汽車電動尾門系統智能防夾技術發展現狀及其新技術的設計方案

陳建就

摘要：隨著汽車科技的不斷發展與進步，現代汽車中更注重提升車輛使用的安全性及舒適性。近年來，國內汽車智能電動尾門技術也得到了突飛猛進的發展，人們可以通過遙控開關發送命令即可控制電動尾門打開或關閉，因其在使用上實現的便利性而越來越受到用戶的青睞。評價電動尾門使用安全性的一項重要指標是其的防夾功能，以確保使用過程的安全，即在電動后箱門關閉時實時檢測，一旦觸碰到障礙物就會立即停止運動并反向運轉，以防夾到人或物品。本文研究了及簡要的論述一種新型帶智能防夾功能的汽車電動尾門系統的設計方案，旨在為汽車智能電動尾門技術的發展提供一些參考。

關鍵詞：汽車；智能；電動尾門；設計；方案

一、前言

隨著人們消費觀念的改變以及對車用產品功能概念的轉變，消費者對汽車的安全性、經濟型、動力性等都提出新要求的同時也越來越追求汽車舒適性，使得汽車成為目前裝備最復雜的消費類電子產品，融合了機械、電子、計算機、通訊、信息等種種先進技術。

汽車電動尾門主要采用現代電子技術實現汽車后備箱/行李箱們的自動開啟操作，即能夠根據車輛狀況和電子鑰匙信號，自動、可靠地開啟或關閉后行李艙。

二、技術現狀

當前，常規的汽車智能電動尾門系統一般采用壓力檢測或電流檢測方法來實現防夾功能，其具有以下以的缺陷。

1、壓力檢測防夾，是利用電動尾門的阻力的變化，再跟防夾力進行比較，做出防夾判斷。如某研究機構發明了一種汽車后備箱開閉緩沖及防夾預警裝置，其主要原理是通過在后備箱上安裝壓力支撐桿，通過壓力監測進行防夾預警[1]。但如此實現防夾的方式中，人體或目標物體依然需要在承受了一定壓力后，防夾功能才會被觸發，導致人體被夾后感受到一定程度的疼痛不適感，或導致目標物體發生一定程度的損壞。

2、偵測電流防夾，具體通過偵測支撐桿的驅動電流，根據驅動電流與預設閾值進行比較，判斷是否觸發防夾功能。但在電動尾門的不同位置力臂不同，防夾力值不同，防夾力控制較難，從而導致預設閾值的設定精確度不高，預設閾值過大容易發生壓傷，預設閾值過小容易產生誤操作。

3、據記載報道，國內的某科技公司提出了一種判斷電動尾門防夾的裝置，其主要原理是利用霍爾傳感器來感應電機的轉速和電動撐桿的行程變化，并將其感應到的信號傳送至電動尾門CPU，電動尾門CPU通過將接收到的數據與正常速度設置的門限閥值進行對比，使其實現能跟隨尾門速度的變化來判斷并控制電動撐桿的行程速度，從而實現判斷出防夾的情況[2]。

4、在現有技術中，也有采用計數傳感器，通過檢測計數傳感器在相鄰兩個時間周期內采集到的計數值的差值來判斷電動尾門是否遇阻，再判斷到其遇阻時控制電動尾門執行防夾操作[3]。

上述的電動尾門的防夾方式，都無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，根據現有技術存在的不足，研究采用新的方法來實現電動尾門的防夾功能，并優化機電機結構，改進汽車電動尾門的機電控制功能，形成可靠性高、操作便捷的新型產品，并改善提高生產制造工藝，以滿足人們對車輛操作舒適性的要求。

三、研發的技術路線

非接觸式智能防夾的電動尾門，包括控制器ECU、檢測模塊、電源和動作執行模塊，控制器分別與檢測模塊、電源和動作執行模塊連接。

1、ECU與汽車系統連接，接受汽車系統或遙控器指定，控制電動撐桿/門鎖運行，實現汽車尾門的開閉；電容式智能防夾條反饋運行過程中是否有人在尾門運行的軌跡上，ECU根據防夾條的反饋控制尾門運行或停止。

2、電容式智能防夾條安裝在汽車尾門下端，構成電容器的一個極板，而另一個極板是物體的本身，當物體移向防夾條時，物體和接近開關的介電常數發生變化，使得防夾條的電容量發生變化，通過電路轉換為電壓，并設置防夾觸發閥值，當人的身體或物體靠近防夾條時，會觸發防夾閥值，使防夾條輸出給ECU 的電平反轉，ECU收到防夾信號，會輸出信號使撐桿反轉，避免壓傷人員。

3、當電容式智能防夾條隨尾門運行到尾門關閉位置時，會偵測到汽車車身，也會觸發防夾條，此時門鎖會反饋信號給ECU，告知ECU尾門位置，ECU會自動過濾防夾條的信號，避免誤動作；此時尾門的防夾由ECU偵測電動撐桿的電機電流實現，因為只偵測一個位置，故可實現精準防夾控制。

通過整個電動尾門系統的設計，使新型尾門具備了結構簡單，易于安裝，成本可控，通用性強，低功耗，抗干擾能力強等特點，保證電動后尾門的開關方便、靈活，安全性能高。

四、技術水平

1、帶智能防夾的電動尾門系統，主要利用電容式防夾傳感器和檢測驅動電機電流來實現以非接觸式防夾為主，電流防夾為輔的電尾門安全機制，確保電動尾門運行過程中不會產生壓傷事故或誤動作。

2、電動尾門運動機構及其機電控制方式。采用多向旋轉雙撐桿結構作為電動尾門運動機構，在車尾門位置發生變化引起的撐桿發生的伸縮過程中，克服與撐桿連接的固定頭很難與車尾門萬向頭配合，容易產生扭力和應力集中，導致撐桿使用壽命縮短的技術缺陷。

五、結語

綜上所述，本方案簡要的論述了采用電容式防夾條+電流檢測技術擴展車載電動尾門功能，使其具備更好的安全性和便捷性，可以形成滿足汽車市場需要的新系列產品，預測將會提高傳統汽車電動尾門的附加值，并能較好的帶動汽車智能電動尾門的設計、制造與應用發展。

參考文獻

[1]王愛國，郭順，王小龍等.一種汽車后備箱開閉緩沖及防夾預警裝置：中國，CN201620434331.0[P].2016-9-21.

[2]李平，周定光.一種新型判斷電動尾門防夾裝置：中國，CN201621351874.2[P].2017-7-18.

[3]鄒杰.一種電動尾門控制方法：中國，CN201710523217.4[P].2017-11-7.

（作者單位：廣東東箭汽車科技股份有限公司）