总线记录仪在偶发性电气故障排查中的应用

谷原野，孙久龙，孙 云，冯梓轩，节忠海

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

乘用车在整个生命周期中，包括试制、量产、售后、质保等阶段均会暴露“奇怪”的电气故障现象，并且车辆在故障现象的表象为偶发出现，故障复现的频次不定，地点不定，同时现象不容易捕捉，为故障排查带来了一定的难度。

针对此类偶发性的电气故障，如果采取测试工程师跟车测试的方法，复现故障现象的几率低，会浪费大量的时间成本和人力成本，故障排查的效率较低，并且偶发性故障往往隐含着软件设计的缺陷，不易察觉，需要尽早排查解决，否则后续车辆上市后也会浪费大量的人力及物力等资源。本文介绍总线记录工具的实际应用，可方便记录总线所有数据文件，可准确定位故障发生时的总线行为，提升故障定位与排查的效率。

1 总线记录仪工作原理

总线记录仪主要功能为记录总线数据，目前总线记录仪应用较多的为Vector公司的GLX000系列［1］。本文以GL1000实际应用为例进行说明，可支持同时记录2路CAN总线数据，内置SD卡槽，用于总线数据存储，通过软件可设置报文滤波器、触发记录方式以及总线数据的存储格式、存储地址及每个存储块容量等内容，数据记录完成后，可通过USB数据导出至测试电脑，用于后续的数据分析。

总线记录仪的物理连接关系比较简单，只需要将每个通道的电源和搭铁连接至整车的电源和搭铁即可，将CAN_H与CAN_L连接至目标的CAN总线上即可采集总线数据，如图1所示。

总线记录仪采集数据后，需应用CANoe的数据分析工具做进一步的分析，能够分析总线数据值的变化以及总线报文丢帧等故障现象。CANoe具有强大的数据分析功能［2］，通过回放记录的总线数据，应用Graphic工具选中所关注的信号并关注数据值的变化情况，应用Frame Histogram工具可关注报文周期的变化情况，并可在Write窗口中自动生成报告，可直观分析报文周期的相关数据，包括报文数量、平均周期、最小周期、最大周期以及标准差等数据［3］。

图1 总线记录仪连接方式

2 故障排查应用

2.1 故障现象

某车型在海南试验场路试过程中，车辆在怠速行驶时，仪表显示屏突然变黑后，出现重新点亮且发动机熄火的现象。

2.2 故障分析

首先分析本车型的电源供给模式及分配原理。可定位仪表掉电重启的原因为供电模式发生了变化导致，即供电模式由Running供电模式切换到其他供电模式，然后切换到ON挡，而供电模式的切换是由BCM控制并通过总线传输至其他的控制单元，各控制单元根据当前的供电模式执行相关的控制策略。供电模式的信息流向［4］如图2所示。

图2 供电模式信号流向

根据图2供电模式的信号流向，可将总线记录仪接至动力CAN采集数据，分析动力CAN信号的供电模式信号的变化情况即可。

2.3 故障排查

第1步：在上一次出现熄火故障后，读取组合仪表IC、车身控制单元BCM、网关GW、电子控制单元ECU等控制器的故障码，均未报故障，排查重点为供电模式信号在故障发生时的数值变化。

第2步：将行车记录仪接入动力CAN，车辆点火并一直保持于怠速状态直至故障现象复现，然后将总线记录仪中的数据导出，总线记录仪记录的数据按照时间排序并分块进行存储，并且当故障复现后，立即停止总线数据记录，故障时刻的数据即存储在OpenBuffer中，只需要分析其中的数据即可。

第3步：应用CANoe软件进行详细数据分析，通过Graphic工具回放数据文件中PowerMode总线信号状态，发现发生故障现象时刻，PowerMode信号跳变，如图3所示。通过Frame Histogram工具关注报文周期的变化情况，如图4所示。数据回放完毕后会在write窗口生成数据分析报告，报文周期正常，如图5所示。经过分析此故障现象为BCM软件设计缺陷导致。由BCM更新软件解决供电模式跳变问题。

3 结论

图3 PowerMode 信号跳变

图4 报文周期直方图

图5 报文周期统计报告

本文介绍了总线记录仪的工作原理及在偶发性电气故障排查中的应用，总线记录仪能够及时、准确记录电气故障发生时刻的总线数据。通过结合CANoe工具进行数据分析，能够准确定位故障原因，对于总线信号引起的偶发性故障现象的排查效果明显，极大地提升电气故障排查的效率。

参考文献：

［1］ GL1000 Series Logger User manual［Z］.

［2］ 李志涛.基于CANoe数据回放测试的研究和分析［J］.汽车电器，2016（2）：48-51.

［3］ 胡艳峰，唐键，邹利宁.基于CANoe的汽车CAN总线通信及诊断设计［J］.汽车电器，2015（6）：10-13.

［4］ 王开德，李再励.数据流分析在汽车故障检测中的应用［J］.汽车维修，2013（7）：15-17.