豐田皇冠轎車導航儀失效

    一輛行駛里程約10萬km的2009款豐田皇冠轎車。該車原車導航儀顯示距離、方向有時偏差較大，而且不能標注車輛當前位置。此故障屬于間歇性故障，沒有規(guī)律。

    故障分析：

    1）故障原因：

    ①導航儀需要采集的一些車輛信息等數(shù)據(jù)信號，如車速信號、陀螺儀傳感器信號（顯示車輛直行或停止信息）等出現(xiàn)錯誤。

    ②導航儀需要采集的GPS衛(wèi)星信號出現(xiàn)錯誤。

    ③導航信息存儲介質（導航光盤）出現(xiàn)錯誤。

    ④導航儀本身出現(xiàn)錯誤。

    2）分析：車載導航系統(tǒng)實質就是能夠精確地跟蹤當前車輛的位置并在地圖上顯示出來。可以實現(xiàn)導航功能的前提是必須實時跟蹤當前的車輛位置，其跟蹤方法無外乎兩種：自主導航（航位推測法）和GPS衛(wèi)星導航）導航。因為衛(wèi)星信號有存在盲區(qū)的可能，所以兩種方法必須相互補充，一起使用，這樣才能使車輛在接收不到GPS信號的地方仍可以標注車輛位置。但是只使用自主導航時地圖精度會降低，當然偏差也會加大。

    自主導航主要依據(jù)陀螺儀傳感器和車速傳感器測定的行駛軌跡來確定相應的車輛位置。前者通過檢測角速度來計算方向，后者則用來計算行駛距離。

    GPS導航依據(jù)GPS衛(wèi)星發(fā)出的無線電波來檢測絕對車輛位置。通常使用四顆或有時使用多個（三顆）衛(wèi)星的信號來確定當前的經度、緯度和海拔。使用四顆衛(wèi)星信號時是三維測量，使用三顆時是二維測量，其只能根據(jù)當前經緯度得到車輛位置，而衛(wèi)星數(shù)目更少時則無法實現(xiàn)車輛定位。

    自主導航和GPS導航計算當前的行駛路線，然后與地圖光盤里的地圖數(shù)據(jù)的路線進行比較，最后車輛位置被確定。依據(jù)以上分析敲定一維修方案，對于其間歇性故障的特性應先做全面檢查，縮小故障范圍后再做維修。

    3）維修內容：首先檢查了地圖光盤，確認是最新版本且光盤本身沒有損壞和臟污。

    接下來根據(jù)故障原因①檢查車速等信號。起動發(fā)動機后一直按導航控制面板上的INFO開關后，操作小燈開關OFF-ON-OFF-ON-OFF-ON-OFF進入導航儀自診斷功能。菜單顯示“SYSTEN CHECK MODE”（系統(tǒng)檢查模式），開始自動檢查各系統(tǒng)故障碼，幾分鐘后結果顯示“OK”。按下右上角“MENU”（菜單）進入“DIAGNOSIS MENU”（診斷菜單），選擇“NAVIGATION CHECK”（導航檢查），再選擇“VEHICLE SENSORS”（車輛傳感器）項。菜單顯示內容：J）REV：轉速信號的ON/OFF狀態(tài)。② SPD：車速信號情況（應與實際車速相當）。③ GYRO VOLTAGE：陀螺儀傳感器輸出（車輛直行或停止時電壓大概為2. 5V）。以上檢查結果都符合標準，無論怎樣的路試都正常。看來也不是故障原因②所列出的原因。

    接下來仍通過自診斷功能檢查GPS信號。在導航檢查菜單選擇“GPS INFORMATION”（GPS信息）檢查。菜單顯示內容：①衛(wèi)星信息：包括衛(wèi)星數(shù)目、傾斜角、方向和信號級別。②接收條件（STS項）：顯示“T"是系統(tǒng)接收GPS信號但不用來定位，顯示“P”是系統(tǒng)用GPS定位，顯示“－”是系統(tǒng)無法接收信號。也就是說，“p”越多信號越強。③測量狀態(tài)（MEASUREMENT STATUS項）：“2D”是二維定位，"3D”是三維定位，"NG”是不能使用定位數(shù)據(jù)，“ERROR”是發(fā)生接收錯誤，“－”是其他任何狀態(tài)。另外還有當前的經緯度和來自GPS信號的格林尼治時間和日期。

    通過路試檢查，菜單可顯示五顆衛(wèi)星，但在STS項顯示的P總在三到兩個來回切換，有時甚至更少，說明信號極不穩(wěn)定。這也是導致導航偏差大的原因所在。可以導致GPS接收信號差的原因除車輛所處的場地狀況外，還有導航儀ECU自身損壞和信號接收天線損壞等因素。在嘗試更換GPS信號接收天線后效果仍未改變，因導航儀無替代品，所以維修一時陷入困境。

    貼太陽膜會影響到GPS信號接收筆者是了解的。況且在維修前已經詢問過車主，前風窗玻璃沒有貼過太陽膜，于是也沒有檢查。但在后來路試中嘗試把天線放在車外時，衛(wèi)星數(shù)量居然是十顆，而STS項可顯示六個P且信號穩(wěn)定。看來儀器本身沒有任何問題，而是GPS衛(wèi)星信號被屏蔽了。于是更仔細地檢查了前風窗玻璃，最后只有在拆除車內后視鏡座后才發(fā)現(xiàn)，前風窗玻璃的確貼有太陽膜，只是做工很精細，所有貼太陽膜切割后的邊都非常隱蔽，以至于很難發(fā)現(xiàn)。在征得車主同意后去除前風窗玻璃太陽膜，所有零件裝復后再檢查導航儀，各數(shù)據(jù)一切正常。

    后來在和車主聊天時得知，車輛借出后出過事故，因為玻璃和原車有色差，為了不讓車主看出，所以貼太陽膜是為了掩蓋一下。而太陽膜又是在前風窗玻璃沒有裝車前貼上去的，所以較難發(fā)現(xiàn)。因此這也是此次維修的關鍵之所在。

    故障解決：去除前風窗玻璃太陽膜。

    故障啟示：太陽膜除了會屏蔽導航衛(wèi)星信號外，有時還會影響智能鑰匙信號，在此提醒各位同仁注意。

    故障點評：讀完這篇技術案例，我非常高興。能夠這樣全面地對導航系統(tǒng)原理作出分析，最終找出故障原因，說明作者是非常用心了。我認為這篇文章非常值得我們的技術人員好好研讀，作為下一步類似故障排除的參照范例。