电动背门控制系统控制原理及失效模式解析

肖从洋，张伟，张云峰，李建

电动背门控制系统控制原理及失效模式解析

肖从洋，张伟，张云峰，李建

（众泰汽车工程研究院，浙江 杭州 310018）

汽车电动背门系统是目前行业内兴起的一门新应用技术，目前市场上的一些豪华品牌和极个别的自主品牌已经量产了这项新兴技术，此技术的应用大大提高了乘员乘坐的舒适性，使关门的动作智能化。文章主要从电动背门的概念解释入手，讲解此系统的控制原理并解析此系统的主要失效模式。

电动背门；失效模式；控制原理

1 前言

传统汽车都是依靠人为机械的去开启、关闭背门，这样就会带来如下四点弊端：

（1）后背门区域积累灰尘现象较为严重，手动去开、关背门会给客户带来较差的使用体验。

（2）当车子上有贵宾、婴幼儿乘坐时，客户万一关闭车门力度过重，这时所产生的气流和声压就会给贵宾留下一种极不礼貌的影响，以及惊吓到婴幼儿，大大的降低了乘坐的舒适度。

（3）机械背门一般是按满载开启高度1850mm设定，此高度给部分女性用户关闭背门带来极大的不便。

（4）用户双手包满礼物时，无法开启背门，影响用户使用体验。

为了解决这些弊端，电动背门这项新兴技术便自然得到了一些豪华和个别自主品牌的青睐和研发。

2 电动背门的概念及控制原理

2.1 汽车电动背门的概念

电动背门是中、高档豪车才有的一项舒适安全配置：采用电驱动方式开启或关闭。若要开启背门（后备箱），只需按一下车里的按钮或者是遥控钥匙，背门就会自动打开。如果要关闭背门，就按一下电动尾门里的关闭按钮或者车内的关闭按钮后，或者是遥控钥匙，背门就会自动关闭，为用户开关尾门提供了极大的便利。

图1 电动背门示意图

2.2 电动背门的控制原理

2.2.1电动背门系统组成

电动背门系统由吸合背门锁、电撑杆、背门ECU、控制开关组成（如图2所示）。

图2 吸合锁示意图

备注：控制开关包括背门外开关、背门内开关、脚踢传感器、遥控钥匙开关、中控开关。

2.2.2电动背门外部输入条件

工作温度：-40℃～+80℃

电动动作运行电压：DC 9-16V

2.2.3电动背门功能（表1）

2.2.3电动背门系统交互框图

电动背门的动作需要采集各子系统零件的信号、指令进行集成判断分析才能作出满足人机安全的舒适、便利功能，电动背门系统交互框图为下图所示（如图3）。

图3 电动背门系统交互框图

2.2.4开启电动背门控制原理

当车辆处于解锁状态且车速小于5km/h时，背门ECU接收到BCM开门指令后，背门ECU将给背门锁解锁电机供电400ms，当ECU接收到半锁信号接通后，ECU将给电撑杆电机供电，通过电撑杆驱动背门开启到设定高度。开启电动背门控制原理的时序图可以简化为图4所示。

表1

2.2.5关闭电动背门控制原理

背门ECU接收到BCM开门指令后，ECU将给电撑杆电机供电，通过电撑杆驱动背门关闭到半锁位置。当ECU接收到半锁信号跳变后，ECU将给背门锁吸合电机供电4s，当ECU接收到全锁信号跳变后，ECU将给背门锁吸合电机复位供电2s，并给BCM发生背门关闭信号。关闭电动背门控制原理的时序图可以简化为图5所示。

图4 开启电动背门时序图

图5 关闭电动背门时序图

3 电动背门常见失效模式解析（表2）

4 结论

本文主要从电动背门的概念出发，依次阐述了此系统的控制策略和常见的失效模式，此系统涉及的零部件较多，有硬件（背门锁、吸合拉线、电机等），有软件（BCM、ECU、PEPS等），设计起来相对复杂。希望能够通过本文浅显的研究，能够为各汽车制造商在汽车电动背门设计、制造提供一些借鉴意义，以便生产出更优质用户体验的汽车。

表2

[1] 黄洁明,轿车车门锁干涉音分析研究.广州:华南理工大学,2013.

[2] 高新华,于闯子,轿车车门闭合力设计方法[M].山东:山东理工大学学报,2008,第22卷第4期:19-22.

[3] 刘志伟,刘波,车门锁系统的布置及匹配[A].安徽省科协年会机械工程分年会论文集,2008.

[4] 王鑫.汽车电动尾门关闭力问题的分析与改进[J].时代汽车,2018, No.298(7):148-149.

[5] 陈永鹏,侯效东,秦亚茹,et al.汽车电动尾门控制系统研究[J].汽车实用技术, 2017(08):50-52.

Analysis of Control principle and failure Mode of Electric back door Control system

Xiao Congyang, Zhang Wei, Zhang Yunfeng, Li Jian

( Zhongtai Automobile Engineering Research Institute, Zhejiang Hangzhou 310018 )

Automobile electric back door system is a new application technology emerging in the auto industry. At present, some luxury brands and a few domestic brands in the market have successfully realized mass-production using this emerging technology. The application of this technology greatly improves the comfort of passengers and makes the closing of doors intelligent. This paper mainly starts from the concept explanation of electric back door, explaining the control principle of this system and analyzes its main failure modes.

Electric back door; failure mode; Control principle

U469.83

A

1671-7988(2019)18-160-03

U469.83

A

1671-7988(2019)18-160-03

肖从洋（1985.10-），男，一级主管工程师，先后就职于零部件厂家及主机厂研发部门，主要从事汽车开闭件和附件系统的设计研发工作，对门系统的开发工作有着较为丰富的经验，对行业内的电动吸合门、电动背门、电动滑门有一定的技术积累。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.053