電動背門控制系統(tǒng)控制原理及失效模式解析

肖從洋，張偉，張云峰，李建

電動背門控制系統(tǒng)控制原理及失效模式解析

肖從洋，張偉，張云峰，李建

（眾泰汽車工程研究院，浙江 杭州 310018）

汽車電動背門系統(tǒng)是目前行業(yè)內(nèi)興起的一門新應(yīng)用技術(shù)，目前市場上的一些豪華品牌和極個別的自主品牌已經(jīng)量產(chǎn)了這項新興技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用大大提高了乘員乘坐的舒適性，使關(guān)門的動作智能化。文章主要從電動背門的概念解釋入手，講解此系統(tǒng)的控制原理并解析此系統(tǒng)的主要失效模式。

電動背門；失效模式；控制原理

1 前言

傳統(tǒng)汽車都是依靠人為機械的去開啟、關(guān)閉背門，這樣就會帶來如下四點弊端：

（1）后背門區(qū)域積累灰塵現(xiàn)象較為嚴重，手動去開、關(guān)背門會給客戶帶來較差的使用體驗。

（2）當車子上有貴賓、嬰幼兒乘坐時，客戶萬一關(guān)閉車門力度過重，這時所產(chǎn)生的氣流和聲壓就會給貴賓留下一種極不禮貌的影響，以及驚嚇到嬰幼兒，大大的降低了乘坐的舒適度。

（3）機械背門一般是按滿載開啟高度1850mm設(shè)定，此高度給部分女性用戶關(guān)閉背門帶來極大的不便。

（4）用戶雙手包滿禮物時，無法開啟背門，影響用戶使用體驗。

為了解決這些弊端，電動背門這項新興技術(shù)便自然得到了一些豪華和個別自主品牌的青睞和研發(fā)。

2 電動背門的概念及控制原理

2.1 汽車電動背門的概念

電動背門是中、高檔豪車才有的一項舒適安全配置：采用電驅(qū)動方式開啟或關(guān)閉。若要開啟背門（后備箱），只需按一下車里的按鈕或者是遙控鑰匙，背門就會自動打開。如果要關(guān)閉背門，就按一下電動尾門里的關(guān)閉按鈕或者車內(nèi)的關(guān)閉按鈕后，或者是遙控鑰匙，背門就會自動關(guān)閉，為用戶開關(guān)尾門提供了極大的便利。

圖1 電動背門示意圖

2.2 電動背門的控制原理

2.2.1電動背門系統(tǒng)組成

電動背門系統(tǒng)由吸合背門鎖、電撐桿、背門ECU、控制開關(guān)組成（如圖2所示）。

圖2 吸合鎖示意圖

備注：控制開關(guān)包括背門外開關(guān)、背門內(nèi)開關(guān)、腳踢傳感器、遙控鑰匙開關(guān)、中控開關(guān)。

2.2.2電動背門外部輸入條件

工作溫度：-40℃～+80℃

電動動作運行電壓：DC 9-16V

2.2.3電動背門功能（表1）

2.2.3電動背門系統(tǒng)交互框圖

電動背門的動作需要采集各子系統(tǒng)零件的信號、指令進行集成判斷分析才能作出滿足人機安全的舒適、便利功能，電動背門系統(tǒng)交互框圖為下圖所示（如圖3）。

圖3 電動背門系統(tǒng)交互框圖

2.2.4開啟電動背門控制原理

當車輛處于解鎖狀態(tài)且車速小于5km/h時，背門ECU接收到BCM開門指令后，背門ECU將給背門鎖解鎖電機供電400ms，當ECU接收到半鎖信號接通后，ECU將給電撐桿電機供電，通過電撐桿驅(qū)動背門開啟到設(shè)定高度。開啟電動背門控制原理的時序圖可以簡化為圖4所示。

表1

2.2.5關(guān)閉電動背門控制原理

背門ECU接收到BCM開門指令后，ECU將給電撐桿電機供電，通過電撐桿驅(qū)動背門關(guān)閉到半鎖位置。當ECU接收到半鎖信號跳變后，ECU將給背門鎖吸合電機供電4s，當ECU接收到全鎖信號跳變后，ECU將給背門鎖吸合電機復位供電2s，并給BCM發(fā)生背門關(guān)閉信號。關(guān)閉電動背門控制原理的時序圖可以簡化為圖5所示。

圖4 開啟電動背門時序圖

圖5 關(guān)閉電動背門時序圖

3 電動背門常見失效模式解析（表2）

4 結(jié)論

本文主要從電動背門的概念出發(fā)，依次闡述了此系統(tǒng)的控制策略和常見的失效模式，此系統(tǒng)涉及的零部件較多，有硬件（背門鎖、吸合拉線、電機等），有軟件（BCM、ECU、PEPS等），設(shè)計起來相對復雜。希望能夠通過本文淺顯的研究，能夠為各汽車制造商在汽車電動背門設(shè)計、制造提供一些借鑒意義，以便生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)用戶體驗的汽車。

表2

[1] 黃潔明,轎車車門鎖干涉音分析研究.廣州:華南理工大學,2013.

[2] 高新華,于闖子,轎車車門閉合力設(shè)計方法[M].山東:山東理工大學學報,2008,第22卷第4期:19-22.

[3] 劉志偉,劉波,車門鎖系統(tǒng)的布置及匹配[A].安徽省科協(xié)年會機械工程分年會論文集,2008.

[4] 王鑫.汽車電動尾門關(guān)閉力問題的分析與改進[J].時代汽車,2018, No.298(7):148-149.

[5] 陳永鵬,侯效東,秦亞茹,et al.汽車電動尾門控制系統(tǒng)研究[J].汽車實用技術(shù), 2017(08):50-52.

Analysis of Control principle and failure Mode of Electric back door Control system

Xiao Congyang, Zhang Wei, Zhang Yunfeng, Li Jian

( Zhongtai Automobile Engineering Research Institute, Zhejiang Hangzhou 310018 )

Automobile electric back door system is a new application technology emerging in the auto industry. At present, some luxury brands and a few domestic brands in the market have successfully realized mass-production using this emerging technology. The application of this technology greatly improves the comfort of passengers and makes the closing of doors intelligent. This paper mainly starts from the concept explanation of electric back door, explaining the control principle of this system and analyzes its main failure modes.

Electric back door; failure mode; Control principle

U469.83

A

1671-7988(2019)18-160-03

U469.83

A

1671-7988(2019)18-160-03

肖從洋（1985.10-），男，一級主管工程師，先后就職于零部件廠家及主機廠研發(fā)部門，主要從事汽車開閉件和附件系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)工作，對門系統(tǒng)的開發(fā)工作有著較為豐富的經(jīng)驗，對行業(yè)內(nèi)的電動吸合門、電動背門、電動滑門有一定的技術(shù)積累。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.053