淺談汽車電動尾門技術(shù)

鄧志高

（佛山市順德區(qū)通程順機動車檢測中心有限公司，廣東佛山 528000）

0.前言

汽車的發(fā)明給人類的生活及工作帶來了方便，近年來隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進，消費者對汽車的安全性、經(jīng)濟型、動力性等都提出新要求。傳統(tǒng)的機械撐桿操作簡單，開啟時尾門會直接升至最大高度，舉升角度可控性較差，容易出現(xiàn)碰撞或夾手現(xiàn)象。因此，汽車智能電動尾門技術(shù)應(yīng)運而生，所設(shè)計的電動尾門開啟機構(gòu)不僅要安全、方便、可靠，還要能夠滿足顧客對汽車車身整體造型美觀流暢的要求。智能感應(yīng)型汽車電動尾門主要采用現(xiàn)代電子技術(shù)實現(xiàn)汽車尾門感應(yīng)式的遙控操作，能夠根據(jù)車輛善和電子鑰匙信號，自動、可靠地開啟或關(guān)閉后行李艙[1]。

1.分類及發(fā)展現(xiàn)狀

目前，市場上的汽車尾門開啟機構(gòu)主要有3類：

第一類是簡單的機械式手動支撐桿，這種機構(gòu)在尾門上的應(yīng)用已淘汰，雖然機構(gòu)簡單，成本低，但其無法滿足駕乘者對尾門啟閉機構(gòu)省力、便捷、安全等方面的需求，目前這種機構(gòu)主要用在汽車發(fā)動機艙蓋的支撐上[2]。

第二類是氣彈簧機構(gòu)，市面上的氣彈簧用途非常廣泛，其工作原理是在密封的壓力缸內(nèi)充入惰性氣體或者油氣混合物，使腔體內(nèi)的壓力高于大氣壓，利用活塞桿的橫截面積小于活塞的橫截面積，從而產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)活塞的運動[3]。

第三類是電動門機構(gòu)，操作便捷、平穩(wěn)、運行噪聲小，全過程實現(xiàn)汽車尾門智能自動化啟閉，但成本及售價較高，主要應(yīng)用在一些豪華高檔汽車中。

近年來，大型豪華SUV在市場上越來越受歡迎，其優(yōu)點之一是空間較大，因而所設(shè)計的整體車身尺寸也較大，尾門若采用手動啟閉則便捷性較差，影響車主駕乘體驗。因此，為了更方便地進行打關(guān)閉尾門操作，越來越多的大型豪華SUV就標(biāo)配了可以一鍵式開啟/關(guān)閉的電動尾門系統(tǒng)[4]。

除了原廠標(biāo)配，出廠未配有電動尾門的汽車后續(xù)進行改裝加裝電動尾門之后，使開啟、關(guān)閉尾門的方式變得智能、便捷、安全，并可以輕而易舉的讓中低配車擁有和高配車一樣的駕乘體驗，這對于車主來說，是備受追捧的。目前，技術(shù)研發(fā)走在前列的合資品牌有斯塔比盧斯、博澤、愛德夏、麥格納等，國內(nèi)品牌有御品、暢翼、清聯(lián)同創(chuàng)等，雖廠商的電尾工作原理大致相同，但都有各自特點及競爭優(yōu)勢。

如在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，德國的斯塔比盧斯在2005年公布了一種驅(qū)動裝置（CN1891964B）可用于電動尾門撐桿結(jié)構(gòu)，絲杠利用其一個端部可轉(zhuǎn)動地安裝在殼體管上，并相對于殼體管軸向固定地設(shè)置，且可由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，以及與第一固定件連接的絲杠螺母相對于殼體管扭轉(zhuǎn)止動[5]。能夠簡單地設(shè)計并且可容易地安裝，奠定了電動尾門撐桿新結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)。

在創(chuàng)新加工工藝方面，國內(nèi)的東箭汽車科技發(fā)明了一種激光焊接式電動撐桿，該技術(shù)實現(xiàn)了固定頭與外套管通過激光焊接固定，替換了現(xiàn)有的螺栓連接方式[6]，激光透過外套管對安裝部進行加熱焊接，操作簡單，通過激光焊接，可實現(xiàn)固定頭與外套管端部的無縫連接，保護電機與傳動機構(gòu)，防止結(jié)構(gòu)內(nèi)部進水影響撐桿正常工作。

另外，有研究公開了采用電動充氣氣彈簧驅(qū)動尾門，可實現(xiàn)小型化，無異響，全行程懸停，撐桿損壞時，因為撐桿本身有阻尼存在，不會產(chǎn)生瞬間的爆發(fā)力，確保電動尾門運行過程中不會產(chǎn)生爆桿事故發(fā)生；氣彈簧力值通過電機調(diào)整，共用性好由于成本低。

2.電動尾門控制技術(shù)原理

電動尾門控制其英文全稱為Power Lift Gate System，簡寫為PLG[7]。電動尾門系統(tǒng)主要由撐桿總成、門鎖及ECU三大部分構(gòu)成，ECU接受車身控制模塊指令，與無鑰匙進入系統(tǒng)進行間接通信。鑰匙進入系統(tǒng)通過輛尾門開關(guān)鍵、遙控智能車鑰匙等操作的指令信號通過CAN總線傳輸給車身控制模塊，然后將信號通過LIN總線發(fā)送給PLG，從而控制PLG的開啟關(guān)閉（見圖1）?，F(xiàn)代技術(shù)的電動尾門系統(tǒng)集成了感應(yīng)式開啟、智能安全防夾、并關(guān)門警報、角度記憶等功能，在保時捷、路虎、寶馬、奔馳等豪華高端越野車型上得到廣泛應(yīng)用。

圖1 電動尾門系統(tǒng)架構(gòu)組成

如圖2所示，主桿通過ECU監(jiān)測開鎖信號電機正轉(zhuǎn)，撐桿展開。輔桿通過ECU監(jiān)測主桿的霍爾和速度，同步運動。門鎖通過ECU監(jiān)測狀態(tài)信號控制電機正反轉(zhuǎn)，開門狀態(tài)時松開，關(guān)門狀態(tài)時拉緊。防夾功能中，主要通過EUC監(jiān)測電機的電流，當(dāng)電流大于設(shè)定的值后，自動斷電；通過監(jiān)測防夾條電阻，當(dāng)有電阻變化時，自動斷電。

圖2 電動尾門功能控制邏輯

3.常見故障診斷及解決

3.1 原車尾門手扣按鈕無法打開尾門

工作原理分析：按下尾門手扣按鈕，發(fā)出信號傳輸?shù)皆嘐CU，ECU收到信號后判別車子是否在上鎖狀態(tài)再發(fā)送開鎖指令給原車二級鎖打開，電尾ECU同時給電吸鎖和撐桿供電運行，電吸鎖吐鎖、撐桿上升。

診斷方法及解決方法：

（1）原車二級鎖能打開，驅(qū)動盒拉耳不吐鎖和撐桿不上升。排查門鎖轉(zhuǎn)接線、搭鐵和電源，測試開鎖信號線或狀態(tài)信號線是否正常，啟動車輛排除電壓過低，撐桿是否卡死。

（2）原車二級鎖不能打開，確認(rèn)車子電壓正不正常，車輛是否在上鎖狀態(tài)，中控臺是否做了屏避設(shè)置（奧迪A4、途銳）原車功能排查。

（3）手動無法打開，把后排座椅放倒或通過應(yīng)急鎖打開后備箱，檢查原車上門鎖是否沒恢復(fù)或插頭松動，有沒有接錯線。

（4）排查線束無異常，下一步把轉(zhuǎn)接線束恢復(fù)原車模式，查看原車二級鎖扣能否正常開啟，把原車二級鎖進行假鎖，按手扣按鈕，此時原車鎖能彈開，如果不能彈開，檢查原車機械鎖和測試是否有開鎖信號輸出。

（5）尾門開啟5cm左右又下掉，試著給點外力能不能升起，撐桿無力或堵轉(zhuǎn)，刷開門加速程序或更換撐桿。

3.2 遙控鑰匙無法開尾門（有/無解碼器）

工作原理分析：按下遙控發(fā)出信號通過CAN線傳輸?shù)浇獯a器進行數(shù)據(jù)解碼，再把數(shù)據(jù)傳輸給ECU，ECU收到信號后判別車子是否在上鎖狀態(tài)再發(fā)送開鎖指令給原車二級鎖打開，此時電尾ECU同時給電吸鎖和撐桿供電運行，電吸鎖吐鎖、撐桿上升。

診斷方法及解決方法：

（1）前裝車沒做PDI（PDI是售前檢測和設(shè)置），中控臺做了屏避設(shè)置，是否改過遙控鑰匙，使用的解碼器是否和車型匹配安裝。解決方法為做PDI，確認(rèn)配件。

（2）ECU/解碼器版本過低或本身壞的，更換解碼器/ECU。

（3）鑰匙按的節(jié)奏不對，車輛改款(車輛數(shù)據(jù)有變），重新拔插解碼器就正常使用，檢查搭鐵和電源有沒有松動，電源有沒有處于休眠狀態(tài)，按說明書位置取電（奔馳、法系車容易出現(xiàn)電源休眠），解決方法檢查接線，按照功能說明書方式來操作，掌握按的節(jié)奏。

3.3 中控?zé)o法開尾門

工作原理分析：按下中控發(fā)出信號通過CAN線傳輸?shù)浇獯a器進行數(shù)據(jù)解碼，再把數(shù)據(jù)傳輸給ECU，ECU收到信號后判別車子是否在上鎖狀態(tài)再發(fā)送開鎖指令給原車二級鎖打開，此時電尾ECU同時給電吸鎖和撐桿供電運行，電吸鎖吐鎖、撐桿上升。

診斷方法及解決方法：

（1）確認(rèn)擋位在P擋，車門在解鎖狀態(tài)，如原車設(shè)置為2下解鎖4門，則必須先解鎖4門。確認(rèn)車輛狀態(tài)。

（2）三代解碼器主機在插頭位置有指示燈，當(dāng)長按中控開關(guān)時，指示燈會瞬間熄滅后又很亮，則有信號輸出，此時排查解碼器灰色或粉色線有無接觸不良，采取破線接，當(dāng)長按中控開關(guān)時，指示燈無反應(yīng)，則應(yīng)檢查搭鐵和電源，更換解碼器。排查接線、更換解碼器。解決方法為排查接線、更換解碼器。

3.4 尾門開啟到一半停止

工作原理分析：ECU發(fā)出信號，撐桿收到指令運行，當(dāng)達到預(yù)定值時，撐桿會發(fā)送指令給ECU停止供電，完成撐桿上升工作。

診斷方法及解決方法：（1）確認(rèn)ECU和撐桿是否配套安裝，如漢蘭達銀牌ECU配（R0大桿），金牌ECU配（R1小桿）。（2）高度設(shè)置，啟動車輛排除車輛電壓過低，檢查撐桿和支架有無裝反，線束插頭有沒有松動或插針歪的。如果都正常，按照蜂鳴器的響聲進行故障排查。更換撐桿、ECU或線束。（3）撐桿彈力衰減，手動可以開啟但會往下掉，更換撐桿。

3.5 電尾自動打開

工作原理分析：主機通過發(fā)出指令控制原車按鈕觸發(fā)打開尾門。

診斷方法及解決方法：

（1）原車有加裝無鑰匙進入系統(tǒng)或其他電子產(chǎn)品而改動或更換遙控鑰匙的；與車主溝通拆掉加裝的無鑰匙進入系統(tǒng)或不使用遙控鑰匙控制尾門功能。

（2）尾門解碼器控制信號線接錯，一腳踢信號線接錯或破皮搭鐵，按照安裝說明書重新檢查線束，斷開解碼器測試。

（3）解碼器程序混亂/ECU程序混亂，重新刷解碼器程序或更換解碼器/刷ECU程序。

4.結(jié)語

本文通過對汽車電動尾技術(shù)發(fā)展、工作原理及維修過程中常見異常問題的診斷方法及解決方法進行總結(jié)分析，并參考國內(nèi)外汽車工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢，旨在對同行有些啟示及幫助，促進國內(nèi)汽車制造產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端延伸，鼓勵更多本地企業(yè)及維修檢測機構(gòu)開展技術(shù)研究，提高行業(yè)整體技術(shù)水平和國際競爭力。