，其构成如图4：

因为DLC只有两路CAN通道，我们需要另外接线，从上图看，我们选择从I/CAN里的TPMS模块做转接线到DLC，做故障再现的监控测试。转接线束我们选择双绞线（双绞的抗干扰能力一般，比不上屏蔽线，够用就好），一头接到DLC的3&11PIN，一头接仪表线束TPMS插頭。如图5：

我们按照如下方法，模拟用户使用的情况，反复做故障现象（图6）

由于是间歇性故障，我们安排在服务站先测试一周，故障没有复现，之后再交与用户用了大概一周多时间，故障复现，此时监控到报文如下：（图7）

从报文分析数据流上看，故障原因出自PEPS模块，TICE（车机）确实因PEPS模块唤醒导致蓄电池亏电。

5 结语

从整个排查过程来看：我们总结如下方法亏电排查方法

1：故障车的排查，确保车辆已正常关闭所有用电器，无外接设备，排除加装电器设备影响，常见的加装如GPS，行车记录仪，倒车影像等。

2：从故障现象去区分是否为CAN总线异常不休眠，一般说来，网络不休眠的静态电流都比较大，至少超过1A以上，这种情况蓄电池大都扛不过一个晚上，常出现的情况是前一天正常用车，停车一晚上，车辆就打不着火，搭个电就能正常使用；

3：从结果上看，车机的记录功能还可以优化，比如记录唤醒的报文改用网络唤醒帧而不是具体的报文，或是同时记录唤醒帧和具体报文，这样更有利于问题查找。

6 结束语

一般说来，总线网络类间歇性故障是所有做技术同仁最不愿意面对又不得不面对的问题，需要相当的时间精力，还要有故障复现的运气。不少问题甚至持续半年一年才碰上一次复现。因此合适的工具和正确的检测方法都是极为重要的。现代汽车维修对于维修经验有很高的要求，但是有合适的检测辅助设备，无疑可以减少很多弯路。光靠传统的万用表，诊断系统去判断故障，维修高端车辆已经有点跟不上售后维修的需要。类似的问题，如果没有合适的辅助监控设备，很难捕捉到故障的根本原因，而频繁的维修最终失去的是用户对车辆的信心，影响品牌口碑。

参考文献：

[1]付国良. 整车静态电流设计及验证［J］. 汽车电器 ， 2015（11）： 17-19.

[2]范振.车身静电流及 LIN 信息采集分析系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2011.