基于分布式电子电气架构的电动尾门控制方法

苏文胜　梁权　黄攀达　黄涛　何航

【摘  要】本文基于分布式电子电气架构，对某一车型的电动尾门控制方法进行详细介绍，主要包括电动尾门的开启/关闭控制、电动尾门的开度设置、尾门防夹控制等。通过对各个关键控制逻辑进行设计，从而使电动尾门系统满足用户的用车场景需求。

【关键词】电子电气架构；电动尾门；控制逻辑

中图分类号：U463.6    文献标志码：A    文章编号：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

隨着国内汽车电子技术的快速发展，电动尾门技术已经在各大主机厂中普及应用。电动尾门作为一项汽车舒适配置系统，广泛应用于尾门尺寸和质量偏大的SUV、MPV等车型。用户可以通过遥控钥匙、车内尾门控制开关、尾门外把手开关、脚踢动作等进行控制尾门的自动开启或关闭，极大地提高了用户使用车辆的便利性。

1  电动尾门系统网络设计

随着汽车功能越来越丰富，各电子元件之间的交互逻辑也越来越复杂。为应对这一发展趋势，汽车电子电气架构设计理论应运而生[1]。汽车电子电气架构设计理论就是在产品开发之初，对整车功能进行顶层设计，包括需求开发、功能开发、系统开发、零部件开发等。

在对电动尾门控制系统进行设计时，根据电子电气架构的功能需求设计可知，电动尾门控制系统（Power Lift Gate，简称PLG）需要与其他模块之间进行CAN（Controller Area Network）总线通信，以获取车辆相关信息及发出控制指令给其他模块执行相应动作。同时基于整车成本及现有技术方案考虑，整车网络通信设计采用分布式电子电气架构形式，将整车网络架构按照功能域划分，各域之间的信息交互由网关（Gateway，简称GW）实现[2]，网络架构拓扑如图1所示。

2  电动尾门的控制逻辑设计

2.1  系统方案设计

电动尾门系统涉及的交互模块包含无钥匙进入及一键启动系统（Passive Entry Passive Start，简称PEPS）、车身控制模块（Body Control Module，简称BCM）、车载娱乐系统（In Car Entertainment，简称ICE）等，模块之间通过CAN总线进行通信。PLG在接收到车辆相关信息后进行逻辑判断，控制电动尾门撑杆及尾门闩锁执行相应的动作，完成尾门电动开启/关闭等功能，在电动尾门运动过程中进行防夹检测，并对系统基本故障进行诊断。

2.2  电动尾门开启控制

当电动尾门处于关闭状态时，PLG根据接收到电子稳定系统ESC发送的车速信号、变速器控制模块TCM发送的变速器挡位信号、BCM发送的主驾门碰开关信号和设防状态信号等综合判断车辆是否满足基本的尾门开启条件。在前提条件满足时，只要PLG接收到PEPS发送的遥控钥匙尾门按键有效信号，或脚踢触发信号有效信号（如配备脚踢传感器），或尾门外把手开关有效信号，或接收到BCM发送的驾驶侧尾门控制开关有效信号后，PLG控制尾门闩锁进行解锁，并驱动撑杆电机将尾门推开至预设的开度位置。

2.3  电动尾门关闭控制

同样的，当电动尾门处于开启状态时，PLG根据接收到ESC发送的车速信号、TCM发送的变速器挡位信号、BCM发送的主驾门碰开关信号和设防状态信号等综合判断车辆是否满足基本的尾门关闭条件。如果前提条件满足，只要PLG接收到PEPS发送的遥控钥匙尾门按键有效信号，或脚踢触发信号有效信号（如配备脚踢传感器），或尾门外把手开关有效信号，或接收到BCM发送的驾驶侧尾门控制开关有效信号，或PLG自己采集到尾门内侧开关有效后，PLG控制撑杆电机将尾门驱动至关闭位置，并驱动尾门闩锁进行闭锁动作。

2.4  电动尾门悬停控制

当电动尾门处于开启/关闭运动过程中，如果PLG接收到PEPS发送的遥控钥匙尾门按键有效信号，或脚踢触发信号有效信号（如配备脚踢传感器），或尾门外把手开关有效信号，或接收到BCM发送的驾驶侧尾门控制开关有效信号，或PLG自己采集到尾门内侧开关有效信号后，PLG控制撑杆电机停止当前的驱动输出，将尾门控制悬停于当前的开度位置。

2.5  发动机启动过程尾门控制

在发动机启动过程中，考虑到起动机负载输出较大，为提高发动机启动的成功率，当电动尾门处于开启/关闭运动过程中，只要PLG接收到ECM发送的发动机运转状态为“正在启动”，则PLG暂停当前的撑杆电机输出，等待发动机启动成功后，PLG控制撑杆电机执行停止前的动作输出。

2.6  电动尾门开度设置

2.6.1  采用尾门内侧开关设置

首先通过对电动尾门进行开启/关闭/悬停操作，使电动尾门停止在某一个开度位置。此时长按尾门内侧开关3s，即PLG采集到该开关长按信号有效，则PLG将当前的尾门开度位置保存在内部存储器中，并作为下一次尾门开启的开度位置。

2.6.2  采用多媒体设置

同样的，首先通过对电动尾门进行开启/关闭/悬停操作，使电动尾门停止在某一个开度位置。然后操作多媒体中控屏进入电动尾门开度设置界面后，选择期望的电动尾门开度位置百分比。设置成功后，ICE会将设置的开度值通过CAN总线发送给PLG，PLG接收到电动尾门开度设置信息后，将ICE发送的尾门开度位置保存在内部存储器中，并作为下一次尾门开启的开度位置。同时PLG会将当前的设置状态反馈给ICE，这样就可以通过多媒体中控屏实时获取到当前的电动尾门设置开度值。

2.7  电动尾门随动关闭

考虑到用户打开电动尾门后，可能会直接拉动尾门车体关闭尾门，当PLG通过位置传感器判断为用户手动关闭尾门一定距离后（该距离可以通过实车标定），PLG立即执行电动关闭动作，驱动撑杆电机将尾门自动关闭。如此一来，用户只需拉动尾门一小段距离，尾门就可以实现电动关闭功能。

2.8  电动尾门防夹

2.8.1  防夹胶条触发

在尾门电动关闭过程中，如果触发左/右防夹条开关，即PLG采集到防夹胶条触发信号有效，则PLG控制尾门立即反转至预设开启位置。如果触发防夹时尾门处于预设开启位置，则PLG控制尾门反转至理论全开位置。

2.8.2  撑杆电机堵转触发

在尾门电动开启过程中，发生撑杆电机堵转触发防夹时，则PLG判断当前尾门位置，如果尾门开度近乎关闭，则PLG控制尾门立刻反向运动至完全关闭；如果尾门开度已经大于近乎关闭区域，则PLG控制尾门立即停止运动。

2.9  电动尾门防玩模式

如果PLG采集到电动尾门系统在一个开启/关闭行程内（尾门未完全关闭或未完全打开），尾门运动状态（开门、停止、关门）变化超过8次，则PLG控制尾门立即停止，并进入防玩模式，在防玩模式下PLG屏蔽任意尾门开关操作，直到30s计时结束后退出防玩模式，之后电动尾门系统恢复正常运行。

3  电动尾门系统提示音

为了让用户在使用电动尾门过程中获得相关的提示，PLG通过控制蜂鸣器发出提示音提醒用户，相关的系统提示音见表1。如用户在进行尾门开度设置时，如尾门开度设置成功后，PLG控制蜂鸣器鸣叫1次，鸣叫时长为800ms。

4  结论

本文介绍了电动尾门系统的相关控制逻辑，为零部件的软件开发提供输入，保证电动尾门系统的可靠性和实用性。利用电子电气架构开发流程，使电动尾门系统的控制逻辑更贴合用户使用场景，也为后续的电动尾门系统开发提供更多的经验。

参考文献：

[1] 高志龙，匡小军，李航，等. 电动尾门系统的设计分析[J]. 时代汽车，2019（14）：89-93.

[2] 張文斌，王涛，丁万兴，等. 重型商用车电子电气架构的规划[J]. 汽车电器，2021（1）：30-34.

（编辑  杨  景）