車聯(lián)網(wǎng)背景下隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究

馬建強(qiáng) 陳勇剛

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，汽車發(fā)展已經(jīng)邁向了一個新的時代，尤其是汽車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)的技術(shù)水平逐漸提升。本文主要研究的是，車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)以及其控制系統(tǒng)的優(yōu)勢以及隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)有待解決的問題。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng) 隱藏式外把手 門鎖機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng)

1 引言

車聯(lián)網(wǎng)是車載電子傳感裝置通過移動通訊技術(shù)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、智能終端與信息的網(wǎng)絡(luò)平臺，已成為國內(nèi)外新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必爭之。智能網(wǎng)聯(lián)汽車則是車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機(jī)聯(lián)合，其系統(tǒng)需求對傳統(tǒng)汽車零配件提出了升級要求，國內(nèi)阿里、華為、百度等行業(yè)巨頭紛紛搶占車聯(lián)網(wǎng)大風(fēng)口，主動與整車制造商合作搶占車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高地。汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)，在滿足基本功能和實(shí)用性的前提下，向著智能網(wǎng)聯(lián)化、模塊化、高可靠性、輕量化、功能多樣化的方向發(fā)展，車門把手與汽車整體外形的配合也更為協(xié)調(diào)美觀。

2 基于車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

對于汽車的車門操縱控制系統(tǒng)來說，最為重要的一部分就是汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)。近年來，汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)已經(jīng)在一定程度上有所創(chuàng)新，而且保證了基本功能與實(shí)用性。如圖1為汽車常見的橫拉式門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，圖2為上掀式汽車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，圖3為路虎星脈車門外把手門鎖機(jī)構(gòu)，這種門鎖機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢在于智能化，只要用手輕輕觸摸車門外把手的左側(cè)，隱藏式外把手門鎖就會自動彈起，操作較為簡單，同時在設(shè)計上也比較新穎。這種隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)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(xiàn)出整個車輛的個性化設(shè)計，重點(diǎn)是讓車輛側(cè)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(jīng)存在了很多專業(yè)化的汽車門鎖公司，例如美國的庫伯費(fèi)曼公司，德國的肯可特公司，還有日本的愛神精機(jī)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(fā)出來的汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)不僅實(shí)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(zhì)上，還是在結(jié)構(gòu)上，都比較出類拔萃。它們主要給國內(nèi)汽車公司供應(yīng)，還有一部分向國外輸出，都是汽車零件行業(yè)的跨國式企業(yè)。對于我國的汽車零部件公司來說，大多數(shù)公司的零件主要用于國產(chǎn)自主品牌汽車的供應(yīng)。根據(jù)最新的商務(wù)部汽車零部件數(shù)據(jù)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(yè)的20%左右，而大多數(shù)汽車零部件都是來源于外資背景下的。

基于車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖4所示，其中BCM是數(shù)據(jù)采集層，車聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)層，手機(jī)APP、門鎖機(jī)構(gòu)是應(yīng)用層。采集層主要負(fù)責(zé)上傳車輛信息狀態(tài)，接受開/關(guān)鎖請求，發(fā)送開關(guān)鎖指令，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理之后傳輸給網(wǎng)絡(luò)層[2]。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)接入車聯(lián)網(wǎng)，發(fā)送收集車輛信息請求，實(shí)現(xiàn)大范圍的遠(yuǎn)距離傳輸。應(yīng)用層可以分為手機(jī)APP人機(jī)交互界面和門鎖機(jī)構(gòu)兩部分，手機(jī)APP應(yīng)用程序用來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的各類服務(wù)，門鎖機(jī)構(gòu)做出最終響應(yīng)。

3 車門鎖控制系統(tǒng)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(tǒng)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(jìn)行FMECA進(jìn)行分析，如圖5所示為車門鎖系統(tǒng)部分功能機(jī)構(gòu)框圖。

4 隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)研究

車聯(lián)網(wǎng)的車門鎖控制系統(tǒng)主要研究以下幾方面，其中第一方面是控制系統(tǒng)的功能，第二方面是控制系統(tǒng)的性能需求分析，第三方面是架構(gòu)設(shè)計。通常情況下，車門鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計是采用CAD等3D建模手段對車門鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行分析，其中不僅會分析多腔平衡填充技術(shù)，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(jī)構(gòu)等。從隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的架構(gòu)層面來說，相比于傳統(tǒng)的上掀式汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)來說，隱藏式外把門手門鎖機(jī)構(gòu)的動作過程是非常復(fù)雜的，所以架構(gòu)的設(shè)計需要考慮很多因素，一定要清晰知道外把手門鎖機(jī)構(gòu)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(fā)生異常情況應(yīng)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(dǎo)致的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)異常，第二種情況是有意識操作導(dǎo)致的異常情況，第三種情況是傳感器靈敏度比較低導(dǎo)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(zhuǎn)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(shù)。從隱藏式車門外把手的技術(shù)創(chuàng)新層面來說，這種門把手主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢，第一點(diǎn)優(yōu)勢是提升了汽車的整體美，第二點(diǎn)優(yōu)勢是讓整個車更加具有科技感，更加有個性，第三點(diǎn)優(yōu)勢是，在一定程度上降低風(fēng)阻，安全性更高，第四點(diǎn)優(yōu)勢是更具有實(shí)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(chǎn)品相關(guān)原材料特性進(jìn)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(guān)數(shù)值的模擬盡可能提升產(chǎn)品精度，同時在一定程度上提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。通常情況下，隱藏式車門把手采用的設(shè)計是計算機(jī)輔助設(shè)計，然后利用Moldflow進(jìn)行分析澆注。需要注意的是，要設(shè)計比較好的澆注順序和流道，及時調(diào)整隱藏式門外把手的控制澆注方案，最大程度降低模具調(diào)試失誤產(chǎn)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(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)有待解決的問題

車聯(lián)網(wǎng)所涉及的產(chǎn)業(yè)非常多，所以我國很多汽車廠商都在布局車聯(lián)網(wǎng)，投入了更多的資金用于研發(fā)車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)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(guān)的各個軟硬件能力，通過相關(guān)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(jīng)成功的經(jīng)驗，通過與國內(nèi)的頂端公司進(jìn)行合作，提升資源整合能力，進(jìn)而提升自身實(shí)力，占據(jù)一定的優(yōu)勢。對于一些汽車零部件的底層企業(yè)來說，它們也會在車聯(lián)網(wǎng)的背景下，投入更多資金用于新產(chǎn)品的研發(fā)上，適應(yīng)時代發(fā)展，不斷研究系統(tǒng)化和智能化零件，跟上車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展腳步。汽車外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)會直接影響汽車的美觀度，也會影響汽車的系統(tǒng)性能，所以它的發(fā)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?cè)藛T的自身安全，所以各個汽車廠商都非常重視其研發(fā)，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(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)也正朝向智能化，多功能化方向發(fā)展，汽車門外把手的可靠性以及安全性越來越高[4]。

6 結(jié)束語

在車聯(lián)網(wǎng)背景下，汽車行業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮螅鱾€汽車廠商也開始意識到車聯(lián)網(wǎng)的重要性，所以加大汽車研發(fā)力度是非常有必要的。隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯，不僅在架構(gòu)的設(shè)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(zhì)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

基金項目：臺州市科技計劃項目《基于車聯(lián)網(wǎng)的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)研究》項目編號：XM20190479

參考文獻(xiàn)：

[1]魏垚，王慶揚(yáng).C-V2X蜂窩車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分析與發(fā)展現(xiàn)狀[J].移動通信，2018，（10）：9-12.

[2]基于車聯(lián)網(wǎng)的隱藏式外把手門鎖機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)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(shù)的智能車聯(lián)網(wǎng)研究與展望[J].電信科學(xué)，2020，（05）：106-114.