李冬梅，邬 娟，彭靖宇

（泛亚汽车技术中心，上海 201206）

1 传统开关常见故障概述

汽车电子开关常见的故障有很多，为方便故障检查和诊断，我们把问题分成几类：①外观开裂问题，指开关表面处理工艺或材质缺陷引起的不良，常见的有开关表面电镀层开裂，表面油漆层脱落等问题；②功能输出故障问题主要指开关电路性能方面的问题，如触点不通，电路功能失效等问题；③操作卡滞问题指的是开关按压卡滞，不回弹等问题；④操作异响问题指的是开关操作或按压过程中有噪音，异响等问题。详见图1。

2 故障诊断技巧

针对传统开关存在的故障问题，在针对不同类型的问题现象时，采取不同的方式和手段进行故障诊断，下面展开详细论述。

2.1 外观开裂问题的诊断

外观问题在诊断过程中，除了通过目视检查产品缺陷外，还需要借助一些高精度的仪器来辅助检查，如电子显微镜、金相分析仪等对涂层进行精确测量，如图2所示。

图2 涂层测量仪器

传统开关的外观件一般以塑料材料为主，通常表面处理方式有皮纹、喷漆、电镀、水转印等处理方式。针对不同的表面处理方式，开关在材料选用和生产过程中区别差异较大，所以表面问题导致的故障也较为常见。

下例故障是一款开关外表面镀层脱落问题。故障件的按钮盖表面镀层有开裂现象，针对开裂问题我们从两方面展开分析。一是分析开关所使用的环境进行调查，如按键是否因为阳光暴晒导致开裂，或是按键在高温高湿环境下开裂，还有是否因为沾染化学试剂或者护手霜之类导致开裂。经过调查我们发现开关在设计之初严格按照客户的DV试验要求进行过类似的环境试验，实验后，开关是合格的。通过上述调查可以确认开关设计本身没有任何缺陷。开关设计本身是符合要求的，就需要从开关制造和生产过程展开分析。二是从开关按钮的表面处理和素材的生产制造环节去分析开关镀层脱落的原因。

1）分析按钮盖表面电镀层是否因为电镀生产环节品质问题导致脱落；对镀层缺陷问题通过对电镀层厚度分析和镀层结合力的检测，发现镀层厚度和结合力都符合要求，可以排除电镀生产环节的问题。

2）分析素材注塑环节是否有缺陷导致电镀层脱落。针对按钮盖注塑的问题需要考虑素材是如何导致开裂的，从两方面展开分析：①产品本身强度不够的导致的长期受力开裂，对于产品本身强度不够的开裂现象是可以通过结构强度分析来排除的，此产品结构强度分析是满足要求的。②素材内部留有残余应力导致的开裂。可以通过材料的应力测试来诊断，拿同一批次按钮盖素材用冰醋酸浸泡30s，晾干检查，发现素材表面存在应力裂纹，证明了按钮盖存在应力导致开裂。为验证问题点，通过对产品注塑参数进行调整，同时注塑后进行退货后处理，对按钮盖进行重新生产，用冰醋酸测试没有发现应力裂纹。

表面开裂问题参考排查和诊断步骤如图3所示。

图3 表面开裂问题参考排查和诊断步骤

2.2 功能输出故障问题的诊断

功能问题一般都是开关内部故障引起的问题，需要借助工具结合产品电路原理图进行电路功能检查，常用的如万用表、兆欧表、程控电源、示波器、测试台等工具用于检测开关的电路功能。检测出开关的电路问题后，再通过内部拆解来检查分析问题。诊断步骤如图4所示。

图4 功能输出故障问题的诊断步骤

下例是一款雨刮组合开关功能失效问题分析的案例。故障件现象是后雨刮喷水功能异常，我们根据产品电路图用万用表测试各个接线端子功能是否正常，发现某一线路存在断开，通过内部拆解开关发现此开关手柄后雨刮PCB上铜箔被烧蚀导致电路断开，后喷水无功能。雨刮组合开关功能失效案例如图5所示。

图5 雨刮组合开关功能失效案例

下例是一款按键开关功能失效问题分析的案例。我们通过客户反馈左前玻璃无法正常升降，初步分析开关电路功能异常。

1）通过开关电路图测试发现左前开关上升下降电路不通。

2）拆解按键开关发现左前按键线路板处导电盘存在不明物质的污染物。

3）为判断是否是污染物导致的开关失效，我们通过把功能失效件污染物擦拭后重新测试开关功能正常。

4）由此判定开关失效是由线路板处导电盘存在不明物质的污染物导致功能失效。

触点功能故障参考排查和诊断步骤如图6所示。

图6 触点功能故障参考排查和诊断步骤

2.3 操作卡滞问题的诊断

开关的操作卡滞不回弹或按压不动等机械功能故障问题。首先需要对开关外观进行检查，检查开关是否因为外观缺陷或破损引起操作异常，其次是对开关进行内部拆解，从开关内部零部件结构和运动方式来检查分析开关的故障问题点。

下例是一款方向盘开关中间拨轮操作卡滞故障。

1）通过操作发现拨轮存在拨动不灵活，卡滞的现象，开关外观检查没有问题。

2）对开关的拆解分析找出引起操作卡滞问题的几个相关联零部件。

3）通过对故障再现模拟的方式，分析零部件之间各种配合状态下的操作力手感曲线变化。对比数据分析最终确定各零部件总成装配后活动间隙变小导致卡滞现象。

卡滞问题参考排查和诊断步骤如图7所示。

图7 卡滞问题的排查和诊断步骤

2.4 操作异响问题的诊断

操作异响指的是在开关操作过程中，存在令人不舒服的噪音和声响。这类问题一般是由开关的装配间隙导致运动部件之间摩擦发出异响，或者是开关进入异物以后也会发生异响。

开关异响可参考如图8所示方法和步骤进行排查和诊断，必要时可借助专用汽车异响听诊仪进行探测。

3 结论

图8 开关异响排查和诊断步骤

汽车开关故障问题多样，我们在分析问题和故障诊断时，可以按本文论述的方法进行分析，先确定开关的故障类型，再通过由外到内，由表及里，进行检查和分析。同时在故障诊断的过程中需要综合运用多种手段和方法去分析和识别故障。如运用CAE模拟分析，尺寸链计算，手工件验证分析，DOE试验分析，故障件再现追溯等手段。同时公司内部会建立自己的故障件问题分析流程和方法以此来提高和加快分析问题的准确率和效率，在此基础上我们还会建立开关的故障件失效经验库来保证故障件问题的识别。