一种带诊断保护的隐藏式门把手电控设计方案

江凯敏， 徐 伟， 陈文庆， 朱光欢

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院， 广东 广州 511434）

隐藏式门把手一般配置在比较高端的汽车上，门把手在车身电控系统的控制下，可以自动展开，也可以自动回缩，除了很有科技感之外，一定程度上也起到了降低风阻的作用，同时也大大提高了整车舒适体验感。

隐藏式门把手与腰线保持一致，视觉上令车身线条更加简洁、流畅，可提高汽车档次。

为了提高隐藏式门把手的智能化，门把手通常会与车身电控系统相互结合，例如和无线钥匙进入及启动系统PEPS、车身控制模块BCM、门控制模块DCM、网关模块GWM、门把手电机等相互结合，可以实现门把手迎宾，离车门把手自动回缩归位，车速上锁时门把手自动回缩归位，PEPS钥匙解锁时门把手自动展开，PEPS钥匙上锁时门把手回缩归位等功能。

本文主要介绍由PEPS、BCM、DCM、GWM、门把手电机所组成的隐藏式门把手电控系统。如图1所示，PEPS钥匙一般由车主随身带， PEPS/BCM/GWM/DCM模块安装在驾驶舱内，门把手电机安装在门把手机械总成里面，而4个车门内各安装一个门把手机械总成，各个电控模块通过车身CAN总线进行交互逻辑控制。

车主通过PEPS钥匙按键向车内PEPS模块发出解锁或上锁控制指令；PEPS模块主要向DCM转发解锁上锁指令及迎宾功能指令；车身控制模块BCM主要向DCM转发车门关闭信号；网关模块GWM主要向DCM转发车速信号。DCM结合收到的各种指令和CAN交互信号，进行逻辑判断后驱动门把手电机正反向运动，进而实现门把手展开或回缩归位。

图1 门把手电控系统整车布置图

1 门把手电控系统架构图

如图2所示，电控系统中有两个门模块，左边的门模块FLDCM安装在左前车门里面，负责控制左前门把手FLDH和左后门把手RLDH的电机正反转；右边的门模块RLDCM安装在右前车门里面，负责控制右前门把手FRDH和右后门把手RRDH的电机正反转；GWM/PEPS/BCM三个模块通过CAN通信发送控制指令或交互信息给左门模块FLDCM和右门模块FRDCM，两个门模块同时控制左前门把手FLDH、左后门把手FRDH、右前门把手RLDH、右后门把手RRDH的门把手电机一起正转或反转，进而控制4个门把手同时展开或回缩归位。

左门控制模块FLDCM对把手电机的驱动逻辑如下。

当电机正向转动时，左前/左后门把手展开输出Out_Front_DH_Open/Out_Rear_DH_Open=12V，左前/左后门把手回缩输出Out_Front_DH_Close/ Out_Rear_DH_Close=0V；当展开到位时，左前/左后的展开到位信号IN_FrontDH_Open－Pos/IN_RearDH_OpenPos=0V，门控制模块停止驱动电机。

当电机反向转动时，左前/左后门把手展开输出Out_Front_DH_Open/Out_Rear_DH_Open=0V，左前/左后门把手回缩输出Out_Front_DH_Close/ Out_Rear_DH_Close=12V，当回缩归位时，左前/左后的回缩归位信号IN_Front－DH_ClosePos/IN_RearDH_ClosePos =0V，门控制模块停止驱动电机。右门控制模块RLDCM对把手电机的驱动控制逻辑与左前门控制模一致。

图2 门把手电控系统架构图

2 门把手电机驱动电路设计

如图3所示，在DCM内部采用全桥芯片IR2086S驱动隐藏式门把手电机，其可以正反向驱动电机，实现门把手的展开和回缩归位，左右门控制模块的内部驱动电路架构完全一样，4个门把手的驱动电路也完全一样，下面以左前门把手FLDH为例进行驱动电路设计说明。

当MCU收到门把手展开指令时，其通过GPIO控制全桥芯片的门把手展开输出Out_Front_DH_Open=12V，门把手回缩输出Out_Front_DH_Close=0V，这时门把手电机正转，门把手展开；当MCU收到门把手回缩指令时，MCU控制全桥芯片的门把手展开输出Out_Front_DH_Open=0V，门把手关闭输出Out_Front_DH_Close=12V，这时门把手电机反转，门把手回缩归位。

图3 门把手电机全桥驱动电路设计（门把手电机要带PTC过热保护）

图4 门把手到位检测电路设计

3 门把手到位检测电路设计

如图4所示，门把手到位检测电路采用12V电路上拉方案，4个门把手的到位检测电路是完全一样的，以左前门把为例。左前门把手回缩到位信号IN_FrontDH_ClosePos的默认电压值为12V×33kΩ/（33kΩ+120kΩ+2.7kΩ） =2.55V，当门把手在运动过程或展开到位时，其值为默认值2.55V；当门把手回缩归位时，其值为0V；左前门把手展开到位信号IN_FrontDH_OpenPos 的 默 认 电 压 值 为12V×33kΩ/（33kΩ+120kΩ+2.7kΩ） =2.55V，当门把手在运动过程或回缩到位时，其值为默认值2.55V；当门把手展开到位时，其值为0V。

MCU在采样到位信号后进行逻辑判断时，需要做50ms防抖滤波处理，避免开关波动引起到位开关信号误判。

4 隐藏式门把手的诊断保护策略

当门控制模块DCM驱动门把手无法展开到位或无法回缩归位时，则DCM会记录门把手展开故障DTC或回缩归位故障DTC，同时停止10s后才可再次驱动门把手电机，DCM将故障信息传到CAN通信上进行预警。

在门把手电机的驱动过程中，DCM的MCU会不断的检测IR2086S的全桥驱动电流，一旦出现过流或短路时，则停止驱动，同时记录过流或短路DTC，并发送到CAN通信进行预警。

为了防止门把手电机过热而损坏，需要在把手电机内部增加PTC过热保护装置，当电机温度超过95℃时，PTC过热保护装置切断电机驱动环路，进而保护电机，等温度恢复到80℃以下，PTC保护装置恢复正常，门把手电机才可以恢复工作。

5 隐藏式门把手交互控制逻辑

如图5所示，当4个车门的任意一个车门打开时，BCM会将车门打开信号通过CAN发送给DCM；当PEPS钥匙发出解锁指令或钥匙靠近整车迎宾时，PEPS模块向DCM发出解锁指令时或迎宾功能指令，这几种交互控制情况下，左右门控制模块DCM中的MCU收到信号和指令后，会同时打开其内部的全桥驱动芯片，进而驱动4个门把手电机展开；随后DCM会检测在驱动周期内是否门把手会展开到位。当驱动周期内能够检测到展开到位信号时，则停止驱动电机；如果未能检测到展开到位信号，则记录门把手展开故障DTC记录，同时停止驱门把手电机。

图5 门把手展开控制逻辑图

如图6所示，当4个车门关上且车速超过15km/h时，BCM会将车门关上信号通过CAN发送给DCM，网关会将车速信号通过CAN发给DCM；当车主带着PEPS钥匙离开车辆时，PEPS模块向DCM发出离车上锁指令；当PEPS钥匙被按下上锁按键时，PEPS钥匙向DCM发送上锁指令，这几种交互控制情况下，左右两边DCM中的MCU接收到信号和指令后，会同时打开左右DCM内部的全桥驱动芯片，同时驱动4个门把手电机回缩归位，随后其会检测在驱动周期内是否门把手会回缩归位。当驱动周期内能够检测到回缩归位信号，则停止驱动电机；如果未能检测到回缩归位信号，则记录门把手回缩故障DTC记录，同时停止驱动门把手电机。

图6 门把手回缩归位控制逻辑图

6 结束语

随着隐藏式门把手的兴起，其在新能源高端车上的搭载越来越成一种潮流，例如特斯拉Model 3、威马EX5、小鹏P7、广汽AION LX等，这些车都配置了带自己特色的隐藏式门把手。搭载隐藏式门把手让整车看起来更加豪华动感，使用起来方便舒适。

隐藏式门把手的应用除了需要考虑驱动电流及电机过热保护等措施以外，还需要注意驱动时间，过长的驱动时间，容易让电机很快进入过热保护；过短的驱动时间，很有可能导致无法展开到位。具体的驱动时间需要实车标定，通常驱动时间是在3～5s，其目的是保证在9V/-40℃情况下门把手能够展开到位。

隐藏门把手与车身电控系统相互结合，会更加彰显其智能化和人性化：通过PEPS相结合，在车主携带PEPS钥匙靠近门把手时，门把手自动迎宾展开，彰显其人性化；通过BCM相结合，任意车门打开时门把手自动展开，方便车主下车后帮忙其他乘客开门下车；通过DCM相互结合，带诊断的驱动门把手电机展开回缩归位，可以提高电机工作寿命，提高系统可靠性。