車聯(lián)網(wǎng)背景下隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究

馬建強(qiáng) 陳勇剛

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，汽車發(fā)展已經(jīng)邁向了一個(gè)新的時(shí)代，尤其是汽車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)的技術(shù)水平逐漸提升。本文主要研究的是，車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)以及其控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以及隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)有待解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng) 隱藏式外把手 門鎖機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng)

1 引言

車聯(lián)網(wǎng)是車載電子傳感裝置通過(guò)移動(dòng)通訊技術(shù)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、智能終端與信息的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，已成為國(guó)內(nèi)外新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必爭(zhēng)之。智能網(wǎng)聯(lián)汽車則是車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機(jī)聯(lián)合，其系統(tǒng)需求對(duì)傳統(tǒng)汽車零配件提出了升級(jí)要求，國(guó)內(nèi)阿里、華為、百度等行業(yè)巨頭紛紛搶占車聯(lián)網(wǎng)大風(fēng)口，主動(dòng)與整車制造商合作搶占車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高地。汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)，在滿足基本功能和實(shí)用性的前提下，向著智能網(wǎng)聯(lián)化、模塊化、高可靠性、輕量化、功能多樣化的方向發(fā)展，車門把手與汽車整體外形的配合也更為協(xié)調(diào)美觀。

2 基于車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于汽車的車門操縱控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最為重要的一部分就是汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)。近年來(lái)，汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)已經(jīng)在一定程度上有所創(chuàng)新，而且保證了基本功能與實(shí)用性。如圖1為汽車常見(jiàn)的橫拉式門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，圖2為上掀式汽車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，圖3為路虎星脈車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，這種門鎖機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于智能化，只要用手輕輕觸摸車門外把手的左側(cè)，隱藏式外把手門鎖就會(huì)自動(dòng)彈起，操作較為簡(jiǎn)單，同時(shí)在設(shè)計(jì)上也比較新穎。這種隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)不僅在一定程度上方便人呢控制，更是讓汽車本身充滿了科技感，體現(xiàn)出整個(gè)車輛的個(gè)性化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是讓車輛側(cè)面的流線造型更加美觀，盡可能減少灰塵的集聚，大大降低了被指甲刮傷的可能性[1]。

在國(guó)外，已經(jīng)存在了很多專業(yè)化的汽車門鎖公司，例如美國(guó)的庫(kù)伯費(fèi)曼公司，德國(guó)的肯可特公司，還有日本的愛(ài)神精機(jī)株式會(huì)社等。以上這些汽車門鎖公司都是比較頂尖的，它們所研發(fā)出來(lái)的汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)不僅實(shí)用性非常高，同時(shí)還具有非常高的智能化程度，無(wú)論是在品質(zhì)上，還是在結(jié)構(gòu)上，都比較出類拔萃。它們主要給國(guó)內(nèi)汽車公司供應(yīng)，還有一部分向國(guó)外輸出，都是汽車零件行業(yè)的跨國(guó)式企業(yè)。對(duì)于我國(guó)的汽車零部件公司來(lái)說(shuō)，大多數(shù)公司的零件主要用于國(guó)產(chǎn)自主品牌汽車的供應(yīng)。根據(jù)最新的商務(wù)部汽車零部件數(shù)據(jù)顯示，我的汽車零部件銷售，收入比較低，只是占有整個(gè)汽車行業(yè)的20%左右，而大多數(shù)汽車零部件都是來(lái)源于外資背景下的。

基于車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示，其中BCM是數(shù)據(jù)采集層，車聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)層，手機(jī)APP、門鎖機(jī)構(gòu)是應(yīng)用層。采集層主要負(fù)責(zé)上傳車輛信息狀態(tài)，接受開(kāi)/關(guān)鎖請(qǐng)求，發(fā)送開(kāi)關(guān)鎖指令，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理之后傳輸給網(wǎng)絡(luò)層[2]。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)接入車聯(lián)網(wǎng)，發(fā)送收集車輛信息請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)大范圍的遠(yuǎn)距離傳輸。應(yīng)用層可以分為手機(jī)APP人機(jī)交互界面和門鎖機(jī)構(gòu)兩部分，手機(jī)APP應(yīng)用程序用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的各類服務(wù)，門鎖機(jī)構(gòu)做出最終響應(yīng)。

3 車門鎖控制系統(tǒng)研究

對(duì)于整個(gè)汽車來(lái)說(shuō)，最重要的是汽車零部件的可靠性。車門鎖系統(tǒng)在研究的過(guò)程中，一定不能忽略其可靠性，主要通過(guò)GJB/Z 1391-2006進(jìn)行FMECA進(jìn)行分析，如圖5所示為車門鎖系統(tǒng)部分功能機(jī)構(gòu)框圖。

4 隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)研究

車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)主要研究以下幾方面，其中第一方面是控制系統(tǒng)的功能，第二方面是控制系統(tǒng)的性能需求分析，第三方面是架構(gòu)設(shè)計(jì)。通常情況下，車門鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是采用CAD等3D建模手段對(duì)車門鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模的，其中還包含建模之后的仿真效果分析。對(duì)于隱藏式車門把手制造工藝來(lái)說(shuō)，主要使用CAE以及Moldflow進(jìn)行分析，其中不僅會(huì)分析多腔平衡填充技術(shù)，同時(shí)還會(huì)分析雙色注塑工藝研究，除此之外，還會(huì)研究脫模機(jī)構(gòu)等。從隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的架構(gòu)層面來(lái)說(shuō)，相比于傳統(tǒng)的上掀式汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隱藏式外把門手門鎖機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程是非常復(fù)雜的，所以架構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮很多因素，一定要清晰知道外把手門鎖機(jī)構(gòu)的操作順序，然后選擇比較高效率的通訊方式，多多考慮如果發(fā)生異常情況應(yīng)該如何處理。例如以下三種情況，第一種情況是無(wú)意識(shí)操作導(dǎo)致的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)異常，第二種情況是有意識(shí)操作導(dǎo)致的異常情況，第三種情況是傳感器靈敏度比較低導(dǎo)致的異常情況。從隱藏式車門外把手的制造層面來(lái)說(shuō)，它的裝配精度比較高，與外拉式車門外把手相比，這種隱藏式車門外把手更加注重工藝，尤其是雙色注塑工藝要求更高一些，對(duì)模具轉(zhuǎn)位精度控制的要求同樣很高，而且還要有較高的多腔平衡填充技術(shù)。從隱藏式車門外把手的技術(shù)創(chuàng)新層面來(lái)說(shuō)，這種門把手主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，第一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是提升了汽車的整體美，第二點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是讓整個(gè)車更加具有科技感，更加有個(gè)性，第三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是，在一定程度上降低風(fēng)阻，安全性更高，第四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是更具有實(shí)用性[3]。

隱藏式車門外把手制造工藝是非常困難的，必然要對(duì)產(chǎn)品相關(guān)原材料特性進(jìn)行分析，其中包含以下幾種特性，第一種特性是收縮率，第二種特性是注塑溫度，第三種特性是注塑壓力，第四種特性是粘度等。通過(guò)對(duì)以上原料特性的分析，了解以艙室車門外把手的制造工藝流程，利用原材料相關(guān)數(shù)值的模擬盡可能提升產(chǎn)品精度，同時(shí)在一定程度上提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。通常情況下，隱藏式車門把手采用的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，然后利用Moldflow進(jìn)行分析澆注。需要注意的是，要設(shè)計(jì)比較好的澆注順序和流道，及時(shí)調(diào)整隱藏式門外把手的控制澆注方案，最大程度降低模具調(diào)試失誤產(chǎn)生的各種問(wèn)題，例如，飛邊問(wèn)題，困氣問(wèn)題等，保證注塑面積的腔穴能夠完美成型。

5 隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)有待解決的問(wèn)題

車聯(lián)網(wǎng)所涉及的產(chǎn)業(yè)非常多，所以我國(guó)很多汽車廠商都在布局車聯(lián)網(wǎng)，投入了更多的資金用于研發(fā)車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用上，主要借助車載信息終端獲得有價(jià)值的信息。而且還要提升與車相關(guān)的各個(gè)軟硬件能力，通過(guò)相關(guān)軟硬件獲得汽車信息，有效采集車載終端資源整合能力。對(duì)于一些跨國(guó)廠商來(lái)說(shuō)，這些廠商可以直接借鑒已經(jīng)成功的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)與國(guó)內(nèi)的頂端公司進(jìn)行合作，提升資源整合能力，進(jìn)而提升自身實(shí)力，占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些汽車零部件的底層企業(yè)來(lái)說(shuō)，它們也會(huì)在車聯(lián)網(wǎng)的背景下，投入更多資金用于新產(chǎn)品的研發(fā)上，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，不斷研究系統(tǒng)化和智能化零件，跟上車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展腳步。汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)會(huì)直接影響汽車的美觀度，也會(huì)影響汽車的系統(tǒng)性能，所以它的發(fā)展必須受到重視。隱藏式門外把手可以在一定程度上影響駕駛?cè)藛T的自身安全，所以各個(gè)汽車廠商都非常重視其研發(fā)，各國(guó)著名的汽車廠長(zhǎng)正在積極研究。隱藏式門外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)也正朝向智能化，多功能化方向發(fā)展，汽車門外把手的可靠性以及安全性越來(lái)越高[4]。

6 結(jié)束語(yǔ)

在車聯(lián)網(wǎng)背景下，汽車行業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮?，各個(gè)汽車廠商也開(kāi)始意識(shí)到車聯(lián)網(wǎng)的重要性，所以加大汽車研發(fā)力度是非常有必要的。隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)明顯，不僅在架構(gòu)的設(shè)計(jì)上滿足人們對(duì)車的個(gè)性化需求，同時(shí)還具有一定的智能化，大大提升了車的品質(zhì)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

基金項(xiàng)目：臺(tái)州市科技計(jì)劃項(xiàng)目《基于車聯(lián)網(wǎng)的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究》項(xiàng)目編號(hào)：XM20190479

參考文獻(xiàn)：

[1]魏垚，王慶揚(yáng).C-V2X蜂窩車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分析與發(fā)展現(xiàn)狀[J].移動(dòng)通信，2018，（10）：9-12.

[2]基于車聯(lián)網(wǎng)的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究[J].臺(tái)州市科技計(jì)劃項(xiàng)目，2019，（2）：2-15.

[3]Hu Xiong，Yingzhe Hou，Xin Huang，Yanan Zhao. Secure message classification services through identity-based signcryption with equality test towards the Internet of vehicles[J]. Vehicular Communications，2020，26.

[4]楊榮悅，張鵬洲，宋卿.基于5G技術(shù)的智能車聯(lián)網(wǎng)研究與展望[J].電信科學(xué)，2020，（05）：106-114.