某车辆信息系统典型故障分析与研究

刘兆丹（北京汽车研究总院电子电器与空调部，北京　101300）

某车辆信息系统典型故障分析与研究

刘兆丹
（北京汽车研究总院电子电器与空调部，北京101300）

信息技术的广泛应用明显提高了车辆的技术性能及车辆保障率。某车型上显控屏所具有的专家系统与诊断系统能随时检测车辆本身技术状态。当有故障时，通过专家系统进行故障排查，维修指南提供维修方案；车辆还具有定位导航、无线信息传输等信息化功能。对信息系统在试验过程中发生的故障进行分析处理，保障了产品的稳定性、使用方便性。

信息系统；显控屏；故障

车辆应用各种信息技术，使车辆具有环境感知、信息采集、存储、显示、传输与处理的能力。对于车辆信息化，就是嵌入信息技术于车辆，使其具有自诊断、定位与导航、战场环境感知、无线信息传输和辅助决策等功能。同时，有效开发和利用信息资源，使信息技术在车辆及体系中占据核心和支配地位，在数量与品质上达到信息化建设标准，使车辆使用过程、保障过程达到信息化建设标准。车辆信息技术只是车辆信息化的一个技术手段，车辆信息化是车辆信息技术发挥效益的必要条件和需要实现的目标。

1　信息系统设计概述

信息系统采用的方案是把北斗用户设备、电台全部集成在一起。此方案由显控屏 （嵌入式）、综合通信控制器 （嵌入式）、北斗用户设备-电台等部分组成。其中综合通信控制器集成了北斗用户设备、电台等典型无线设备硬件接口。

信息系统包含：显控屏、显控屏线束、综合通信控制器、综合通信控制器线束。

显控屏具有北斗系统、电台系统、诊断系统、专家系统、系统设置、用户手册6项功能。通过实时采集CAN总线上由BCM、发动机ECU发出的故障信息，实现对车辆车身、动力系统故障的诊断；专家系统根据故障信息给出诊断方案和诊断视频播放，指导维修；对车身、动力故障进行故障诊断并显示相关故障信息。同时通过与北斗、电台接口连接，实现对北斗、电台信息的操作；通过部署的北斗导航模块，实现定位及路径规划等行车导航功能；主界面、北斗系统主界面、电台系统主界面可实时提示车辆故障信息、北斗卫星信号、北斗短消息、电台新消息。

综合通信控制器实现设备的数据转换及供电功能。

显控屏线束、综合通信控制器线束实现显控屏与综合通信控制之间的数据连接、与电台天线的连接、与北斗一体机的电源与数据连接。

2　显控屏开发过程中出现的典型故障及分析

2.1冷车死机、无法启动

高原试验和高寒试验中，分别出现显控屏冷车死机、无法启动。经确认，显控屏故障均属于低温时无法启动。

1）原因分析通过鱼骨图方法的分析，判断低温时导致显控屏无法启动的根本原因如下：①通电时，加热器与系统同时启动，导致保护电路动作；②12V供电情况下，保护电路设定保护值6A，没有超过额定负载，但是，瞬间脉冲导致保护电路动作。

2）解决措施①更改通电时序：先给显控屏系统通电，500ms后，再给加热器供电，如图1所示；②更改加热器电路电阻及过载保护电路，以确保瞬时峰值电流保护。

图1　　通电时序图

3）验证关闭低温舱验证两次，均在-41℃冷冻24 h，启动成功；试验车辆 （低温、高原试验车辆）更换显控屏后未报出故障；问题关闭。

2.2出现黑屏

车辆行驶过程中，显控屏出现黑屏现象，几分钟后，自行重启，恢复正常。

1）原因分析显控屏设计特性要求：满足车辆在不同工况条件下都能持续工作，故在设计逻辑上必须增加防抖、防震控制逻辑，消除由此类情况引发系统故障。导致此问题原因：电源键随车震动触发开关机，按键防抖时长设置不合理。

2）解决措施在原按键扫描去抖程序基础上，增加延迟，由原来的200 ms增加到500 ms。按键采用正式模具注塑加工，保证安装结构精度，防止按键卡滞发生。

3）验证关闭后续试验车辆都更换为最新状态零部件，包括高原、高寒适用车辆，适用试验结束未反馈黑屏重启问题；热区4台样车开展试验，未反馈黑屏重启问题。

2.3扬声器有杂音

显控屏外接音频，音量调节设计不合理，最小音量时，扬声器输出音量大到令人无法接受；显控屏模块开启后，扬声器有杂音输出。

1）原因分析系统软件启动时，系统对音频芯片进行初始化，初始化命令错误：增益设置过大；从显控屏通电到应用程序启动，此时音频处理板已经通电，但没有接受控制命令，导致出现杂音。

2）解决措施修改程序软件，在未进入系统时功放板关闭声音输出，进入应用软件程序后，触发一个使能信号触发功放板，同时修改音频芯片初始化部分程序，减少增益3 db；音频芯片初始化时，高音控制、中音控制、低音控制部分指令发送错误，“数据-B6”有效，而程序初始化时，误写为 “数据-B7”有效，数据设置错误，造成音频芯片噪音输出过大。

3）验证关闭①音频处理芯片测试：显控屏音频处理芯片采用ST的TDA7419功放芯片，经过测试芯片具有正常功能；芯片接触可靠性测试。②扬声器测试：经替换法试验，扬声器工作正常；经过测试电源噪声小于60mV。③台架测试，显控屏开机后无异响。

2.4显控屏不能自启动

车辆起动后，显控屏不能自启动。

1）原因分析由于本车型的发动机为柴油机，起动机功率较大，且某车型要求在-30～-41℃的环境温度下能正常起动，因此在整车电源分配设计时，将一些不影响整车起动的大功率用电设备 （如点烟器、备用电源、后除霜、显控屏等）的电源挂在ACC档，在起动过程中这些大功率用电设备不能工作，使得蓄电池能量集中用于起动、发动机的顺利起动。

电台和北斗工作时，前提条件是显控屏要先开启；而北斗、电台、显控屏工作时的最大功率可达到450 W，因此，在整车设计时，将显控屏的电源挂在ACC档，在车辆起动后显控屏不能自开启。

由于消耗功率较大，设计时将显控屏及设备在发动机起动后、发电机正常发电时才可进行工作。

随车配备的使用说明书已明确车辆起动后，才能开启显控屏。

2）更改分析如需要将显控屏更改为起动过程中不断电，需要做如下变更：①由于IG1电源直接由点火开关驱动，而点火开关IG1的触点功率只有40W；如将显控屏电源接在IG1上，点火开关IG1触点功率不够，因此需增加一个IG1继电器。②如显控屏更改为可自动启动，理论计算结果如下：当显控屏、电台、北斗以最大功率450W工作时，工作电流为450W/12V= 37.5 A；该系统在发动机未起动前工作，完全由蓄电池进行供电工作；蓄电池的额定容量为80Ah；常温条件下，系统工作1h，蓄电池容量将耗费37.5Ah，蓄电池的容量下降近50%。

3　结论

设计状态为显控屏、电台、北斗系统在发动机不起动时不能工作，该系统在发动机起动后由发电机供电后再工作。

（编辑杨景）

Typical Trouble Analysis and Research of A Vehicle Information System

LIU Zhao-dan
（Electronic Electric&Air Condition Dept.，Beijing Automotive Technology Center，Beijing 101300，China）

The wide use of information technology obviously improves the technical performance and guarantee rate of vehicles.The expert system and diagnosis system on a vehicle display can detect technical status at any time. It can clear troubles and provide maintenance scenarios.It has the information functions such as positioning，navigation and wireless information transmission.The troubles occurring in test can be analyzed and processed to guarantee its stability and convenience.

information system；display；trouble

U463.6

B

1003-8639（2016）02-0037-02

2015-10-22；

2015-11-28