探討方向盤多功能開關失效問題

楊宗榜 練麗梅 焦青亮 葉友體 肖丹

溫州長江汽車電子有限公司 浙江溫州 325000

汽車的普及使汽車的設計更加多元化，以前，汽車方向盤只承擔著轉向的功能，現如今為了汽車的舒適度以及便利性，方向盤集合了更多的功能。這一現象產生了方向盤多功能開關失效的問題。

1 方向盤多功能開關失效原因

1.1 按鍵自身原因導致失效

在實際操作過程中，多功能方向盤開關的失靈主要原因是開關按鍵質量出現問題導致失靈，一般是按鍵本身所產生的問題，這一點從按鍵產品本身可發現一些細節現象。例如，按鍵內部存在液體，致使電路板產生短路情況或按鍵內部積灰導致按鍵電阻增大等等，通過對不同問題分析來看，多功能汽車按鍵失靈原因可歸為以下幾個方面。

當生產工藝存在缺陷問題時，也會導致元器件失靈的現象發生，目前國內能夠生產方向盤多功能開關的廠家，在制造電路板過程中由于成本利潤的影響，在安裝過程中采用人工的方式進行安裝。由于這個因素會為產品帶來潛在的安全質量隱患。生產工藝問題是電路板焊點虛焊的情況導致的方向盤安全失靈現象的主要成因。

按鍵內部電路板元件出現老化現象和元件失效現象，最主要的原因是電路板中電器元件的選用不適合。汽車內多采用半導體電器元件，而溫度環境對半導體電器元件的工作效果有較大影響，在汽車元器件選用過程中，汽車在實際運行時，溫度幅度范圍較大，在元器件選用過程中若不注意這個問題，會使元器件無法正常使用，從而導致方向盤多功能開關失效。

多功能方向盤開關失效的另一原因進水進液體進灰塵等情況，由于其產品結構設計的不合理，在產品結構設計過程中，需要考慮的因素十分繁重，例如開關的布局，尺寸，按鍵與殼體之間的配合等，同時還要考慮操作者的舒適型等問題，一旦設計不合理，極易出現縫隙，導致液體和灰塵的滲入，進一步導致方向盤開關無法正常工作[1]。

1.2 汽車系統不兼容導致失效

除去按鍵本身所存在的問題，在實際操作過程中還會出現執行功能錯誤以及相關功能無法使用等問題。汽車方向盤多功能開關的工作原理是通過時鐘彈簧為多功能按鍵供電，從而實現按鍵傳達指令的功能。此過程中涉及多個零部件，若部件與部件之間存在配合問題，就會產生失靈現象，這種配合便是汽車系統匹配。不論哪一個環節出現錯誤，汽車方向盤多功能開關都會失效，例如配套線束出現磨損或者短路。指令出現問題無法執行，或者指令與其功能之間無法進行接受，從而導致的指令失效以及錯誤指令等問題。而這一原因大多因為在相關產品開發時，未進行有效的零部件之間的相關實驗，導致指令無法正確傳達，在指令設計過程中，沒能考慮各個系統之間相互配合的問題。國內大部分的指令為電壓信號，而電壓信號精度設計不合格，未達到標準精度、誤差較大等，都導致指令匹配出現問題。

同時系統匹配設計過程中，會由于設計人員的專業經驗減少的情況下出現設計缺陷的問題，在設計過程中沒能充分考慮各個零件之間的配合以及各個部件的零件質量所產生的問題。設計缺陷導致的問題一般情況下減少，通過多次實驗可以有效避免[2]。

2 方向盤多功能開關失效驗證方法

在解決方向盤多功能開關失效前，應確定開關失效原因的驗證。驗證方法有以下方法。首先對車況進行了解，是否出現過入水等問題導致元器件的磨損失效。

其次是對接觸電阻進行檢測，并計算出接觸電阻所需要的標準精度，標準精度必須滿足開關的設計要求，同時應檢測汽車方向盤多功能開關系統中各線路的電阻，是否滿足執行時所要求的電阻偏差，考慮各項電阻誤差，并對誤差進行分析，有效的驗證開關失效原因。

若以上方法無法先測出開關失效的原因，則需要對功能按鍵進行拆卸工作，細致檢查每一個元器件的質量，通過多次的實驗進行問題排除，鎖定產生開關失效的具體原因，并對其進行修復工作。

3 方向盤多功能開關失效解決方案

3.1 方向盤按鍵修復

當出現按鍵失靈所導致的方向盤多功能開關失效的問題時，應該對產生問題的元件進行有效的更換，為避免這一問題的反復發生，在汽車制造的過程中應注意以下幾個問題。

完善多功能開關的生產工藝問題，國家可適量增加對方向盤多功能開關生產廠家的支持，生產廠家應購置安裝設備取代人工安裝，在一定程度上保證零件安裝的質量。解決電路板虛焊的問題，生產后應多次進行實驗，保障元器件的精確度的準確。

在按鍵制造過程中，盡量使用耐性較好的半導體元件。在按鍵使用過程中，車內溫度變化較大，通常在零下四十度到零上七十度之間，目前國內許多廠家已經在元件出廠過程中質量檢測的溫度提升到八十度左右，能夠延長其的使用壽命，盡量阻止元件老化以及失效現象。除去元器件本身的問題，在汽車使用的過程中，車主以及使用者應注意清理灰塵，最大程度的避免液體對方向盤多功能開關的破壞，液體應遠離駕駛位，保障汽車功能不受到人為破壞。

3.2 重做汽車系統

多功能方向盤在設計過程中，應充分考慮零部件之間的指令執行的相互配合，出廠過程應進行大量的檢測。要對系統的配合進行多次的振動實驗、耐久性實驗以及接觸電阻的檢測。接觸電阻的檢測十分重要，在考慮本身元器件時還應該考慮按鍵輸出以及執行過程中的每一個電阻數，通過相關的理論進行處理分析，驗證產品在系統匹配中是否會出現不合適的情況，導致系統無法正常運轉或者出現功能錯誤自己失效的現象。

在安裝過程中，元器件的選用也不斷注意到更多的問題，從而進一步避免由于基礎元件接觸連接的問題導致的方向盤多功能開關失靈的問題。

4 結語

作為一種新型產品，通過對現有問題的分析，增加設計檢測的經驗，從而進一步減少故障的發生，能夠保證方向盤的質量以及用戶體驗感，為駕駛者帶來了一系列的便利。