基于問題分解法的儀表里程累積過快故障排查

楊 庚，白鹍鵬

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

乘用車投放市場之前需要小批量生產一些車輛 （如試制車輛、慢裝車等）用于各類測試試驗，此階段由于車型項目的控制器、執(zhí)行器、線束等電子電器均未達到最終認可狀態(tài)，故這類車輛在試驗過程中經常會出現一些電氣故障，為保證車輛試驗的測試計劃，電氣故障排查工作的準確性、及時性尤為重要。因此，電氣故障分析需要建立標準的排查流程作為指導，應用高效的問題分析方法進行快速分析與定位。

1 故障排查方法

問題分解法對故障問題進行逐層分解，直至分解為若干單一問題，并對各單一問題提出解決方法，同時對各單一問題的解決方法估算出工作量，最后安排排查次序，如圖1所示。

圖1中單一問題指單一方向問題，并非根本問題。如部分設計師在控制單元發(fā)生問題時會更換控制單元，在這里“控制單元”就屬于單一問題。如果更換控制單元后故障現象仍存在，那么就對下一項單一問題進行確認；如果更換控制單元后故障現象消失，那么問題就單一地指向原控制單元，再對原控制單元進行問題分解，直至找到問題發(fā)生的根本原因。

同樣排查次序不能僅通過工作量多少來判斷，同時要考慮擁有的工具，排查實施難度以及是否會對整車環(huán)境造成影響等因素。優(yōu)先測試那些簡單直接的問題，然后再測試那些較復雜、需要借助其他測試工具的問題，最后再測試那些會對整車環(huán)境造成改變的問題。

確定單一問題有助于在問題排查過程中快速確認或者排除問題方向；確定排查次序有助于在相同的時間能排查更多的問題，二者都有助于電氣故障進行快速分析和定位。

2 故障排查實例

2.1 故障現象

路試車裝車完畢后出現車輛儀表里程累積過快問題。

圖1 問題分解法

具體現象為：在靜止情況下儀表表現正常，不累積里程，但在行駛過程中儀表里程累積過快。

2.2 故障分析

儀表里程累積是由ABS控制單元發(fā)送硬線車速信號給儀表，如圖2所示。

車速正常時，硬線車速信號為占空比50%的方波信號，方波的頻率代表車速輸出的大小，車速硬線方波如圖3所示。

圖2 硬線車速流轉圖

圖3 車速硬線方波

儀表將接收到的硬線車速信號進行一系列計算得出行駛里程并進行累積。故本次故障排查為ABS控制單元、儀表以及硬線通信線束。

2.3 故障排查

通過問題分解法對問題分解，結果如圖4所示。

根據排查次序按順序執(zhí)行。

1）詢問路試駕駛員其他安裝相同儀表車輛是否存在問題后確認儀表不存在設計缺陷和軟件BUG。

2）詢問路試駕駛員其他安裝相同ABS車輛是否存在問題后確認ABS不存在設計缺陷。

3）從另一臺無此故障的車上取來儀表安裝在故障車上，出現同樣故障現象，確定原儀表未發(fā)生損壞。

4）拔下ABS插接頭，測量供電PIN，發(fā)現供電正常，未發(fā)生電源短路、斷路和虛接現象。

5）拔下儀表插接頭，測量車速硬線輸入PIN與ABS插接頭上車速硬線輸出PIN為導通狀態(tài)，未出現信號短路、斷路和虛接現象。

6）通過ABS HIL試驗臺對故障車輛相同版本軟件車速硬線信號進行測試，測試結果為硬線輸出無問題，測試結果如圖5所示。

7）使用示波器，在故障車上對儀表插接頭上硬線輸入PIN讀取波形，通過示波器讀取車速硬線信號需要外接上拉電阻，首次測量上拉電阻阻值為120 Ω波形如圖6所示。

測試得到波形帶有少許毛刺，占空比為42.4%，但基本滿足采集頻率的要求，后經觀察波形電壓幅值為1.28 V，遠小于通過ABS HIL系統(tǒng)仿真測得的12 V，經分析電壓值過小的原因為所接的上拉電阻阻值過小，通過計算得出上拉電阻阻值為5 kΩ左右，在更換上拉電阻后測得的波形如圖7所示。

此時儀表所接收到的硬線車速值為非正常值，但仍無法判斷該錯誤信號是由故障車上ABS控制單元發(fā)送的還是信號受到干擾導致的。

8）將ABS硬線車速輸出信號線并聯出一根信號線 （需破線），測試該信號線信號輸出，測試結果車速硬線輸出正常，測試波形如圖8所示。

此時可以確認故障原因是儀表接收到的硬線車速信號受到干擾導致的。

9）對該問題繼續(xù)分解，如圖9所示。

圖4 問題分解圖

查詢電路圖后發(fā)現硬線車速除了發(fā)送給儀表，同時還發(fā)送給車身控制單元，如圖10所示。

在剪斷車身控制單元硬線輸入的線束后，儀表接收到的硬線車速波形變?yōu)檎?，儀表能夠正確累積里程。最終確認問題是由車身控制單元信號干擾導致。

圖5 車速硬線輸出

圖6 上拉電阻為120 Ω硬線車速波形

圖7 上拉電阻為5 kΩ硬線車速波形

圖8 ABS硬線車速輸出信號

圖9 問題分解圖

3 結論

本文詳細闡述了問題分解法，并在儀表里程累積過快故障分析中進行了應用，通過該方法對儀表里程累積過快故障排查，不僅能夠準確地找到問題的原因，同時可以避免更換ABS控制單元這種會帶來大工作量且非問題原因的故障排查步驟，通過從簡到繁故障排查的實施，快速定位故障產生的根本原因，極大地提升電氣故障排查的效率。

圖10 電路圖

（編輯 凌 波）