CN104914849A - 一种故障记录装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车故障诊断领域，具体涉及了一种故障记录装置及方法，所述故障记录装置包括：网关处理器、以及通过CAN总线与所述网关处理器连接的随机存储器RAM和电可擦可编程只读存储器EEPROM；通过RAM存储网关处理器接收的CAN总线报文，在网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，以用时间信息标记写入EEPROM中的CAN总线报文。利用本发明可以在整车出现电气故障，特别是偶发性故障时，简单有效的记录实时故障信息，提高了解决故障的效率。

Description

一种故障记录装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆故障诊断领域，具体涉及了一种故障记录装置及方法。

背景技术

汽车故障诊断是指：依照相关技术标准，使用专用的工具、仪器、设备和软件，对汽车故障进行检测排查、分析判断，从而查明故障成因，确认故障部位的过程。汽车故障的诊断方法基本上是人工直观经验诊断法和仪器设备诊断法。随着汽车技术的发展，特别是电子技术、计算机技术在汽车上的应用，汽车故障诊断正从传统的眼观、耳听、鼻闻、手摸、隔离、试探和比较等经验诊断方式，向以数字化、集成化和智能化的诊断设备为辅助手段，以信息技术为依托的现代汽车故障诊断技术体系发展。

现有的仪器设备诊断方法主要有两种：一种是故障码的诊断分析方法，用汽车电脑故障诊断仪将电控单元存储器中存储的故障信息以代码(故障码)的形式读出来，并根据代码找到故障原因和部位。它的缺点是：故障码只是简单的表述故障，不会反映当时的整车情况和总线情况，不能准确定位问题所在。另一种是使用总线数据记录仪，对故障车进行跑路测试。它的主要缺点是：难以实时保存偶发的故障数据，数据冗余度高，投入成本高等。

发明内容

本发明提供一种故障记录装置及方法，以简单方便地记录故障发生时整车的状态情况，为分析故障原因提供相应信息。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种故障记录装置，包括：网关处理器、以及通过CAN总线与所述网关处理器连接的随机存储器RAM和电可擦可编程只读存储器EEPROM；所述RAM用于存储网关处理器接收的CAN总线报文；所述网关处理器对所述RAM和EEPROM进行控制；所述网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将所述RAM中存储的所述包含故障信息的CAN总线报文写入所述EEPROM中，同时获取时间信息，以用所述时间信息标记写入所述EEPROM中的CAN总线报文。

优选地，所述网关处理器控制所述EEPROM对CAN总线报文的写入、CAN总线报文的替换、CAN总线报文读取和CAN总线报文的清除。

优选地，在以下任意一种情况发生时，所述网关处理器控制所述RAM暂停对CAN总线报文的接收：电池电压超出阈值，总线系统初始化，安静模式，发动机起动，控制诊断故障代码服务。

优选地，所述网关处理器对待写入EEPROM的CAN总线报文进行判断：如果所述EEPROM中存储有相同的CAN总线报文，则将待写入的CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM，并删除EEPROM中存储的所述相同的CAN总线报文及其时间信息。

优选地，所述网关处理器在将CAN总线报文写入所述EEPROM之前，检查所述EEPROM中存储的CAN总线报文的数量，如果达到设定数量，所述网关处理器停止对EEPROM的CAN总线报文写入。

优选地，所述故障信息包括下列任一种或多种：发动机故障信息、变速箱故障信息、电子驻车故障信息、车身稳定系统故障信息、电子助力故障信息、总线故障信息。

一种故障记录方法，其特征在于，包括：

网关处理器通过CAN总线接收CAN总线报文并通过RAM存储所述CAN总线报文；

如果所述CAN总线报文包含故障信息，则获取RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文；

将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，用所述时间信息标记写入所述EEPROM中的CAN总线报文。

优选地，所述方法还包括：

在将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM之前，检测所述EEPROM中CAN总线报文是否达到设定数量；

如果已达到设定数量，则停止写入所述EEPROM。

优选地，所述方法还包括：

在将CAN总线报文写入所述EEPROM时，判断所述EEPROM中是否存储相同的CAN总线报文；

如果存储有相同的CAN总线报文，则将所述CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM，删除EEPROM中存储的所述相同的CAN总线报文及其时间信息。

优选地，所述方法还包括：

网关处理器在接收到清除所述故障信息的诊断服务请求后，删除所述EEPROM中含所述故障信息的CAN总线报文及其时间信息。

优选地，所述方法还包括：

网关处理器在将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM后，触发对应所述故障信息的老化计数器；

在所述老化计数器溢出后，网关处理器删除所述EEPROM中包含所述故障信息的CAN总线报文及其时间信息。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的故障记录装置及方法，通过网关处理器控制RAM和EEPROM对总线报文和报文时间的采集与存储，在出现故障时，将包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM，进而可以使测试人员很容易得到故障信息，并且在整车状态信息比较明了的情况下，对继发性和偶发性故障原因进行分析，提高了解决问题的效率。

附图说明

图1是本发明实施例故障记录装置的一种结构示意图。

图2是本发明实施例故障记录装置的另一种结构示意图。

图3是本发明实施例故障记录方法的一种流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

针对目前故障码简单、实时数据保存难、数据冗余高、投入成本高等问题，本发明实施例提供一种故障记录装置及方法，简单方便的记录故障、故障发生时间以及故障发生时整车信息，对高效分析常发性故障和偶发性故障，有很好的促进作用。

车辆CAN总线，全称控制器局域网(Controller Area Network)，它是一种串行数据通信协议，被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制单元(简称电控单元)之间交换信息，进行数据共享，形成汽车电子控制网络；CAN总线通常是双线，双线CAN总线为差分信号，一般通过CAN_H和CAN_L两根线实现差分通讯。

汽车网关处理器是汽车内部通信的核心，通过它可以实现各条总线上信息的共享以及实现汽车内部的网络管理和故障诊断功能。将汽车特定电控单元通过CAN总线连接到网关处理器后，网关处理器可以实时的将所述电控单元相关信息存储起来，尤其是所述电控单元出现故障后的信息，可以将这些故障信息作为诊断电控单元的诊断依据。

如图1是本发明实施例故障记录装置的一种结构示意图。

该装置包括：网关处理器、以及通过CAN总线与网关处理器连接的RAM(随机存储器)和EEPROM(电可擦可编程只读存储器)。其中，RAM用于存储网关处理器接收的CAN总线报文；网关处理器对RAM和EEPROM进行控制；网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，以用时间信息标记写入EEPROM中的CAN总线报文。

在实际应用中，可以将车辆的一个或多个电控单元通过CAN总线连接到网关处理器，实现对这些电控单元故障信息的实时记录，而且，上述电控单元出现的故障类型也可以有多种，比如通过CAN总线报文中的相关字段来区分不同的故障。

下面实施例介绍了一种网关处理器接收动力CAN总线上的故障信息，使用EEPROM存储车辆动力部分故障的例子，在此实施例中动力部分故障可以是下列任一种或多种：发动机故障信息、变速箱故障信息、电子驻车故障信息、车身稳定系统故障信息、电子助力故障信息、总线故障信息。

如图2所述是本发明实施例故障记录装置的另一种结构示意图。

与图1所述实施例不同的是，在该实施例中包括：将发动机电控单元(图中未示)连接到网关处理器的动力CAN总线PCAN(包括PCAN_H、PCAN_L)，将车身控制器(图中未示)连接到网关处理器的车身CAN总线BCAN(包括BCAN_H、BCAN_L)，将诊断设备(图中未示)连接到网关处理器的诊断CAN总线(包括诊断CAN_H、诊断CAN_L)，分别与EEPROM和网关处理器连接的CAN总线(包括CAN_H、CAN_L)。

其中，网关处理器分别通过动力CAN总线PCAN(包括PCAN_H、PCAN_L)、车身CAN总线BCAN(包括BCAN_H、BCAN_L)以及诊断CAN总线(包括诊断CAN_H、诊断CAN_L)连接不同的电控单元(图中未示)；EEPROM通过CAN总线(包括CAN_H、CAN_L)与诊断设备(图中未示)和网关处理器连接。

在该实施例中，网关处理器将接收的动力CAN总线PCAN信号转发到车身CAN总线BCAN；同时动力CAN总线PCAN连接到RAM上，RAM保存最近时间段(比如200ms)的动力CAN总线发送过来的CAN总线报文，当动力CAN总线PCAN上故障(如发动机故障、变速箱故障、电子驻车故障、车身稳定系统故障、电子助力故障、总线故障等)发生时，动力CAN总线PCAN上的电控单元会把故障信号发送到CAN总线上，网关处理器接收到故障信号，将RAM存储的总线报文写入EEPROM中，同时网关处理器获取车身CAN总线BCAN上的时间信息，将时间信息存储到EEPROM中，并用该时间信息标记写入到EEPROM中的总线报文。

由于EEPROM容量有限，因此可以预先设定EEPROM存储CAN总线报文的数量，比如5段。一旦EEPROM中存储的CAN报文达到设定数量，网关处理器就停止对EEPROM的CAN总线报文写入，也就是说，网关处理器在将包含故障信息的报文写入EEPROM之前，需要检查EEPROM中存储的CAN总线报文数量是否达到设定值，如果未达到设定值，则将该CAN总线报文写入EEPROM中，否则可以直接丢弃该CAN总线报文。

进一步地，网关处理器检查EEPROM中存储的CAN总线报文数量是否为设定数量，可以通过判断EEPROM中存储计数器是否溢出来实现；如果存储计数器溢出，则EEPROM中存储的CAN总线报文数量已经达到设定数量，否则EEPROM中可以继续写入CAN总线报文。

另外，为了进一步充分利用EEPROM的存储容量，网关处理器在将包含故障信息的报文写入EEPROM之前，还需要检查EEPROM中是否存储有相同的CAN总线报文，如果有，则将待写入的CAN总线报文及时间信息写入EEPROM替换EEPROM存储的相同的CAN总线及其时间信息。

需要说明的是，网关处理器检查EEPROM是否存储有相同的CAN总线报文，具体可以通过检查CAN总线报文相关字段实现：CAN总线报文一共128bit，其中有11bit为标识符，用来标识电控单元，比如EPS发出的报文标识符为0x1A3，发动机电控单元发出的报文标识符为0x117；其中有64bit为数据场，用来存储电控单元发出的各种信息。例如动力CAN总线报文，它包括所有动力CAN总线上各个电控单元(发动机控制单元、变速箱控制单元、电子助力控制单元等)发出的各种信息(既包括整车运行时的发动机转速、水温、挡位、扭矩、车速、方向盘转角等信息，也包括各个电控单元发出的错误标志信息)。

进一步地，在下述情况下，网关处理器可以暂停RAM对CAN总线报文的接收，比如：

蓄电池电压超出阀值：当电源供电电压超出电控单元的阀值，整个故障记录装置都会收到影响，网关处理器暂停RAM对总线报文的接收，使用自诊断功能记录“蓄电池电压低”“蓄电池电压高”的故障代码。

总线系统初始化：为了防止总线系统初始化时总线误报错，网关处理器暂停RAM对总线报文的接收，待初始化规定时间(比如1.5s)后，开启RAM对总线报文的接收。

安静模式：指某个电子控制单元在软件升级过程中有大量数据传输，为了降低网络负载，其他不需要升级的电子控制单元就不再发送信号；网关处理器也是一个电子控制单元，所以在安静模式下，它就需要停止普通CAN总线报文传输。

发动机起动：在发动机起动阶段和发动机起动结束后规定时间(比如1s)内，蓄电池电压应视为处于不稳定状态，为避免电压不稳定影响，网关处理器暂停RAM对总线报文的接收。

控制诊断故障代码服务：诊断设备通过诊断服务使网关处理器暂停RAM对总线报文的接收，比如售后诊断仪或诊断设备向网关处理器发送暂停网关存储故障信息。

进一步地，在需要对故障进行分析时，可以将诊断仪器或者诊断设备连接到网关处理器与EEPROM；诊断仪器或者诊断设备对网关处理器发送获取故障信息指令，网关处理器收到指令后，控制EEPROM存储的CAN总线报文发送到CAN总线上，诊断仪器或者诊断设备接收CAN总线上的数据。

在本实施例中，列举了动力CAN总线上的故障，当然整车出现故障的部分不局限一条网段和本方案的故障类型，对此本实施例不做此限定。

本发明实施例的故障记录装置，通过RAM存储网关处理器接收的CAN总线报文，在网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，以用时间信息标记写入EEPROM中的CAN总线报文，它在整车信息明确的情况下，有效的记录了故障内容与故障发生时间，为后续故障分析提供了依据，并提高了诊断故障的效率。

相应的，本发明实施例提供了一种故障记录方法，该方法包括：网关处理器通过CAN总线接收CAN总线报文并通过RAM存储所述CAN总线报文；如果所述CAN总线报文包含故障信息，则获取RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文；将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，用所述时间信息标记写入所述EEPROM中的CAN总线报文。

如图3所示，是本实施例故障记录方法的一种流程图，包括以下步骤：

步骤101，钥匙ON档，网关处理器启动RAM对CAN总线报文的接收。

需要说明的是，在特定情况下(如电池电压超出阈值，总线系统初始化，安静模式，发动机起动，控制诊断故障代码服务等)，网关处理器也可以暂停RAM对CAN总线报文的接收。

步骤102，RAM开始存储CAN总线报文。

所述RAM采用FIFO存储器，即第一个进入其内的数据第一个被移出，如果内存产生溢出，则后进的总线报文挤掉先进的总线报文。

步骤103，网关处理器判断是否收到故障信息的CAN总线报文，如果是，执行步骤104，否则执行步骤102。

步骤104，网关处理器判断EEPROM中CAN总线报文是否达到设定数量，如果是，执行步骤108，否则执行步骤105。

具体的，网关处理器判断EEPROM中CAN总线报文数量是否达到设定数量，可以通过判断EEPROM中存储计数器是否溢出来实现，如果存储计数器溢出，则EEPROM中存储的CAN总线报文数量已经达到设定数量，否则EEPROM中可以继续写入CAN总线报文。

步骤105，判断EEPROM中是否存储相同的CAN总线报文，如果是，执行步骤106，否则执行步骤107。

具体的，网关处理器判断EEPROM中是否存储相同的CAN总线报文，可以通过检查CAN总线报文中故障信息相关字段的来实现。

步骤106，将RAM中存储的CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM中，删除EEPROM中存储的相同的CAN总线报文及其时间信息。

步骤107，将RAM中存储的CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM中，EEPROM存储计数器加1，EEPROM存储器的值可以为步骤104中网关处理器判断EEPROM中存储的CAN总线报文是否达到设定数量提供依据。

步骤108，EEPROM停止储存数据。

进一步地，在下列两种情况下，EEPROM将删除所存储数据：

1.网关处理器接收到清除故障信息的诊断服务请求，控制EEPROM删除含所述故障信息的数据。

2.网关处理器在将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM后，触发对应所述故障信息的老化计数器，在所述老化计数器溢出后，EEPROM将删除所存储含故障信息的数据。

步骤109，结束。

本发明实施例提供的故障记录方法，通过网关处理器对RAM和EEPROM的控制，存储了设定数量段的故障信息，此方法简单有效，提高了故障诊断效率。

综上所述，本发明实施例提供的故障记录装置及方法，通过RAM存储网关处理器接收的CAN总线报文，在网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，以用时间信息标记写入EEPROM中的CAN总线报文。此故障记录装置及方法简单有效地记录了实时的故障信息，减少了系统数据冗余度与设备投入成本。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种故障记录装置，其特征在于，包括：网关处理器、以及通过CAN总线与所述网关处理器连接的随机存储器RAM和电可擦可编程只读存储器EEPROM；所述RAM用于存储网关处理器接收的CAN总线报文；所述网关处理器对所述RAM和EEPROM进行控制；所述网关处理器接收到包含故障信息的CAN总线报文后，将所述RAM中存储的所述包含故障信息的CAN总线报文写入所述EEPROM中，同时获取时间信息，以用所述时间信息标记写入所述EEPROM中的CAN总线报文。

2.根据权利要求1所述的故障记录装置，其特征在于，所述网关处理器控制所述EEPROM对CAN总线报文的写入、CAN总线报文的替换、CAN总线报文读取和CAN总线报文的清除。

3.根据权利要求1所述的故障记录装置，其特征在于，在以下任意一种情况发生时，所述网关处理器控制所述RAM暂停对CAN总线报文的接收：电池电压超出阈值，总线系统初始化，安静模式，发动机起动，控制诊断故障代码服务。

4.根据权利要求1至3任一项所述的故障记录装置，其特征在于，所述网关处理器对待写入EEPROM的CAN总线报文进行判断：如果所述EEPROM中存储有相同的CAN总线报文，则将待写入的CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM，并删除EEPROM中存储的所述相同的CAN总线报文及其时间信息。

5.根据权利要求4所述的故障记录装置，其特征在于，所述网关处理器在将CAN总线报文写入所述EEPROM之前，检查所述EEPROM中存储的CAN总线报文的数量，如果达到设定数量，所述网关处理器停止对EEPROM的CAN总线报文写入。

6.根据权利要求1所述的故障记录装置，其特征在于，所述故障信息包括下列任一种或多种：发动机故障信息、变速箱故障信息、电子驻车故障信息、车身稳定系统故障信息、电子助力故障信息、总线故障信息。

7.一种故障记录方法，其特征在于，包括：

网关处理器通过CAN总线接收CAN总线报文并通过RAM存储所述CAN总线报文；

如果所述CAN总线报文包含故障信息，则获取RAM中存储的包含故障信息的CAN总线报文；

将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM中，同时获取时间信息，用所述时间信息标记写入所述EEPROM中的CAN总线报文。

8.根据权利要求7所述的故障记录方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM之前，检测所述EEPROM中CAN总线报文是否达到设定数量；

如果已达到设定数量，则停止写入所述EEPROM。

9.根据权利要求7所述的故障记录方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将CAN总线报文写入所述EEPROM时，判断所述EEPROM中是否存储相同的CAN总线报文；

如果存储有相同的CAN总线报文，则将所述CAN总线报文及其时间信息写入EEPROM，删除EEPROM中存储的所述相同的CAN总线报文及其时间信息。

10.根据权利要求7至9任一项所述的故障记录方法，其特征在于，所述方法还包括：

网关处理器在接收到清除所述故障信息的诊断服务请求后，删除所述EEPROM中含所述故障信息的CAN总线报文及其时间信息。

11.根据权利要求7至9任一项所述的故障记录方法，其特征在于，所述方法还包括：

网关处理器在将所述包含故障信息的CAN总线报文写入EEPROM后，触发对应所述故障信息的老化计数器；

在所述老化计数器溢出后，网关处理器删除所述EEPROM中包含所述故障信息的CAN总线报文及其时间信息。