基于魚骨圖方法的背光閃爍故障分析

王邵龍，姜 帆，谷原野，孫運璽

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

在整車開發過程中，測試驗證環節采用的零部件開發狀態較差，導致的電氣問題較多，工程師對問題的分析速度和水平大大影響著測試工作進度和深度。測試工程師在問題分析的基礎上，應該對架構、零部件提出開發建議，而不應只局限于對開發方案進行驗證。如何對測試問題進行快速分析，并對問題真因予以根治，對整車開發工作有著重要的意義。

1 魚骨圖分析方法

從診斷理論上來說，汽車零部件的故障診斷最終都歸結為模式識別問題。根據這種識別理論提出了許多識別方法［1］。魚骨圖分為整理問題型、原因型及對策型3種形式，本文應用原因型的魚骨圖分析電氣故障產生的原因。

問題的發生通常受到多因素的影響，我們常需要通過頭腦風暴找出這些因素，并按相互關聯性，把它們整理成層次分明、條理清楚的特性要因圖［2］。傳統的“人機料法環”魚骨圖基本結構如圖1所示。

圖1 魚骨圖的常用結構

圖2 魚骨圖分析步驟

運用魚骨圖分析法進行電氣故障排查主要分為以下6個步驟，如圖2所示。第1步，根據問題點，選擇問題層別 （如人機料法環等）；第2步，進行頭腦風暴，針對各層別，討論所有可能的原因；第3步，歸納整理各要素，明確與問題層別的從屬關系，制作魚骨圖；第4步，確定最可能導致問題的原因，對問題要因進行重點分析排查；第5步，制定問題解決措施；第6步，對問題解決措施的實施效果進行驗證跟蹤。其中對問題原因的討論和歸納為魚骨圖分析法的重點，要求團隊成員盡可能多地找出導致問題的原因，并對所有原因進行分析，形成討論結果。

2 應用魚骨圖分析背光閃爍故障

2.1 故障現象

隨著汽車成為越來越多消費者的代步工具，大家對汽車各方面性能也越來越了解，內飾背光將成為一個關注點［3］。對于機械零部件類的故障，故障原因一般比較直接，但對于控制器類的故障，需要了解故障產生的機理和故障處理的機制，才能準確地定位故障原因［4］。

某車型背光控制策略為：當組合燈光手柄位于位置燈擋時，儀表、音響、空調的背光應按實際光線強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和閾值B，并設置從夜間到日間 （光強由小變大）的響應遲滯區間。背光模式和光強值的變化關系如圖3所示。

圖3 背光模式和光強值的變化關系

測試過程中發現：在燈光手柄位于位置燈擋位，且自動刮水運動時，音響、儀表、空調控制面板三者背光出現偶發閃爍 （日間模式-夜間模式切換）現象。

圖4 背光控制相關信號流向

2.2 故障分析

首先對影響音響、儀表、空調面板背光的信號進行分析，其信號流向如圖4所示。BCM發送PositionLight（位置燈開關）信號至車身CAN，再經網關路由到信息CAN，由儀表、音響、空調接收；陽光雨量傳感器作為光線強度的采集端，將光線強度信號Brightness_FW通過LIN總線發送給BCM，BCM直接轉發至車身CAN，再經網關路由至信息CAN，由音響、儀表、空調3個控制器同時接收。在光線強度信號發送的同時，儀表采集背光等級調節開關狀態，并將背光等級信號BacklightBrightnessCmd發送至信息CAN，由儀表和空調接收。儀表、音響、空調三者在接收到Position－Light=1（位置燈打開）時，預判斷為夜間模式，此時背光仍為日間模式，當收到背光等級信號后，按照背光等級切換為相應亮度的夜間模式。

應用魚骨圖進行原因分析，所有可能導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

通過魚骨圖分析到所有可能導致故障產生的原因，結合目前車型開發狀態，確定重點因素為總線信號原因，故障排查步驟如下。

1）通過外部光源照射陽光雨量傳感器，讀取光強信號，確認傳感器在LIN總線上發送的信號能夠正確響應光線的變化。

2）通過模擬LIN節點發送光強信號，確認車身CAN上BCM轉發的光強信號和發送的位置燈開關信號邏輯正確。

3）通過模擬LIN節點發送光強信號，并通過實際操作位置燈開關并模擬降雨來驅動自動刮水，確認信息CAN上網關路由的光線強度信號、位置燈開關信號以及儀表發送的背光等級信號邏輯。通過CANoe Graphic模塊觀測并記錄信號的變化。

4）分析數據發現，當自動刮水運動時，由于刮水臂對陽光雨量傳感器造成了瞬時的遮擋，導致光強信號瞬間降低至閾值B以下，由于從日間模式到夜間模式無遲滯區間，所以儀表、空調、音響在接收到位置燈打開后，背光跟隨光強信號變化。當光強信號瞬間降至閾值B以下時，3個控制器背光瞬間切換為夜間模式，出現閃爍。

5）通過模擬LIN節點發送光強的瞬間變化信號，復現背光閃爍的故障。

2.4 解決措施

在分析以上數據后得出問題原因，發現當前的背光控制策略下，缺少光強由強變弱，即瞬間下降到閾值B以下時的判斷延時 （濾波）。對背光控制策略進行完善，增加了光強瞬間下降到閾值B以下時的遲滯區間，經過實際測試，可消除此故障。優化后的判斷策略如圖6所示。

3 結論

本文通過對魚骨圖在實際故障解決中的應用介紹，說明了魚骨圖在車輛開發中的實際作用，在該方法指導下，測試工程師可以更好地分析問題產生的原因，在排查故障的基礎上，綜合考慮與故障相關的各種策略，對策略設計提出建議，從而對開發工作做出一定幫助。

圖6 優化后的判斷策略