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摘要：本文从自动控制的机理，简要阐述了汽车电动尾门系统的设计研究。利用与原有汽车尾门开合方式的对比，设计出具备防夹、自动开关等多功能的汽车电动尾门系统，可以很好地弥补原有汽车尾门开合过程的缺陷，从而达到用户对汽车使用便捷性的需要。
关键词：汽车；电动尾门系统；设计研究
引 言
原有的汽车尾门多数是采用钥匙或者遥控器的开关方式来进行汽车尾门的开启，在这样的过程中必须由人来进行离车实行，这样会很麻烦，而且也存在一定的安全隐患。随着科技水平的不断发展，汽车逐渐朝着便捷和智能的方向不断发展，以往汽车尾门的操作模式早已无法达到用户的要求，因此，具有便捷性的智能电动尾门也就随着市场的需要也逐渐获得了发展。
一、汽车电动尾门系统概述
电动尾门系统多数情况下是由：控制器模块、撑杆模块、吸合锁模块、防夹胶条等几部分组成。
（一）、电动尾门系统控制器模块
控制器模块是汽车电动尾门系统的中心控制台，主要是以高效能的处理器为核心，由驱动模块、信息收集模块、通讯模块等部分组成，主要担负着信息的传送、电动尾门系统的信息收集、防夹信号收集、电动撑杆信息输送等多种控制作用。
（二）、电动尾门系统撑杆模块
电动撑杆是由接头、传感器、电机、齿轮箱、助力弹簧等构件组成，电动机控制器所给出的指令，是利用齿轮箱驱动螺杆与螺母转动，而使得撑杆轴向延伸或收缩，并在助力弹簧的协同下，完成汽车尾门的自动开关活动。汽车尾门内安装的传感器，其收录的信息是电动尾门开启与智能防夹的关键。
（三）、电动尾门系统吸合锁模块
电动吸合锁模块是由尾门锁、锁扣、吸合电机与卷紧拉线等构件组成，与以往的尾门锁相比而言，增设了吸合电机与卷紧拉线的架构，这样能够利用吸合电机来完成尾门从半锁模式自动转变为全锁模式。
（四）、电动尾门系统防夹胶条
在电动撑杆模块中安装有具备防夹功能的霍尔传感器，一般情况下，尾门下方锁体位置的防夹力应维持在70N到90N之间，如果防夹力规定太低，非常容易提升误防夹触发的次数，但是防夹力规定太高也会导致夹伤用户。另外，尾门玻璃两边的铰链距离比较近，防夹力臂非常小，因此，这个位置要求有更大的防夹力才可以触发防夹功能，这样会很容易造成乘客被夹伤情况的发生。所以，在高端商用车中，这个位置通常会设计有防夹胶条。
二、系统整体设计
在控制系统中，所使用的控制器是STC89C52RC单片机，该机器利用电路驱动与传输过来的信息来协调尾门撑杆电动机和尾门门锁电机之间的工作。汽车电动尾门系统中，控制系统所含有的构件有红外光电传感器、“H”桥驱动电路部分等。
（一）、电动尾门系统的设计原理
单片机收到操作人员所发出的指令之后，会按照相对应的指令，给驱动电路输入相关的控制信息，使电机可以进入相应的工作模式。汽车电动尾门的装置总成根据指令，进行尾门的解锁和上锁工作。
1、电动尾门解锁过程
当控制系统处在防护模式时，按下解锁按钮，是不可能进行解锁活动的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当控制系统处在非防护模式时，当操作人员按下开关按钮或用脚触发光电传感器时，单片机会判断性地接收传感信号，并实行相应的解锁工作，使得汽车尾门解锁并打开。
2、电动尾门上锁过程
当操作人员长时间按下开关按钮或用脚触发光电传感器大于3s时，单片机会收到相应的电平信号，从而使得系统获得响应，进而完成尾门关闭的。
（二）、系统程序设计
单片机利用H桥驱动电路来控制电机的转动。当触发控制按钮时，单片机会接收到低电平信号。在延时3s后,再测定相应电平信号，如果传输信号是高电平信号时，就会控制撑杆电机进行正向转动。在撑杆电机进行正向转动时，如果检测到反馈的信号是高电平信号，那么电动机会继续正向转动，反之，电动机会终止转动。在撑杆回收时，检测到的反馈信号，如果是高电平信号，那么电动机会继续反向转动；反之是低电平信号，那么电动机会终止转动。
三、系统装置设计
（一）、H桥驱动电路设计
在电动机驱动板块中，常使用带光耦来担负隔离功能。并利用TLP521芯片来对电流进行隔离保护，在这当中L297的17脚利用高低电平信号来控制电动机的转动方向，而18脚为时间输入口，来控制每步的时间增量，10脚是使动控制端口，用来把控电动机的启动和停止功能，而系统中的逻辑电路和双H桥式驱动器是用来控制电机正向转动和反向转动的。
（二）、电源及降压设计
电动尾门系统中，使用的电源为24伏直流电。在该系统中尾门锁和撑杆的电动机，其标准电压是24伏，而单片机和电路中的芯片则需要5伏电压来进行供电。因此，在该系统中，需要使用特定的降压板块。
（三）、过流保护的系统设计
汽车尾门在工作时其环境变化比较大，运行电流会随着工作环境的变化而变化，当后备箱有很多物品是，会有设备被压坏或烧坏的情况发生，在电动尾门系统的设计过程中常有过流保护模块，进而实现过流保护的作用。在这当中热敏电阻是其关键构建，由于热敏电阻具有较高的温度敏感度，因此在不同温度环境中会呈现不一样的阻值大小。在工作电流的运行过程中，热敏电阻对电路的正常运行是不会造成任何影响的。如果电流大于额定电流时，热敏电阻的温度会快速升高，不管单片机是不是输入了驱动信号，输出端始终会处在断路状况。从而避免因负载过大而产生的高电流，进而保障了电路及电机的正常运行。
四、机械系统设计
电动尾门系统的设计中，常采用电机来当作撑杆和尾门门锁的动力总成。
在这当中常使用过流保护电路来给电动机提供电力，电动机的转动方向取决于电流方向，电动机所产生的转动力通过伸缩杆转变成了平动力。
尾门锁的主要构件为电动机、减速器、齿条以及机械信号开关等。它的工作原理与撑杆相似，也是将转动力转化为平动力。当齿条从左伸出来的时候，右方的机械开关处于关闭状态、而左方的机械开关则处于开启状态。当齿条到达到其极限状态时，左右两边的机械都将处于关闭状态。该模块将把尾门锁的状况信息传送给控制中心，进而实现控制中心对尾门的在线监控。
五、系统设计验证
（一）、电动机驱动尾门开关闭和自动落锁
1、当车尾门处在闭合状态时，开关输入端为高电平信号时，电动机均不进行运转。
2、当车尾门处于闭合状态时，当开关或传感器收到信号时，开关接收器会收到脉冲信号，门锁电动机发生正转，车门解锁。然后，撑杆电动机正向转动到尾门到达最高处时终止运行。
3、汽车尾门关闭，并进行自动落锁。当长时间按下车门开关或用脚触发传感器3s以上，开关输入信号会始终处在低电平信号状态。撑杆电动机反向转动到尾门完全闭合，进而使得锁电动机转动使之落锁。
（二）、过流保护验证
在汽车尾门处在正常工作状态时，倘若外界的负载不断提升，其主电流也会随之增加。当负载超过额定范围时，电流会急剧下降直至零点，因此可实现预期的保护目标。
六、结 论
文章主要阐述了对于汽车电动尾门系统的设计思想，从系统的多方面出发，进行了系统的结构设计，从而设计出可以解决传统汽车尾门系统中常见问题的设计方案，进而达到汽车使用者的实际需要。
参考文献：
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论文作者:刘贺
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/22
标签：撑杆论文; 系统论文; 汽车论文; 电动机论文; 信号论文; 模块论文; 电机论文; 《科技新时代》2018年8期论文;