一種基于IG-OFF開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)診斷的替代報(bào)文發(fā)送方法研究與應(yīng)用

張曉光，黃金山，陶英軒，劉曉祥，馮梓軒，高家君

（一汽奔騰轎車有限公司，吉林 長(zhǎng)春130012）

隨著汽車CAN總線技術(shù)的快速發(fā)展，汽車CAN控制器（ECU）數(shù)量與種類逐漸增多，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)整車在IG-OFF后某些電氣功能依舊開(kāi)啟，整車各種控制器均引入了睡眠策略。其中對(duì)于無(wú)功能要求ECU，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、安全氣囊控制單元等均采取了無(wú)網(wǎng)絡(luò)管理方式，即控制器檢測(cè)到IG-ON跳為IG-OFF后將直接進(jìn)入睡眠狀態(tài)；對(duì)于遵循AUTOSAR簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理ECU節(jié)點(diǎn)，則在IG-ON跳變?yōu)镮G-OFF后繼續(xù)維持工作狀態(tài)。根據(jù)整車網(wǎng)絡(luò)診斷IG-OFF下依舊開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)診斷要求，此時(shí)未睡節(jié)點(diǎn)將記錄已睡節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)丟失故障，為防止誤記DTC問(wèn)題發(fā)生，需要網(wǎng)關(guān)替代已睡節(jié)點(diǎn)向未睡節(jié)點(diǎn)發(fā)送替代報(bào)文。但發(fā)送時(shí)機(jī)如果設(shè)計(jì)不合理，反而會(huì)觸發(fā)更多的故障。為此本文結(jié)合整車實(shí)際狀態(tài)，對(duì)替代報(bào)文的發(fā)送時(shí)機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)化研究，提出了具體的解決方案，保證替代報(bào)文的正確發(fā)送。

1 替代報(bào)文發(fā)送時(shí)機(jī)不合理帶來(lái)的影響

在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)者并未意識(shí)到替代報(bào)文發(fā)送時(shí)機(jī)的重要性，將整車IG硬線或車身控制器發(fā)出的PowerMode信號(hào)做為單一觸發(fā)條件進(jìn)行替代報(bào)文的開(kāi)啟與關(guān)閉，結(jié)果導(dǎo)致在一些車型特殊功能上出現(xiàn)誤報(bào)警報(bào)燈問(wèn)題或某些ECU誤報(bào)網(wǎng)絡(luò)DTC問(wèn)題。

其中以某車型儀表上電異常顯示為例，當(dāng)網(wǎng)關(guān)以IGOFF跳變?yōu)镮G-ON做為替代報(bào)文停止發(fā)送條件時(shí)：在實(shí)際整車上，存在PowerMode-ON信號(hào)偶發(fā)早于IG-ON情況，而此時(shí)儀表因?yàn)樵谑盏絇owerMode為ON信號(hào)后，就開(kāi)啟了某些已睡ECU信號(hào)顯示需求，因?yàn)榇藭r(shí)網(wǎng)絡(luò)上存在的是網(wǎng)關(guān)替代已睡節(jié)點(diǎn)的虛擬報(bào)文，從而導(dǎo)致了儀表信號(hào)顯示異常。

再以某車型誤報(bào)ECU網(wǎng)絡(luò)報(bào)文LiveCounter錯(cuò)誤為例，當(dāng)網(wǎng)關(guān)以PowerMode由ON跳變?yōu)镺FF做為替代報(bào)文開(kāi)啟發(fā)送條件時(shí)：在實(shí)際整車上，存在PowerMode-OFF信號(hào)晚于IG-ON情況，此時(shí)未睡眠節(jié)點(diǎn)依舊將按照IG-ON條件去監(jiān)測(cè)已睡眠節(jié)點(diǎn)的報(bào)文LiveCounter值（檢測(cè)到連續(xù)5條報(bào)文的LiveCounter為相同值則報(bào)出DTC），而此時(shí)網(wǎng)關(guān)已經(jīng)替代已睡眠節(jié)點(diǎn)發(fā)出了替代報(bào)文（因網(wǎng)關(guān)發(fā)送替代報(bào)文，所以將LiveCounter設(shè)置為0），因此導(dǎo)致了未睡眠節(jié)點(diǎn)報(bào)出DTC。其中對(duì)故障時(shí)間段車輛總線進(jìn)行了監(jiān)控，從圖1中可得到故障真實(shí)狀況。

圖1 LiveCounter錯(cuò)誤信號(hào)圖

2 替代報(bào)文發(fā)送時(shí)機(jī)分析

導(dǎo)致發(fā)送時(shí)機(jī)不合理的根本原因在于：車輛PowerMode中ON跳變?yōu)镺FF或OFF跳變?yōu)镺N與硬線IG信號(hào)由ON跳變?yōu)镺FF或OFF跳變?yōu)镺N的時(shí)間不能絕對(duì)同步，存在PowerMode較硬線IG提前或者延后情況。經(jīng)與實(shí)車測(cè)試，其中發(fā)現(xiàn)PowerMode較硬線IG極端情況下可提前45ms，因此10ms替代報(bào)文將被發(fā)送5幀，因此導(dǎo)致了LiveCounter錯(cuò)誤；其中發(fā)現(xiàn)Power－Mode較硬線IG極端情況下也可晚30ms，因此10ms替代報(bào)文將被發(fā)送4幀，這就導(dǎo)致了儀表顯示異常。那么如何能將兩個(gè)關(guān)鍵條件進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，進(jìn)而作為網(wǎng)關(guān)發(fā)送和停止替代報(bào)文的時(shí)機(jī)條件將是本方案的重點(diǎn)研究方向。

3 替代報(bào)文開(kāi)啟與關(guān)閉的觸發(fā)算法

首先需要設(shè)置替代報(bào)文觸發(fā)條件的前提條件，即在網(wǎng)絡(luò)未喚醒條件下，不論P(yáng)owerMode和IG如何變化，網(wǎng)關(guān)均不發(fā)送替代報(bào)文。只在有網(wǎng)絡(luò)喚醒條件下，網(wǎng)關(guān)將激活替代報(bào)文功能，進(jìn)行替代報(bào)文的關(guān)閉與打開(kāi)。替代報(bào)文時(shí)序圖如圖2所示。

結(jié)合時(shí)序圖，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理替代觸發(fā)算法如下說(shuō)明。

圖2 替代報(bào)文時(shí)序圖

1）開(kāi)啟替代報(bào)文觸發(fā)算法為：IG-OFF和PowerMode OFF都滿足時(shí)，開(kāi)啟替代報(bào)文。算法公式為：IG-OFF &&PowerMode OFF。

2）關(guān)閉替代報(bào)文觸發(fā)算法為：IG-ON或PowerMode ON或簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)入Twbs任意條件滿足時(shí)，關(guān)閉替代報(bào)文。算法公式為：IG-ON//PowerMode ON//簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)入Twbs。

其中PowerMode狀態(tài)需采集舒適CAN PowerMode2信號(hào)，其中信號(hào)值與PowerMode對(duì)應(yīng)關(guān)系為：Off和Recentlyoff對(duì)應(yīng)PowerMode OFF，IgnitionON、Running、Pause Running、Restarting、Crank對(duì)應(yīng)PowerMode ON。

3）異常情況處理：若Powermode丟失或接收到無(wú)效位（包括Reserved），則網(wǎng)關(guān)關(guān)閉替代報(bào)文發(fā)送。

4 策略在實(shí)車上的應(yīng)用

本策略在一汽某車型上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)對(duì)車輛報(bào)文截取分析，網(wǎng)關(guān)替代報(bào)文的發(fā)送已經(jīng)按照預(yù)定策略進(jìn)行，可在圖3及圖4實(shí)車報(bào)文截圖中進(jìn)行分析和查看。同時(shí)對(duì)車輛功能以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障監(jiān)控，均正常。通過(guò)實(shí)車應(yīng)用，充分驗(yàn)證了本策略的合理性，并成功避免了以往問(wèn)題的再發(fā)生。

圖3 替代報(bào)文開(kāi)啟策略實(shí)車報(bào)文

圖4 替代報(bào)文關(guān)閉策略實(shí)車報(bào)文

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)網(wǎng)關(guān)替代報(bào)文策略的研究，提出IG與PowerMode兼顧的設(shè)計(jì)方法，利用該方法解決了儀表異常顯示、未睡眠節(jié)點(diǎn)誤報(bào)網(wǎng)絡(luò)DTC等問(wèn)題。本設(shè)計(jì)已經(jīng)應(yīng)用于某一汽車型上，車輛情況完全正常，也進(jìn)一步證明了該替代報(bào)文的設(shè)計(jì)方法具有可行性和可靠性。