杜善振，黃宏，周波

【摘? 要】某新車型量產(chǎn)初期出現(xiàn)批量無法搜星定位問題，嚴(yán)重影響整車下線正常交付，本文將從設(shè)計(jì)、品質(zhì)、裝配、設(shè)備等多個(gè)角度對(duì)無法搜星定位問題的故障因素做出充分分析，并制定出有效措施，以解決無法搜星定位問題。

【關(guān)鍵詞】新車型；定位功能；品質(zhì)改善

中圖分類號(hào)：U463.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）03-0055-04

Quality Improvement on the Failure of the Positioning Function of a Vehicle Type

DU Shan-zhen，HUANG Hong，ZHOU Bo

（Hangzhou Geely Automobile Co.，Ltd.，Hangzhou 311228，China）

【Abstract】In the early stage of mass production of a new vehicletype，the problem of inability to locate satellites in batches has seriously affected the normal delivery of the whole vehicle. And work out effective measures to solve the problem of inability to search for satellite positioning.

【Key words】new vehicle type；positioning function；quality improvement

某制造公司出現(xiàn)車輛批量無法搜星定位問題，總裝和路試反饋導(dǎo)航不定位故障34起（圖1），嚴(yán)重影響整車下線正常交付。針對(duì)該問題公司高度重視，要求必須盡快分析原因和制定臨時(shí)措施進(jìn)行遏制管控。本文將對(duì)GPS搜星定位問題進(jìn)行專題討論分析。

1? 現(xiàn)狀調(diào)查

問題解決小組成員首先對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)物解析與流程剖析。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)車輛搜星定位功能失效（圖2），該失效現(xiàn)象直接導(dǎo)致無法使用導(dǎo)航，無法進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

根據(jù)GPS天線接收衛(wèi)星信號(hào)并傳遞給MMI主機(jī)通信流程分析，可能影響搜星定位的因素有：GPS天線本體及安裝位置、DVR本體信號(hào)干擾、LVDS信號(hào)線信號(hào)屏蔽差、HSL連接器的壓接方式、HSL線束及連接器的傳輸特性是否滿足、MMI主機(jī)的安裝位置。圖3為GPS定位工作邏輯圖。

2? 原因探索與分析

2.1? 實(shí)車驗(yàn)證（靜態(tài)驗(yàn)證&動(dòng)態(tài)驗(yàn)證）

驗(yàn)證目的：查找該車型導(dǎo)航接收信號(hào)品質(zhì)差的根本原因。采用靜態(tài)驗(yàn)證的方法，利用U-BLOX EVK-M8N-0-01評(píng)估套件和手持式頻譜分析儀N9914A通過同軸線連接GPS天線，在整車啟動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試天線周邊件高速傳輸信號(hào)對(duì)GPS搜星的影響，SET-UP如圖4所示。

2.2? 要因確認(rèn)——MMI主機(jī)本體是否存在噪聲

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS搜星影響。

2）測(cè)試步驟：手持式頻譜分析儀N9914A對(duì)MMI主機(jī)進(jìn)行掃頻測(cè)試，掃頻測(cè)試MMI主機(jī)的噪聲頻譜。①通過軟件命令屏蔽GPS；②通過軟件命令打開GPS。

3）測(cè)試結(jié)果：通過圖形對(duì)比結(jié)果（圖5）可以清晰地看出MMI主機(jī)噪聲對(duì)搜星幾乎無干擾。判定MMI主機(jī)本體不存在噪聲干擾，為非要因。

2.3? 要因確認(rèn)——MMI主機(jī)抗干擾能力弱

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS搜星影響。

2）測(cè)試步驟：手持式頻譜分析儀N9914A對(duì)MMI主機(jī)進(jìn)行掃頻測(cè)試。

3）測(cè)試目的：顯示屏連接MMI主機(jī)的LVDS高頻信號(hào)線緊靠MMI主機(jī)內(nèi)GPS接收模塊上方且機(jī)殼多孔，排查MMI主機(jī)抗干擾能力是否較弱。

4）掃頻測(cè)試MMI主機(jī)的抗干擾能力。

5）結(jié)論：通過頻譜圖對(duì)比（圖6）可以看出MMI主機(jī)抗干擾能力較弱，判定為要因。

2.4? 要因確認(rèn)——DVR本體噪聲干擾

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS搜星影響。

2）測(cè)試方法：利用U-BLOX EVK-M8N-0-01評(píng)估套件和手持式頻譜分析儀N9914A通過同軸線連接GPS天線，對(duì)DVR的電源線及HSL線進(jìn)行插拔測(cè)試，并對(duì)GPS頻帶內(nèi)進(jìn)行掃頻測(cè)試。如圖7所示。

3）測(cè)試步驟：①不接HSL線--連接HSL線—拔掉HSL線；②DVR不連接電源線及HSL線—DVR連接電源線—DVR再連接HSL線。

注釋：HSL線束連接著DVR與MMI主機(jī)。

圖8為手持式頻譜分析儀測(cè)試結(jié)果。插拔HSL Cable影響10dB的CNR值，也就是說DVR數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)重干擾到GPS搜星信號(hào)品質(zhì)。

4）結(jié)論：DVR連接時(shí)GPS頻帶內(nèi)的底噪變差的平均值為11～12dB，同樣說明DVR與主機(jī)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)對(duì)GPS影響很大，判定DVR本體噪聲干擾為要因。

2.5? 要因確認(rèn)——HSL線束壓接方式

2.5.1? 測(cè)試狀態(tài)

ASK提供的不同壓接工藝的4款 HSL 線具體如下。

1）HSL CABLE 1：ASK壓接方式，編織均勻翻折。

2）HSL CABLE 2：ASK壓接方式，編織均勻翻折加銅箔包裹編織。

3）HSL CABLE 3：ASK壓接方式，編織翻折并扭一下。

4）HSL CABLE 4：本多的壓接方式，本多要求的編織翻折方式。

2.5.2? 測(cè)試目的

整車啟動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試不同壓接方式的HSL線束對(duì)GPS搜星影響。

2.5.3? 測(cè)試步驟

不接HSL線—連接HSL線—拔掉HSL線。4款HSL CABLE對(duì)GNSS搜星影響比對(duì)測(cè)試，其結(jié)果如圖9、圖10所示。

2.5.4? 結(jié)論

通過對(duì)比測(cè)試，HSL CABLE 1：ASK壓接方式，編織均勻翻折，此狀態(tài)對(duì)GPS搜星有1dB的影響，是目前所有壓接方式中的最佳性能。判定HSL線束壓接方式為要因。

2.6? 要因確認(rèn)——HSL接頭是否適合1080P數(shù)據(jù)傳輸

DVR的LVDS 輸出信號(hào)為高頻數(shù)字信號(hào)，使用FPD_LINK-Ⅲ傳輸方式，要求傳輸線束及連接器傳輸帶寬BW≥3.5GHz，負(fù)載電容CL≤0.5pF。

HSD線束及連接器設(shè)計(jì)傳輸特性6Gb/s，可以滿足DVR的LVDS視頻信號(hào)傳輸需求，而該車型使用的是HSL線束以及連接器設(shè)計(jì)傳輸特性為1Gb/s，僅能滿足USB 2.0傳輸方式。HSL在傳輸高于其特性設(shè)計(jì)值信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生5～6dB輻射是不可避免的。LVDS視頻帶寬傳輸特性要求圖見圖11。

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS搜星影響。

2）測(cè)試步驟：不接HSL/HSD線—連接HSL/HSD線—拔掉HSL/HSD線。

3）測(cè)試目的：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試不同連接器對(duì)搜星的影響。圖12為HSL/HSD測(cè)試對(duì)比圖。

4）結(jié)論：插拔HSL Cable 影響10dB的CNR值，也就是說DVR數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)重干擾到GPS搜星信號(hào)品質(zhì)。插拔HSD Cable影響3-4dB的CNR值，也就是說數(shù)據(jù)傳輸使用HSD線會(huì)比HSL線有6～7dB的改善。判定HSL接頭是否適合1080P數(shù)據(jù)傳輸為要因。

2.7? 要因確認(rèn)——GPS天線抗干擾能力弱

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS搜星影響。

2）測(cè)試步驟：利用U-BLOX EVK-M8N-0-01評(píng)估套件對(duì)GPS頻帶內(nèi)進(jìn)行掃頻測(cè)試。

3）測(cè)試目的：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試增強(qiáng)GPS天線的抗干擾能力對(duì)搜星信號(hào)的影響。

掃頻測(cè)試GPS天線的抗干擾能力對(duì)搜星信號(hào)的影響，如圖13所示：①GPS天線已接上電源；②GPS天線線束用鋁箔紙包裹。

4）結(jié)論：通過頻譜圖對(duì)比可以看出增強(qiáng)GPS天線抗干擾能力可以增強(qiáng)搜星信號(hào)，判定為要因。

2.8? 要因確認(rèn)——GPS安裝位置是否合理

1）測(cè)試狀態(tài)：整車起動(dòng)上電狀態(tài)并連接所有設(shè)備。

2）測(cè)試目的：整車起動(dòng)上電狀態(tài)下測(cè)試GPS天線不同位置對(duì)搜星的影響。

3）測(cè)試方法：利用手持式頻譜分析儀連接GPS天線，對(duì)GPS頻帶內(nèi)不同天線位置進(jìn)行掃頻測(cè)試?？赡芴炀€位置：①風(fēng)道上側(cè)位置；②A柱邊緣位置；③碼表右前方位置。圖14為GPS安裝位置測(cè)試對(duì)比。

4）結(jié)論：綠線、藍(lán)線、橘色線都是帶有DVR狀態(tài)下測(cè)試到的曲線。GPS天線位于風(fēng)道上側(cè)位置時(shí)受到的影響最小。判定GPS安裝位置為要因。

2.9? 要因確認(rèn)——其他原因確認(rèn)

1）HSL連接器信號(hào)屏蔽差：①搭鐵可靠性控制措施；②品質(zhì)控制措施。

2）HSL觸點(diǎn)搭鐵不穩(wěn)定：①搭鐵可靠性控制措施；②EMC控制措施。

3）GPS天線本體問題：①確認(rèn)天線本體的品質(zhì)控制；②ABA對(duì)換確認(rèn)是否本體問題

4）整車自然環(huán)境：①是否有外界障礙物遮擋；②車內(nèi)是否有其他屏蔽干擾源。

以上原因經(jīng)驗(yàn)證對(duì)GPS信號(hào)干擾幾乎沒有，判定為非要因。

3? 對(duì)策制定及實(shí)施

針對(duì)MMI主機(jī)抗干擾能力弱，制定措施是：將MMI主機(jī)內(nèi)GPS接收模塊上方五金孔殼體改為無孔殼體，增強(qiáng)抗干擾能力。

針對(duì)DVR本體噪聲干擾，制定措施是：DVR內(nèi)部時(shí)鐘頻率31.8MHz更改為54MHz。

針對(duì)HSL線束壓接方式，制定措施是：將LVDS線束兩端由HSL變更為HSD連接器。

針對(duì)HSL接頭是否適合1080P數(shù)據(jù)傳輸，制定措施是：將MMI主機(jī)上DVR插座由AF+TAK-VALMIDGB變?yōu)镠SD-NFRP-PCBA/3A，同時(shí)LVDS線束兩端由HSL變更為HSD連接器。

針對(duì)GPS安裝位置，制定措施是：將GPS安裝位置調(diào)整到風(fēng)道上側(cè)。

針對(duì)GPS天線抗干擾能力弱，制定措施是：將GPS天線只使用一層編織網(wǎng)屏蔽，單層屏蔽效果一般，增加一層鋁箔紙屏蔽，然后再加編織網(wǎng)屏蔽，雙層屏蔽提高GPS天線抗干擾能力。

以上方案按照既定計(jì)劃實(shí)施，圖15為改進(jìn)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)。

4? 效果驗(yàn)證

措施實(shí)施后，量產(chǎn)車輛均可在60s內(nèi)定位且搜星品質(zhì)良好，如圖16所示。隨著時(shí)間推移，180s后搜星定位基本保持穩(wěn)定，搜星定位品質(zhì)非常好，制定措施可靠有效。持續(xù)跟蹤措施斷點(diǎn)切換后，無同類故障再發(fā)，改進(jìn)效果顯著。

5? 結(jié)語

通過對(duì)該車型搜星定位問題的解決，期間經(jīng)過了現(xiàn)狀調(diào)查、原因分析，問題小組真正找到了搜星定位問題的根本原因，并對(duì)故障制定了相應(yīng)的整改措施，經(jīng)驗(yàn)證后證實(shí)有效。通過本次改善項(xiàng)目活動(dòng)，問題小組完成了預(yù)定的目標(biāo)值，將搜星定位問題降至零發(fā)生。

（編輯? 楊? 景）

作者簡(jiǎn)介

杜善振，男，質(zhì)量工程師，主要從事汽車制造零部件品質(zhì)管理工作。