关于消除隐藏式把手功能故障的研究

张 彬， 李海利， 黄 宏， 邵科君

（杭州吉利汽车有限公司， 浙江 杭州 310020）

1 引言

随着生活水平的提高，人们对汽车的外观审美也提出了更高的要求。隐藏式外把手因外形与车门钣金齐平，线形流畅，高速行驶时风阻和风噪更小，深受用户的喜爱，也得到了更多的应用，随之对隐藏式外把手的设计也提出了更高的要求，其中把手自动开启及自动关闭就是一个重要的指标要求，既要满足车辆解锁后自动开启到预定位置又要车辆闭锁后自动闭合到初始位置，隐藏式把手位置判断通过开启到位及关闭到位微动开关高低电平信号转换进行判断，因此隐藏式把手微动开关对其功能起到至关重要的作用。

某车型量产初期，批量反馈隐藏式把手无法自动弹出及闭合故障，导致无法打开车外，严重影响整车品质，同时该问题也是行业中普遍存在的一个痛点，若故障车辆流入市场，必然会产生售后索赔、客户退车、车型口碑下降、车辆批量召回等不良影响，本课题从现状调查、原因分析、对策制定、改进实施、效果验证、防止再发、横向排查7个步骤进行专题讨论分析。

2 现状调查

2.1 隐藏式外把手结构介绍

隐藏式外把手由动力机构、执行机构、信号反馈机构组成，执行器作为隐藏式外把手的动力机构，凸轮作为隐藏式外把手的执行机构，微动开关作为隐藏式外把手的信号反馈机构，详见图1。

图1 隐藏式外把手结构

2.2 逻辑原理

小组成员首先对隐藏把手自动开启及闭合逻辑原理进行介绍。

把手微动开关有两个，分别为开启到位微动开关总成③和关闭到位微动开关总成④，开启到位微动开关总成与关闭到位微动开关总成通过通断的转换反馈信号给BCM判断是否到达指定位置（预开启及闭合位置），把手在收回闭合位置时（车辆处于闭锁状态），③和④全部为断路；把手在展开预开启位置时（车辆处于解锁状态），③和④全部为通路；⑤在自由状态时，③和④为常断，当⑤被挤压时，③和④导通。

在车辆解锁时，BCM接收到PEPS发送的CAN开锁信号指令，BCM发送解锁信号给HDC（隐藏式把手控制器），驱动四外把手电机运行，执行器①带动凸轮②进行旋转（执行器①与凸轮②通过花键进行连接），凸轮1、凸轮2的大圆轮廓（R16.1） 压缩⑤使微动开关闭合，当③为通路时，①立即断电，把手停止动作，此时把手处于预开启位置。

当车辆闭锁时，BCM接收到PEPS发送的CAN闭锁信号指令，BCM发送闭锁信号给HDC（隐藏式把手控制器），驱动四外把手电机运行执行器电机①带动凸轮②反向转动，当凸轮1 转动到缺口（R11.5） 时及凸轮2 转动到小圆（R11.4） 时与⑤进行分离，当④为断路时，①立即断电，停止动作，此时把手处于闭合位置。

判断逻辑：当隐藏式外把手关到位微动开关触发，隐藏式把手控制器进入开外过程，从开启到位微动开关触发，隐藏式把手控制器认为把手打开到位；隐藏式把手控制器驱动把手关闭时，隐藏式外把手开启到位微动开关断开，隐藏式把手控制器进入关门过程，当关到位微动开关被释放，关闭完成。

2.3 风险排查

通过上述原理介绍，小组成员分别对隐藏式外把手控制器、BCM、线束、隐藏式外把手单件进行风险排查。

1） 对故障车隐藏式外把手控制器故障排查：测量故障车隐藏式把手控制器输入电压为11.89V，把手控制器输入电压正常，满足要求，且更换新的把手控制器，故障依然存在，故排除隐藏式外把手控制器及控制器输入电压问题故障。

2） 对故障车线束进行排查：确认隐藏式外把手控制器输出及车外线束，用示波器测量隐藏式外把手电机处车外线束对接pin针处电压，测量电压为4.9V（设计要求为4～6V），可确定车外线束及隐藏式外把手控制器输出电压无问题，可排除线束不良问题。

3） 对故障车BCM进行分析排查：读取BCM报文，有发出解/闭锁指令，并且隐藏式把手控制器有接收到BCM的解/闭锁指令，故排处BCM故障。

4） 对隐藏式外把手进行分析排查：确认故障车隐藏式外把手，微动开关按钮断裂变形，微动开关包塑有裂纹，确认包塑开裂的微动开关，用手按压微动开关按钮，有水滴从开裂位置流出，微动开关按钮回位后，水滴又被吸入到开关内部，测量微动开关电阻，电阻值为24.1kΩ，正常开关在开路情况下为无穷大，开关短路，确认把手微动开关总成存在异常，由于开关密封不良，内部进水，出现故障，详见图2。

图2 把手微动开关总成故障

2.4 故障原理解析

1） 当开启到位微动开关总成内部短路，隐藏式把手控制器会判断为隐藏式把手已经处于预开启位置，则车辆解锁后，隐藏式把手控制器不再发送解锁指令给隐藏式外把手，故把手无法弹出。

2） 当关闭到位微动开关总成内部断路，隐藏式把手控制器会判断为隐藏式外把手已经处于闭合位置，则车辆闭锁后，隐藏式把手控制器不再发送闭锁指令给隐藏式外把手，故把手无法闭合。

我们通过以上原理介绍及故障原理解析，锁定问题的根源为隐藏式外把手微动开关短/断路故障导致信号传递错误，接下来将对隐藏式外把手微动开关故障原因进行具体分析，并制定相应整改措施。

3 原因分析

3.1 员工装配技能不满足，操作不当

首先对人员岗位技能资质进行确认。通过作业观察，人员资质完全符合作业指导书要求，拥有岗位技能人数达到四分之三。由以上分析确认，员工装配并无问题，排除此因素。

3.2 隐藏式外把手凸轮与微动开关按钮侵入角超差，导致微动开关控制杆按钮断裂

小组成员对隐藏式外把手凸轮与微动开关的侵入角进行测量，设计要求小于40°，设计理论值为33.7°，随机测量10个隐藏式外把手凸轮与微动开关控制杆按钮侵入角大小，侵入角均满足设计要求，详见图3。

图3 隐藏式外把手凸轮与微动开关按钮侵入角

由以上分析确认，隐藏式外把手凸轮与微动开关控制杆按钮侵入角均满足设计要求，可排除隐藏式外把手凸轮与微动开关按钮侵入角超差，导致微动开关控制杆按钮断裂风险。

3.3 隐藏式外把手微动开关单件缺陷

小组成员对隐藏式外把手微动开关单件进行确认，随机确认20件，对微动开关密封性能、耐久性能进行确认，通过对微动开关单件进行IP67试验（1m水深，浸泡30min）、耐久性能（实际用TSW-34-2做30万次的测试，DC12V、10mA的阻抗负荷环境，用匹配TSW-34-2的条件设定接触负荷）、耐湿性（KNOB，COVER的折动部尺寸在受到温度收缩，吸收周围湿度的最坏影响之后，可以确保最小间隙0.02mm），以上试验均未发生问题。

由以上分析确认，通过对微动开关单件进行耐久性、耐湿性、密封性试验，可知隐藏式外把手微动开关总成单件满足设计要求，可排除隐藏式外把手微动开关单件密封不良缺陷风险。

3.4 隐藏式外把手微动开关总成安装结构不合理

确认隐藏式外把手总成零部件，将微动开关从底座上拆下后，微动开关侧面包胶均存在破损情况，确认隐藏式外把手微动开关与隐藏式外把手底座配合状态，现有微动开关总成③和微动开关总成④通过把手底座⑧上的卡接筋进行固定，微动开关防水等级为IP67，微动开关总成包胶⑦通过包塑方式与微动开关总成壳体⑥进行连接，从而起到密封作用。

对微动开关包胶与壳体搭接处宽度确认，仅搭接1mm左右，并且包胶与壳体设计为L型，此处结构较弱，只能承受约6～10N的垂直拉力，且厂家在返工返修过程中拆解微动开关时需向外侧拉扯线束，造成包胶与壳体分离开裂），把手底座卡接筋及底座卡槽直角边将微动开关包胶⑦划破，详见图4。

图4 微动开关侧面包胶破损

由于微动开关包胶与微动开关壳体开裂，微动开关总成包胶破损，导致微动开关防水等级不能满足IP67要求，下雨后微动开关壳体内进水出现短路，导致开关功能失效，把手无法弹出，无法满足工程实际要求，因此隐藏式外把手微动开关总成安装结构不合理为主要因素。

3.5 隐藏式外把手微动开关按钮与凸轮配合触发结构不合理

另外，由于微动开关按钮直接与凸轮1及凸轮2接触，当凸轮旋转时导致凸轮面与微动开关控制杆相互摩擦，同时微动开关按钮受到凸轮的侧向推力作用，造成按钮经常出现断裂及磨损变形问题，导致功能失效，通过耐久试验验证，当开闭1万次左右时微动开关按钮出现断裂，因此隐藏式外把手微动开关按钮与凸轮配合触发结构不合理为主要因素，详见图5。

图5 微动开关按钮与凸轮配合触发结构不合理

以上为可能造成隐藏式外把手自动开启及关闭功能失效的5项风险因素，一一进行排查，确认其中隐藏式外把手微动开关总成安装结构不合理、隐藏式外把手微动开关控制杆按钮与凸轮配合触发结构不合理两项为要因。以下，将针对这两项故障原因制定具体措施进行解决。

4 对策制定及实施

4.1 对策1

小组成员通过改善微动开关装配工艺及结构，将微动开关包胶与壳体L型改为微动开关装配面为平面特征一字型，防止在拆卸与安装时，壳体与包胶处受力出现开裂，详见图6。

图6 微动开关包胶结构更改

4.2 对策2

优化微动开关结构：在微动开关按钮上增加弹片，取消凸轮直接与微动开关控制杆直接接触的机械结构，消除凸轮与控制杆的相互摩擦及凸轮对控制杆的侧向推力，防止控制杆早期断裂及磨损变形问题，增加其耐久性能，详见图7。

图7 微动开关控制杆增加弹片

4.3 对策3

优化微动开关与把手底座入槽处增加0.5mm R角，防止包胶划破，详见图8。

图8 微动开关与底座固定方式

5 效果验证

为了快速验证所提措施的有效性，小组成员对隐藏式外把手进行耐久试验、淋雨试验、高压冲洗试验、高低温试验等20 余项试验验证，试验后均满足企标要求，零部件开闭过程无卡滞/异响，总成不允许有塑性变形、断裂、破损、松动和其它的功能失效，试验结果均合格，详见图9。并且，在措施体现后，切换后的隐藏式外把手已连续验证5个月，目前厂内及市场均未反馈此故障，措施有效。

图9 试验验证

6 防止再发

1） 通过改善微动开关装配工艺及结构，将微动开关包胶结构更改，更新至图纸、技术协议及检查基准书中，要求厂家每批次测量5件微动开关总成进行IP67试验，试验合格后再进行批量生产。

2） 优化微动开关结构，在微动开关耐久上增加弹片，并将其更新至图纸、技术协议、检查基准书中，要求外检，每批次到货抽取5件进行确认。

3） 优化微动开关与把手底座入槽处增加0.5mm R角，更新图纸且3D数模进行固化。

7 横向排查

对集团内使用该故障隐藏式外把手结构的车型进行统一横展，发现目前微动开关的密封防水结构及微动开关的装配方式均存在风险，微动开关在装配及拆卸过程极易出现破损导致密封不良问题,将该车型改善后的微动开关密封结构进行推广，其他车型可借鉴此结构，可有效避免类似问题发生。

8 结语

通过对某车型隐藏式把手无法弹出闭合故障解决，期间经过了7个步骤，我们真正找到了隐藏式把手无法弹出闭合故障的根本原因，并针对微隐藏式外把手微动开关总成结构设计不合理、隐藏式外把手微动开关按钮与凸轮配合触发结构不合理两个要因制定了相应的整改措施，经验证后证实有效。在解决了该车型隐藏式把手无法弹出闭合故障的同时，也对集团内同结构的隐藏式外把手车型进行了横向排查，修订了企业标准，防止其他车型出现类似问题。

通过此项目改善，对隐藏式外把手结构及功能原理有了更深一步了解，遇到问题要系统分析，对故障原理进行深度剖析，对零部件进行拆解及故障再现分析，挖掘问题真因，制定整改计划，整改完成后，对相应试验进行进一步验证，确保方案的有效性。通过本次改善项目活动，小组完成了预定的目标值，将该车型隐藏式把手无法弹出闭合故障彻底消除。

针对其他零部件依然存在一些品质问题，通过此次改善横向推广、排查，切实根据客户使用实际工况、驾驶习惯等优化零部件，提升国产汽车的整车品质及市场形象！