除了上面3种划分方式之外, 还有其它的一些划分方式, 比如按转向盘多功能按键的结构, 将按键分为: 点触式、 杠杆式、 锁止式等。
2 转向盘多功能按键常见失效模式及原因分析
在实际使用过程中, 转向盘多功能按键主要的失效模式表现在按键操作时失灵, 例如, 音量调节按键操作后, 音量无变化, 或者是音量不能按操作的意愿变化 (按键操作指令输入的是音量加, 实际情况是音量变低), 也可能造成其它方面的误动作。要对转向盘多功能按键常见失效模式展开进一步的分析, 需要对其结构和工作原理进行了解, 常见转向盘多功能按键的结构图见图4, 工作原理图见图5。
通过对类似问题进行汇总, 结合其工作原理,转向盘多功能按键的失效模式可划分为两个方面:一是按键自身品质原因造成的操作失灵; 二是系统匹配兼容原因造成的操作失灵。
2.1 按键自身品质原因造成的操作失灵
2.1.1 失效模式描述
按键操作后, 相关功能无响应, 或执行的功能不是操作的功能。
2.1.2 失效原因分析
通过对功能失效件的拆解及在部分生产厂家搜集的资料来看, 转向盘多功能按键功能失效后, 从产品本身可以看到的现象有: ①按键内部进水或杂质, 造成电路板短路; ②按键内部电路板的执行元件老化, 在电路板上形成污垢或积灰, 造成接触电阻增大; ③按键内部电路板中的部分执行元件功能失效, 出现常开或常闭现象, 造成按键操作时功能混乱; ④按键内部电路板焊点虚焊, 使电路异常,造成开关失效; ⑤按键出现卡滞或者壳体出现变形, 造成功能失效。
通过对常见失效现象的汇总, 其失效原因归纳起来有4点。
1) 电器元件选用不当 如上述现象中的②和③, 造成这两种失效模式的原因归结起来和电器元件的选用有直接关系。 我们知道, 环境温度对半导体电器元件的工作特性有较大的影响, 环境温度的变化会造成电器元件输出特性发生变化。 参考汽车用转向管柱上组合开关的技术条件来看, 产品在-40~65℃的条件下应能正常工作[1]。 目前较多的汽车主机厂把这个高温提升到了85 ℃, 有些主机厂把该产品的贮存温度定在90 ℃。 在这个温度变化下,半导体的输出特性会有较大的变化, 如果在选用电器元件时不考虑到这个因素, 就会出现类似于失效现象中②、 ③两种情况的问题。
2) 生产工艺存在缺陷 目前国内转向盘多功能按键的生产厂家, 在对内部电路板进行加工的过程中, 由于受成本和规模的影响, 还大多采用人工焊接的方式进行。 在这种情况下, 由人员因素带来的负面影响将会给产品品质带来潜在的隐患, 如失效现象中的④, 一般多发生在人工焊接的生产线下。
3) 材料耐温系数不够 如失效现象⑤, 基本上都是由产品在温度变化的过程中, 因材料的耐温等级不能承受外界环境带来的影响, 造成结构发生变形; 也有少部分情况是由于壳体和堵盖在设计时厚度不一致, 或两者使用的材料耐温系数不一致,受温度影响后, 两者的结构出现了变化, 而这种变化并不是按相同比例出现的, 使两者的尺寸也出现了不同比例的变化, 从而造成产品出现卡滞。
4) 产品结构设计不合理 产品的结构在设计上有较多的因素需要考虑, 如: 转向盘多功能按键在转向盘上的布局, 按键的尺寸, 堵盖与壳体之间的配合等等, 同时还要兼顾到舒适性、 可靠性。 尤其需要注意的是: 按键的尺寸如果设计过大, 对轻触开关或者导电橡胶的回弹力就需要增大, 使之在操作按键时操作力变大, 造成使用者操作不适; 如果尺寸设计过小, 操作者在车辆行驶过程中就不便于操作。 同时需要考虑的就是堵盖和壳体之间的配合尺寸, 如果尺寸偏小, 在堵盖或者壳体有微量形变时, 就容易造成按键卡滞; 如果尺寸偏大, 就会出现如失效现象①中的情况。