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據信號，如車速信號、陀螺儀傳感器信號（顯示車輛直行或停止信息）等出現錯誤。

    ②導航儀需要采集的GPS衛星信號出現錯誤。

    ③導航信息存儲介質（導航光盤）出現錯誤。

    ④導航儀本身出現錯誤。

    2）分析：車載導航系統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衛星導航）導航。因為衛星信號有存在盲區的可能，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GPS衛星發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）衛星的信號來確定當前的經度、緯度和海拔。使用四顆衛星信號時是三維測量，使用三顆時是二維測量，其只能根據當前經緯度得到車輛位置，而衛星數目更少時則無法實現車輛定位。

    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據的路線進行比較，最后車輛位置被確定。依據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。

    接下來根據故障原因①檢查車速等信號。起動發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”（系統檢查模式），開始自動檢查各系統故障碼，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。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衛星信息：包括衛星數目、傾斜角、方向和信號級別。②接收條件（STS項）：顯示“T"是系統接收GPS信號但不用來定位，顯示“P”是系統用GPS定位，顯示“－”是系統無法接收信號。也就是說，“p”越多信號越強。③測量狀態（MEASUREMENT STATUS項）：“2D”是二維定位，"3D”是三維定位，"NG”是不能使用定位數據，“ERROR”是發生接收錯誤，“－”是其他任何狀態。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，衛星數量居然是十顆，而STS項可顯示六個P且信號穩定。看來儀器本身沒有任何問題，而是GPS衛星信號被屏蔽了。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現，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，以至于很難發現。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，各數據一切正常。

    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，所以較難發現。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。