基于魚骨圖方法的節點丟失故障碼誤報故障分析

【摘" 要】文章詳細介紹魚骨圖分析方法原理。通過某車型T-BOX、BMS、DCDC等控制器節點丟失故障分析的實際應用，進一步闡述魚骨圖分析方法在汽車故障排查中的優勢。

【關鍵詞】魚骨圖分析方法；節點丟失；故障

中圖分類號：U463.6" " 文獻標識碼：B" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）03-0085-03

Analysis of Node Loss Diagnostic Trouble Code False Reporting Fault Based on Fishbone Map Method

JI Nan，WANG Shaolong，GU Yuanye，SUN Yunxi

（FAW Bestune Car Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

【Abstract】The principle of fishbone analysis method is introduced in detail. Through the practical application of the electronic controller node loss fault analysis of T-BOX，BMS and DCDC，the advantages of fishbone analysis method in the analysis of automobile troubleshooting are further expounded.

【Key words】fishbone analysis；node loss；troubleshooting

作者簡介

姬楠（1989—），男，碩士；王邵龍（1988—），男，碩士，高級工程師；谷原野（1984—），男，碩士，高級工程師；孫運璽（1984—），男，碩士，高級工程師；研究方向均為汽車電器單系統功能測試、硬件在環測試系統的設計與應用、整車電氣功能測試、網絡診斷測試等。

在整車開發與測試驗證過程中，測試驗證環節采用的控制器狀態參差不齊，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。魚骨圖分析方法有利于對汽車故障診斷與排除。魚骨圖最早由管理大師石川馨提出，又稱因果法，旨在分析根本原因的方法[1]。通過魚骨圖分析方法，可以加速問題分析速度，查找問題真因，加速控制器開發，并對整車架構和零部件開發與設計起到指導作用。

1" 魚骨圖分析方法

魚骨圖分析法是一種發現問題根本原因的分析方法。問題的發生通常受到多因素的影響，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]。魚骨圖的常用結構如圖1所示。

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：①根據故障現象定義問題，如人、機、料、法、環等；②根據針對的問題點，選擇問題的層類，找出所有問題出現的可能原因；③對所有可能出現的原因進行歸類、整理，分清楚主從關系；④找到問題出現最可能的原因；⑤通過逐條分析可能的原因，找出真因；⑥整理語言描述，制定解決方法，跟蹤解決效果。其中②和③是魚骨圖分析方法的主要任務，這需要團隊中所有成員進行頭腦風暴，盡可能多地提出問題出現的可能原因，并對所有可能原因進行歸類、分析，形成討論結果。如圖2所示。

2" 應用魚骨圖分析節點丟失故障

2.1" 故障現象

隨著整車電氣控制器逐漸增多，網關成為網絡架構中連接各個子網，在不同子網進行控制器信息交互的角色?？缱泳W通信的節點是否存在通信異常是整車網絡診斷問題排查的重中之重。

某車型整車網絡診斷策略如圖3所示。若車輛在整車電源擋位為Off狀態，網絡處于睡眠狀態下，整車電源擋位切換到On時整車網絡喚醒，整車各個控制器在200ms內開始發送周期報文進行正常通信。若車輛在整車電源擋位為On狀態，整車各個控制器正常通信狀態下，整車電源擋位切換為Off時，車輛經過預睡眠狀態（≥1000ms）、等待睡眠狀態（圖中忽略此階段，時間為4950～5050ms）后，整車網絡進入睡眠狀態，在進入等待睡眠狀態時，GW的網絡診斷處于關閉狀態，不再進行網絡相關的診斷檢測。這種睡眠喚醒和故障檢測機制協調工作保證車輛蓄電池電壓處于正常狀態下車輛整車電源擋位任意切換或者做其它操作，如：開門關門、解鎖閉鎖、點火熄火均不會引起網絡阻塞和診斷故障等問題。

測試過程中發現，若車輛整車電源擋位為On狀態，讀取整車所有控制器的故障碼，所有控制器均未記錄故障碼。車輛從整車電源擋位為On狀態切換至Off狀態，整車進入睡眠狀態，靜止放置12h后重新按下車輛啟動開關使整車電源擋位切換至On狀態，讀取整車各個控制器的故障碼，如：GW（網關）報TBOX（車載遠程通信終端）、TCU（變速器控制單元）、EGSM（電子換擋器）、IVI（車內信息娛樂終端）、BMS（電池管理系統）、DCDC（直流轉換器）、RSCS（后排座椅環境開關）等節點丟失故障碼。

2.2" 故障分析

首先對故障影響的GW、TBOX、TCU、EGSM、IVI、BMS、DCDC和RSCS節點的報文收發情況進行分析。某車型部分拓撲結構如圖4所示。GW作為各個子網通信的交互中轉的角色連接各路子網，TBOX、TCU、EGSM、IVI、BMS、DCDC為CAN節點，分布在EV_CAN（新能源CAN）、PT_CAN（動力CAN）、Infor_CAN（信息CAN）、Diag_CAN（診斷CAN）上，RSCS在GW的LIN_1子網上。其中各個CAN節點向總線周期性發送GW需要檢測的關鍵報文，LIN節點RSCS接收GW周期性發送的報頭后發送報文數據內容。GW網絡相關診斷開啟時分別對各個節點發送的關鍵報文周期進行檢測，確保各個節點周期報文發送情況。

GW檢測TBOX、TCU、EGSM、IVI、BMS、DCDC和RSCS節點或報文丟失的策略為：當GW從IG On狀態開始計時，網絡相關診斷在2000ms之間開啟，并實時檢測各個報文或節點丟失對應的關鍵報文周期，如果GW在關鍵報文丟失時間閾值內未檢測到關鍵報文再次發送，則GW記錄相關的節點或報文丟失。其中TCU、EGSM、BMS和DCDC對應的關鍵報文的丟失時間閾值均為500ms，TBOX、IVI、RSCS對應的關鍵報文的丟失時間閾值均為1000ms。TBOX、TCU、EGSM、IVI、BMS、DCDC和RSCS節點丟失故障碼對應的關鍵報文和發送周期以及記錄故障碼丟失時間閾值信息如表1所示。

應用魚骨圖進行原因分析，所有可能導致GW記錄TBOX、TCU、EGSM、IVI、BMS、DCDC、RSCS等節點丟失故障碼的原因分析如圖5所示。

2.3" 故障排查

通過魚骨圖分析所有可能導致故障產生的原因，結合目前車型開發狀態，確定重點因素為被檢測節點發送的報文存在丟幀情況，故障排查步驟如下。

1）整車電源擋位為On狀態下清除DTC，通過按動整車電源擋位按鍵切換整車電源擋位至Off后迅速切換至On狀態，讀取整車所有控制器DTC，GW未記錄任何DTC，說明GW的診斷啟動開啟時間正確。

2）通過檢測整車電源擋位從Off狀態切換至On狀態，被檢測節點TBOX等控制器均在400ms內發送報文首幀，被檢測控制器所有報文的首幀發送時間正確，符合網絡設計規范要求。

3）通過在車輛電源擋位為On狀態下，長時間記錄TBOX等被檢測節點控制器發送的周期性報文，確認被檢測節點發送的周期性報文的發送周期正確。

4）通過檢測TBOX等控制器在車輛整車電源擋位由On切換至Off后的報文發送情況，發現TBOX等控制器在車輛電源擋位切換至Off后即刻停發報文，初步判斷TBOX等控制器在Tnmpresleep狀態下未發送周期性報文，再次切換至On狀態下讀取DTC，問題復現。

5）通過對TBOX等控制器進行單件模擬控制器在整車電源擋位On狀態下切換至Off狀態，分析數據后確認TBOX等控制器在切換至Off后均未發送周期性報文，確認問題原因為TBOX等控制器均在Tnmpresleep狀態下停止發送周期性報文。

2.4" 解決措施

在分析以上數據后得出問題原因：在當前的網絡管理和診斷啟動關閉策略下，整車電源擋位從On切換至Off后，TBOX等控制器立刻停發周期性報文，而此時GW的網絡相關診斷功能保持開啟狀態，導致GW控制器記錄TBOX等控制器節點丟失。此車型TBOX等控制器與集團內其他子公司車型共用，得到輸入文件指示TBOX等控制器在Tnmpresleep狀態下會持續發送周期性報文，GW控制器診斷啟動、關閉策略按照配合TBOX等控制器輸入的網絡管理策略開發，符合規范要求。但是考慮到修改GW的診斷啟動、關閉策略既可以避免GW記錄TBOX等控制器節點丟失的問題，又是縮減車型項目開發成本的最佳方案，綜上分析，更改GW的診斷啟動、關閉策略為在Tnmpresleep狀態下網絡相關診斷關閉，如圖6所示。重新進行測試，GW不再記錄TBOX等控制器丟失，問題解決。

3" 結論

本文通過對魚骨圖分析方法在實際問題解決中的應用介紹，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，對策略設計開發提出建議，對開發工作具有一定幫助。

參考文獻：

[1] 蘇丹楓，徐雯霞. 汽車起動機線圈骨架燒蝕原因分析[J]. 內燃機與配件，2022（11）：61-64.

[2] 高祖成. 淺談魚骨圖分析法在整車質量問題解決過程中的運用舉例[J]. 企業技術開發，2015，34（35）：36-37.

[3] 王邵龍，姜帆. 某車型售后診斷儀失效故障問題排查[J]. 汽車電器，2019（10）：76-77.

（編輯" 楊凱麟）