簡易外置車輛行李廂門開啟工具的設(shè)計(jì)

任櫟琿，袁新文

（神龍汽車有限公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430056）

目前車輛安全標(biāo)準(zhǔn)越來越受到廣大汽車消費(fèi)者的重視。C-NCAP碰撞安全性能測試的評價(jià)已成為國內(nèi)各主機(jī)廠衡量整車安全性能的主要標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)碰撞試驗(yàn)涉及到諸多試驗(yàn)環(huán)節(jié)，只有各環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行才能保證整個(gè)試驗(yàn)的完整性和有效性。本設(shè)計(jì)以東風(fēng)標(biāo)致408為例，采用新方法，有效解決了試驗(yàn)過程中遇到的一個(gè)普遍存在的問題：行李廂門無法開啟。同時(shí)，通過進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化，使新方法的實(shí)施更可靠、更便捷、更安全，為試驗(yàn)的順利進(jìn)行掃清了障礙，大大提高了試驗(yàn)效率。

1 碰撞測試過程簡介

目前，C-NCAP碰撞試驗(yàn)共包括 “試驗(yàn)車輛100%重疊正面沖擊固定剛性壁障 （簡稱：正面碰撞）”、“試驗(yàn)車輛40%重疊正面沖擊固定可變形吸能壁障 （簡稱：偏置碰撞）”和 “移動臺車前端加裝可變形吸能壁障沖擊試驗(yàn)車輛駕駛員側(cè) （簡稱：側(cè)面碰撞）” 3個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目［1］。

1.1 正面碰撞

碰撞速度為50 km／h（試驗(yàn)速度不得低于50 km／h）。試驗(yàn)車輛到達(dá)壁障的路線在橫向任一方向偏離理論軌跡均不得超過150mm。在前排駕駛員和乘員位置分別放置一個(gè)男性假人，在第2排座椅上放置一個(gè)女性假人和一個(gè)3歲兒童假人，用以考核測量前排人員受傷害情況和乘員約束系統(tǒng)性能及對兒童乘員的保護(hù)。 如圖1a所示［1］。

1.2 偏置碰撞

碰撞速度為56 km／h（試驗(yàn)速度不得低于56 km／h），試驗(yàn)車輛與可變形壁障碰撞重疊寬度應(yīng)在40%車寬±20mm的范圍內(nèi)。在前排駕駛員、乘員位置以及第2排座椅最左側(cè)座位上分別放置一個(gè)假人，用以測量前排人員受傷害情況和乘員約束系統(tǒng)的性能。 如圖1b所示［1］。

1.3 側(cè)面碰撞

移動壁障行駛方向與試驗(yàn)車輛垂直，移動壁障中心線對準(zhǔn)試驗(yàn)車輛恒橫向中點(diǎn)，碰撞速度為50km／h（試驗(yàn)速度不得低于50km／h）。移動壁障的縱向中垂面與試驗(yàn)車輛上通過碰撞側(cè)前排座椅的橫斷垂面之間的距離應(yīng)在±25 mm內(nèi)。在駕駛員和第2排座椅被撞擊側(cè)分別放置假人并使用安全帶，用以測量駕駛員和第2排乘員位置受傷害情況。如圖1c所示［1］。

在以上3個(gè)試驗(yàn)之前，試驗(yàn)人員需要將假人的數(shù)據(jù)監(jiān)測設(shè)備和各種傳感器的控制設(shè)備布置在車輛的行李廂內(nèi)，這些設(shè)備多是造價(jià)高昂的精密電子設(shè)備，如圖2所示。在試驗(yàn)結(jié)束以后，布置在車內(nèi)的設(shè)備要及時(shí)取出，以獲取采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 電控式行李廂門鎖的工作原理

電控式行李廂門鎖包括機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)和驅(qū)動器控制兩部分，其外形如圖3所示，其電路原理如圖4所示［2］。

圖4中，引腳1：正極線，用于驅(qū)動驅(qū)動器動作，使鎖舌釋放鎖鉤 （驅(qū)動電壓：直流12～15 V）；引腳2：負(fù)極線，連接車身搭鐵點(diǎn)；引腳3：信號線，鎖舌與鎖扣分離時(shí)觸點(diǎn)閉合，用于反饋門鎖狀態(tài)信號給整車網(wǎng)絡(luò)［3］。從門鎖的工作原理可知，當(dāng)引腳1和引腳2之間有12～15 V的電壓差時(shí)，行李廂門鎖就可以被開啟了。

3 碰撞試驗(yàn)遇到的問題

在碰撞試驗(yàn)結(jié)束以后，車輛的蓄電池、線束或控制行李廂門的電控單元常常被損壞，無法正常工作，如圖5所示。但行李廂門部分一般不會受到碰撞的影響，機(jī)械結(jié)構(gòu)基本不會發(fā)生變化，行李廂門鎖部件本身不會損壞，如圖6所示。由于蓄電池等損壞的部件不易及時(shí)修復(fù)或更換，因此行李廂門也就常常無法順利打開。

4 解決方案及分析

4.1 原解決方案：物理破壞法

使用撬杠、榔頭、電鋸等工具，通過破壞行李廂門或行李廂門鎖以打開行李廂。由于行李廂門一般采用多層鋼板焊接而成，穩(wěn)定堅(jiān)固。因此本方案實(shí)施難度較大，需要投入較多人力，耗時(shí)長 （一般需要1～2h），而且造成車內(nèi)電子設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)極大。

4.2 新解決方案：外部供電法

4.2.1 實(shí)施步驟

試驗(yàn)前，打開行李廂門，找到行李廂門鎖的供電線束。以東風(fēng)標(biāo)致408為例，此處是一組3根導(dǎo)線組成的線束，分別為信號線、負(fù)極線、正極線，如圖7所示。將正極線和負(fù)極線的絕緣層撥開，分別外接一根較長的導(dǎo)線，并將外接導(dǎo)線沿后擋風(fēng)玻璃方向引出至車外。然后關(guān)上行李廂門，用膠帶將引出的導(dǎo)線固定在行李廂門外側(cè)上面，并標(biāo)注正負(fù)極性。如圖8、圖9所示。

試驗(yàn)后，首先檢查行李廂門的開啟功能是否正常。如果功能失效，則向試驗(yàn)前外接的兩根正負(fù)極導(dǎo)線供給12～15 V的直流電，即可開啟行李廂門。如果現(xiàn)場條件允許，可采用其它車輛上的蓄電池作為供電的直流電源。

4.2.2 過程驗(yàn)證及分析

使用此方案，可以在現(xiàn)場觀察到，當(dāng)將12～15V的直流電供給外接導(dǎo)線時(shí)，行李廂鎖發(fā)出 “碰”的解鎖聲，并自動彈開，說明該方案對解決問題有效。

此方案在不影響碰撞試驗(yàn)結(jié)果的前提下，有效解決了試驗(yàn)后行李廂門無法開啟的問題，完全取代了原解決方案中耗時(shí)耗力、破壞性大的物理開啟方式。但該方案也存在一些不足之處：①由于原車線束被破壞，因此線路短路的風(fēng)險(xiǎn)大大增加；②在剝開原車線束線絕緣層時(shí)，如果操作不當(dāng)，極易弄斷線束；③外接電源的不固定性導(dǎo)致方案失敗的風(fēng)險(xiǎn)增加。

5 改進(jìn)方案及分析

鑒于上述不足之處，筆者為使新解決方案的實(shí)施更可靠、更便捷、更安全，對此方案進(jìn)行了改進(jìn)。

5.1 橋接導(dǎo)線

根據(jù)行李廂門鎖插接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，筆者自制橋式導(dǎo)線將門鎖線束引出。橋式導(dǎo)線有3個(gè)互相導(dǎo)通的端口，分別連接行李廂門鎖插接件、行李廂門鎖線束插接件和一個(gè)引出車外的端口，每個(gè)端口中都包含一個(gè)正極線端和一個(gè)負(fù)極線端。如圖10所示。

端口A與行李廂線束的母端插接件相同，用于連接到門鎖的公端插接件上；端口B與門鎖上的公端插接件相同，用于連接到行李廂線束的母端插接件上；端口C用于將連接門鎖的正負(fù)極線引出車外，以備試驗(yàn)后連接電源。

5.2 外置穩(wěn)壓電源

為能穩(wěn)定安全地提供12～15 V直流電，筆者選取一款普通的12 V直流穩(wěn)壓電源作為外置電源。對此電源簡單改造，將其自帶的直流輸出端去掉，替換為一個(gè)可以和橋式導(dǎo)線的C端相連的插接件，并在此對接的插接件前段增加一個(gè)觸點(diǎn)式常開開關(guān)。如圖11所示。

使用外接電源時(shí)，先將其直流輸出端E連接到橋式導(dǎo)線的C端口上，再將電源接入220 V交流電。在需要向門鎖供電時(shí)，按壓觸點(diǎn)式開關(guān)即可。如圖12所示。

5.3 改進(jìn)方案分析

自制橋式導(dǎo)線避免了剝開線束絕緣層的操作步驟，有效降低了短路和斷路的風(fēng)險(xiǎn)，且操作更加簡便，同時(shí)又保證了行李廂線束的完整性。筆者選用的直流穩(wěn)壓電源和觸點(diǎn)式開關(guān)在電子市場上都較為常見，且價(jià)格低廉。

6 結(jié)束語及展望

經(jīng)過簡單的設(shè)計(jì)、改造和組合而成的外置開鎖工具，有效解決了碰撞試驗(yàn)過程中遇到的無法開啟行李廂門的問題，且此工具的制造成本低、經(jīng)濟(jì)性好。在此基礎(chǔ)上，筆者還考慮可將橋式導(dǎo)線的A、B端進(jìn)行更換，以適用于各主機(jī)廠同類電控型行李廂門鎖。這樣簡單的改進(jìn)和推廣，可以有效解決同類問題。

隨著近年來不斷發(fā)生的車輛落水蓄電池短路導(dǎo)致車門、車窗無法打開，造成人員傷亡的案例，一種獨(dú)立于整車、緊急時(shí)可單獨(dú)供電 （或通過其他方式）打開車窗、車門的設(shè)計(jì)變得很有必要，希望本設(shè)計(jì)能起到拋磚引玉的效果，引起汽車人對這方面問題的思考。

［1］中國汽車技術(shù)研究中心.C-NCAP管理規(guī)則 （2012年版）［Z］.2012： 14-15.

［2］神龍汽車有限公司.東風(fēng)標(biāo)致408行李廂門鎖結(jié)構(gòu)圖紙9627816980［Z］.2005.

［3］PSA法國標(biāo)致雪鐵龍公司.408（中國）整車電路原理圖［Z］.2010： 76-77.