基于鱼骨图方法的背光闪烁故障分析

王邵龙，姜 帆，谷原野，孙运玺

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

在整车开发过程中，测试验证环节采用的零部件开发状态较差，导致的电气问题较多，工程师对问题的分析速度和水平大大影响着测试工作进度和深度。测试工程师在问题分析的基础上，应该对架构、零部件提出开发建议，而不应只局限于对开发方案进行验证。如何对测试问题进行快速分析，并对问题真因予以根治，对整车开发工作有着重要的意义。

1 鱼骨图分析方法

从诊断理论上来说，汽车零部件的故障诊断最终都归结为模式识别问题。根据这种识别理论提出了许多识别方法［1］。鱼骨图分为整理问题型、原因型及对策型3种形式，本文应用原因型的鱼骨图分析电气故障产生的原因。

问题的发生通常受到多因素的影响，我们常需要通过头脑风暴找出这些因素，并按相互关联性，把它们整理成层次分明、条理清楚的特性要因图［2］。传统的“人机料法环”鱼骨图基本结构如图1所示。

图1 鱼骨图的常用结构

图2 鱼骨图分析步骤

运用鱼骨图分析法进行电气故障排查主要分为以下6个步骤，如图2所示。第1步，根据问题点，选择问题层别 （如人机料法环等）；第2步，进行头脑风暴，针对各层别，讨论所有可能的原因；第3步，归纳整理各要素，明确与问题层别的从属关系，制作鱼骨图；第4步，确定最可能导致问题的原因，对问题要因进行重点分析排查；第5步，制定问题解决措施；第6步，对问题解决措施的实施效果进行验证跟踪。其中对问题原因的讨论和归纳为鱼骨图分析法的重点，要求团队成员尽可能多地找出导致问题的原因，并对所有原因进行分析，形成讨论结果。

2 应用鱼骨图分析背光闪烁故障

2.1 故障现象

随着汽车成为越来越多消费者的代步工具，大家对汽车各方面性能也越来越了解，内饰背光将成为一个关注点［3］。对于机械零部件类的故障，故障原因一般比较直接，但对于控制器类的故障，需要了解故障产生的机理和故障处理的机制，才能准确地定位故障原因［4］。

某车型背光控制策略为：当组合灯光手柄位于位置灯挡时，仪表、音响、空调的背光应按实际光线强度判断日间或夜间模式，从日间切换到夜间和从夜间切换到日间分别存在阈值A和阈值B，并设置从夜间到日间 （光强由小变大）的响应迟滞区间。背光模式和光强值的变化关系如图3所示。

图3 背光模式和光强值的变化关系

测试过程中发现：在灯光手柄位于位置灯挡位，且自动刮水运动时，音响、仪表、空调控制面板三者背光出现偶发闪烁 （日间模式-夜间模式切换）现象。

图4 背光控制相关信号流向

2.2 故障分析

首先对影响音响、仪表、空调面板背光的信号进行分析，其信号流向如图4所示。BCM发送PositionLight（位置灯开关）信号至车身CAN，再经网关路由到信息CAN，由仪表、音响、空调接收；阳光雨量传感器作为光线强度的采集端，将光线强度信号Brightness_FW通过LIN总线发送给BCM，BCM直接转发至车身CAN，再经网关路由至信息CAN，由音响、仪表、空调3个控制器同时接收。在光线强度信号发送的同时，仪表采集背光等级调节开关状态，并将背光等级信号BacklightBrightnessCmd发送至信息CAN，由仪表和空调接收。仪表、音响、空调三者在接收到Position－Light=1（位置灯打开）时，预判断为夜间模式，此时背光仍为日间模式，当收到背光等级信号后，按照背光等级切换为相应亮度的夜间模式。

应用鱼骨图进行原因分析，所有可能导致背光闪烁故障的原因分析如图5所示。

图5 鱼骨图分析原因

2.3 故障排查

通过鱼骨图分析到所有可能导致故障产生的原因，结合目前车型开发状态，确定重点因素为总线信号原因，故障排查步骤如下。

1）通过外部光源照射阳光雨量传感器，读取光强信号，确认传感器在LIN总线上发送的信号能够正确响应光线的变化。

2）通过模拟LIN节点发送光强信号，确认车身CAN上BCM转发的光强信号和发送的位置灯开关信号逻辑正确。

3）通过模拟LIN节点发送光强信号，并通过实际操作位置灯开关并模拟降雨来驱动自动刮水，确认信息CAN上网关路由的光线强度信号、位置灯开关信号以及仪表发送的背光等级信号逻辑。通过CANoe Graphic模块观测并记录信号的变化。

4）分析数据发现，当自动刮水运动时，由于刮水臂对阳光雨量传感器造成了瞬时的遮挡，导致光强信号瞬间降低至阈值B以下，由于从日间模式到夜间模式无迟滞区间，所以仪表、空调、音响在接收到位置灯打开后，背光跟随光强信号变化。当光强信号瞬间降至阈值B以下时，3个控制器背光瞬间切换为夜间模式，出现闪烁。

5）通过模拟LIN节点发送光强的瞬间变化信号，复现背光闪烁的故障。

2.4 解决措施

在分析以上数据后得出问题原因，发现当前的背光控制策略下，缺少光强由强变弱，即瞬间下降到阈值B以下时的判断延时 （滤波）。对背光控制策略进行完善，增加了光强瞬间下降到阈值B以下时的迟滞区间，经过实际测试，可消除此故障。优化后的判断策略如图6所示。

3 结论

本文通过对鱼骨图在实际故障解决中的应用介绍，说明了鱼骨图在车辆开发中的实际作用，在该方法指导下，测试工程师可以更好地分析问题产生的原因，在排查故障的基础上，综合考虑与故障相关的各种策略，对策略设计提出建议，从而对开发工作做出一定帮助。

图6 优化后的判断策略