李冬梅，鄔 娟，彭靖宇

（泛亞汽車技術(shù)中心，上海 201206）

1 傳統(tǒng)開關(guān)常見故障概述

汽車電子開關(guān)常見的故障有很多，為方便故障檢查和診斷，我們把問題分成幾類：①外觀開裂問題，指開關(guān)表面處理工藝或材質(zhì)缺陷引起的不良，常見的有開關(guān)表面電鍍層開裂，表面油漆層脫落等問題；②功能輸出故障問題主要指開關(guān)電路性能方面的問題，如觸點不通，電路功能失效等問題；③操作卡滯問題指的是開關(guān)按壓卡滯，不回彈等問題；④操作異響問題指的是開關(guān)操作或按壓過程中有噪音，異響等問題。詳見圖1。

2 故障診斷技巧

針對傳統(tǒng)開關(guān)存在的故障問題，在針對不同類型的問題現(xiàn)象時，采取不同的方式和手段進(jìn)行故障診斷，下面展開詳細(xì)論述。

2.1 外觀開裂問題的診斷

外觀問題在診斷過程中，除了通過目視檢查產(chǎn)品缺陷外，還需要借助一些高精度的儀器來輔助檢查，如電子顯微鏡、金相分析儀等對涂層進(jìn)行精確測量，如圖2所示。

圖2 涂層測量儀器

傳統(tǒng)開關(guān)的外觀件一般以塑料材料為主，通常表面處理方式有皮紋、噴漆、電鍍、水轉(zhuǎn)印等處理方式。針對不同的表面處理方式，開關(guān)在材料選用和生產(chǎn)過程中區(qū)別差異較大，所以表面問題導(dǎo)致的故障也較為常見。

下例故障是一款開關(guān)外表面鍍層脫落問題。故障件的按鈕蓋表面鍍層有開裂現(xiàn)象，針對開裂問題我們從兩方面展開分析。一是分析開關(guān)所使用的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，如按鍵是否因為陽光暴曬導(dǎo)致開裂，或是按鍵在高溫高濕環(huán)境下開裂，還有是否因為沾染化學(xué)試劑或者護(hù)手霜之類導(dǎo)致開裂。經(jīng)過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)開關(guān)在設(shè)計之初嚴(yán)格按照客戶的DV試驗要求進(jìn)行過類似的環(huán)境試驗，實驗后，開關(guān)是合格的。通過上述調(diào)查可以確認(rèn)開關(guān)設(shè)計本身沒有任何缺陷。開關(guān)設(shè)計本身是符合要求的，就需要從開關(guān)制造和生產(chǎn)過程展開分析。二是從開關(guān)按鈕的表面處理和素材的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)去分析開關(guān)鍍層脫落的原因。

1）分析按鈕蓋表面電鍍層是否因為電鍍生產(chǎn)環(huán)節(jié)品質(zhì)問題導(dǎo)致脫落；對鍍層缺陷問題通過對電鍍層厚度分析和鍍層結(jié)合力的檢測，發(fā)現(xiàn)鍍層厚度和結(jié)合力都符合要求，可以排除電鍍生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題。

2）分析素材注塑環(huán)節(jié)是否有缺陷導(dǎo)致電鍍層脫落。針對按鈕蓋注塑的問題需要考慮素材是如何導(dǎo)致開裂的，從兩方面展開分析：①產(chǎn)品本身強(qiáng)度不夠的導(dǎo)致的長期受力開裂，對于產(chǎn)品本身強(qiáng)度不夠的開裂現(xiàn)象是可以通過結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析來排除的，此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析是滿足要求的。②素材內(nèi)部留有殘余應(yīng)力導(dǎo)致的開裂。可以通過材料的應(yīng)力測試來診斷，拿同一批次按鈕蓋素材用冰醋酸浸泡30s，晾干檢查，發(fā)現(xiàn)素材表面存在應(yīng)力裂紋，證明了按鈕蓋存在應(yīng)力導(dǎo)致開裂。為驗證問題點，通過對產(chǎn)品注塑參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同時注塑后進(jìn)行退貨后處理，對按鈕蓋進(jìn)行重新生產(chǎn)，用冰醋酸測試沒有發(fā)現(xiàn)應(yīng)力裂紋。

表面開裂問題參考排查和診斷步驟如圖3所示。

圖3 表面開裂問題參考排查和診斷步驟

2.2 功能輸出故障問題的診斷

功能問題一般都是開關(guān)內(nèi)部故障引起的問題，需要借助工具結(jié)合產(chǎn)品電路原理圖進(jìn)行電路功能檢查，常用的如萬用表、兆歐表、程控電源、示波器、測試臺等工具用于檢測開關(guān)的電路功能。檢測出開關(guān)的電路問題后，再通過內(nèi)部拆解來檢查分析問題。診斷步驟如圖4所示。

圖4 功能輸出故障問題的診斷步驟

下例是一款雨刮組合開關(guān)功能失效問題分析的案例。故障件現(xiàn)象是后雨刮噴水功能異常，我們根據(jù)產(chǎn)品電路圖用萬用表測試各個接線端子功能是否正常，發(fā)現(xiàn)某一線路存在斷開，通過內(nèi)部拆解開關(guān)發(fā)現(xiàn)此開關(guān)手柄后雨刮PCB上銅箔被燒蝕導(dǎo)致電路斷開，后噴水無功能。雨刮組合開關(guān)功能失效案例如圖5所示。

圖5 雨刮組合開關(guān)功能失效案例

下例是一款按鍵開關(guān)功能失效問題分析的案例。我們通過客戶反饋左前玻璃無法正常升降，初步分析開關(guān)電路功能異常。

1）通過開關(guān)電路圖測試發(fā)現(xiàn)左前開關(guān)上升下降電路不通。

2）拆解按鍵開關(guān)發(fā)現(xiàn)左前按鍵線路板處導(dǎo)電盤存在不明物質(zhì)的污染物。

3）為判斷是否是污染物導(dǎo)致的開關(guān)失效，我們通過把功能失效件污染物擦拭后重新測試開關(guān)功能正常。

4）由此判定開關(guān)失效是由線路板處導(dǎo)電盤存在不明物質(zhì)的污染物導(dǎo)致功能失效。

觸點功能故障參考排查和診斷步驟如圖6所示。

圖6 觸點功能故障參考排查和診斷步驟

2.3 操作卡滯問題的診斷

開關(guān)的操作卡滯不回彈或按壓不動等機(jī)械功能故障問題。首先需要對開關(guān)外觀進(jìn)行檢查，檢查開關(guān)是否因為外觀缺陷或破損引起操作異常，其次是對開關(guān)進(jìn)行內(nèi)部拆解，從開關(guān)內(nèi)部零部件結(jié)構(gòu)和運動方式來檢查分析開關(guān)的故障問題點。

下例是一款方向盤開關(guān)中間撥輪操作卡滯故障。

1）通過操作發(fā)現(xiàn)撥輪存在撥動不靈活，卡滯的現(xiàn)象，開關(guān)外觀檢查沒有問題。

2）對開關(guān)的拆解分析找出引起操作卡滯問題的幾個相關(guān)聯(lián)零部件。

3）通過對故障再現(xiàn)模擬的方式，分析零部件之間各種配合狀態(tài)下的操作力手感曲線變化。對比數(shù)據(jù)分析最終確定各零部件總成裝配后活動間隙變小導(dǎo)致卡滯現(xiàn)象。

卡滯問題參考排查和診斷步驟如圖7所示。

圖7 卡滯問題的排查和診斷步驟

2.4 操作異響問題的診斷

操作異響指的是在開關(guān)操作過程中，存在令人不舒服的噪音和聲響。這類問題一般是由開關(guān)的裝配間隙導(dǎo)致運動部件之間摩擦發(fā)出異響，或者是開關(guān)進(jìn)入異物以后也會發(fā)生異響。

開關(guān)異響可參考如圖8所示方法和步驟進(jìn)行排查和診斷，必要時可借助專用汽車異響聽診儀進(jìn)行探測。

3 結(jié)論

圖8 開關(guān)異響排查和診斷步驟

汽車開關(guān)故障問題多樣，我們在分析問題和故障診斷時，可以按本文論述的方法進(jìn)行分析，先確定開關(guān)的故障類型，再通過由外到內(nèi)，由表及里，進(jìn)行檢查和分析。同時在故障診斷的過程中需要綜合運用多種手段和方法去分析和識別故障。如運用CAE模擬分析，尺寸鏈計算，手工件驗證分析，DOE試驗分析，故障件再現(xiàn)追溯等手段。同時公司內(nèi)部會建立自己的故障件問題分析流程和方法以此來提高和加快分析問題的準(zhǔn)確率和效率，在此基礎(chǔ)上我們還會建立開關(guān)的故障件失效經(jīng)驗庫來保證故障件問題的識別。