湛勇剛 傅靈玲

摘 要 汽車(chē)行業(yè)在我國(guó)發(fā)展十分迅速，目前車(chē)輛門(mén)鎖都是通過(guò)門(mén)鎖控制裝置實(shí)現(xiàn)電動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)需保證車(chē)門(mén)為開(kāi)鎖狀態(tài)，以減少對(duì)駕駛員的傷害。本文就市場(chǎng)反饋車(chē)輛門(mén)鎖失效故障問(wèn)題，從控制原理出發(fā)，分析故障產(chǎn)生的原因并提出解決措施。

關(guān)鍵詞 門(mén)鎖;失效;控制原理

引言

大部分消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)車(chē)門(mén)有很多要求：汽車(chē)車(chē)門(mén)在正常情況及發(fā)生輕微碰撞的情況下不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)、在發(fā)生輕微碰撞后可以順利打開(kāi)、防盜性能良好、密閉性能良好、隔音效果良好等等。要滿足消費(fèi)者的這些需求，就要有安全可靠的鎖系統(tǒng)?；诖?，本文主要介紹了汽車(chē)車(chē)門(mén)鎖的主要結(jié)構(gòu)、主要問(wèn)題以及解決方案。

1門(mén)鎖機(jī)理

汽車(chē)門(mén)鎖由開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和鎖體機(jī)構(gòu)共同組成，其最主要的功能是實(shí)現(xiàn)安全鎖閉車(chē)門(mén)，同時(shí)確保汽車(chē)在行駛期間不會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)解鎖的情況，并且在各種條件下都能正確解鎖。上鎖解鎖機(jī)構(gòu)是門(mén)鎖的結(jié)構(gòu)主體，構(gòu)成了門(mén)鎖的基本及主要功能。其中解鎖功能尤其重要，如果車(chē)門(mén)無(wú)法解鎖，對(duì)車(chē)主將會(huì)造成很大麻煩，有時(shí)候甚至?xí)形ｋU(xiǎn)。此款門(mén)鎖的傳動(dòng)鏈及解鎖動(dòng)作原理如下：首先在上鎖位置，棘爪在棘爪彈簧力的作用下緊緊靠住鎖舌，鎖舌的主鎖位特征與棘爪緊密咬合，此時(shí)咬合量也就是鎖舌棘爪精沖件的重合長(zhǎng)度是3.05mm，鎖舌在鎖舌彈簧的作用力下緊密貼合棘爪。解鎖拉桿與棘爪由分別的回位彈簧施加壓力停止于棘爪緩沖塊之上，緩沖塊的壓縮量在常溫下為0.4mm。當(dāng)車(chē)主需要解鎖時(shí)按下車(chē)內(nèi)解鎖電動(dòng)按鈕，門(mén)鎖電機(jī)將會(huì)啟動(dòng)，帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪卡腳將會(huì)推動(dòng)曲柄拉桿上的卡腳使曲柄拉桿旋轉(zhuǎn)，曲柄拉桿的另一端在解鎖拉桿孔內(nèi)，將會(huì)帶動(dòng)解鎖拉桿旋轉(zhuǎn)，解鎖拉桿旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將會(huì)通過(guò)特征撥動(dòng)棘爪，棘爪將會(huì)克服棘爪彈簧以及解鎖拉桿彈簧力而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)棘爪旋轉(zhuǎn)到與鎖舌主鎖位特征脫開(kāi)時(shí)，鎖舌被釋放，在鎖舌彈簧力作用下回位，門(mén)鎖解開(kāi)，門(mén)被打開(kāi)[1]。

2汽車(chē)電控門(mén)鎖失效分析與解決

2.1 故障排除

①取下智能鑰匙電池，檢查電池電量為3.06V，電壓正常。②利用CANOE檢測(cè)當(dāng)按下遙控器的開(kāi)/閉鎖鍵時(shí)，無(wú)鑰匙啟動(dòng)控制器可以發(fā)出遙控開(kāi)閉鎖指令。③檢查中控開(kāi)關(guān)插接件連接正常，重新插拔故障依然存在。④檢查BCM和DCU的電源和搭鐵連接正常，更換BCM和DCU，故障依然存在。⑤利用CANOE讀取BCM的碰撞狀態(tài)，結(jié)果BCM的碰撞狀態(tài)為0x1（碰撞）。根據(jù)以上分析判斷是車(chē)輛碰撞導(dǎo)致的門(mén)鎖失效，但售后車(chē)輛未碰撞，氣囊也未爆開(kāi)。該車(chē)型的碰撞信號(hào)有兩種：一種是網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)出的碰撞命令，一種是BCM采集的硬線碰撞信號(hào)。如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)碰撞命令，安全氣囊一定會(huì)爆，實(shí)際安全氣囊并未爆，因此進(jìn)一步判斷是BCM的硬線碰撞信號(hào)處理問(wèn)題。

2.2 建立汽車(chē)門(mén)鎖的完整失效樹(shù)

失效樹(shù)分析主要指的是在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，借助于對(duì)硬件、軟件以及人為因素等各種可能造成系統(tǒng)出現(xiàn)失效狀態(tài)的因素進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行失效圖也就是邏輯框圖的繪畫(huà)，從而確定系統(tǒng)失效原因的各種組合方式以及有可能發(fā)生的各種邏輯關(guān)系。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行失效概率的合理計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行糾正措施的針對(duì)性制定，借此來(lái)使得該系統(tǒng)的運(yùn)行安全性以及可靠性得到更進(jìn)一步的提升。通過(guò)失效樹(shù)圖能夠根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系來(lái)進(jìn)行失效源的有效查找，從而得出造成系統(tǒng)失效的薄弱環(huán)節(jié)，來(lái)讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性以及失效的診斷效率得到有效的提升?？梢哉f(shuō)失效樹(shù)的建立也是失效樹(shù)分析算法中的重要組成部分，其建立的科學(xué)性以及完善程度也是該算法的構(gòu)建關(guān)鍵，并直接影響到失效定性分析以及定量計(jì)算的準(zhǔn)確性，因此說(shuō)只有做好汽車(chē)門(mén)鎖完整失效樹(shù)的構(gòu)建工作，才能夠取得良好的分析研究效果，并為后續(xù)的門(mén)鎖優(yōu)化設(shè)計(jì)工作提供足夠多的理論支持。

2.3 測(cè)試與驗(yàn)證

對(duì)更改后的軟件按照如下方式進(jìn)行仿真驗(yàn)證。①通過(guò)LabView編寫(xiě)程序模擬安全氣囊與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)狀態(tài)切換。②其中碰撞信號(hào)完全按照安全氣囊發(fā)出的波形執(zhí)行，包含自檢過(guò)程。③點(diǎn)火開(kāi)關(guān)采用模擬操作方式，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)為ON時(shí)，延時(shí)6.2～6.4s，然后在觸發(fā)Start信號(hào)，并維持2.8～3.8s。其中，延時(shí)區(qū)間的時(shí)間為系統(tǒng)隨機(jī)發(fā)送，隨機(jī)區(qū)間的設(shè)置主要是模擬人為操作可能存在的時(shí)間偏差。④在Start恢復(fù)到ON時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)延時(shí)5s檢測(cè)當(dāng)前是否有碰撞信號(hào)，如果有碰撞信號(hào)，將被記錄到本次記錄數(shù)據(jù)中，并在下一個(gè)周期時(shí)先清除碰撞信號(hào)，然后再繼續(xù)執(zhí)行模擬程序操作。按照此方式循環(huán)操作。⑤在經(jīng)過(guò)連續(xù)25h的測(cè)試后未發(fā)現(xiàn)碰撞問(wèn)題。

2.4 結(jié)構(gòu)的可靠性

結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)以及使用過(guò)程之中還具備有諸多的影響因素，并直接影響導(dǎo)致整個(gè)車(chē)鎖的安全性、實(shí)用性以及耐久性，而對(duì)這些影響因素進(jìn)行分析也就是進(jìn)行車(chē)鎖的可靠性分析，其也是結(jié)構(gòu)計(jì)算、設(shè)計(jì)內(nèi)容的一項(xiàng)重要構(gòu)成部分。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算之前，還需要引入外載荷、材料強(qiáng)度、構(gòu)件尺寸、邊界條件以及加工公差等基本變量，并需要充分重視測(cè)量誤差等各種隨機(jī)因素。在進(jìn)行變量的取值過(guò)程中還需要應(yīng)用隨機(jī)變量或者隨機(jī)過(guò)程的模式來(lái)進(jìn)行描述，從而取得良好的結(jié)構(gòu)可靠性分析效果。可以說(shuō)可靠性分析方法指的是對(duì)建立模型中的輸入?yún)?shù)以及假設(shè)的不確定性進(jìn)行分析，并就這些因素對(duì)于整個(gè)車(chē)鎖結(jié)構(gòu)的影響程度進(jìn)行分析，通過(guò)相應(yīng)的可靠性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行判斷，來(lái)讓設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性得到有效的提升[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

基于汽車(chē)門(mén)鎖的原理對(duì)門(mén)鎖無(wú)法電動(dòng)解鎖的失效進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)失效是由于蝸輪卡腳被曲柄拉桿的凸臺(tái)擋住解不了鎖，繼而通過(guò)臺(tái)架復(fù)現(xiàn)失效，通過(guò)對(duì)失效門(mén)鎖的觀察進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)是由于咬合量過(guò)小而導(dǎo)致解鎖拉桿位置偏差從而導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)的曲柄拉桿位置不對(duì)，接下來(lái)通過(guò)比較臺(tái)架密封力以及車(chē)門(mén)密封力發(fā)現(xiàn)此失效的根本原因是客戶的車(chē)門(mén)密封力過(guò)大（>600N）導(dǎo)致。在考慮更改周期及成本的前提下，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將解鎖拉桿上與棘爪配合面沿旋轉(zhuǎn)中心增厚1.6°，經(jīng)驗(yàn)證產(chǎn)品功能良好，失效消失，各種問(wèn)題得到有效解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 陶春虎.緊固件的失效分析及其預(yù)防[M].北京：航空工業(yè)出版社，2013：85-92.

[2] 陶春虎，鐘培道，恩云飛，等.軍工產(chǎn)品失效分析技術(shù)手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009：107.