車聯網背景下隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統研究

馬建強 陳勇剛

摘 要：隨著我國經濟的發展，科技的進步，汽車發展已經邁向了一個新的時代，尤其是汽車門外把手門鎖機構及控制系統的技術水平逐漸提升。本文主要研究的是，車聯網的車門鎖控制系統架構設計，隱藏式外把手門鎖機構以及其控制系統的優勢以及隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統有待解決的問題。

關鍵詞：車聯網 隱藏式外把手 門鎖機構 控制系統

1 引言

車聯網是車載電子傳感裝置通過移動通訊技術、汽車導航系統、智能終端與信息的網絡平臺，已成為國內外新一輪科技創新和產業發展的必爭之。智能網聯汽車則是車聯網與智能車的有機聯合，其系統需求對傳統汽車零配件提出了升級要求，國內阿里、華為、百度等行業巨頭紛紛搶占車聯網大風口，主動與整車制造商合作搶占車聯網行業高地。汽車外把手門鎖機構及其控制系統，在滿足基本功能和實用性的前提下，向著智能網聯化、模塊化、高可靠性、輕量化、功能多樣化的方向發展，車門把手與汽車整體外形的配合也更為協調美觀。

2 基于車聯網的車門鎖控制系統架構設計

對于汽車的車門操縱控制系統來說，最為重要的一部分就是汽車外把手門鎖機構及其控制系統。近年來，汽車外把手門鎖機構及控制系統已經在一定程度上有所創新，而且保證了基本功能與實用性。如圖1為汽車常見的橫拉式門外把手門鎖機構，圖2為上掀式汽車門外把手門鎖機構，圖3為路虎星脈車門外把手門鎖機構，這種門鎖機構的優勢在于智能化，只要用手輕輕觸摸車門外把手的左側，隱藏式外把手門鎖就會自動彈起，操作較為簡單，同時在設計上也比較新穎。這種隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統不僅在一定程度上方便人呢控制，更是讓汽車本身充滿了科技感，體現出整個車輛的個性化設計，重點是讓車輛側面的流線造型更加美觀，盡可能減少灰塵的集聚，大大降低了被指甲刮傷的可能性[1]。

在國外，已經存在了很多專業化的汽車門鎖公司，例如美國的庫伯費曼公司，德國的肯可特公司，還有日本的愛神精機株式會社等。以上這些汽車門鎖公司都是比較頂尖的，它們所研發出來的汽車外把手門鎖機構及控制系統不僅實用性非常高，同時還具有非常高的智能化程度，無論是在品質上，還是在結構上，都比較出類拔萃。它們主要給國內汽車公司供應，還有一部分向國外輸出，都是汽車零件行業的跨國式企業。對于我國的汽車零部件公司來說，大多數公司的零件主要用于國產自主品牌汽車的供應。根據最新的商務部汽車零部件數據顯示，我的汽車零部件銷售，收入比較低，只是占有整個汽車行業的20%左右，而大多數汽車零部件都是來源于外資背景下的。

基于車聯網的車門鎖控制系統架構設計如圖4所示，其中BCM是數據采集層，車聯網是網絡層，手機APP、門鎖機構是應用層。采集層主要負責上傳車輛信息狀態，接受開/關鎖請求，發送開關鎖指令，并對數據進行相關處理之后傳輸給網絡層[2]。網絡層主要實現接入車聯網，發送收集車輛信息請求，實現大范圍的遠距離傳輸。應用層可以分為手機APP人機交互界面和門鎖機構兩部分，手機APP應用程序用來進行數據處理，采用中間件技術實現車聯網的各類服務，門鎖機構做出最終響應。

3 車門鎖控制系統研究

對于整個汽車來說，最重要的是汽車零部件的可靠性。車門鎖系統在研究的過程中，一定不能忽略其可靠性，主要通過GJB/Z 1391-2006進行FMECA進行分析，如圖5所示為車門鎖系統部分功能機構框圖。

4 隱藏式外把手門鎖機構研究

車聯網的車門鎖控制系統主要研究以下幾方面，其中第一方面是控制系統的功能，第二方面是控制系統的性能需求分析，第三方面是架構設計。通常情況下，車門鎖機構設計是采用CAD等3D建模手段對車門鎖機構進行建模的，其中還包含建模之后的仿真效果分析。對于隱藏式車門把手制造工藝來說，主要使用CAE以及Moldflow進行分析，其中不僅會分析多腔平衡填充技術，同時還會分析雙色注塑工藝研究，除此之外，還會研究脫模機構等。從隱藏式外把手門鎖機構控制系統的架構層面來說，相比于傳統的上掀式汽車外把手門鎖機構來說，隱藏式外把門手門鎖機構的動作過程是非常復雜的，所以架構的設計需要考慮很多因素，一定要清晰知道外把手門鎖機構的操作順序，然后選擇比較高效率的通訊方式，多多考慮如果發生異常情況應該如何處理。例如以下三種情況，第一種情況是無意識操作導致的隱藏式外把手門鎖機構異常，第二種情況是有意識操作導致的異常情況，第三種情況是傳感器靈敏度比較低導致的異常情況。從隱藏式車門外把手的制造層面來說，它的裝配精度比較高，與外拉式車門外把手相比，這種隱藏式車門外把手更加注重工藝，尤其是雙色注塑工藝要求更高一些，對模具轉位精度控制的要求同樣很高，而且還要有較高的多腔平衡填充技術。從隱藏式車門外把手的技術創新層面來說，這種門把手主要具有以下幾點優勢，第一點優勢是提升了汽車的整體美，第二點優勢是讓整個車更加具有科技感，更加有個性，第三點優勢是，在一定程度上降低風阻，安全性更高，第四點優勢是更具有實用性[3]。

隱藏式車門外把手制造工藝是非常困難的，必然要對產品相關原材料特性進行分析，其中包含以下幾種特性，第一種特性是收縮率，第二種特性是注塑溫度，第三種特性是注塑壓力，第四種特性是粘度等。通過對以上原料特性的分析，了解以艙室車門外把手的制造工藝流程，利用原材料相關數值的模擬盡可能提升產品精度，同時在一定程度上提高產品質量，進而提高產品生產效率。通常情況下，隱藏式車門把手采用的設計是計算機輔助設計，然后利用Moldflow進行分析澆注。需要注意的是，要設計比較好的澆注順序和流道，及時調整隱藏式門外把手的控制澆注方案，最大程度降低模具調試失誤產生的各種問題，例如，飛邊問題，困氣問題等，保證注塑面積的腔穴能夠完美成型。

5 隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統有待解決的問題

車聯網所涉及的產業非常多，所以我國很多汽車廠商都在布局車聯網，投入了更多的資金用于研發車聯網的應用上，主要借助車載信息終端獲得有價值的信息。而且還要提升與車相關的各個軟硬件能力，通過相關軟硬件獲得汽車信息，有效采集車載終端資源整合能力。對于一些跨國廠商來說，這些廠商可以直接借鑒已經成功的經驗，通過與國內的頂端公司進行合作，提升資源整合能力，進而提升自身實力，占據一定的優勢。對于一些汽車零部件的底層企業來說，它們也會在車聯網的背景下，投入更多資金用于新產品的研發上，適應時代發展，不斷研究系統化和智能化零件，跟上車聯網發展腳步。汽車外把手門鎖機構及其控制系統會直接影響汽車的美觀度，也會影響汽車的系統性能，所以它的發展必須受到重視。隱藏式門外把手可以在一定程度上影響駕駛人員的自身安全，所以各個汽車廠商都非常重視其研發，各國著名的汽車廠長正在積極研究。隱藏式門外把手門鎖機構及其控制系統也正朝向智能化，多功能化方向發展，汽車門外把手的可靠性以及安全性越來越高[4]。

6 結束語

在車聯網背景下，汽車行業的發展潛力巨大，各個汽車廠商也開始意識到車聯網的重要性，所以加大汽車研發力度是非常有必要的。隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統的優勢明顯，不僅在架構的設計上滿足人們對車的個性化需求，同時還具有一定的智能化，大大提升了車的品質，具有非常廣闊的發展前景。

基金項目：臺州市科技計劃項目《基于車聯網的隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統研究》項目編號：XM20190479

參考文獻：

[1]魏垚，王慶揚.C-V2X蜂窩車聯網標準分析與發展現狀[J].移動通信，2018，（10）：9-12.

[2]基于車聯網的隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統研究[J].臺州市科技計劃項目，2019，（2）：2-15.

[3]Hu Xiong，Yingzhe Hou，Xin Huang，Yanan Zhao. Secure message classification services through identity-based signcryption with equality test towards the Internet of vehicles[J]. Vehicular Communications，2020，26.

[4]楊榮悅，張鵬洲，宋卿.基于5G技術的智能車聯網研究與展望[J].電信科學，2020，（05）：106-114.