崔炳林，趙云聰

（江淮汽車技術(shù)中心, 安徽 合肥 230601）

汽車電動(dòng)滑門設(shè)計(jì)研討

崔炳林，趙云聰

（江淮汽車技術(shù)中心, 安徽 合肥 230601）

汽車電動(dòng)滑門（PSD)系統(tǒng)是在滑門系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，集成電子智能控制技術(shù)和傳感器防夾技術(shù)的高級(jí)滑門系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于高檔豪華商務(wù)車，兼具了滑門側(cè)開啟方便性和人機(jī)智能控制性，越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。本文結(jié)合江淮M6項(xiàng)目，介紹了汽車電動(dòng)滑門的各子系統(tǒng)構(gòu)成和原理，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)滑門系統(tǒng)的自主開發(fā)。

電動(dòng)滑門（PSD)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；供電系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；霍爾傳感器；控制單元

CLC NO.:U463Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)08-19-03

1、電動(dòng)滑門系統(tǒng)構(gòu)成

汽車電動(dòng)滑門系統(tǒng)是在機(jī)械滑門系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，集成智能控制和執(zhí)行技術(shù)的高級(jí)滑門系統(tǒng)，包括除車門本體系統(tǒng)、車門運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（鉸鏈、導(dǎo)軌、限位組件）、機(jī)械門鎖系統(tǒng)等機(jī)械滑門子系統(tǒng)外，還包括車門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車門門鎖系統(tǒng)、車門供電系統(tǒng)、安全防夾系統(tǒng)、車門控制單元等電動(dòng)滑門子系統(tǒng)。本文結(jié)合江淮M6車型，就下驅(qū)動(dòng)型式電動(dòng)滑門系統(tǒng)作具體的設(shè)計(jì)研討。滑門及電動(dòng)滑門系統(tǒng)構(gòu)成如圖1。

2、電動(dòng)滑門子系統(tǒng)

2.1 車門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

如圖1所示，下驅(qū)動(dòng)型式的電動(dòng)滑門驅(qū)動(dòng)總成布置在滑門下側(cè)的車體空腔中，位于門框密封膠條內(nèi)，與中驅(qū)動(dòng)型式電動(dòng)滑門相比較，有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)離乘客較遠(yuǎn)，電機(jī)工作噪音影響較小；

2.可配置雙側(cè)滑門，空調(diào)和燃油口分別布置在左右兩側(cè)；

3.室內(nèi)空間無(wú)影響，踏板有效空間減少但不降低乘員進(jìn)

入車內(nèi)方便性。

如圖2所示，電動(dòng)滑門驅(qū)動(dòng)總成包括踏板固定在車體上的踏板；還包括固定在踏板上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器（電磁鐵和砧片）、皮帶及滑輪、皮帶夾、下導(dǎo)軌等。皮帶夾分別與皮帶和下鉸鏈固定，下鉸鏈與車門本體剛性固定。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制模式有四種，四種模式的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖3；

A: 自動(dòng)模式：PSD根據(jù)開關(guān)命令控制門電機(jī)運(yùn)動(dòng)；

B: 持續(xù)剎車制動(dòng)模式：開關(guān)無(wú)效，不控制門電機(jī)，手動(dòng)動(dòng)作門速度超過(guò)一定值時(shí)，離合器一直O(jiān)N；

C: 斷續(xù)剎車制動(dòng)模式：開關(guān)無(wú)效，不控制門電機(jī)，門有動(dòng)作時(shí)，離合器周期ON、OFF切換；

D: 手動(dòng)模式：開關(guān)無(wú)效，門電機(jī)不動(dòng)作，只能手動(dòng)關(guān)門。

電動(dòng)滑門正常運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)斷電再上電，即進(jìn)入斷續(xù)剎車制動(dòng)模式，原理是PSD通過(guò)一定間隔的離合器ON/OFF循環(huán)操作，降低車門速度，限制滑門動(dòng)作。

持續(xù)剎車制動(dòng)模式：車輛位于非水平狀態(tài)下，車門速度超過(guò)或低于一定值后繼電器ON/OFF來(lái)降低或提高速度，以實(shí)現(xiàn)車門速度穩(wěn)定。

如圖6所示，電動(dòng)滑門主開關(guān)開啟（即電磁鐵通電）后，離合器（電磁鐵和砧片）閉合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)（渦桿）帶動(dòng)渦輪、輸出軸、傳感器磁石和皮帶輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車門本體的前后運(yùn)動(dòng)。

2.2 車門門鎖系統(tǒng)

如圖1所示，機(jī)械滑門鎖系統(tǒng)包括前鎖、后鎖、全開位置鎖、內(nèi)把手總成（集成內(nèi)開功能、內(nèi)關(guān)功能、中央機(jī)構(gòu)、兒童保護(hù)鎖、閉鎖器）、外把手(略)及外拉桿；還包含外拉桿①、轉(zhuǎn)換拉絲②、前鎖拉絲③、后鎖拉絲④、全開鎖拉絲⑤。采用外把手開門和關(guān)門都是通過(guò)①②將外拉作動(dòng)傳遞給內(nèi)把手總成，內(nèi)把手總成通過(guò)中央機(jī)構(gòu)對(duì)③、④、⑤，即前鎖、后鎖、全開鎖的同步解鎖，開門時(shí)前鎖和后鎖的動(dòng)作為有效，關(guān)門時(shí)全開鎖動(dòng)作為有效。內(nèi)把手手柄有前后兩個(gè)作動(dòng)方向，因此既可以實(shí)現(xiàn)開門時(shí)前鎖后鎖的解鎖動(dòng)作，也可以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉時(shí)全開鎖的解鎖動(dòng)作。

如圖7所示，電動(dòng)滑門鎖系統(tǒng)在機(jī)械門鎖基礎(chǔ)上，新增了后鎖（自動(dòng)吸合功能、分別識(shí)別半鎖和全鎖狀態(tài)的微動(dòng)開關(guān)）、內(nèi)把手總成（識(shí)別外拉、內(nèi)開和內(nèi)關(guān)作動(dòng)的微動(dòng)開關(guān)、常電閉鎖器）、解鎖電機(jī)、解鎖拉絲⑥。在后鎖為全鎖和半鎖狀態(tài)時(shí)，操作外拉和內(nèi)開，識(shí)別外拉、內(nèi)開和內(nèi)關(guān)作動(dòng)的微動(dòng)開關(guān)釋放信號(hào)給ECU、啟動(dòng)解鎖電機(jī)、通過(guò)解鎖拉絲、中央機(jī)構(gòu)對(duì)③、④、⑤，即前鎖、后鎖、全開鎖的同步

解鎖。其中，微動(dòng)開關(guān)釋放信號(hào)時(shí)的行程早于機(jī)械作動(dòng)行程。在后鎖為全開狀態(tài)時(shí)，操作把手和內(nèi)把手總成，同機(jī)械門操作一樣，內(nèi)把手總成通過(guò)中央機(jī)構(gòu)對(duì)③、④、⑤，即前鎖、后鎖、全開鎖的同步解鎖，開門時(shí)前鎖和后鎖的動(dòng)作為有效，關(guān)門時(shí)全開鎖動(dòng)作為有效。

開門過(guò)程中，門鎖、內(nèi)外把手、離合器在操作時(shí)序如圖8。

關(guān)門過(guò)程中，門鎖、內(nèi)外把手、離合器在操作時(shí)序則與開門過(guò)程相反。

2.3 車門供電系統(tǒng)

如圖1所示，電動(dòng)滑門供電系統(tǒng)布置在滑門下側(cè)的車門上，位于車門內(nèi)鈑金和內(nèi)飾板之間，其用途是給車門電器件如玻璃升降器、車門燈、揚(yáng)聲器等提供常電。

如圖9所示，電動(dòng)滑門供電系統(tǒng)包括基座，卷收器及卷收管，線束。線束位于卷收管中。卷收器位于基座中，當(dāng)基座隨著車門前后滑動(dòng)時(shí)，卷收器帶動(dòng)卷收管（線束）伸長(zhǎng)或縮短，線束不會(huì)彎折。虛線框內(nèi)為車門內(nèi)打開狀態(tài)下的基座。

2.4 安全防夾系統(tǒng)

電動(dòng)滑門的安全防夾系統(tǒng)分為被動(dòng)和主動(dòng)兩類，一般有電機(jī)堵轉(zhuǎn)防夾，傳感器電阻防夾、霍爾計(jì)數(shù)防夾三種防夾方式，前兩種屬被動(dòng)防夾，后一種屬主動(dòng)防夾。電機(jī)堵轉(zhuǎn)防夾為最基本的方式，通常為避免誤堵轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)電流比較大，防夾力一般在250N以上，乘客被夾后會(huì)有疼痛感。如圖10、圖11所示，傳感器電阻防夾通過(guò)檢知電阻變化引起的電流[1]變化，實(shí)時(shí)通知ECU發(fā)出電機(jī)反轉(zhuǎn)指令，防夾力一般在60N左右?；魻栍?jì)數(shù)防夾則是通過(guò)霍爾脈沖[2]計(jì)數(shù)記錄車門所處位置狀態(tài)，當(dāng)小于某一定值時(shí)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到預(yù)防夾的效果。

2.5 車門控制單元

車門控制單元為電動(dòng)滑門最核心子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)與整車網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互和協(xié)調(diào)其他各子系統(tǒng)。如圖12，滑門控制器（PSDECU）布置在驅(qū)動(dòng)總成上，霍爾板直接檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率。通常，為操作簡(jiǎn)單，左滑門控制器（LPSDECU）和右滑門控制器（LPSDECU）應(yīng)分別接入500kbit/s的CAN主線。電動(dòng)滑門控制系統(tǒng)框圖如圖13所示。

3、試驗(yàn)驗(yàn)證

電動(dòng)滑門包含零部件試驗(yàn)、系統(tǒng)試驗(yàn)。零部件試驗(yàn)有鎖體[3]強(qiáng)檢試驗(yàn)、內(nèi)外把手等力學(xué)功能試驗(yàn)、防水等級(jí)試驗(yàn)、防塵等級(jí)試驗(yàn)、高低溫試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)；系統(tǒng)試驗(yàn)有滑門系統(tǒng)[3]強(qiáng)檢試驗(yàn)、坡路試驗(yàn)、連續(xù)工作試驗(yàn)、防夾試驗(yàn)、路譜振動(dòng)試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。此外，還需要進(jìn)行專業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)的實(shí)車試驗(yàn)、高溫高寒高濕三高試驗(yàn)。

4、結(jié)論

電動(dòng)滑門系統(tǒng)的核心是車門控制單元的開發(fā)，是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、門鎖系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、安全系統(tǒng)的合理布置和邏輯時(shí)序開發(fā)，是PSDECU和整車網(wǎng)絡(luò)CAN的系統(tǒng)集成開發(fā)。

本文通過(guò)M6車型電動(dòng)滑門系統(tǒng)的研究與開發(fā)，掌握了關(guān)鍵子系統(tǒng)的開發(fā)流程、系統(tǒng)原理和設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)電動(dòng)滑門的創(chuàng)新和技術(shù)突破。

[1] 周守昌.電路原理(第二版) [M].北京：高等教育出版社，2004.

[2] 劉暢生，寇寶明，鐘龍. 霍爾傳感器實(shí)用手冊(cè) [M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[3] GB15086-2006.汽車門鎖及車門保持件的性能要求和測(cè)試方法[S] .北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

Design Research of automobile Power Sliding Door

Cui Binglin, Zhao Yuncong
（Jianghuai Automobile Technology Center, Anhui Hefei 230601）

Automobile Power sliding doors (PSD) system is advanced sliding door system which integrated electronic intelligent control technology and sensor technology based on the sliding door system，and which is widely used in luxury commercial car, and which is more and more popular for consumers because of both the opening convenience of sliding side door and human-machine intelligent controlling.Refer to JAC M6 item，this article describes the technical components and theory of the automotive power sliding door subsystem, and achieves the innovative development of the power sliding door system。

PSD(Power Sliding Door)；power driving system；power supply system；driving motor；Holzer sensor；Control unit

U463

A

1671-7988(2014)08-19-03

崔炳林，就職于江淮汽車技術(shù)中心。