龙金桥
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摘要：本文将会以某车型汽车方向盘多功能开关失效问题为例，通过能谱分析方法进行分析研究，确定问题的根源在于方向盘多功能开关操作无法按压到底，其实际开关触点与静触点无法实现有效结合，进而导致实际操作多功能开关时出现细微拉弧问题，以至于长时间使用后PCB电路板触电表面积碳。基于此问题，制定相应的解决措施，有效解决汽车方向盘多功能开关失效问题。
关键词：汽车方向盘；多功能开关；开关失效
前言：随着社会经济的不断发展，国民环境保护意识的不断提升，近些年来汽车逐步朝着电动化、网络化、智能化、共享化等方面发展。在此背景下，驾驶员驾驶过程中的实际功能要求也在不断增多，促使汽车的功能内容逐步增加，而方向盘作为汽车驾驶员使用频率最高的设备部件，其也已经从原本的转向功能，到如今的喇叭、安全气囊以及越来越多的其他功能，促使驾驶员在驾驶汽车过程中，可以在双手不离开方向盘的情况下，无障碍使用汽车方向盘上集成的多种功能，提高汽车驾驶的安全性、功能性以及便利性。
1 案例问题
某厂售后接到用户反馈某车型汽车方向盘多功能开关存在失效问题，对所有用户反馈进行归纳汇总后续确定故障反馈共15例，其中音量键失效故障8例，音量键间歇性失效故障4例，频道搜索键及音量键失效故障9例。在接收到用户故障反馈后，对相关故障汽车进行故障检修后确定音量功能键失效问题为该车型汽车方向盘多功能开关失效的主要问题。
2 故障原因分析
某车型汽车方向盘多功能开关采用的是电橡胶式开关。当驾驶员按压汽车方向盘上的多功能开关时，开关所承受的下压力会通过顶杆传递到导电橡胶上的动触点，促使动触点与PCB电路板上的静触点相接触，从而达成电路通断效果。此多功能开关传递过程中若是某处出现问题，便会导致整个开关系统出现故障进而引发多功能开关故障问题[1]。
某车型汽车在实际设计过程中要求方向盘上的多功能开关下压力正常值为1.5±0.5N。将万用表与返修故障件回路系统两端相连接，测定故障件的实际导通性能。在测定过程中，将会以设计要求下压力按下多功能开关，发现万用表未出现读数效果，说明此时返修故障件回路系统未导通；将下压力增加到3-6N后，万用表出现读数效果，说明返修故障件回路可实现导通，但对于下压力要求相对较高。
将返修故障件进行拆解，通过正常PCB电路板替代返修故障件的PCB电路板，重新构成回路系统，然后再通过万用表对重新组装后的故障件进行测试，测试过程中会向故障件施加设计下压力，若是万用表读数正常，则代表着故障件故障回路系统导通，最终确定重新组装后的故障件可以正常导通。
对故障件原有的PCB电路板进行观察后发现，故障件PCB电路板上的进出点存在少量的黑色物质，在故障件导电橡胶动触点上同样发现有少量同种黑色物质，使用酒精对静触点和动触点进行擦拭，去除掉黑色物质后，再对原故障件进行重新组装，通过万用表进行通路检测，施加设计下压力后，万用表有读数显示，表明故障件回路导通正常。
将故障件送往专业检测机构对动触点和静触点表面的黑色物质进行能谱分析[2]，最终得出表1中的检测结果。
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由表1可知，故障件动、静触点表面黑色物质的主要成分为碳，结合重新组装和按压测试结果进行综合判断，最终确定方向盘多功能开关失效问题的根源在于开关PCB电路板上的静触点与导电橡胶上的动触点之间的接触结合力不足，进而导致在实现回路导通过程中会产生细微拉弧现象，久而久之便会导致动触点和静触点表面积碳，引发多功能开关失效问题。
3 解决方案
针对多功能开关动触点和静触点接触结合力不足的问题，提出以下集中解决方案：
（1）方案一：加大导电橡胶上动触点面积，促使多功能开关在接受下压力后，动触点和静触点的接触面积加大，结合力增加，从而降低因结合力不足而导致的拉弧现象发生。不过在后续研究中发现，现有的PCB电路板上触电是与过去导电橡胶动触点进行配套设计开发的，若是想要通过增加动触点面积的方式加大结合力，就必须要增加PCB电路板上静触点面积，其他相关多功能开关组件也需要重新进行开发，从而加大改进成本[3]。并且，多功能开关失效具体表现为下压力不足，导致动触点和静触点接触结合力不足，进而导致拉弧现象，出现动触点和静触点表面积碳情况。因此，只要可以增加下压力，便可以实现导通，而单纯地增加导电橡胶上动触点面积并不能够从根本上解决此问题，此方案不符合问题解决的实际要求。
（2）方案二：对现有的方向盘多功能开关进行结构上的优化。针对动触点和静触点接触结合力不足的问题，将会采用以下两个步骤来解决问题。其一，在为多功能开关施加下压力后，下压力后经过顶杆来传导到导电橡胶上的动触点，基于此结果，将会在顶杆推动动触点侧增加一圈橡胶体，从而促使下压力传导效果增加，进而增强动触点和静触点的结合力；其二，增加顶杆和导电橡胶之间的接触面积，即将原有的凹圆形顶杆圆盘改为了完整的圆形顶杆圆盘，同时将圆盘厚度从0.6mm增加到了0.9mm，进而增加顶杆的力传导效果。将优化前与优化后的多功能开关进行分别按压耐久试验。
在经过测试试验后，结构优化后的方向盘多功能开关功能仍然保持正常，并且多功能开关的电阻值情况也得到了有效改善，由此可以确定此种方案可以有效解决多功能开关失效问题，可以进行普及应用。
4 结论
本文以某车型汽车方向盘多功能开关失效问题为例，通过能谱分析方法对确定多功能开关实现问题的根源在于开关动触点和静触点接触结合力不足，回路导通过程中会产生细微拉弧，久而久之导致触电表面积碳，引发故障情况。对此，本文制定了两种解决方案，通过试验分析、风险评测、方案合理性等方面内容进行综合研究分析，确定了这两种方案可以有效解决方向盘多功能开关失效问题。
参考文献
[1]张迪.上海大众凌渡多功能方向盘按钮失灵且灯光开关背景灯不亮[J].汽车维修技师,2018,000(006):105-108.
[2]韩乐.长城嘉誉多功能商务车仪表盘指针不工作[J].汽车与驾驶维修(维修版),2018(6):38-39
[3]樊荣建,蔡夏辉.高尔夫A7车多个故障指示灯点亮[J].汽车维护与修理,2018,No.327(11):26-27.