基于分布式電子電氣架構(gòu)的電動(dòng)尾門控制方法

蘇文勝　梁權(quán)　黃攀達(dá)　黃濤　何航

【摘? 要】本文基于分布式電子電氣架構(gòu)，對(duì)某一車型的電動(dòng)尾門控制方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，主要包括電動(dòng)尾門的開啟/關(guān)閉控制、電動(dòng)尾門的開度設(shè)置、尾門防夾控制等。通過對(duì)各個(gè)關(guān)鍵控制邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使電動(dòng)尾門系統(tǒng)滿足用戶的用車場(chǎng)景需求。

【關(guān)鍵詞】電子電氣架構(gòu)；電動(dòng)尾門；控制邏輯

中圖分類號(hào)：U463.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）06-0074-02

Power Lift Gate Control Method Based on Distributed Electronic and Electrical Architecture

SU Wen-sheng，LIANG Quan，HUANG Pan-da，HUANG Tao，HE Hang

（Liuzhou Kaiyue Technology Co.，Ltd.，liuzhou 545616，China）

【Abstract】Based on the distributed electronic and electrical architecture，this paper introduces the control method of the power lift gate of a certain vehicle in detail，mainly including the opening/closing control of the power lift gate，the opening setting of the power lift gate，and the anti-trap control of the power lift gate. Through the design of various key control logic，the power lift gate system can meet the needs of users in vehicle scenarios.

【Key words】electronic and electrical architecture；power lift gate；control logic

隨著國內(nèi)汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，電動(dòng)尾門技術(shù)已經(jīng)在各大主機(jī)廠中普及應(yīng)用。電動(dòng)尾門作為一項(xiàng)汽車舒適配置系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于尾門尺寸和質(zhì)量偏大的SUV、MPV等車型。用戶可以通過遙控鑰匙、車內(nèi)尾門控制開關(guān)、尾門外把手開關(guān)、腳踢動(dòng)作等進(jìn)行控制尾門的自動(dòng)開啟或關(guān)閉，極大地提高了用戶使用車輛的便利性。

1? 電動(dòng)尾門系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

隨著汽車功能越來越豐富，各電子元件之間的交互邏輯也越來越復(fù)雜。為應(yīng)對(duì)這一發(fā)展趨勢(shì)，汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)理論應(yīng)運(yùn)而生[1]。汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)理論就是在產(chǎn)品開發(fā)之初，對(duì)整車功能進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，包括需求開發(fā)、功能開發(fā)、系統(tǒng)開發(fā)、零部件開發(fā)等。

在對(duì)電動(dòng)尾門控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)電子電氣架構(gòu)的功能需求設(shè)計(jì)可知，電動(dòng)尾門控制系統(tǒng)（Power Lift Gate，簡(jiǎn)稱PLG）需要與其他模塊之間進(jìn)行CAN（Controller Area Network）總線通信，以獲取車輛相關(guān)信息及發(fā)出控制指令給其他模塊執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。同時(shí)基于整車成本及現(xiàn)有技術(shù)方案考慮，整車網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)采用分布式電子電氣架構(gòu)形式，將整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照功能域劃分，各域之間的信息交互由網(wǎng)關(guān)（Gateway，簡(jiǎn)稱GW）實(shí)現(xiàn)[2]，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)淙鐖D1所示。

2? 電動(dòng)尾門的控制邏輯設(shè)計(jì)

2.1? 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

電動(dòng)尾門系統(tǒng)涉及的交互模塊包含無鑰匙進(jìn)入及一鍵啟動(dòng)系統(tǒng)（Passive Entry Passive Start，簡(jiǎn)稱PEPS）、車身控制模塊（Body Control Module，簡(jiǎn)稱BCM）、車載娛樂系統(tǒng)（In Car Entertainment，簡(jiǎn)稱ICE）等，模塊之間通過CAN總線進(jìn)行通信。PLG在接收到車輛相關(guān)信息后進(jìn)行邏輯判斷，控制電動(dòng)尾門撐桿及尾門閂鎖執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，完成尾門電動(dòng)開啟/關(guān)閉等功能，在電動(dòng)尾門運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行防夾檢測(cè)，并對(duì)系統(tǒng)基本故障進(jìn)行診斷。

2.2? 電動(dòng)尾門開啟控制

當(dāng)電動(dòng)尾門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，PLG根據(jù)接收到電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC發(fā)送的車速信號(hào)、變速器控制模塊TCM發(fā)送的變速器擋位信號(hào)、BCM發(fā)送的主駕門碰開關(guān)信號(hào)和設(shè)防狀態(tài)信號(hào)等綜合判斷車輛是否滿足基本的尾門開啟條件。在前提條件滿足時(shí)，只要PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號(hào)，或腳踢觸發(fā)信號(hào)有效信號(hào)（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號(hào)，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號(hào)后，PLG控制尾門閂鎖進(jìn)行解鎖，并驅(qū)動(dòng)撐桿電機(jī)將尾門推開至預(yù)設(shè)的開度位置。

2.3? 電動(dòng)尾門關(guān)閉控制

同樣的，當(dāng)電動(dòng)尾門處于開啟狀態(tài)時(shí)，PLG根據(jù)接收到ESC發(fā)送的車速信號(hào)、TCM發(fā)送的變速器擋位信號(hào)、BCM發(fā)送的主駕門碰開關(guān)信號(hào)和設(shè)防狀態(tài)信號(hào)等綜合判斷車輛是否滿足基本的尾門關(guān)閉條件。如果前提條件滿足，只要PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號(hào)，或腳踢觸發(fā)信號(hào)有效信號(hào)（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號(hào)，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號(hào)，或PLG自己采集到尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)有效后，PLG控制撐桿電機(jī)將尾門驅(qū)動(dòng)至關(guān)閉位置，并驅(qū)動(dòng)尾門閂鎖進(jìn)行閉鎖動(dòng)作。

2.4? 電動(dòng)尾門懸?？刂?/p>

當(dāng)電動(dòng)尾門處于開啟/關(guān)閉運(yùn)動(dòng)過程中，如果PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號(hào)，或腳踢觸發(fā)信號(hào)有效信號(hào)（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號(hào)，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號(hào)，或PLG自己采集到尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)有效信號(hào)后，PLG控制撐桿電機(jī)停止當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)輸出，將尾門控制懸停于當(dāng)前的開度位置。

2.5? 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程尾門控制

在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，考慮到起動(dòng)機(jī)負(fù)載輸出較大，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的成功率，當(dāng)電動(dòng)尾門處于開啟/關(guān)閉運(yùn)動(dòng)過程中，只要PLG接收到ECM發(fā)送的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為“正在啟動(dòng)”，則PLG暫停當(dāng)前的撐桿電機(jī)輸出，等待發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功后，PLG控制撐桿電機(jī)執(zhí)行停止前的動(dòng)作輸出。

2.6? 電動(dòng)尾門開度設(shè)置

2.6.1? 采用尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)設(shè)置

首先通過對(duì)電動(dòng)尾門進(jìn)行開啟/關(guān)閉/懸停操作，使電動(dòng)尾門停止在某一個(gè)開度位置。此時(shí)長按尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)3s，即PLG采集到該開關(guān)長按信號(hào)有效，則PLG將當(dāng)前的尾門開度位置保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，并作為下一次尾門開啟的開度位置。

2.6.2? 采用多媒體設(shè)置

同樣的，首先通過對(duì)電動(dòng)尾門進(jìn)行開啟/關(guān)閉/懸停操作，使電動(dòng)尾門停止在某一個(gè)開度位置。然后操作多媒體中控屏進(jìn)入電動(dòng)尾門開度設(shè)置界面后，選擇期望的電動(dòng)尾門開度位置百分比。設(shè)置成功后，ICE會(huì)將設(shè)置的開度值通過CAN總線發(fā)送給PLG，PLG接收到電動(dòng)尾門開度設(shè)置信息后，將ICE發(fā)送的尾門開度位置保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，并作為下一次尾門開啟的開度位置。同時(shí)PLG會(huì)將當(dāng)前的設(shè)置狀態(tài)反饋給ICE，這樣就可以通過多媒體中控屏實(shí)時(shí)獲取到當(dāng)前的電動(dòng)尾門設(shè)置開度值。

2.7? 電動(dòng)尾門隨動(dòng)關(guān)閉

考慮到用戶打開電動(dòng)尾門后，可能會(huì)直接拉動(dòng)尾門車體關(guān)閉尾門，當(dāng)PLG通過位置傳感器判斷為用戶手動(dòng)關(guān)閉尾門一定距離后（該距離可以通過實(shí)車標(biāo)定），PLG立即執(zhí)行電動(dòng)關(guān)閉動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)撐桿電機(jī)將尾門自動(dòng)關(guān)閉。如此一來，用戶只需拉動(dòng)尾門一小段距離，尾門就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)關(guān)閉功能。

2.8? 電動(dòng)尾門防夾

2.8.1? 防夾膠條觸發(fā)

在尾門電動(dòng)關(guān)閉過程中，如果觸發(fā)左/右防夾條開關(guān)，即PLG采集到防夾膠條觸發(fā)信號(hào)有效，則PLG控制尾門立即反轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)開啟位置。如果觸發(fā)防夾時(shí)尾門處于預(yù)設(shè)開啟位置，則PLG控制尾門反轉(zhuǎn)至理論全開位置。

2.8.2? 撐桿電機(jī)堵轉(zhuǎn)觸發(fā)

在尾門電動(dòng)開啟過程中，發(fā)生撐桿電機(jī)堵轉(zhuǎn)觸發(fā)防夾時(shí)，則PLG判斷當(dāng)前尾門位置，如果尾門開度近乎關(guān)閉，則PLG控制尾門立刻反向運(yùn)動(dòng)至完全關(guān)閉；如果尾門開度已經(jīng)大于近乎關(guān)閉區(qū)域，則PLG控制尾門立即停止運(yùn)動(dòng)。

2.9? 電動(dòng)尾門防玩模式

如果PLG采集到電動(dòng)尾門系統(tǒng)在一個(gè)開啟/關(guān)閉行程內(nèi)（尾門未完全關(guān)閉或未完全打開），尾門運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（開門、停止、關(guān)門）變化超過8次，則PLG控制尾門立即停止，并進(jìn)入防玩模式，在防玩模式下PLG屏蔽任意尾門開關(guān)操作，直到30s計(jì)時(shí)結(jié)束后退出防玩模式，之后電動(dòng)尾門系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

3? 電動(dòng)尾門系統(tǒng)提示音

為了讓用戶在使用電動(dòng)尾門過程中獲得相關(guān)的提示，PLG通過控制蜂鳴器發(fā)出提示音提醒用戶，相關(guān)的系統(tǒng)提示音見表1。如用戶在進(jìn)行尾門開度設(shè)置時(shí)，如尾門開度設(shè)置成功后，PLG控制蜂鳴器鳴叫1次，鳴叫時(shí)長為800ms。

4? 結(jié)論

本文介紹了電動(dòng)尾門系統(tǒng)的相關(guān)控制邏輯，為零部件的軟件開發(fā)提供輸入，保證電動(dòng)尾門系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。利用電子電氣架構(gòu)開發(fā)流程，使電動(dòng)尾門系統(tǒng)的控制邏輯更貼合用戶使用場(chǎng)景，也為后續(xù)的電動(dòng)尾門系統(tǒng)開發(fā)提供更多的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高志龍，匡小軍，李航，等. 電動(dòng)尾門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析[J]. 時(shí)代汽車，2019（14）：89-93.

[2] 張文斌，王濤，丁萬興，等. 重型商用車電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃[J]. 汽車電器，2021（1）：30-34.

（編輯? 楊? 景）