汽车电动尾门系统智能防夹技术发展现状及其新技术的设计方案

陈建就

摘要：随着汽车科技的不断发展与进步，现代汽车中更注重提升车辆使用的安全性及舒适性。近年来，国内汽车智能电动尾门技术也得到了突飞猛进的发展，人们可以通过遥控开关发送命令即可控制电动尾门打开或关闭，因其在使用上实现的便利性而越来越受到用户的青睐。评价电动尾门使用安全性的一项重要指标是其的防夹功能，以确保使用过程的安全，即在电动后箱门关闭时实时检测，一旦触碰到障碍物就会立即停止运动并反向运转，以防夹到人或物品。本文研究了及简要的论述一种新型带智能防夹功能的汽车电动尾门系统的设计方案，旨在为汽车智能电动尾门技术的发展提供一些参考。

关键词：汽车；智能；电动尾门；设计；方案

一、前言

随着人们消费观念的改变以及对车用产品功能概念的转变，消费者对汽车的安全性、经济型、动力性等都提出新要求的同时也越来越追求汽车舒适性，使得汽车成为目前装备最复杂的消费类电子产品，融合了机械、电子、计算机、通讯、信息等种种先进技术。

汽车电动尾门主要采用现代电子技术实现汽车后备箱/行李箱们的自动开启操作，即能够根据车辆状况和电子钥匙信号，自动、可靠地开启或关闭后行李舱。

二、技术现状

当前，常规的汽车智能电动尾门系统一般采用压力检测或电流检测方法来实现防夹功能，其具有以下以的缺陷。

1、压力检测防夹，是利用电动尾门的阻力的变化，再跟防夹力进行比较，做出防夹判断。如某研究机构发明了一种汽车后备箱开闭缓冲及防夹预警装置，其主要原理是通过在后备箱上安装压力支撑杆，通过压力监测进行防夹预警[1]。但如此实现防夹的方式中，人体或目标物体依然需要在承受了一定压力后，防夹功能才会被触发，导致人体被夹后感受到一定程度的疼痛不适感，或导致目标物体发生一定程度的损坏。

2、侦测电流防夹，具体通过侦测支撑杆的驱动电流，根据驱动电流与预设阈值进行比较，判断是否触发防夹功能。但在电动尾门的不同位置力臂不同，防夹力值不同，防夹力控制较难，从而导致预设阈值的设定精确度不高，预设阈值过大容易发生压伤，预设阈值过小容易产生误操作。

3、据记载报道，国内的某科技公司提出了一种判断电动尾门防夹的装置，其主要原理是利用霍尔传感器来感应电机的转速和电动撑杆的行程变化，并将其感应到的信号传送至电动尾门CPU，电动尾门CPU通过将接收到的数据与正常速度设置的门限阀值进行对比，使其实现能跟随尾门速度的变化来判断并控制电动撑杆的行程速度，从而实现判断出防夹的情况[2]。

4、在现有技术中，也有采用计数传感器，通过检测计数传感器在相邻两个时间周期内采集到的计数值的差值来判断电动尾门是否遇阻，再判断到其遇阻时控制电动尾门执行防夹操作[3]。

上述的电动尾门的防夹方式，都无法兼顾良好的防夹智能化和较高的防夹精确性，存在一定的安全隐患。因此，根据现有技术存在的不足，研究采用新的方法来实现电动尾门的防夹功能，并优化机电机结构，改进汽车电动尾门的机电控制功能，形成可靠性高、操作便捷的新型产品，并改善提高生产制造工艺，以满足人们对车辆操作舒适性的要求。

三、研发的技术路线

非接触式智能防夹的电动尾门，包括控制器ECU、检测模块、电源和动作执行模块，控制器分别与检测模块、电源和动作执行模块连接。

1、ECU与汽车系统连接，接受汽车系统或遥控器指定，控制电动撑杆/门锁运行，实现汽车尾门的开闭；电容式智能防夹条反馈运行过程中是否有人在尾门运行的轨迹上，ECU根据防夹条的反馈控制尾门运行或停止。

2、電容式智能防夹条安装在汽车尾门下端，构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向防夹条时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得防夹条的电容量发生变化，通过电路转换为电压，并设置防夹触发阀值，当人的身体或物体靠近防夹条时，会触发防夹阀值，使防夹条输出给ECU 的电平反转，ECU收到防夹信号，会输出信号使撑杆反转，避免压伤人员。

3、当电容式智能防夹条随尾门运行到尾门关闭位置时，会侦测到汽车车身，也会触发防夹条，此时门锁会反馈信号给ECU，告知ECU尾门位置，ECU会自动过滤防夹条的信号，避免误动作；此时尾门的防夹由ECU侦测电动撑杆的电机电流实现，因为只侦测一个位置，故可实现精准防夹控制。

通过整个电动尾门系统的设计，使新型尾门具备了结构简单，易于安装，成本可控，通用性强，低功耗，抗干扰能力强等特点，保证电动后尾门的开关方便、灵活，安全性能高。

四、技术水平

1、带智能防夹的电动尾门系统，主要利用电容式防夹传感器和检测驱动电机电流来实现以非接触式防夹为主，电流防夹为辅的电尾门安全机制，确保电动尾门运行过程中不会产生压伤事故或误动作。

2、电动尾门运动机构及其机电控制方式。采用多向旋转双撑杆结构作为电动尾门运动机构，在车尾门位置发生变化引起的撑杆发生的伸缩过程中，克服与撑杆连接的固定头很难与车尾门万向头配合，容易产生扭力和应力集中，导致撑杆使用寿命缩短的技术缺陷。

五、结语

综上所述，本方案简要的论述了采用电容式防夹条+电流检测技术扩展车载电动尾门功能，使其具备更好的安全性和便捷性，可以形成满足汽车市场需要的新系列产品，预测将会提高传统汽车电动尾门的附加值，并能较好的带动汽车智能电动尾门的设计、制造与应用发展。

参考文献

[1]王爱国，郭顺，王小龙等.一种汽车后备箱开闭缓冲及防夹预警装置：中国，CN201620434331.0[P].2016-9-21.

[2]李平，周定光.一种新型判断电动尾门防夹装置：中国，CN201621351874.2[P].2017-7-18.

[3]邹杰.一种电动尾门控制方法：中国，CN201710523217.4[P].2017-11-7.

（作者单位：广东东箭汽车科技股份有限公司）