车联网背景下隐藏式外把手门锁机构及其控制系统研究

马建强 陈勇刚

摘 要：随着我国经济的发展，科技的进步，汽车发展已经迈向了一个新的时代，尤其是汽车门外把手门锁机构及控制系统的技术水平逐渐提升。本文主要研究的是，车联网的车门锁控制系统架构设计，隐藏式外把手门锁机构以及其控制系统的优势以及隐藏式外把手门锁机构及其控制系统有待解决的问题。

关键词：车联网 隐藏式外把手 门锁机构 控制系统

1 引言

车联网是车载电子传感装置通过移动通讯技术、汽车导航系统、智能终端与信息的网络平台，已成为国内外新一轮科技创新和产业发展的必争之。智能网联汽车则是车联网与智能车的有机联合，其系统需求对传统汽车零配件提出了升级要求，国内阿里、华为、百度等行业巨头纷纷抢占车联网大风口，主动与整车制造商合作抢占车联网行业高地。汽车外把手门锁机构及其控制系统，在满足基本功能和实用性的前提下，向着智能网联化、模块化、高可靠性、轻量化、功能多样化的方向发展，车门把手与汽车整体外形的配合也更为协调美观。

2 基于车联网的车门锁控制系统架构设计

对于汽车的车门操纵控制系统来说，最为重要的一部分就是汽车外把手门锁机构及其控制系统。近年来，汽车外把手门锁机构及控制系统已经在一定程度上有所创新，而且保证了基本功能与实用性。如图1为汽车常见的横拉式门外把手门锁机构，图2为上掀式汽车门外把手门锁机构，图3为路虎星脉车门外把手门锁机构，这种门锁机构的优势在于智能化，只要用手轻轻触摸车门外把手的左侧，隐藏式外把手门锁就会自动弹起，操作较为简单，同时在设计上也比较新颖。这种隐藏式外把手门锁机构及其控制系统不仅在一定程度上方便人呢控制，更是让汽车本身充满了科技感，体现出整个车辆的个性化设计，重点是让车辆侧面的流线造型更加美观，尽可能减少灰尘的集聚，大大降低了被指甲刮伤的可能性[1]。

在国外，已经存在了很多专业化的汽车门锁公司，例如美国的库伯费曼公司，德国的肯可特公司，还有日本的爱神精机株式会社等。以上这些汽车门锁公司都是比较顶尖的，它们所研发出来的汽车外把手门锁机构及控制系统不仅实用性非常高，同时还具有非常高的智能化程度，无论是在品质上，还是在结构上，都比较出类拔萃。它们主要给国内汽车公司供应，还有一部分向国外输出，都是汽车零件行业的跨国式企业。对于我国的汽车零部件公司来说，大多数公司的零件主要用于国产自主品牌汽车的供应。根据最新的商务部汽车零部件数据显示，我的汽车零部件销售，收入比较低，只是占有整个汽车行业的20%左右，而大多数汽车零部件都是来源于外资背景下的。

基于车联网的车门锁控制系统架构设计如图4所示，其中BCM是数据采集层，车联网是网络层，手机APP、门锁机构是应用层。采集层主要负责上传车辆信息状态，接受开/关锁请求，发送开关锁指令，并对数据进行相关处理之后传输给网络层[2]。网络层主要实现接入车联网，发送收集车辆信息请求，实现大范围的远距离传输。应用层可以分为手机APP人机交互界面和门锁机构两部分，手机APP应用程序用来进行数据处理，采用中间件技术实现车联网的各类服务，门锁机构做出最终响应。

3 车门锁控制系统研究

对于整个汽车来说，最重要的是汽车零部件的可靠性。车门锁系统在研究的过程中，一定不能忽略其可靠性，主要通过GJB/Z 1391-2006进行FMECA进行分析，如图5所示为车门锁系统部分功能机构框图。

4 隐藏式外把手门锁机构研究

车联网的车门锁控制系统主要研究以下几方面，其中第一方面是控制系统的功能，第二方面是控制系统的性能需求分析，第三方面是架构设计。通常情况下，车门锁机构设计是采用CAD等3D建模手段对车门锁机构进行建模的，其中还包含建模之后的仿真效果分析。对于隐藏式车门把手制造工艺来说，主要使用CAE以及Moldflow进行分析，其中不仅会分析多腔平衡填充技术，同时还会分析双色注塑工艺研究，除此之外，还会研究脱模机构等。从隐藏式外把手门锁机构控制系统的架构层面来说，相比于传统的上掀式汽车外把手门锁机构来说，隐藏式外把门手门锁机构的动作过程是非常复杂的，所以架构的设计需要考虑很多因素，一定要清晰知道外把手门锁机构的操作顺序，然后选择比较高效率的通讯方式，多多考虑如果发生异常情况应该如何处理。例如以下三种情况，第一种情况是无意识操作导致的隐藏式外把手门锁机构异常，第二种情况是有意识操作导致的异常情况，第三种情况是传感器灵敏度比较低导致的异常情况。从隐藏式车门外把手的制造层面来说，它的装配精度比较高，与外拉式车门外把手相比，这种隐藏式车门外把手更加注重工艺，尤其是双色注塑工艺要求更高一些，对模具转位精度控制的要求同样很高，而且还要有较高的多腔平衡填充技术。从隐藏式车门外把手的技术创新层面来说，这种门把手主要具有以下几点优势，第一点优势是提升了汽车的整体美，第二点优势是让整个车更加具有科技感，更加有个性，第三点优势是，在一定程度上降低风阻，安全性更高，第四点优势是更具有实用性[3]。

隐藏式车门外把手制造工艺是非常困难的，必然要对产品相关原材料特性进行分析，其中包含以下几种特性，第一种特性是收缩率，第二种特性是注塑温度，第三种特性是注塑压力，第四种特性是粘度等。通过对以上原料特性的分析，了解以舱室车门外把手的制造工艺流程，利用原材料相关数值的模拟尽可能提升产品精度，同时在一定程度上提高产品质量，进而提高产品生产效率。通常情况下，隐藏式车门把手采用的设计是计算机辅助设计，然后利用Moldflow进行分析浇注。需要注意的是，要设计比较好的浇注顺序和流道，及时调整隐藏式门外把手的控制浇注方案，最大程度降低模具调试失误产生的各种问题，例如，飞边问题，困气问题等，保证注塑面积的腔穴能够完美成型。

5 隐藏式外把手门锁机构及其控制系统有待解决的问题

车联网所涉及的产业非常多，所以我国很多汽车厂商都在布局车联网，投入了更多的资金用于研发车联网的应用上，主要借助车载信息终端获得有价值的信息。而且还要提升与车相关的各个软硬件能力，通过相关软硬件获得汽车信息，有效采集车载终端资源整合能力。对于一些跨国厂商来说，这些厂商可以直接借鉴已经成功的经验，通过与国内的顶端公司进行合作，提升资源整合能力，进而提升自身实力，占据一定的优势。对于一些汽车零部件的底层企业来说，它们也会在车联网的背景下，投入更多资金用于新产品的研发上，适应时代发展，不断研究系统化和智能化零件，跟上车联网发展脚步。汽车外把手门锁机构及其控制系统会直接影响汽车的美观度，也会影响汽车的系统性能，所以它的发展必须受到重视。隐藏式门外把手可以在一定程度上影响驾驶人员的自身安全，所以各个汽车厂商都非常重视其研发，各国著名的汽车厂长正在积极研究。隐藏式门外把手门锁机构及其控制系统也正朝向智能化，多功能化方向发展，汽车门外把手的可靠性以及安全性越来越高[4]。

6 结束语

在車联网背景下，汽车行业的发展潜力巨大，各个汽车厂商也开始意识到车联网的重要性，所以加大汽车研发力度是非常有必要的。隐藏式外把手门锁机构及其控制系统的优势明显，不仅在架构的设计上满足人们对车的个性化需求，同时还具有一定的智能化，大大提升了车的品质，具有非常广阔的发展前景。

基金项目：台州市科技计划项目《基于车联网的隐藏式外把手门锁机构及其控制系统研究》项目编号：XM20190479

参考文献：

[1]魏垚，王庆扬.C-V2X蜂窝车联网标准分析与发展现状[J].移动通信，2018，（10）：9-12.

[2]基于车联网的隐藏式外把手门锁机构及其控制系统研究[J].台州市科技计划项目，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]杨荣悦，张鹏洲，宋卿.基于5G技术的智能车联网研究与展望[J].电信科学，2020，（05）：106-114.