汽車遙控偶發(fā)失效的分析與解決

王魯蛟

（北京汽車研究總院，北京 101300）

汽車遙控的使用為用戶增加了便利性，并且采用射頻防盜認(rèn)證的方式，增加了車輛使用的安全性。但是汽車遙控器的使用環(huán)境比較復(fù)雜，可能在飯店旁邊受到點(diǎn)菜機(jī)的影響，也可能在下雨天受到雨水的影響，在不空曠區(qū)域受到障礙物的影響。因?yàn)樯漕l信號(hào)看不見、摸不著，不容易監(jiān)測(cè)，給解決問(wèn)題增加了很大的難度。本文從實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)了遙控器偶發(fā)失效的排查方法和問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施，為解決遙控失效問(wèn)題提供了參考方案。

1 故障描述

在車輛路試試驗(yàn)過(guò)程中，3臺(tái)試驗(yàn)車都偶爾會(huì)出現(xiàn)按下遙控鑰匙開鎖鍵、閉鎖鍵、后備廂按鍵，車輛沒(méi)有做出對(duì)應(yīng)響應(yīng)的情況，并且出現(xiàn)遙控失效的情況是隨機(jī)的，無(wú)規(guī)律性，增加了問(wèn)題排查的難度。

2 故障分析

根據(jù)試驗(yàn)車輛出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，采用魚骨圖的分析方法，從軟件問(wèn)題、硬件問(wèn)題、品質(zhì)問(wèn)題3個(gè)方向進(jìn)行分析查找，魚骨圖故障分析如圖1所示。

2.1 軟件問(wèn)題排查

為了降低控制器功耗，遙控器接收模塊會(huì)在整車睡眠時(shí)周期性地打開接收模塊，可能存在接收模塊關(guān)閉的時(shí)候，遙控信號(hào)傳進(jìn)接收板，造成指令數(shù)據(jù)丟失，遙控功能失效。為驗(yàn)證分析原因，做了如下測(cè)試：修改遙控系統(tǒng)接收軟件，使信號(hào)接收模塊確保一直處于打開狀態(tài)。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，遙控功能仍然會(huì)偶發(fā)失效。這樣可以排除“軟件上接收模塊未打開導(dǎo)致失效”的原因。

圖1 魚骨圖故障分析

2.2 品質(zhì)問(wèn)題排查

1）芯片品質(zhì)問(wèn)題。①遙控采用Microchip的HCS300編碼，InfineonTDA5100的遙控解碼方案。這是目前可靠性最高、最穩(wěn)定、最成熟的方案。②供應(yīng)商采購(gòu)渠道：一級(jí)代理，能保證可靠性。③芯片測(cè)試：將模塊芯片進(jìn)行測(cè)試，芯片功能正常。

可以排除芯片品質(zhì)問(wèn)題。

2）電池接觸不良。進(jìn)行電池接觸測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電池接觸可靠，無(wú)接觸不良問(wèn)題。

3）芯片接觸不良。進(jìn)行芯片接觸測(cè)試，發(fā)現(xiàn)芯片接觸可靠，無(wú)接觸不良問(wèn)題。

本批樣件的元器件采用SMT貼裝，能夠保證產(chǎn)品焊接的可靠性和穩(wěn)定性，貼裝完畢后，采用AOI放大鏡測(cè)試、ICT針床測(cè)試、全功能檢測(cè)，可保證出廠產(chǎn)品的品質(zhì)。

2.3 硬件問(wèn)題排查

1）電池電壓低。經(jīng)測(cè)試，電池電壓為2.8 V，在遙控芯片要求2.5～3.0 V可工作范圍內(nèi)。

2）遙控器發(fā)射頻率不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)頻率穩(wěn)定在433.92 MHz±50 kHz，符合遙控芯片指標(biāo)要求。

3）遙控器發(fā)射強(qiáng)度低。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)射強(qiáng)度為-12 dBm，信號(hào)強(qiáng)度滿足接收芯片指標(biāo)要求。

4）接收靈敏度低。經(jīng)過(guò)測(cè)試接收靈敏度為-110 dBm，靈敏度滿足接收芯片指標(biāo)要求。

5）干擾問(wèn)題。對(duì)問(wèn)題車輛上遙控接收模塊的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，出現(xiàn)多個(gè)干擾的尖峰脈沖 （黃色波形），這些干擾脈沖可能造成控制器誤判。測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 遙控接收信號(hào)

查看車身控制模塊電路板發(fā)現(xiàn)，遙控接收天線距離元器件很近，并且元器件超出了覆銅區(qū)域，這樣元器件的噪聲干擾會(huì)直接進(jìn)入天線，影響信號(hào)的接收識(shí)別。改進(jìn)前接收天線電路如圖3所示。

圖3 改進(jìn)前接收天線電路圖

3 解決方案

重新規(guī)劃電路板布線，對(duì)接收天線部分電路布線進(jìn)行修改，增加元器件與天線之間的距離，并做包地處理，見圖4。

圖4 改進(jìn)后接收天線電路圖

3.1 臺(tái)架測(cè)試

修改硬件后進(jìn)行多次測(cè)試，干擾導(dǎo)致的尖峰脈沖消失（圖5），臺(tái)架測(cè)試也沒(méi)有出現(xiàn)遙控器失效的故障。

圖5 改進(jìn)后接收信號(hào)

3.2 實(shí)車驗(yàn)證

改進(jìn)后的件在可靠性試驗(yàn)車輛上體現(xiàn)，經(jīng)長(zhǎng)期跟蹤試驗(yàn)，沒(méi)有再次出現(xiàn)遙控鑰匙失效的問(wèn)題。

4 結(jié)論

將電路板布線不合理及電路受到干擾納入到類似零部件的失效模式庫(kù)中。根據(jù)對(duì)本次問(wèn)題的分析，并以整改措施及改進(jìn)效果為依據(jù)，針對(duì)類似的零件設(shè)計(jì)，制定以下規(guī)范。

如果遙控信號(hào)接收天線設(shè)計(jì)在電路板中：①天線距離其周邊電子元器件的最小距離不得小于8 mm；②接收系統(tǒng)電路板中，天線同其周圍的電子元件在空間上必須用地隔離。

本文通過(guò)對(duì)遙控發(fā)射和接收的各種情況展開分析，有效解決了試驗(yàn)過(guò)程中遙控偶發(fā)失效的問(wèn)題。對(duì)后續(xù)遙控接收電路的設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。