基于診斷增長性優化的車輛質量提升研究

◆劉 旭 劉 關/ 文

1 汽車診斷發展的背景

隨著汽車智能化、電動化的迅速發展，先進的傳感器、高度集中的控制器以及大規模的軟件應用已在汽車整體價值中占有主導地位。與此同時，復雜的電子系統和軟件應用也帶來新的質量問題，給汽車質量管控提出新的挑戰。這個質量挑戰不僅是產品自身質量保證的挑戰，也是汽車售后市場服務質量的挑戰，更是汽車全價值鏈的質量挑戰。

技術的快速迭代、功能的個性化更新、客戶服務要求的不斷提高、人力成本的飆升，都使得汽車質量管控需要將汽車診斷的增長性優化作為車輛質量提升新的突破口進行研究探索。

汽車診斷的發展可分為三個階段。

第一階段（70年代～80年代初），由于被診斷的電子控制系統結構簡單，故障種類很少，故障碼也簡單，所用的故障診斷儀也較為簡單。

第二階段（80年代初～80年代末），出現了功能更為強大的故障診斷儀，可與ECU的在板診斷系統進行交互式通信，從而獲取更多汽車或發動機的運行信息，并能通過故障診斷儀控制汽車和發動機部件的工作，設定其運行狀態。

第三階段（80年代末～現在），故障診斷技術向智能化和信息化方向發展是該階段的一大特征。故障診斷儀可直接控制汽車或發動機的

2 診斷對質量提升的重要性

通常來說，汽車診斷是指汽車的OBD（On Board Diagnostic）診斷，OBD診斷是汽車控制器的自診斷功能。汽車控制器通過自診斷功能，實時監控其診斷對象，并將滿足診斷條件的故障以約定的故障代碼（DTC）形式存儲在其內部存儲器中，同時依據約定的規范決定是否點亮儀表故障警示燈。存儲在控制器中的DTC，可以通過特定的診斷設備讀取或清除，也可以通過車聯網上傳至云端進行分析處理。所以OBD是汽車所有診斷方式的基礎，DTC是這一基礎的核心，在一定程度上直觀地體現診斷開發的需求和故障覆蓋的范圍。

診斷作為車輛的一種技術方案，其對質量提升的重要性，決定了首先研究診斷開發與質量提升相關性的必要性。

2.1 汽車診斷開發的需求

診斷的需求輸入是汽車診斷開發最重要的第一步，汽車的診斷需求主要來源于以下幾個方面：

1）行業標準和法規的要求；

2）生產電檢系統的要求；

3）售后服務的需求；

4）零部件工程師基于失效關注點的需求；

5）供應商基于失效關注點的需求；

6）基于市場問題的質量分析需求。

經過對需求的評審和確定后，進行診斷規范的制定、軟硬件實現、診斷功能驗證，最后診斷發布。

2.2 診斷對質量的重要性

所有的開發需求都要基于用戶的需求，所以必須先明確汽車診斷的用戶。目前，汽車診斷的直接用戶為車輛生產部門、車輛售后服務部門、開發部門、供應商、質量部門。隨著車聯網和大數據在汽車上的普遍應用，診斷的直接用戶還會涉及車主、車輛運營單位、保險公司、二手車評估公司。

但目前國內的許多汽車公司在診斷開發上把診斷的用戶僅僅局限于車輛生產部門和車輛售后服務部門兩類用戶上，其他用戶都被忽略，而且對于車輛售后服務部門的需求也是“被需求”，即診斷開發什么功能、覆蓋什么范圍，售后部門就接收和使用什么功能和診斷范圍。

廣義上講，汽車診斷的開發是為了提升車輛質量，所以汽車診斷對質量提升有重要價值和意義。

生產部門的診斷需求是為了提升汽車過程質量——高效、高質量地管控車輛軟件刷新、配置和功能標定。

售后服務部門的診斷需求是為了提升車輛維修的效率，即提升服務質量。

開發部門和供應商的診斷需求是為了探測和預防無法直接規避的零部件質量問題。

質量部門的需求是基于市場產品質量問題、服務質量問題進行探測和分析。

所以診斷的需求輸入是基于產品全價值鏈的質量提升需求，對產品質量提升有著巨大的潛力和重要作用。

3 診斷的增長性優化

由于診斷在質量提升上的重要性，需要通過對車輛診斷的增長性優化、提升車輛全價值鏈的質量進行探索研究。目前的診斷開發，其需求輸入僅來源于生產部門的電檢系統需求，而售后服務部門的需求是“被需求”，在這樣的現狀下，直接改變設計需求，強行讓開發部門、售后服務部門、供應商、質量部門，甚至保險公司、車主、二手車公司進行需求的提出和調研，是不切實際的，也難以執行。為此，經反復探索和研究，從診斷優化的角度分析市場車輛問題，以此實現診斷的增長性優化，有助于解決市場車輛質量問題，提升產品質量。

3.1 基于監控系統的DTC優化和質量提升

DTC是診斷的直接體現形式。基于車聯網建立市場車輛的DTC監控系統，能夠進行DTC的優化和質量問題的識別、分析和改進。該系統將DTC和新能源車的三級報警進行混合統計，即把新能源三級報警作為一種特殊的DTC進行監控。該系統主要有三大功能：

1）DTC分布查詢功能，其人機界面如圖1所示。該功能實現了指定車型和指定時間段內，該車型所有市場車輛上報DTC時車輛的地理位置分布，以及不同地理區域內的車輛上報的DTC數量統計，目的是監控分析市場車輛DTC與地理區域的相關性，對強相關的DTC進行偏差分析和優化，對具體車輛進行故障提前識別，分析和主動質量問題改進，避免發生地域性的批量質量問題。

2）DTC統計分析功能，其人機界面如圖2所示。該功能實現了指定車型和指定時間段內，該車型所有市場車輛上報DTC的控制器及其DTC類型的統計，目的是監控分析市場車輛具體控制器的質量問題，對TOP類的DTC進行偏差分析和優化，同時對TOP類的具體控制器進行故障分析和質量改進，以此達到質量問題的提前識別，避免問題嚴重后導致的用戶抱怨。

3）DTC相關性分析功能，其人機界面如圖3所示。該功能實現了指定DTC與其他DTC發生概率的相關性統計分析，即某一DTC發生時，同時發生的其他DTC的概率，以此為大數據的故障智能診斷沉淀基礎，為車輛質量分析提供重要的關聯信息。

3.2 基于市場問題的DTC增長和質量提升

在市場產品質量問題分析中，質量改進分析工程師會借助DTC進行故障的定位和原因分析，卻不會因為故障問題無法定位、故障不再現、產品潛在的失效關注點、產品無法預測的失效關注點進行相關DTC增加的研究，從而提出需求。這也導致了目前車輛診斷開發中需求的不完善、車輛診斷應用的狹隘、診斷和質量的脫節、診斷質量的空白。為此，應該在質量改進中引入DTC的增長需求，提升產品質量。

圖1 DTC分布查詢人機界面

圖2 DTC統計分析功能人機界面

比如車載娛樂主機的黑屏故障。該故障在汽車行業屬于高發故障類型。由于娛樂主機軟硬件技術迭代更新速度快、造成該類故障的原因較多，同時部分黑屏故障屬于偶發故障，在故障件分析中故障現象難以再現，且發生該類故障時，由于沒有對應的DTC，難以對其進行準確診斷，因此車輛維修站通常采取直接更換娛樂主機的方式來解決問題，由此導致質量索賠居高不下。在對市場娛樂主機黑屏問題的分析中，發現娛樂主機的內存問題和看門狗問題會造成主機死機，偶發表現出黑屏問題，由此對擴大對娛樂主機的診斷，增加兩個DTC，分別是： B1A0247(Internal Watchdog error，看門狗錯誤)和B1A0542（ECU EEPROM Error，EEPROM錯誤）。在后期的黑屏診斷中，如果出現DTC B1A0247或者B1A0542，即可通過主機強制復位，恢復正常，同時通過該DTC對問題進行精確分析和改善，提升產品質量。

3.3基于服務問題的DTC增長和質量提升

隨著客戶對服務質量要求越來越高，服務質量在產品總體質量中所處地位越來越重要。對于汽車行業，售后服務質量尤其重要，因此通過增加DTC、擴大診斷覆蓋范圍，變被動服務為主動服務，也是提升服務質量的一個重要方法。

1）基于碰撞DTC的救援服務質量提升。通過對車輛碰撞DTC的實時監測，依據該DTC和車輛定位數據，形成車輛碰撞事件救援監測功能，以此提升救援服務質量。該功能的人機界面如圖4所示（該人機界面截圖進行了數據屏蔽處理）。

2）基于售后維修過程的DTC增長。蓄電池虧電會造成車輛拋錨，但蓄電池的老化、偶發虧電、整車靜態電流異常導致的虧電等，卻難以診斷，因此客戶所反饋的虧電問題和服務站工程師現場測試結果經常不一致。為此，特意進行了DTC擴充增長，增加蓄電池老化和整車靜態電流異常的診斷，解決了這一售后維修服務的難題。

圖3 DTC相關性分析功能

圖4 基于DTC的救援功能

4 總結和展望

車輛診斷的增長性優化，是目前診斷提升車輛質量較為有效的方案。該方案的核心是從車輛的市場需求反饋出發，推動車輛診斷進行增長性優化，從而全方面提升車輛質量。該方案執行的前提是要建立一套診斷的監控系統，即車輛DTC監控系統，通過對市場車輛DTC的監控統計，才能高效實現基于車輛診斷增長性優化的質量提升。

當前，車輛質量提升可以從產品的多個環節切入，其中通過增長和優化車輛診斷來提升車輛質量的方法卻被遺忘。隨著軟件定義汽車理念的實施，汽車診斷的作用將越來越重要，越來越突出。軟件中沒有完美的代碼，只有永遠的bug（缺陷）。汽車行業需要通過診斷技術探測、分析、優化，以此解決不能完全規避的質量問題，全面提升產品質量。

因此，僅僅把車輛診斷作為一種售后故障判斷技術來使用，是非常局限的。廣義的汽車診斷應該著眼于產品全生命周期的質量提升，尤其是質量預防、質量分析。