基于分布式電子電氣架構(gòu)的電動尾門控制方法

蘇文勝　梁權(quán)　黃攀達　黃濤　何航

【摘? 要】本文基于分布式電子電氣架構(gòu)，對某一車型的電動尾門控制方法進行詳細(xì)介紹，主要包括電動尾門的開啟/關(guān)閉控制、電動尾門的開度設(shè)置、尾門防夾控制等。通過對各個關(guān)鍵控制邏輯進行設(shè)計，從而使電動尾門系統(tǒng)滿足用戶的用車場景需求。

【關(guān)鍵詞】電子電氣架構(gòu)；電動尾門；控制邏輯

中圖分類號：U463.6? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）06-0074-02

Power Lift Gate Control Method Based on Distributed Electronic and Electrical Architecture

SU Wen-sheng，LIANG Quan，HUANG Pan-da，HUANG Tao，HE Hang

（Liuzhou Kaiyue Technology Co.，Ltd.，liuzhou 545616，China）

【Abstract】Based on the distributed electronic and electrical architecture，this paper introduces the control method of the power lift gate of a certain vehicle in detail，mainly including the opening/closing control of the power lift gate，the opening setting of the power lift gate，and the anti-trap control of the power lift gate. Through the design of various key control logic，the power lift gate system can meet the needs of users in vehicle scenarios.

【Key words】electronic and electrical architecture；power lift gate；control logic

隨著國內(nèi)汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，電動尾門技術(shù)已經(jīng)在各大主機廠中普及應(yīng)用。電動尾門作為一項汽車舒適配置系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于尾門尺寸和質(zhì)量偏大的SUV、MPV等車型。用戶可以通過遙控鑰匙、車內(nèi)尾門控制開關(guān)、尾門外把手開關(guān)、腳踢動作等進行控制尾門的自動開啟或關(guān)閉，極大地提高了用戶使用車輛的便利性。

1? 電動尾門系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

隨著汽車功能越來越豐富，各電子元件之間的交互邏輯也越來越復(fù)雜。為應(yīng)對這一發(fā)展趨勢，汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計理論應(yīng)運而生[1]。汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計理論就是在產(chǎn)品開發(fā)之初，對整車功能進行頂層設(shè)計，包括需求開發(fā)、功能開發(fā)、系統(tǒng)開發(fā)、零部件開發(fā)等。

在對電動尾門控制系統(tǒng)進行設(shè)計時，根據(jù)電子電氣架構(gòu)的功能需求設(shè)計可知，電動尾門控制系統(tǒng)（Power Lift Gate，簡稱PLG）需要與其他模塊之間進行CAN（Controller Area Network）總線通信，以獲取車輛相關(guān)信息及發(fā)出控制指令給其他模塊執(zhí)行相應(yīng)動作。同時基于整車成本及現(xiàn)有技術(shù)方案考慮，整車網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計采用分布式電子電氣架構(gòu)形式，將整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)按照功能域劃分，各域之間的信息交互由網(wǎng)關(guān)（Gateway，簡稱GW）實現(xiàn)[2]，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)淙鐖D1所示。

2? 電動尾門的控制邏輯設(shè)計

2.1? 系統(tǒng)方案設(shè)計

電動尾門系統(tǒng)涉及的交互模塊包含無鑰匙進入及一鍵啟動系統(tǒng)（Passive Entry Passive Start，簡稱PEPS）、車身控制模塊（Body Control Module，簡稱BCM）、車載娛樂系統(tǒng)（In Car Entertainment，簡稱ICE）等，模塊之間通過CAN總線進行通信。PLG在接收到車輛相關(guān)信息后進行邏輯判斷，控制電動尾門撐桿及尾門閂鎖執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成尾門電動開啟/關(guān)閉等功能，在電動尾門運動過程中進行防夾檢測，并對系統(tǒng)基本故障進行診斷。

2.2? 電動尾門開啟控制

當(dāng)電動尾門處于關(guān)閉狀態(tài)時，PLG根據(jù)接收到電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC發(fā)送的車速信號、變速器控制模塊TCM發(fā)送的變速器擋位信號、BCM發(fā)送的主駕門碰開關(guān)信號和設(shè)防狀態(tài)信號等綜合判斷車輛是否滿足基本的尾門開啟條件。在前提條件滿足時，只要PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號，或腳踢觸發(fā)信號有效信號（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號后，PLG控制尾門閂鎖進行解鎖，并驅(qū)動撐桿電機將尾門推開至預(yù)設(shè)的開度位置。

2.3? 電動尾門關(guān)閉控制

同樣的，當(dāng)電動尾門處于開啟狀態(tài)時，PLG根據(jù)接收到ESC發(fā)送的車速信號、TCM發(fā)送的變速器擋位信號、BCM發(fā)送的主駕門碰開關(guān)信號和設(shè)防狀態(tài)信號等綜合判斷車輛是否滿足基本的尾門關(guān)閉條件。如果前提條件滿足，只要PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號，或腳踢觸發(fā)信號有效信號（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號，或PLG自己采集到尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)有效后，PLG控制撐桿電機將尾門驅(qū)動至關(guān)閉位置，并驅(qū)動尾門閂鎖進行閉鎖動作。

2.4? 電動尾門懸停控制

當(dāng)電動尾門處于開啟/關(guān)閉運動過程中，如果PLG接收到PEPS發(fā)送的遙控鑰匙尾門按鍵有效信號，或腳踢觸發(fā)信號有效信號（如配備腳踢傳感器），或尾門外把手開關(guān)有效信號，或接收到BCM發(fā)送的駕駛側(cè)尾門控制開關(guān)有效信號，或PLG自己采集到尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)有效信號后，PLG控制撐桿電機停止當(dāng)前的驅(qū)動輸出，將尾門控制懸停于當(dāng)前的開度位置。

2.5? 發(fā)動機啟動過程尾門控制

在發(fā)動機啟動過程中，考慮到起動機負(fù)載輸出較大，為提高發(fā)動機啟動的成功率，當(dāng)電動尾門處于開啟/關(guān)閉運動過程中，只要PLG接收到ECM發(fā)送的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)為“正在啟動”，則PLG暫停當(dāng)前的撐桿電機輸出，等待發(fā)動機啟動成功后，PLG控制撐桿電機執(zhí)行停止前的動作輸出。

2.6? 電動尾門開度設(shè)置

2.6.1? 采用尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)設(shè)置

首先通過對電動尾門進行開啟/關(guān)閉/懸停操作，使電動尾門停止在某一個開度位置。此時長按尾門內(nèi)側(cè)開關(guān)3s，即PLG采集到該開關(guān)長按信號有效，則PLG將當(dāng)前的尾門開度位置保存在內(nèi)部存儲器中，并作為下一次尾門開啟的開度位置。

2.6.2? 采用多媒體設(shè)置

同樣的，首先通過對電動尾門進行開啟/關(guān)閉/懸停操作，使電動尾門停止在某一個開度位置。然后操作多媒體中控屏進入電動尾門開度設(shè)置界面后，選擇期望的電動尾門開度位置百分比。設(shè)置成功后，ICE會將設(shè)置的開度值通過CAN總線發(fā)送給PLG，PLG接收到電動尾門開度設(shè)置信息后，將ICE發(fā)送的尾門開度位置保存在內(nèi)部存儲器中，并作為下一次尾門開啟的開度位置。同時PLG會將當(dāng)前的設(shè)置狀態(tài)反饋給ICE，這樣就可以通過多媒體中控屏實時獲取到當(dāng)前的電動尾門設(shè)置開度值。

2.7? 電動尾門隨動關(guān)閉

考慮到用戶打開電動尾門后，可能會直接拉動尾門車體關(guān)閉尾門，當(dāng)PLG通過位置傳感器判斷為用戶手動關(guān)閉尾門一定距離后（該距離可以通過實車標(biāo)定），PLG立即執(zhí)行電動關(guān)閉動作，驅(qū)動撐桿電機將尾門自動關(guān)閉。如此一來，用戶只需拉動尾門一小段距離，尾門就可以實現(xiàn)電動關(guān)閉功能。

2.8? 電動尾門防夾

2.8.1? 防夾膠條觸發(fā)

在尾門電動關(guān)閉過程中，如果觸發(fā)左/右防夾條開關(guān)，即PLG采集到防夾膠條觸發(fā)信號有效，則PLG控制尾門立即反轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)開啟位置。如果觸發(fā)防夾時尾門處于預(yù)設(shè)開啟位置，則PLG控制尾門反轉(zhuǎn)至理論全開位置。

2.8.2? 撐桿電機堵轉(zhuǎn)觸發(fā)

在尾門電動開啟過程中，發(fā)生撐桿電機堵轉(zhuǎn)觸發(fā)防夾時，則PLG判斷當(dāng)前尾門位置，如果尾門開度近乎關(guān)閉，則PLG控制尾門立刻反向運動至完全關(guān)閉；如果尾門開度已經(jīng)大于近乎關(guān)閉區(qū)域，則PLG控制尾門立即停止運動。

2.9? 電動尾門防玩模式

如果PLG采集到電動尾門系統(tǒng)在一個開啟/關(guān)閉行程內(nèi)（尾門未完全關(guān)閉或未完全打開），尾門運動狀態(tài)（開門、停止、關(guān)門）變化超過8次，則PLG控制尾門立即停止，并進入防玩模式，在防玩模式下PLG屏蔽任意尾門開關(guān)操作，直到30s計時結(jié)束后退出防玩模式，之后電動尾門系統(tǒng)恢復(fù)正常運行。

3? 電動尾門系統(tǒng)提示音

為了讓用戶在使用電動尾門過程中獲得相關(guān)的提示，PLG通過控制蜂鳴器發(fā)出提示音提醒用戶，相關(guān)的系統(tǒng)提示音見表1。如用戶在進行尾門開度設(shè)置時，如尾門開度設(shè)置成功后，PLG控制蜂鳴器鳴叫1次，鳴叫時長為800ms。

4? 結(jié)論

本文介紹了電動尾門系統(tǒng)的相關(guān)控制邏輯，為零部件的軟件開發(fā)提供輸入，保證電動尾門系統(tǒng)的可靠性和實用性。利用電子電氣架構(gòu)開發(fā)流程，使電動尾門系統(tǒng)的控制邏輯更貼合用戶使用場景，也為后續(xù)的電動尾門系統(tǒng)開發(fā)提供更多的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1] 高志龍，匡小軍，李航，等. 電動尾門系統(tǒng)的設(shè)計分析[J]. 時代汽車，2019（14）：89-93.

[2] 張文斌，王濤，丁萬興，等. 重型商用車電子電氣架構(gòu)的規(guī)劃[J]. 汽車電器，2021（1）：30-34.

（編輯? 楊? 景）