摘要:随着车辆智能化和整合度的提高,如果汽车公交车可能瞬间相撞,将自动恢复,此时有几个模块暂时断开连接,并弹出警告标志,使车辆功能正常运行。通过对实车的问题再现,通过Vehicle SPY3入学分析公交车数据,发现公交车上的所有模块几乎都失去了20毫秒的连接,通过外部设备相应地执行连接操作,导致公交车瞬间崩溃。(威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视剧),公交车名言)公交车瞬间相撞的情况在有外部设备的情况下偶尔会发生,但没有外部设备的情况下就不再出现,因此锁定的根本原因可能是在插入外部设备时公交车短路引起的短暂碰撞。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),公交车名言)为了保证车辆功能的安全,文章也分析了公交车瞬间碰撞对车辆功能的影响,并深入评价了车辆功能的恢复和正常使用。
汽车公交车的稳定性对汽车功能稳定性至关重要。随着车辆智能化和整合度的提高,公交车数据也变得复杂,如果大量数据出现问题或丢失,汽车公交车可能会崩溃。如果汽车出现公交车长时间脱轨问题,一般会导致汽车的部分功能障碍。汽车一般在20 ~ 200毫秒的持续时间内瞬间掉线,如果出现这种情况,部分车辆模块的瞬间功能可能异常,出现警告,但实际功能不受影响。基于上述问题,文章通过汽车总线模拟测试软件(VehicleSpy3)接受并分析了实际公交车数据,确定了公交车瞬间碰撞的原因,分析了公交车瞬间碰撞对车辆功能的影响,并对车辆功能的恢复和正常使用进行了深入评价。
1汽车公交车瞬间碰撞分析
项目进行过程中出现了“仪表板排放制动牵引力检查”问题,立即进行了问题分析,在失车阶段,仪表板继续暴露了这个问题,但汽车制动牵引力可以正常使用,汽车没有其他故障。(大卫亚设)。
因此,采用公交车数据后,对公交车数据进行适当分析后,公交车上的许多模块发生了短换行,如图1的红色框所示,换行状态短到约20毫秒左右。(大卫亚设)。
1.1 CAN总线故障分析
CAN总线是连接到CAN总线的控制单元通常通过两条数据线相互连接的现场总线。两条电线是双线,相互交织在一起。称为CAN-H和CAN-L。双绞线对称信号抗干扰能力强,适合环境比较恶劣的条件。
数据分析结果显示,总线上的数据在20毫秒内丢失1-2帧数据。模块组帧丢失等问题的大概率是因为存在物理连接问题,特别是外部线束或设备的情况下,会出现接触不良、短连接、虚拟连接、短等情况。
这里仪表板弹窗建议“请检查牵引力”。逻辑如下:电子刹车控制模块是安全部件。对信号变化的认识很敏感。监视总线断开时,多个相关信号(如Ax/Ay(传感器X/Y轴加速)等)不在线。牵引制动系统(TCS)被禁用。
CAN总线故障可分为三类。
1)电源故障。电源系统电压低,控制器无法正常工作。
2)节点故障。通过数据总线实现的控制单元网络中的节点是网络中的各个电子控制单元,电子控制单元本身可能存在故障。
3)链路故障。汽车的振动、系统安装不当等因素会导致公交车的物理层出现故障。这意味着传输系统的链路不顺畅,无法正常通信。链路故障分为以下三种,如表1所示。
这个问题的原因可能是CAN线路的开路,但这个问题现象只维持在20毫秒左右,很快就会恢复正常。由于线路的开放,问题必须继续发生,所以可以排除CAN线路的开路造成的问题。
电阻消失后,负载减少,线路电流增加,电路处于总线保护状态,问题现象也继续存在,可以解决电阻不足导致的CAN线路故障。
问题的原因可能是CAN线路短路引起的。为了查明是否是CAN线路短路引起了这个问题,需要再现问题现象。以下是三种再现的工作条件和手法。
工作条件1:在正常状态下启动汽车,再现车辆启动过程,确保仪表盘发出警报。
工作条件2:怀疑是外部设备造成的,因此使用插头数据录取工具再现。
事例3:尝试将高速CAN线路的CAN-H和CAN-L短连接起来。
1.2问题再现分析
分别在上述互助下再现了问题现象,通过再现确认了问题的根源。
>1.2.1 工况一描述
不做任何相关的其他触发操作,只是正常启动汽车后,观察仪表盘是否弹出请检修制动牵引力的警示,并观察是否有其他现象。
1.2.2 工况二描述
由于插拔外接设备时问题现象会偶然复现,故分析认为在插拔外接设备时,在某种特定工况下会导致总线掉线。因此仪表盘弹出请检修制动牵引力问题的提示很可能是由于外接设备导致,外接设备及连接方式,如图2所示。
针对该情况,分析插拔外接设备,以确定导致问题现象发生时,外接设备的状态。通过复现对比,仪表盘弹窗出现“请检修牵引力”的提示,从而复现出问题发生时的状况。
首先数据录取设备接口与汽车延长端口相连接,复现的状态为外接设备拔出的过程较慢,端口的针脚之间容易出现误接触,从而容易产生问题现象。
1.2.3 工况三描述
尝试短接高速CAN线的CAN-H和CAN-L,分别对应引脚中的6/14脚,如图3所示。在短接过程中,需要保证只是短暂的短接,避免由于时间过长影响车辆状况。短接的方式为:先用金属丝的一端连在引脚6上,然后用金属丝的另一端去触碰引脚14,再瞬间拿开,从而实现短暂短接的工况。
在短接过程中,我们尽量保证短暂接触后立即断开,之后从数据中看到,当短接时间为25ms左右时,仪表盘弹出“请检修制动牵引力”的提示,与问题出现时的现象一致。
1.3 复现结果
你针对以上3种复现工况,为了避免不同车辆因素的干扰,只使用一台试验车进行3种工况的复现操作。通过对上述3种工况进行相应的复现,并统计复现的次数及频率,经过一段时间得到结果,如表2所示。
从复现结果可以看出,在正常启动汽车时,复现的概率为0,表示在该复现工况下,问题现象不会出现,可以排除车辆总线自身会掉线的可能性。
当插拔外接设备进行复现时,发现问题现象可以复现,但是频次较低,发生该现象的可能性是在插拔外接设备时,不一定会出现问题现象,而在插接过程中,2个接口之间处于某种接插状态时,才会导致问题现象的发生。通过多次分析及试验,发现在2个接口缓慢拔出的过程中,某些针脚处于连接状态,而某些针脚处于断开状态,在这种针脚连接状态下,可能会出现问题现象的发生。
在短接的CAN-H和CAN-L时,发现复现频次很高,短接的方式如复现工况中描述,基本只要进行短时间的短接,就会造成问题现象的出现。
通过对以上的复现工况及复现结果进行分析,由于短接高速CAN线时,都会出现问题现象,而在插拔外接设备的过程中,会出现由于针脚误触而导致问题现象发生,而问题发生时实际车辆只连接外接设备,而没有自己短接的可能性存在,所以基本锁定总线掉线的原因是由于插拔外接设备时,总线偶然出现短接20ms左右造成的。
2 总线崩溃对车辆功能影响分析
为了确认和分析总线崩溃是否会导致车辆出现功能问题,文章经过长时间的跟踪和车辆数据对比,进行了分析和验证。
首先对于问题第一次发生的车辆进行7天的跟踪,发现缺陷车辆恢复正常之后,车辆功能在该段时间内未发生其他异常,且录取总线数据后,数据未出现少发帧的现象。
然后对其他3辆车进行工况三的复现方法对比,即通过短接高速CAN线的CAN-H和CAN-L,总线崩溃时间不同,车辆也会有不同的状态。因为模块的轮询周期不同,部分模块轮询周期较短,出现总线掉线后立刻会有警示灯弹出。
掉线时间不同对车辆会有不同的影响,对比的指标主要分为以下几个方面,如表3所示。
因为汽车外接设备发生崩溃的时间为20ms左右,故设定短接时间为10ms、20ms、40ms、80ms,对比数据,如表4所示。
从表4中可以看出,在追踪车辆后期质量时,没有出现相关的故障,说明总线短暂崩溃后,汽车的功能会迅速恢复正常,并且不影响车辆的其他功能。
3 结论
通过对以上的复现工况及复现结果进行分析,总线发生瞬时崩溃的原因是在插拔外接设备的过程中,出现针脚误触而导致总线短路。通过对问题发生后的车辆功能进行长时间的追踪,车辆功能未发现故障。综上所述,当总线短暂崩溃后,车辆的功能会迅速恢复正常,并且不会对车辆的正常功能造成影响。文章在理论上阐述了汽车总线短暂掉线发生后根本原因的确认,并评估此现象对整车功能的影响,可以指导后期车辆出现该问题后的排查及功能评估。后期将进一步研究总线掉线时间长短对于车辆功能安全方面的影响,并研究总线在出现意外情况下保持稳定的方法及策略。
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