陈国强，许 森，贺志伟，冯梓轩，谷原野

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

乘用车在投放市场之前，需要进行多轮次的路试，以测试验证整车各个部件的功能、性能、耐久等。路试车辆中的各个部件均在研发的过程中，尤其是电气件的功能均未达到认可标准，故路试车辆会出现各种电气故障现象，而电气故障发生会直接影响到路试的进度［1］，因此快速排除故障对整个车型项目的开发进度极为重要。

1 鱼骨图分析方法

鱼骨图也称为因果分析图或石川图 （根据最早提出这一工具的石川熏 （Kaoru Ishikawa译名）的名字命名），将引起问题的各类因素按照相互关联性整理而成的层次分明、条例清晰的图形，结构形如鱼骨。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来分析电气故障产生的原因。鱼骨图分析法能够将所有原因按照相互关联性进行分类，形成层次分明、主次清晰的关系结构；鱼骨图是一种非定量的工具，可以帮助我们找到引起问题的根本原因，便于电气故障的快速定位及排查。鱼骨图基本结构如图1所示［2］。

图1 鱼骨图分析方法基本结构

鱼骨图分析法用于电气故障排查主要分为以下6个步骤，如图2所示。第1步，根据故障现象定义问题；第2步，根据针对问题点，选择问题层别，即问题发生的几个大的类别；第3步，按照头脑风暴的方法结合5W1H的方法，在每个层别下继续讨论找出所有可能的原因或因素；第4步，将各原因进行归类整理，并明确从属关系；第5步，通过分析、筛选所有的导致问题产生的原因，并把重要原因作为排查的重点方向；第6步，整理语言描述，制作鱼骨图。其中第3步原因分析为鱼骨图分析法的重点，要求团队成员针对问题点进行讨论，尽可能多地找到问题的原因，讨论的过程中结合5W1H的方法能够更好地指导大家进行系统、全面的思考［3］。

图2 鱼骨图分析步骤

2 故障现象

某车型路试里程达到2万公里时，多台车辆出现偶发的发动机加速无力现象，同时仪表中挡位的显示为空或错误挡位，停车后切换挡位置P挡，重新点火后故障现象消失，发动机能够正常工作，加速性能正常。

3 故障分析

首先分析发动机加速时的信号流向，ECU控制器采集加速踏板信号，输出实际扭矩；同时ECU将发动机扭矩的物理信号进行换算后，通过动力CAN总线发给TCU控制器，TCU控制器结合当前油门踏板开度、车速及发动机扭矩等因素进行换挡操作；同时TCU采集当前换挡杆的位置，发动机动力CAN经网关路由至信息CAN总线，仪表接收换挡杆的位置信息［4］。信号流向如图3所示。

图3 发动机加速信号流向

根据图3的发动机加速信号流向，应用鱼骨图进行原因分析，所有可能导致仪表挡位显示异常、发动机加速无力的故障的原因分析如图4所示。

图4 鱼骨图分析原因

4 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，确定重点因素为线束和控制器软件两个层别，故障排查步骤如下。

1）第1步：确认TCU、ECU系统线束原理是否正确；检验线束样件与图纸是否相符；利用万用表对该系统每个回路的导通进行测试，排查是否存在断路情况；利用万用表对该系统每个非搭铁回路和车身搭铁之间的电阻进行测试，排查是否存在对搭铁短路情况；排查该系统每个连接器是否存在损坏、异物进入、形变和装配不到位等情况；排查该系统每个端子是否存在腐蚀、退出、损坏、母端扩孔和公端弯折等情况［5］，未发现异常。

2）第2步：排查控制器故障，应用诊断仪读取控制器故障码。ECU未记录故障码，TCU记录发动机扭矩错误故障码，该故障码触发条件为发动机扭矩值超限造成。初步判断为ECU发送的扭矩值出现问题。

3）第3步：通过跟随路试车进行坏路试验和高环试验，复现了故障现象，记录控制器内部数据及总线数据。

4）第4步：分析总线数据，通过CANoe工具进行总线trace文件回放，应用Graphic工具将扭矩信号打印后发现，故障发生时刻，总线信号异常，如图5所示。

图5 总线异常信号

5）第5步：分析ECU内部数据EMS的tqi_wout_tcu_req计算值出现负值，负值信号未做处理，发送总线数据为0xFF，TCU接收到此数据认为发动机扭矩错误，导致TCU进入故障模式，致使整车无法加速。

5 解决措施

此问题为EMS软件设计错误，未考虑扭矩为负值情况下如何处理，通过更新EMS软件，当扭矩计算出负值时，统一化为0，即可解决此问题，软件更新后经过实际验证，测试结果合格，未复现加速无力现象。

6 结论

本文详细阐述了鱼骨图方法的原理，并在实际故障分析中进行了应用，该方法方便、快捷、高效，能够明确判断产生问题的主要原因，缩小故障排查范围；指导故障排查实施的同时，极大地提升电气故障排查的效率，保证了路试按计划进行。