關于消除隱藏式把手功能故障的研究

張 彬， 李海利， 黃 宏， 邵科君

（杭州吉利汽車有限公司， 浙江 杭州 310020）

1 引言

隨著生活水平的提高，人們對汽車的外觀審美也提出了更高的要求。隱藏式外把手因外形與車門鈑金齊平，線形流暢，高速行駛時風阻和風噪更小，深受用戶的喜愛，也得到了更多的應用，隨之對隱藏式外把手的設計也提出了更高的要求，其中把手自動開啟及自動關閉就是一個重要的指標要求，既要滿足車輛解鎖后自動開啟到預定位置又要車輛閉鎖后自動閉合到初始位置，隱藏式把手位置判斷通過開啟到位及關閉到位微動開關高低電平信號轉換進行判斷，因此隱藏式把手微動開關對其功能起到至關重要的作用。

某車型量產(chǎn)初期，批量反饋隱藏式把手無法自動彈出及閉合故障，導致無法打開車外，嚴重影響整車品質(zhì)，同時該問題也是行業(yè)中普遍存在的一個痛點，若故障車輛流入市場，必然會產(chǎn)生售后索賠、客戶退車、車型口碑下降、車輛批量召回等不良影響，本課題從現(xiàn)狀調(diào)查、原因分析、對策制定、改進實施、效果驗證、防止再發(fā)、橫向排查7個步驟進行專題討論分析。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 隱藏式外把手結構介紹

隱藏式外把手由動力機構、執(zhí)行機構、信號反饋機構組成，執(zhí)行器作為隱藏式外把手的動力機構，凸輪作為隱藏式外把手的執(zhí)行機構，微動開關作為隱藏式外把手的信號反饋機構，詳見圖1。

圖1 隱藏式外把手結構

2.2 邏輯原理

小組成員首先對隱藏把手自動開啟及閉合邏輯原理進行介紹。

把手微動開關有兩個，分別為開啟到位微動開關總成③和關閉到位微動開關總成④，開啟到位微動開關總成與關閉到位微動開關總成通過通斷的轉換反饋信號給BCM判斷是否到達指定位置（預開啟及閉合位置），把手在收回閉合位置時（車輛處于閉鎖狀態(tài)），③和④全部為斷路；把手在展開預開啟位置時（車輛處于解鎖狀態(tài)），③和④全部為通路；⑤在自由狀態(tài)時，③和④為常斷，當⑤被擠壓時，③和④導通。

在車輛解鎖時，BCM接收到PEPS發(fā)送的CAN開鎖信號指令，BCM發(fā)送解鎖信號給HDC（隱藏式把手控制器），驅(qū)動四外把手電機運行，執(zhí)行器①帶動凸輪②進行旋轉（執(zhí)行器①與凸輪②通過花鍵進行連接），凸輪1、凸輪2的大圓輪廓（R16.1） 壓縮⑤使微動開關閉合，當③為通路時，①立即斷電，把手停止動作，此時把手處于預開啟位置。

當車輛閉鎖時，BCM接收到PEPS發(fā)送的CAN閉鎖信號指令，BCM發(fā)送閉鎖信號給HDC（隱藏式把手控制器），驅(qū)動四外把手電機運行執(zhí)行器電機①帶動凸輪②反向轉動，當凸輪1 轉動到缺口（R11.5） 時及凸輪2 轉動到小圓（R11.4） 時與⑤進行分離，當④為斷路時，①立即斷電，停止動作，此時把手處于閉合位置。

判斷邏輯：當隱藏式外把手關到位微動開關觸發(fā)，隱藏式把手控制器進入開外過程，從開啟到位微動開關觸發(fā)，隱藏式把手控制器認為把手打開到位；隱藏式把手控制器驅(qū)動把手關閉時，隱藏式外把手開啟到位微動開關斷開，隱藏式把手控制器進入關門過程，當關到位微動開關被釋放，關閉完成。

2.3 風險排查

通過上述原理介紹，小組成員分別對隱藏式外把手控制器、BCM、線束、隱藏式外把手單件進行風險排查。

1） 對故障車隱藏式外把手控制器故障排查：測量故障車隱藏式把手控制器輸入電壓為11.89V，把手控制器輸入電壓正常，滿足要求，且更換新的把手控制器，故障依然存在，故排除隱藏式外把手控制器及控制器輸入電壓問題故障。

2） 對故障車線束進行排查：確認隱藏式外把手控制器輸出及車外線束，用示波器測量隱藏式外把手電機處車外線束對接pin針處電壓，測量電壓為4.9V（設計要求為4～6V），可確定車外線束及隱藏式外把手控制器輸出電壓無問題，可排除線束不良問題。

3） 對故障車BCM進行分析排查：讀取BCM報文，有發(fā)出解/閉鎖指令，并且隱藏式把手控制器有接收到BCM的解/閉鎖指令，故排處BCM故障。

4） 對隱藏式外把手進行分析排查：確認故障車隱藏式外把手，微動開關按鈕斷裂變形，微動開關包塑有裂紋，確認包塑開裂的微動開關，用手按壓微動開關按鈕，有水滴從開裂位置流出，微動開關按鈕回位后，水滴又被吸入到開關內(nèi)部，測量微動開關電阻，電阻值為24.1kΩ，正常開關在開路情況下為無窮大，開關短路，確認把手微動開關總成存在異常，由于開關密封不良，內(nèi)部進水，出現(xiàn)故障，詳見圖2。

圖2 把手微動開關總成故障

2.4 故障原理解析

1） 當開啟到位微動開關總成內(nèi)部短路，隱藏式把手控制器會判斷為隱藏式把手已經(jīng)處于預開啟位置，則車輛解鎖后，隱藏式把手控制器不再發(fā)送解鎖指令給隱藏式外把手，故把手無法彈出。

2） 當關閉到位微動開關總成內(nèi)部斷路，隱藏式把手控制器會判斷為隱藏式外把手已經(jīng)處于閉合位置，則車輛閉鎖后，隱藏式把手控制器不再發(fā)送閉鎖指令給隱藏式外把手，故把手無法閉合。

我們通過以上原理介紹及故障原理解析，鎖定問題的根源為隱藏式外把手微動開關短/斷路故障導致信號傳遞錯誤，接下來將對隱藏式外把手微動開關故障原因進行具體分析，并制定相應整改措施。

3 原因分析

3.1 員工裝配技能不滿足，操作不當

首先對人員崗位技能資質(zhì)進行確認。通過作業(yè)觀察，人員資質(zhì)完全符合作業(yè)指導書要求，擁有崗位技能人數(shù)達到四分之三。由以上分析確認，員工裝配并無問題，排除此因素。

3.2 隱藏式外把手凸輪與微動開關按鈕侵入角超差，導致微動開關控制桿按鈕斷裂

小組成員對隱藏式外把手凸輪與微動開關的侵入角進行測量，設計要求小于40°，設計理論值為33.7°，隨機測量10個隱藏式外把手凸輪與微動開關控制桿按鈕侵入角大小，侵入角均滿足設計要求，詳見圖3。

圖3 隱藏式外把手凸輪與微動開關按鈕侵入角

由以上分析確認，隱藏式外把手凸輪與微動開關控制桿按鈕侵入角均滿足設計要求，可排除隱藏式外把手凸輪與微動開關按鈕侵入角超差，導致微動開關控制桿按鈕斷裂風險。

3.3 隱藏式外把手微動開關單件缺陷

小組成員對隱藏式外把手微動開關單件進行確認，隨機確認20件，對微動開關密封性能、耐久性能進行確認，通過對微動開關單件進行IP67試驗（1m水深，浸泡30min）、耐久性能（實際用TSW-34-2做30萬次的測試，DC12V、10mA的阻抗負荷環(huán)境，用匹配TSW-34-2的條件設定接觸負荷）、耐濕性（KNOB，COVER的折動部尺寸在受到溫度收縮，吸收周圍濕度的最壞影響之后，可以確保最小間隙0.02mm），以上試驗均未發(fā)生問題。

由以上分析確認，通過對微動開關單件進行耐久性、耐濕性、密封性試驗，可知隱藏式外把手微動開關總成單件滿足設計要求，可排除隱藏式外把手微動開關單件密封不良缺陷風險。

3.4 隱藏式外把手微動開關總成安裝結構不合理

確認隱藏式外把手總成零部件，將微動開關從底座上拆下后，微動開關側面包膠均存在破損情況，確認隱藏式外把手微動開關與隱藏式外把手底座配合狀態(tài)，現(xiàn)有微動開關總成③和微動開關總成④通過把手底座⑧上的卡接筋進行固定，微動開關防水等級為IP67，微動開關總成包膠⑦通過包塑方式與微動開關總成殼體⑥進行連接，從而起到密封作用。

對微動開關包膠與殼體搭接處寬度確認，僅搭接1mm左右，并且包膠與殼體設計為L型，此處結構較弱，只能承受約6～10N的垂直拉力，且廠家在返工返修過程中拆解微動開關時需向外側拉扯線束，造成包膠與殼體分離開裂），把手底座卡接筋及底座卡槽直角邊將微動開關包膠⑦劃破，詳見圖4。

圖4 微動開關側面包膠破損

由于微動開關包膠與微動開關殼體開裂，微動開關總成包膠破損，導致微動開關防水等級不能滿足IP67要求，下雨后微動開關殼體內(nèi)進水出現(xiàn)短路，導致開關功能失效，把手無法彈出，無法滿足工程實際要求，因此隱藏式外把手微動開關總成安裝結構不合理為主要因素。

3.5 隱藏式外把手微動開關按鈕與凸輪配合觸發(fā)結構不合理

另外，由于微動開關按鈕直接與凸輪1及凸輪2接觸，當凸輪旋轉時導致凸輪面與微動開關控制桿相互摩擦，同時微動開關按鈕受到凸輪的側向推力作用，造成按鈕經(jīng)常出現(xiàn)斷裂及磨損變形問題，導致功能失效，通過耐久試驗驗證，當開閉1萬次左右時微動開關按鈕出現(xiàn)斷裂，因此隱藏式外把手微動開關按鈕與凸輪配合觸發(fā)結構不合理為主要因素，詳見圖5。

圖5 微動開關按鈕與凸輪配合觸發(fā)結構不合理

以上為可能造成隱藏式外把手自動開啟及關閉功能失效的5項風險因素，一一進行排查，確認其中隱藏式外把手微動開關總成安裝結構不合理、隱藏式外把手微動開關控制桿按鈕與凸輪配合觸發(fā)結構不合理兩項為要因。以下，將針對這兩項故障原因制定具體措施進行解決。

4 對策制定及實施

4.1 對策1

小組成員通過改善微動開關裝配工藝及結構，將微動開關包膠與殼體L型改為微動開關裝配面為平面特征一字型，防止在拆卸與安裝時，殼體與包膠處受力出現(xiàn)開裂，詳見圖6。

圖6 微動開關包膠結構更改

4.2 對策2

優(yōu)化微動開關結構：在微動開關按鈕上增加彈片，取消凸輪直接與微動開關控制桿直接接觸的機械結構，消除凸輪與控制桿的相互摩擦及凸輪對控制桿的側向推力，防止控制桿早期斷裂及磨損變形問題，增加其耐久性能，詳見圖7。

圖7 微動開關控制桿增加彈片

4.3 對策3

優(yōu)化微動開關與把手底座入槽處增加0.5mm R角，防止包膠劃破，詳見圖8。

圖8 微動開關與底座固定方式

5 效果驗證

為了快速驗證所提措施的有效性，小組成員對隱藏式外把手進行耐久試驗、淋雨試驗、高壓沖洗試驗、高低溫試驗等20 余項試驗驗證，試驗后均滿足企標要求，零部件開閉過程無卡滯/異響，總成不允許有塑性變形、斷裂、破損、松動和其它的功能失效，試驗結果均合格，詳見圖9。并且，在措施體現(xiàn)后，切換后的隱藏式外把手已連續(xù)驗證5個月，目前廠內(nèi)及市場均未反饋此故障，措施有效。

圖9 試驗驗證

6 防止再發(fā)

1） 通過改善微動開關裝配工藝及結構，將微動開關包膠結構更改，更新至圖紙、技術協(xié)議及檢查基準書中，要求廠家每批次測量5件微動開關總成進行IP67試驗，試驗合格后再進行批量生產(chǎn)。

2） 優(yōu)化微動開關結構，在微動開關耐久上增加彈片，并將其更新至圖紙、技術協(xié)議、檢查基準書中，要求外檢，每批次到貨抽取5件進行確認。

3） 優(yōu)化微動開關與把手底座入槽處增加0.5mm R角，更新圖紙且3D數(shù)模進行固化。

7 橫向排查

對集團內(nèi)使用該故障隱藏式外把手結構的車型進行統(tǒng)一橫展，發(fā)現(xiàn)目前微動開關的密封防水結構及微動開關的裝配方式均存在風險，微動開關在裝配及拆卸過程極易出現(xiàn)破損導致密封不良問題,將該車型改善后的微動開關密封結構進行推廣，其他車型可借鑒此結構，可有效避免類似問題發(fā)生。

8 結語

通過對某車型隱藏式把手無法彈出閉合故障解決，期間經(jīng)過了7個步驟，我們真正找到了隱藏式把手無法彈出閉合故障的根本原因，并針對微隱藏式外把手微動開關總成結構設計不合理、隱藏式外把手微動開關按鈕與凸輪配合觸發(fā)結構不合理兩個要因制定了相應的整改措施，經(jīng)驗證后證實有效。在解決了該車型隱藏式把手無法彈出閉合故障的同時，也對集團內(nèi)同結構的隱藏式外把手車型進行了橫向排查，修訂了企業(yè)標準，防止其他車型出現(xiàn)類似問題。

通過此項目改善，對隱藏式外把手結構及功能原理有了更深一步了解，遇到問題要系統(tǒng)分析，對故障原理進行深度剖析，對零部件進行拆解及故障再現(xiàn)分析，挖掘問題真因，制定整改計劃，整改完成后，對相應試驗進行進一步驗證，確保方案的有效性。通過本次改善項目活動，小組完成了預定的目標值，將該車型隱藏式把手無法彈出閉合故障徹底消除。

針對其他零部件依然存在一些品質(zhì)問題，通過此次改善橫向推廣、排查，切實根據(jù)客戶使用實際工況、駕駛習慣等優(yōu)化零部件，提升國產(chǎn)汽車的整車品質(zhì)及市場形象！