汽车尾门控制系统及方法

丁琴琴，孙 涛

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



汽车尾门控制系统及方法

丁琴琴，孙 涛

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章提供了一种控制后尾门的方法和装置，所述装置包括遥控钥匙（RKE）,车身控制系统（BCM）、后尾门控制器（PBD Power Black Door）、组合仪表（ICM）、及尾门锁电机，该装置解决了传统方式开启后尾门较为复杂、费力，不够人性化的问题，同时解决了后尾门不能单独控制的缺点。

关键词：后尾门；车身控制系统；后尾门控制器；组合仪表；尾门锁电机

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

汽车后门的开启一般是通过遥控钥匙控制车身控制器实现锁电机解锁动作后，通过拉丝手动开门的。一方面开后门时，需要整车解锁，不能够单独控制，降低了整车的安全性；整车解锁后，需要拉丝机械将门打开，影响了用户的体验感。另一方面，关门时，需要将后门用力关下，通过碰撞力使门变为全关后，通过RKE闭锁按键实现整车上锁，降低了操作的便利性及行车的安全性。

1、现有技术方案及特点

1.1 传统尾门控制系统

现有后尾门开启系统包括遥控钥匙(RKE)、车身控制器（BCM）、门锁继电器、MINI保险（20A）、蓄电池常电（B+）、尾门开关及尾门锁电机，如图1所示，现有技术中尾门控制系统，首先通过整车解锁，使尾门锁电机动作将尾门锁“锁销”拔掉，然后操作人员再通过机械力（外把手或手动拉丝开关）推动尾门锁门闩。

图1 传统尾门控制系统图

具体工作过程为：

开门过程：在整车设防状态下，按下RKE解锁按钮，BCM控制门锁继电器开锁端吸合，门锁电机正转解锁。通过手动拉丝开关将后尾门打开；

关门过程：用力将门关上（检测尾门开关信号），按RKE整车上锁按钮，BCM控制门锁继电器闭锁端吸合，门锁电机反转上锁。

1.2 现有技术一的缺点

（1）后尾门解锁时，需要整车同时解锁，后尾门无法单独控制。

（2）后尾门解锁后，如果希望打开后尾门需要通过手动拉丝开关，将后尾门打开，不利于用户操作的便利性。

（3）后尾门闭锁，需要将门用力关上（尾门开关有效），按整车上锁按钮实现，操作较为复杂，不利于人性化控制。

2、新型尾门控制系统

本文提供一种新型控制后尾门门锁电机的系统和装置，所述系统包括遥控钥匙（RKE）,车身控制系统（BCM）、后尾门控制器（PBD Power Black Door）、组合仪表（ICM）、及尾门锁电机，如图2所示。

图2 新型尾门控制系统结构示意图

2.1 新型尾门控制系统工作原理

图3 新型尾门控制系统图

新型尾门控制系统工作原理如图3所示，该尾门控制系统RKE包含单独的后尾门遥控开启按钮，所述遥控开启按钮通过无线射频信号与车身控制器进行通讯；车身控制器(BCM),通过检测尾门开启开关、RKE遥控开尾门信号、驾驶员锁状态信号来实现后尾门锁电机的控制。尾门开启开关布置在尾门后牌照灯中间，为触点开关；当开关按下时，发送一个低电平信号给BCM：表示人需要打开后尾门。该开关代替传统的手动机械拉丝开关。

2.1.1 车身控制器系统

车身控制器控制尾门的逻辑为：

在整车设防状态下，当按下RKE开尾门按钮时，BCM实现整车解防；在30s的时间内，BCM检测到尾门开启开关有效（有效时间T>50ms），BCM通过LIN总线发送给PBD尾门主动开启信号，PBD控制尾门锁电机执行解锁动作。超过30S后尾门未被打开，重新进入设防状态，不能再通过尾门开启开关开锁。

在整车解防状态下，驾驶员锁状态为解锁时（模拟的是驾驶员在行车，且尾门关闭，意图打开尾门的过程），BCM检测到尾门开启开关有效（T>50ms），BCM通过LIN总线发送给PBD尾门主动开启信号，PBD控制尾门锁电机执行解锁动作。

在整车解防状态下，驾驶员锁状态为闭锁时（模拟的是驾驶员在行车，且尾门关闭，通过中控锁或车速自动上锁导致驾驶员锁状态变为闭锁时，意图打开尾门的过程），此时不能通过尾门开启开关开门。只有当按下RKE开尾门按钮后，在30s的时间内，BCM检测到尾门开启开关有效（T>50ms），BCM通过LIN总线发送给PBD尾门主动开启信号，PBD控制尾门锁电机执行解锁动作。超过30S没有打开后尾门或检测到后尾门打开后变为关闭，不能再通过尾门开锁信号开锁。

2.1.2 后尾门控制器（PBD）

后尾门控制器（PBD）布置在车辆D柱左后方，PBD控制锁电机的逻辑，包括解锁过程及上锁过程。

解锁过程：后尾门开启开关有效（OFF-ON）时，PBD接收到BCM发送的主动解锁请求，PBD控制电机向解锁方向运动，初始位置开关由ON变为OFF，全关位置开关由OFF变为ON，当半关位置开关状态由OFF变为ON时，电机运动到解锁位置止点停止（100ms）后，电机反转回到初始位置，初始位置开关由OFF变为ON，解锁执行动作时序图如图5所示。

图4 解锁过程

上锁过程：当人意图将门关上时，需要将后门关至半关状态时（传统的车型需要用力将门关至全关），半关位置开关状态由ON变为OFF，此时约1s后，PBD控制电机向上锁方向运动（具备在半关位置时，尾门自动吸合的过程），初始位置开关由ON变为OFF，全关位置开关由ON变为OFF，当半关位置开关状态重新由OFF变为ON时（此时进入半关开关的长冲程区域），电机运动到解锁位置止点停止（100ms）后，电机反转回到初始位置，初始位置开关由OFF变为ON。

图5 自动吸合过程

2.1.3 组合仪表

组合仪表ICM用于显示后尾门的开启状态，PBD通过LIN线将后尾门开关状态发给BCM，BCM通过CAN线将后尾门的开启状态信号发给仪表显示。

同时，所述仪表（车速是由ABS根据四轮轮速传感器计算出来的，再发到CAN上；档位是TCU发出的CAN信号）充当网关作用，将车速信号及且档位信号发给BCM。

2.1.4 尾门锁电机

尾门锁电机包括双向电机、初始位置开关、半关位置开关及全关位置开关。尾门锁电机的结构如图6所示。

图6 尾门锁电机的结构示意图

初始位置开关为微动开关，当电机处在初始位置时，该微动开关闭合，此时为低电平导通，为ON；当电机运动的过程中，离开初始位置时，微动开关断开，此时为悬空状态，为OFF。初始位置开关是用于判断后尾门锁电机和中心齿轮的中立位置（初期位置）检验的开关。

图7 扇形开关的结构示意图

半关位置开关及全关位置开关为扇形开关(其结构如附图所示，扇形开关即是半关位置开关与全关位置开关的合称，在系统原理图上就是用半关位置开关与全关位置开关来表示的，当门处于全开-半关-全关三种状态时，扇形开关用于显示这三种状态)，当门处于全开状态时，半关位置开关及为全关位置开关导通（意思就是门处于打开的状态时，扇形开关处在全开位置，根据真值表可知，此时半关信号和全关信号均为ON接地的，在此处表示为半关位置开关及全关位置开关导通），此时为低电平；当门处于半关状态时，半关位置开关断开，为悬空状态，全关位置开关导通，仍为低电平；当门处于全关状态时，半关位置开关及全关位置开关断开，为悬空状态。

3、结论

本文介绍控制后尾门电机的方法及装置，具有以下优点：

（1）后尾门在关门后，可以自动吸合，节省人力；

（2）尾门单独控制，提高了安全性；

（3）通过尾门开启开关开启，避免了通过机械钥匙或拉丝开关开启导致的客户的抱怨；

（4）BCM控制后尾门的逻辑：设防后，按遥控开后尾门按钮，30S内门未打开，重新进入设防；同时，在车辆行驶的过程中，通过判断主驾驶锁状态来实现安全控制；

（5）该系统通过布置在车辆后部的PBD控制锁电机，减少了线束的长度（若不使用PBD，要实现上述功能就必须增加线束；使用PBD后，供电直接接到PBD，可以减少线束的使用量，进一步减少线束的重量），降低了整车重量。

参考文献

[1] 顾柏良,汽车工程手册.北京:北京理工大学出版社,2004.04.

[2] 孙泽昌,汽车电气与电子.北京:北京理工大学出版社,2014.08

[3] 古永棋,张伟.汽车电器及电子设备.重庆:重庆大学出版社,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

作者简介：丁琴琴，就职于江淮汽车技术中心。

中图分类号：U467.4

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)02-17-03