汽車(chē)電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)智能防夾技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其新技術(shù)的設(shè)計(jì)方案

陳建就

摘要：隨著汽車(chē)科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代汽車(chē)中更注重提升車(chē)輛使用的安全性及舒適性。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)智能電動(dòng)尾門(mén)技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們可以通過(guò)遙控開(kāi)關(guān)發(fā)送命令即可控制電動(dòng)尾門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉，因其在使用上實(shí)現(xiàn)的便利性而越來(lái)越受到用戶的青睞。評(píng)價(jià)電動(dòng)尾門(mén)使用安全性的一項(xiàng)重要指標(biāo)是其的防夾功能，以確保使用過(guò)程的安全，即在電動(dòng)后箱門(mén)關(guān)閉時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)，一旦觸碰到障礙物就會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)并反向運(yùn)轉(zhuǎn)，以防夾到人或物品。本文研究了及簡(jiǎn)要的論述一種新型帶智能防夾功能的汽車(chē)電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，旨在為汽車(chē)智能電動(dòng)尾門(mén)技術(shù)的發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)；智能；電動(dòng)尾門(mén)；設(shè)計(jì)；方案

一、前言

隨著人們消費(fèi)觀念的改變以及對(duì)車(chē)用產(chǎn)品功能概念的轉(zhuǎn)變，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的安全性、經(jīng)濟(jì)型、動(dòng)力性等都提出新要求的同時(shí)也越來(lái)越追求汽車(chē)舒適性，使得汽車(chē)成為目前裝備最復(fù)雜的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品，融合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、通訊、信息等種種先進(jìn)技術(shù)。

汽車(chē)電動(dòng)尾門(mén)主要采用現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)后備箱/行李箱們的自動(dòng)開(kāi)啟操作，即能夠根據(jù)車(chē)輛狀況和電子鑰匙信號(hào)，自動(dòng)、可靠地開(kāi)啟或關(guān)閉后行李艙。

二、技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)前，常規(guī)的汽車(chē)智能電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)一般采用壓力檢測(cè)或電流檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)防夾功能，其具有以下以的缺陷。

1、壓力檢測(cè)防夾，是利用電動(dòng)尾門(mén)的阻力的變化，再跟防夾力進(jìn)行比較，做出防夾判斷。如某研究機(jī)構(gòu)發(fā)明了一種汽車(chē)后備箱開(kāi)閉緩沖及防夾預(yù)警裝置，其主要原理是通過(guò)在后備箱上安裝壓力支撐桿，通過(guò)壓力監(jiān)測(cè)進(jìn)行防夾預(yù)警[1]。但如此實(shí)現(xiàn)防夾的方式中，人體或目標(biāo)物體依然需要在承受了一定壓力后，防夾功能才會(huì)被觸發(fā)，導(dǎo)致人體被夾后感受到一定程度的疼痛不適感，或?qū)е履繕?biāo)物體發(fā)生一定程度的損壞。

2、偵測(cè)電流防夾，具體通過(guò)偵測(cè)支撐桿的驅(qū)動(dòng)電流，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，判斷是否觸發(fā)防夾功能。但在電動(dòng)尾門(mén)的不同位置力臂不同，防夾力值不同，防夾力控制較難，從而導(dǎo)致預(yù)設(shè)閾值的設(shè)定精確度不高，預(yù)設(shè)閾值過(guò)大容易發(fā)生壓傷，預(yù)設(shè)閾值過(guò)小容易產(chǎn)生誤操作。

3、據(jù)記載報(bào)道，國(guó)內(nèi)的某科技公司提出了一種判斷電動(dòng)尾門(mén)防夾的裝置，其主要原理是利用霍爾傳感器來(lái)感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電動(dòng)撐桿的行程變化，并將其感應(yīng)到的信號(hào)傳送至電動(dòng)尾門(mén)CPU，電動(dòng)尾門(mén)CPU通過(guò)將接收到的數(shù)據(jù)與正常速度設(shè)置的門(mén)限閥值進(jìn)行對(duì)比，使其實(shí)現(xiàn)能跟隨尾門(mén)速度的變化來(lái)判斷并控制電動(dòng)撐桿的行程速度，從而實(shí)現(xiàn)判斷出防夾的情況[2]。

4、在現(xiàn)有技術(shù)中，也有采用計(jì)數(shù)傳感器，通過(guò)檢測(cè)計(jì)數(shù)傳感器在相鄰兩個(gè)時(shí)間周期內(nèi)采集到的計(jì)數(shù)值的差值來(lái)判斷電動(dòng)尾門(mén)是否遇阻，再判斷到其遇阻時(shí)控制電動(dòng)尾門(mén)執(zhí)行防夾操作[3]。

上述的電動(dòng)尾門(mén)的防夾方式，都無(wú)法兼顧良好的防夾智能化和較高的防夾精確性，存在一定的安全隱患。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，研究采用新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)尾門(mén)的防夾功能，并優(yōu)化機(jī)電機(jī)結(jié)構(gòu)，改進(jìn)汽車(chē)電動(dòng)尾門(mén)的機(jī)電控制功能，形成可靠性高、操作便捷的新型產(chǎn)品，并改善提高生產(chǎn)制造工藝，以滿足人們對(duì)車(chē)輛操作舒適性的要求。

三、研發(fā)的技術(shù)路線

非接觸式智能防夾的電動(dòng)尾門(mén)，包括控制器ECU、檢測(cè)模塊、電源和動(dòng)作執(zhí)行模塊，控制器分別與檢測(cè)模塊、電源和動(dòng)作執(zhí)行模塊連接。

1、ECU與汽車(chē)系統(tǒng)連接，接受汽車(chē)系統(tǒng)或遙控器指定，控制電動(dòng)撐桿/門(mén)鎖運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾門(mén)的開(kāi)閉；電容式智能防夾條反饋運(yùn)行過(guò)程中是否有人在尾門(mén)運(yùn)行的軌跡上，ECU根據(jù)防夾條的反饋控制尾門(mén)運(yùn)行或停止。

2、電容式智能防夾條安裝在汽車(chē)尾門(mén)下端，構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是物體的本身，當(dāng)物體移向防夾條時(shí)，物體和接近開(kāi)關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得防夾條的電容量發(fā)生變化，通過(guò)電路轉(zhuǎn)換為電壓，并設(shè)置防夾觸發(fā)閥值，當(dāng)人的身體或物體靠近防夾條時(shí)，會(huì)觸發(fā)防夾閥值，使防夾條輸出給ECU 的電平反轉(zhuǎn)，ECU收到防夾信號(hào)，會(huì)輸出信號(hào)使撐桿反轉(zhuǎn)，避免壓傷人員。

3、當(dāng)電容式智能防夾條隨尾門(mén)運(yùn)行到尾門(mén)關(guān)閉位置時(shí)，會(huì)偵測(cè)到汽車(chē)車(chē)身，也會(huì)觸發(fā)防夾條，此時(shí)門(mén)鎖會(huì)反饋信號(hào)給ECU，告知ECU尾門(mén)位置，ECU會(huì)自動(dòng)過(guò)濾防夾條的信號(hào)，避免誤動(dòng)作；此時(shí)尾門(mén)的防夾由ECU偵測(cè)電動(dòng)撐桿的電機(jī)電流實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹粋蓽y(cè)一個(gè)位置，故可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)防夾控制。

通過(guò)整個(gè)電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使新型尾門(mén)具備了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝，成本可控，通用性強(qiáng)，低功耗，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，保證電動(dòng)后尾門(mén)的開(kāi)關(guān)方便、靈活，安全性能高。

四、技術(shù)水平

1、帶智能防夾的電動(dòng)尾門(mén)系統(tǒng)，主要利用電容式防夾傳感器和檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)以非接觸式防夾為主，電流防夾為輔的電尾門(mén)安全機(jī)制，確保電動(dòng)尾門(mén)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生壓傷事故或誤動(dòng)作。

2、電動(dòng)尾門(mén)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其機(jī)電控制方式。采用多向旋轉(zhuǎn)雙撐桿結(jié)構(gòu)作為電動(dòng)尾門(mén)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在車(chē)尾門(mén)位置發(fā)生變化引起的撐桿發(fā)生的伸縮過(guò)程中，克服與撐桿連接的固定頭很難與車(chē)尾門(mén)萬(wàn)向頭配合，容易產(chǎn)生扭力和應(yīng)力集中，導(dǎo)致?lián)螚U使用壽命縮短的技術(shù)缺陷。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本方案簡(jiǎn)要的論述了采用電容式防夾條+電流檢測(cè)技術(shù)擴(kuò)展車(chē)載電動(dòng)尾門(mén)功能，使其具備更好的安全性和便捷性，可以形成滿足汽車(chē)市場(chǎng)需要的新系列產(chǎn)品，預(yù)測(cè)將會(huì)提高傳統(tǒng)汽車(chē)電動(dòng)尾門(mén)的附加值，并能較好的帶動(dòng)汽車(chē)智能電動(dòng)尾門(mén)的設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王愛(ài)國(guó)，郭順，王小龍等.一種汽車(chē)后備箱開(kāi)閉緩沖及防夾預(yù)警裝置：中國(guó)，CN201620434331.0[P].2016-9-21.

[2]李平，周定光.一種新型判斷電動(dòng)尾門(mén)防夾裝置：中國(guó)，CN201621351874.2[P].2017-7-18.

[3]鄒杰.一種電動(dòng)尾門(mén)控制方法：中國(guó)，CN201710523217.4[P].2017-11-7.

（作者單位：廣東東箭汽車(chē)科技股份有限公司）