基于魚骨圖方法的背光閃爍故障分析

王邵龍，姜 帆，谷原野，孫運(yùn)璽

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

在整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中，測(cè)試驗(yàn)證環(huán)節(jié)采用的零部件開(kāi)發(fā)狀態(tài)較差，導(dǎo)致的電氣問(wèn)題較多，工程師對(duì)問(wèn)題的分析速度和水平大大影響著測(cè)試工作進(jìn)度和深度。測(cè)試工程師在問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)該對(duì)架構(gòu)、零部件提出開(kāi)發(fā)建議，而不應(yīng)只局限于對(duì)開(kāi)發(fā)方案進(jìn)行驗(yàn)證。如何對(duì)測(cè)試問(wèn)題進(jìn)行快速分析，并對(duì)問(wèn)題真因予以根治，對(duì)整車開(kāi)發(fā)工作有著重要的意義。

1 魚骨圖分析方法

從診斷理論上來(lái)說(shuō)，汽車零部件的故障診斷最終都?xì)w結(jié)為模式識(shí)別問(wèn)題。根據(jù)這種識(shí)別理論提出了許多識(shí)別方法［1］。魚骨圖分為整理問(wèn)題型、原因型及對(duì)策型3種形式，本文應(yīng)用原因型的魚骨圖分析電氣故障產(chǎn)生的原因。

問(wèn)題的發(fā)生通常受到多因素的影響，我們常需要通過(guò)頭腦風(fēng)暴找出這些因素，并按相互關(guān)聯(lián)性，把它們整理成層次分明、條理清楚的特性要因圖［2］。傳統(tǒng)的“人機(jī)料法環(huán)”魚骨圖基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 魚骨圖的常用結(jié)構(gòu)

圖2 魚骨圖分析步驟

運(yùn)用魚骨圖分析法進(jìn)行電氣故障排查主要分為以下6個(gè)步驟，如圖2所示。第1步，根據(jù)問(wèn)題點(diǎn)，選擇問(wèn)題層別 （如人機(jī)料法環(huán)等）；第2步，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，針對(duì)各層別，討論所有可能的原因；第3步，歸納整理各要素，明確與問(wèn)題層別的從屬關(guān)系，制作魚骨圖；第4步，確定最可能導(dǎo)致問(wèn)題的原因，對(duì)問(wèn)題要因進(jìn)行重點(diǎn)分析排查；第5步，制定問(wèn)題解決措施；第6步，對(duì)問(wèn)題解決措施的實(shí)施效果進(jìn)行驗(yàn)證跟蹤。其中對(duì)問(wèn)題原因的討論和歸納為魚骨圖分析法的重點(diǎn)，要求團(tuán)隊(duì)成員盡可能多地找出導(dǎo)致問(wèn)題的原因，并對(duì)所有原因進(jìn)行分析，形成討論結(jié)果。

2 應(yīng)用魚骨圖分析背光閃爍故障

2.1 故障現(xiàn)象

隨著汽車成為越來(lái)越多消費(fèi)者的代步工具，大家對(duì)汽車各方面性能也越來(lái)越了解，內(nèi)飾背光將成為一個(gè)關(guān)注點(diǎn)［3］。對(duì)于機(jī)械零部件類的故障，故障原因一般比較直接，但對(duì)于控制器類的故障，需要了解故障產(chǎn)生的機(jī)理和故障處理的機(jī)制，才能準(zhǔn)確地定位故障原因［4］。

某車型背光控制策略為：當(dāng)組合燈光手柄位于位置燈擋時(shí)，儀表、音響、空調(diào)的背光應(yīng)按實(shí)際光線強(qiáng)度判斷日間或夜間模式，從日間切換到夜間和從夜間切換到日間分別存在閾值A(chǔ)和閾值B，并設(shè)置從夜間到日間 （光強(qiáng)由小變大）的響應(yīng)遲滯區(qū)間。背光模式和光強(qiáng)值的變化關(guān)系如圖3所示。

圖3 背光模式和光強(qiáng)值的變化關(guān)系

測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：在燈光手柄位于位置燈擋位，且自動(dòng)刮水運(yùn)動(dòng)時(shí)，音響、儀表、空調(diào)控制面板三者背光出現(xiàn)偶發(fā)閃爍 （日間模式-夜間模式切換）現(xiàn)象。

圖4 背光控制相關(guān)信號(hào)流向

2.2 故障分析

首先對(duì)影響音響、儀表、空調(diào)面板背光的信號(hào)進(jìn)行分析，其信號(hào)流向如圖4所示。BCM發(fā)送PositionLight（位置燈開(kāi)關(guān)）信號(hào)至車身CAN，再經(jīng)網(wǎng)關(guān)路由到信息CAN，由儀表、音響、空調(diào)接收；陽(yáng)光雨量傳感器作為光線強(qiáng)度的采集端，將光線強(qiáng)度信號(hào)Brightness_FW通過(guò)LIN總線發(fā)送給BCM，BCM直接轉(zhuǎn)發(fā)至車身CAN，再經(jīng)網(wǎng)關(guān)路由至信息CAN，由音響、儀表、空調(diào)3個(gè)控制器同時(shí)接收。在光線強(qiáng)度信號(hào)發(fā)送的同時(shí)，儀表采集背光等級(jí)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并將背光等級(jí)信號(hào)BacklightBrightnessCmd發(fā)送至信息CAN，由儀表和空調(diào)接收。儀表、音響、空調(diào)三者在接收到Position－Light=1（位置燈打開(kāi)）時(shí)，預(yù)判斷為夜間模式，此時(shí)背光仍為日間模式，當(dāng)收到背光等級(jí)信號(hào)后，按照背光等級(jí)切換為相應(yīng)亮度的夜間模式。

應(yīng)用魚骨圖進(jìn)行原因分析，所有可能導(dǎo)致背光閃爍故障的原因分析如圖5所示。

圖5 魚骨圖分析原因

2.3 故障排查

通過(guò)魚骨圖分析到所有可能導(dǎo)致故障產(chǎn)生的原因，結(jié)合目前車型開(kāi)發(fā)狀態(tài)，確定重點(diǎn)因素為總線信號(hào)原因，故障排查步驟如下。

1）通過(guò)外部光源照射陽(yáng)光雨量傳感器，讀取光強(qiáng)信號(hào)，確認(rèn)傳感器在LIN總線上發(fā)送的信號(hào)能夠正確響應(yīng)光線的變化。

2）通過(guò)模擬LIN節(jié)點(diǎn)發(fā)送光強(qiáng)信號(hào)，確認(rèn)車身CAN上BCM轉(zhuǎn)發(fā)的光強(qiáng)信號(hào)和發(fā)送的位置燈開(kāi)關(guān)信號(hào)邏輯正確。

3）通過(guò)模擬LIN節(jié)點(diǎn)發(fā)送光強(qiáng)信號(hào)，并通過(guò)實(shí)際操作位置燈開(kāi)關(guān)并模擬降雨來(lái)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)刮水，確認(rèn)信息CAN上網(wǎng)關(guān)路由的光線強(qiáng)度信號(hào)、位置燈開(kāi)關(guān)信號(hào)以及儀表發(fā)送的背光等級(jí)信號(hào)邏輯。通過(guò)CANoe Graphic模塊觀測(cè)并記錄信號(hào)的變化。

4）分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)自動(dòng)刮水運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于刮水臂對(duì)陽(yáng)光雨量傳感器造成了瞬時(shí)的遮擋，導(dǎo)致光強(qiáng)信號(hào)瞬間降低至閾值B以下，由于從日間模式到夜間模式無(wú)遲滯區(qū)間，所以儀表、空調(diào)、音響在接收到位置燈打開(kāi)后，背光跟隨光強(qiáng)信號(hào)變化。當(dāng)光強(qiáng)信號(hào)瞬間降至閾值B以下時(shí)，3個(gè)控制器背光瞬間切換為夜間模式，出現(xiàn)閃爍。

5）通過(guò)模擬LIN節(jié)點(diǎn)發(fā)送光強(qiáng)的瞬間變化信號(hào)，復(fù)現(xiàn)背光閃爍的故障。

2.4 解決措施

在分析以上數(shù)據(jù)后得出問(wèn)題原因，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的背光控制策略下，缺少光強(qiáng)由強(qiáng)變?nèi)?，即瞬間下降到閾值B以下時(shí)的判斷延時(shí) （濾波）。對(duì)背光控制策略進(jìn)行完善，增加了光強(qiáng)瞬間下降到閾值B以下時(shí)的遲滯區(qū)間，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，可消除此故障。優(yōu)化后的判斷策略如圖6所示。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)魚骨圖在實(shí)際故障解決中的應(yīng)用介紹，說(shuō)明了魚骨圖在車輛開(kāi)發(fā)中的實(shí)際作用，在該方法指導(dǎo)下，測(cè)試工程師可以更好地分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，在排查故障的基礎(chǔ)上，綜合考慮與故障相關(guān)的各種策略，對(duì)策略設(shè)計(jì)提出建議，從而對(duì)開(kāi)發(fā)工作做出一定幫助。

圖6 優(yōu)化后的判斷策略