汽車尾門控制系統(tǒng)及方法

丁琴琴，孫 濤

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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汽車尾門控制系統(tǒng)及方法

丁琴琴，孫 濤

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章提供了一種控制后尾門的方法和裝置，所述裝置包括遙控鑰匙（RKE）,車身控制系統(tǒng)（BCM）、后尾門控制器（PBD Power Black Door）、組合儀表（ICM）、及尾門鎖電機(jī)，該裝置解決了傳統(tǒng)方式開啟后尾門較為復(fù)雜、費(fèi)力，不夠人性化的問題，同時(shí)解決了后尾門不能單獨(dú)控制的缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：后尾門；車身控制系統(tǒng)；后尾門控制器；組合儀表；尾門鎖電機(jī)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.006

CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-17-03

引言

汽車后門的開啟一般是通過遙控鑰匙控制車身控制器實(shí)現(xiàn)鎖電機(jī)解鎖動(dòng)作后，通過拉絲手動(dòng)開門的。一方面開后門時(shí)，需要整車解鎖，不能夠單獨(dú)控制，降低了整車的安全性；整車解鎖后，需要拉絲機(jī)械將門打開，影響了用戶的體驗(yàn)感。另一方面，關(guān)門時(shí)，需要將后門用力關(guān)下，通過碰撞力使門變?yōu)槿P(guān)后，通過RKE閉鎖按鍵實(shí)現(xiàn)整車上鎖，降低了操作的便利性及行車的安全性。

1、現(xiàn)有技術(shù)方案及特點(diǎn)

1.1 傳統(tǒng)尾門控制系統(tǒng)

現(xiàn)有后尾門開啟系統(tǒng)包括遙控鑰匙(RKE)、車身控制器（BCM）、門鎖繼電器、MINI保險(xiǎn)（20A）、蓄電池常電（B+）、尾門開關(guān)及尾門鎖電機(jī)，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中尾門控制系統(tǒng)，首先通過整車解鎖，使尾門鎖電機(jī)動(dòng)作將尾門鎖“鎖銷”拔掉，然后操作人員再通過機(jī)械力（外把手或手動(dòng)拉絲開關(guān)）推動(dòng)尾門鎖門閂。

圖1 傳統(tǒng)尾門控制系統(tǒng)圖

具體工作過程為：

開門過程：在整車設(shè)防狀態(tài)下，按下RKE解鎖按鈕，BCM控制門鎖繼電器開鎖端吸合，門鎖電機(jī)正轉(zhuǎn)解鎖。通過手動(dòng)拉絲開關(guān)將后尾門打開；

關(guān)門過程：用力將門關(guān)上（檢測尾門開關(guān)信號），按RKE整車上鎖按鈕，BCM控制門鎖繼電器閉鎖端吸合，門鎖電機(jī)反轉(zhuǎn)上鎖。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)

（1）后尾門解鎖時(shí)，需要整車同時(shí)解鎖，后尾門無法單獨(dú)控制。

（2）后尾門解鎖后，如果希望打開后尾門需要通過手動(dòng)拉絲開關(guān)，將后尾門打開，不利于用戶操作的便利性。

（3）后尾門閉鎖，需要將門用力關(guān)上（尾門開關(guān)有效），按整車上鎖按鈕實(shí)現(xiàn)，操作較為復(fù)雜，不利于人性化控制。

2、新型尾門控制系統(tǒng)

本文提供一種新型控制后尾門門鎖電機(jī)的系統(tǒng)和裝置，所述系統(tǒng)包括遙控鑰匙（RKE）,車身控制系統(tǒng)（BCM）、后尾門控制器（PBD Power Black Door）、組合儀表（ICM）、及尾門鎖電機(jī)，如圖2所示。

圖2 新型尾門控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 新型尾門控制系統(tǒng)工作原理

圖3 新型尾門控制系統(tǒng)圖

新型尾門控制系統(tǒng)工作原理如圖3所示，該尾門控制系統(tǒng)RKE包含單獨(dú)的后尾門遙控開啟按鈕，所述遙控開啟按鈕通過無線射頻信號與車身控制器進(jìn)行通訊；車身控制器(BCM),通過檢測尾門開啟開關(guān)、RKE遙控開尾門信號、駕駛員鎖狀態(tài)信號來實(shí)現(xiàn)后尾門鎖電機(jī)的控制。尾門開啟開關(guān)布置在尾門后牌照燈中間，為觸點(diǎn)開關(guān)；當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，發(fā)送一個(gè)低電平信號給BCM：表示人需要打開后尾門。該開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械拉絲開關(guān)。

2.1.1 車身控制器系統(tǒng)

車身控制器控制尾門的邏輯為：

在整車設(shè)防狀態(tài)下，當(dāng)按下RKE開尾門按鈕時(shí)，BCM實(shí)現(xiàn)整車解防；在30s的時(shí)間內(nèi)，BCM檢測到尾門開啟開關(guān)有效（有效時(shí)間T>50ms），BCM通過LIN總線發(fā)送給PBD尾門主動(dòng)開啟信號，PBD控制尾門鎖電機(jī)執(zhí)行解鎖動(dòng)作。超過30S后尾門未被打開，重新進(jìn)入設(shè)防狀態(tài)，不能再通過尾門開啟開關(guān)開鎖。

在整車解防狀態(tài)下，駕駛員鎖狀態(tài)為解鎖時(shí)（模擬的是駕駛員在行車，且尾門關(guān)閉，意圖打開尾門的過程），BCM檢測到尾門開啟開關(guān)有效（T>50ms），BCM通過LIN總線發(fā)送給PBD尾門主動(dòng)開啟信號，PBD控制尾門鎖電機(jī)執(zhí)行解鎖動(dòng)作。

在整車解防狀態(tài)下，駕駛員鎖狀態(tài)為閉鎖時(shí)（模擬的是駕駛員在行車，且尾門關(guān)閉，通過中控鎖或車速自動(dòng)上鎖導(dǎo)致駕駛員鎖狀態(tài)變?yōu)殚]鎖時(shí)，意圖打開尾門的過程），此時(shí)不能通過尾門開啟開關(guān)開門。只有當(dāng)按下RKE開尾門按鈕后，在30s的時(shí)間內(nèi)，BCM檢測到尾門開啟開關(guān)有效（T>50ms），BCM通過LIN總線發(fā)送給PBD尾門主動(dòng)開啟信號，PBD控制尾門鎖電機(jī)執(zhí)行解鎖動(dòng)作。超過30S沒有打開后尾門或檢測到后尾門打開后變?yōu)殛P(guān)閉，不能再通過尾門開鎖信號開鎖。

2.1.2 后尾門控制器（PBD）

后尾門控制器（PBD）布置在車輛D柱左后方，PBD控制鎖電機(jī)的邏輯，包括解鎖過程及上鎖過程。

解鎖過程：后尾門開啟開關(guān)有效（OFF-ON）時(shí)，PBD接收到BCM發(fā)送的主動(dòng)解鎖請求，PBD控制電機(jī)向解鎖方向運(yùn)動(dòng)，初始位置開關(guān)由ON變?yōu)镺FF，全關(guān)位置開關(guān)由OFF變?yōu)镺N，當(dāng)半關(guān)位置開關(guān)狀態(tài)由OFF變?yōu)镺N時(shí)，電機(jī)運(yùn)動(dòng)到解鎖位置止點(diǎn)停止（100ms）后，電機(jī)反轉(zhuǎn)回到初始位置，初始位置開關(guān)由OFF變?yōu)镺N，解鎖執(zhí)行動(dòng)作時(shí)序圖如圖5所示。

圖4 解鎖過程

上鎖過程：當(dāng)人意圖將門關(guān)上時(shí)，需要將后門關(guān)至半關(guān)狀態(tài)時(shí)（傳統(tǒng)的車型需要用力將門關(guān)至全關(guān)），半關(guān)位置開關(guān)狀態(tài)由ON變?yōu)镺FF，此時(shí)約1s后，PBD控制電機(jī)向上鎖方向運(yùn)動(dòng)（具備在半關(guān)位置時(shí)，尾門自動(dòng)吸合的過程），初始位置開關(guān)由ON變?yōu)镺FF，全關(guān)位置開關(guān)由ON變?yōu)镺FF，當(dāng)半關(guān)位置開關(guān)狀態(tài)重新由OFF變?yōu)镺N時(shí)（此時(shí)進(jìn)入半關(guān)開關(guān)的長沖程區(qū)域），電機(jī)運(yùn)動(dòng)到解鎖位置止點(diǎn)停止（100ms）后，電機(jī)反轉(zhuǎn)回到初始位置，初始位置開關(guān)由OFF變?yōu)镺N。

圖5 自動(dòng)吸合過程

2.1.3 組合儀表

組合儀表ICM用于顯示后尾門的開啟狀態(tài)，PBD通過LIN線將后尾門開關(guān)狀態(tài)發(fā)給BCM，BCM通過CAN線將后尾門的開啟狀態(tài)信號發(fā)給儀表顯示。

同時(shí)，所述儀表（車速是由ABS根據(jù)四輪輪速傳感器計(jì)算出來的，再發(fā)到CAN上；檔位是TCU發(fā)出的CAN信號）充當(dāng)網(wǎng)關(guān)作用，將車速信號及且檔位信號發(fā)給BCM。

2.1.4 尾門鎖電機(jī)

尾門鎖電機(jī)包括雙向電機(jī)、初始位置開關(guān)、半關(guān)位置開關(guān)及全關(guān)位置開關(guān)。尾門鎖電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 尾門鎖電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

初始位置開關(guān)為微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)電機(jī)處在初始位置時(shí)，該微動(dòng)開關(guān)閉合，此時(shí)為低電平導(dǎo)通，為ON；當(dāng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的過程中，離開初始位置時(shí)，微動(dòng)開關(guān)斷開，此時(shí)為懸空狀態(tài)，為OFF。初始位置開關(guān)是用于判斷后尾門鎖電機(jī)和中心齒輪的中立位置（初期位置）檢驗(yàn)的開關(guān)。

圖7 扇形開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖

半關(guān)位置開關(guān)及全關(guān)位置開關(guān)為扇形開關(guān)(其結(jié)構(gòu)如附圖所示，扇形開關(guān)即是半關(guān)位置開關(guān)與全關(guān)位置開關(guān)的合稱，在系統(tǒng)原理圖上就是用半關(guān)位置開關(guān)與全關(guān)位置開關(guān)來表示的，當(dāng)門處于全開-半關(guān)-全關(guān)三種狀態(tài)時(shí)，扇形開關(guān)用于顯示這三種狀態(tài))，當(dāng)門處于全開狀態(tài)時(shí)，半關(guān)位置開關(guān)及為全關(guān)位置開關(guān)導(dǎo)通（意思就是門處于打開的狀態(tài)時(shí)，扇形開關(guān)處在全開位置，根據(jù)真值表可知，此時(shí)半關(guān)信號和全關(guān)信號均為ON接地的，在此處表示為半關(guān)位置開關(guān)及全關(guān)位置開關(guān)導(dǎo)通），此時(shí)為低電平；當(dāng)門處于半關(guān)狀態(tài)時(shí)，半關(guān)位置開關(guān)斷開，為懸空狀態(tài)，全關(guān)位置開關(guān)導(dǎo)通，仍為低電平；當(dāng)門處于全關(guān)狀態(tài)時(shí)，半關(guān)位置開關(guān)及全關(guān)位置開關(guān)斷開，為懸空狀態(tài)。

3、結(jié)論

本文介紹控制后尾門電機(jī)的方法及裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）后尾門在關(guān)門后，可以自動(dòng)吸合，節(jié)省人力；

（2）尾門單獨(dú)控制，提高了安全性；

（3）通過尾門開啟開關(guān)開啟，避免了通過機(jī)械鑰匙或拉絲開關(guān)開啟導(dǎo)致的客戶的抱怨；

（4）BCM控制后尾門的邏輯：設(shè)防后，按遙控開后尾門按鈕，30S內(nèi)門未打開，重新進(jìn)入設(shè)防；同時(shí)，在車輛行駛的過程中，通過判斷主駕駛鎖狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)安全控制；

（5）該系統(tǒng)通過布置在車輛后部的PBD控制鎖電機(jī)，減少了線束的長度（若不使用PBD，要實(shí)現(xiàn)上述功能就必須增加線束；使用PBD后，供電直接接到PBD，可以減少線束的使用量，進(jìn)一步減少線束的重量），降低了整車重量。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧柏良,汽車工程手冊.北京:北京理工大學(xué)出版社,2004.04.

[2] 孫澤昌,汽車電氣與電子.北京:北京理工大學(xué)出版社,2014.08

[3] 古永棋,張偉.汽車電器及電子設(shè)備.重慶:重慶大學(xué)出版社,2004.8.

Control system and method of automobile tail gate

Ding Qinqin, Sun Tao
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract：In this paper, a method and device for controlling rear tail gate is provided. The device includes remote key-less entry (RKE), body control system (BCM), tailgate controller (PBD Power Black Door), the combination meter (ICM) and tail lock motors.which solves the complicated, laborious, not human problems of the traditional way to open tailgate , but also solves the shortcomings that the tailgate can not be controlled alone.

Keywords:rear end door; body control system; rear end door controller; combined instrument; tail lock motors

作者簡介：丁琴琴，就職于江淮汽車技術(shù)中心。

中圖分類號：U467.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)02-17-03