汽车电动滑门（PSD）系统是在滑门系统的基础上，集成电子智能控制技术和传感器防夹技术的高级滑门系统，广泛应用于高档豪华商务车，兼具了滑门侧开启方便性和人机智能控制性，越来越受到消费者的青睐。文章介绍了汽车电动滑门系统的技术构成和主要子系统的设计方法，实现了电动滑门系统的自主开发。 标签：电动滑门（PSD）；滑门滑轨；电动驱动系统；持续供电系统；电子控制系统
前言
塑料薄膜连续封口机汽车滑门因侧开启方式与传统车门相比，具有易泊车、开启宽度大和方便乘员货物进出的优点，很受消费者的青睐。汽车市场上，无论是面向高端的商务豪华MPV，还是面向城市物流的轻型客车和低端客运微型车都采用了汽车机械滑门系统。 汽车电动滑门系统PSD（Power Slide Door）是在机械滑门的基础上，集成智能控制和执行技术的高级滑门系统，主要技术难点为：（1）电动滑门ECU控制系统与车外遥控系统、车内控制系统、整车电子控制系统的集成。（2）独立的供电系统，保证滑门系统持续供电，
不影响滑门开启。（3）车体精度的更高要求，保证滑门系统开闭平顺性。
文章介绍了电动滑门系统的关键零件设计要点，驱动结构选择、供电系统布置、逻辑控制要点、系统设计方法，实现了电动滑门系统的创新开发及智能化控制技术。
1 电动滑门系统主要构成龙芯3b
电动滑门系统主要包括以下子系统，如图1所示：（1）车门本体系统；（2）车门运动导向系统（铰链、滑轨、限位组件）（3）车门驱动系统；（4）锁系统；（5）车门供电系统；（6）车门控制系统；（7）安全防夹系统。 图1 电动滑门系统构成
2 电动滑门系统设计开发
2.1 运动导向系统的开发
滑门运动导向系统包括滑门铰链、滑门滑轨、滑门限位组件，涉及运动轨迹、力学性能、操作平顺性、附件布置、耐久疲劳等，具体如下。
2.1.1 滑门铰链及滑轨设计要点
（1）滑门铰链的布置形式
常用的滑门按铰链形式有两种：A.上铰链为旋转式，中铰链为旋转式，下铰链为固定式；B.上铰链为固定式，中铰链为旋转式，下铰链为旋转式。本车型考虑滑门运动平顺性，选用B类形式，图1所示。铰链悬臂尽可能短、如过长时应分成两个部件，尽可能增加加强筋，提高铰链刚度，避免车门下沉风险。一般来说，铰链悬臂长度应该小于150mm，如图2所示。
图2 滑门铰链
（2）在设计滑门滑轨前，先要确定与滑门铰链滚轮大小、滑门滑轨断面、造型相关的典型断面，断面如图3。
（3）滑门滑轨设计
中、下铰链支架中心和上铰链滚轮中心的全关和全开位置设计法则为几何三角形法则，即AB=A’B’，AC=A’C’，BC=B’C’，设计顺序如图4：
a.根据典型断面1定义A点位置；b.根据典型断面2和内饰造型，调整铰链悬臂长度和内饰造型与车身外侧的间隙，确认车门全开位置的推出量，确定A’点；c.根据典型断面3初步定义C点位置；d.根据典型断面4、C点和A点、A’点来确定C’点；e.参照以上方法，根据内外造型定义B’点；f.根据A点、A’点、C点、C’点和B’点确定B点；g.根据内外造型、车体和车身附件确定中滑轨轨迹和下滑轨轨迹；h.根在确定中滑轨轨迹及中支架中心和下滑轨及下支架中心后，确定上滑轨轨迹；i.完成滑轨轨迹设计后，进行上中下滑轨的设计，按照经验值确定上下滑轨的前倾和内倾角度分别为0.3°和0.2°，调整中滑轨的前倾和内倾角度分别为0.7°和0.3°。
（4）运动模型建立
上、中、下滑轨、中铰链支架中心及下铰链支架中心完成设计后，通过CATIA DMU Kinematijianyi建立车门运动模型，对相关运动间隙进行检查。
（5）铰链滑轨的结构设计
在整车典型断面支持下，进行铰链和滑轨的结构设计。
2.1.2 滑门限位组件的设计
红外线测速仪就B类型铰链布置形式，下铰链为主要承重轮，主限位设计在下铰链。滑门开启到主限位时，由于惯性，车门存在向后翻转的趋势，上铰链也需要一个辅助限位。设计时，先接触主限位，再接触辅助限位，以上都为开启限位。
关门时限位组件主要有滑门缓冲块，滑门制动块，此外车门锁系统也能起到关闭限位的作用。
2.2 电动驱动系统的开发
按照驱动电机所处位置，驱动系统有两种布置方式，即侧围驱动系统的电机布置在车身侧围中，地板驱动系统的电机布置在迎宾踏步下方。
两种驱动系统的优劣点见表1。
表1 驱动系统对比
2.3 门锁系统
如图3所示，电动滑门锁系统主要包括前锁，后锁，全开位置锁、外开把手、外开解锁拉杆、内把手、中央控制机构、儿童保护锁、自动上锁及解锁模块、半锁到全锁的驱动模块。电动滑门锁系统信号通过ECU控制驱动机构的执行，实现遥控，解锁，闭锁、车门开关动作，从而实现电动功能的逻辑控制。按照滑门的运动轨迹进行锁体的初步布置，重点关注锁体锁扣啮合角度和后锁的半锁位置。
图5 锁系统
2.4 持续供电系统
内作电动滑门在非全闭状态下，全开锁解锁电机、防夹条、滑门玻璃升降器、扬声器等部件需要有常电接入。按照供电方式分为硬线束和超级电容两种。硬线束通常布置在下滑轨区域，与车门下铰链连接，通过类坦克链或类卷收器的结构随滑门运动即时改变线束的位置状态。超级电容布置在车门内，非全闭状态下提供电源，关闭状态下进行充电。由图6分别为类坦克链和类卷收器的硬线束总成。
图6 持续供电系统
2.5 电子控制系统及CAN网络
如图7所示，电动滑门电子控制系统（PSDECU）与整车总线及发动机的电子通信交互及逻辑控制定义，确保电动滑门各项功能的实现。车门内外把手的控制矩阵图如表2所示。图7 电子控制管理图
表2 内外把手控制矩阵图
2.6 安全系统设计
电动滑门系统的防夹安全设计通常包括三种，即驱动电机电流反转防夹、感应条防夹和全域速度制御。
2.6.1 驱动电机电流反转防夹
由图8可知，当车门关闭和开启过程中有物体位于滑门运动路径上时，驱动电机的电流[1]达到一定值时，ECU发出电流方向改变指令，驱动电机反转，实现滑门防夹。
图8 电流防夹原理
2.6.2 触控感应器
车门关闭过程中，滑门前侧边缘的触控感应器受到障碍物挤压时，感应元件电阻变化转化为电流变化，通过PCB检知，转化为指令信号给PSD电机反转，实现滑门反向运动。
2.6.3 全域速度制域
速度制域是指车辆在临近全开和全关位置时，驱动电机根据指令调整车门运动速度，实现滑门缓起动和缓停止功能；特别是在坡路动时，能有效降低车门加速度引起的作动感觉变化，提高车门高档感和乘员安全性。主要原理是霍尔传感器的检知识别当前位置，通过适时电流变动来改变电机转速，达到速度制域，其原理如下：
图9 全域速度制域示意图
2.6.4 加油口盖安全互锁机构
左侧电动滑门需要设计一个互锁机构，实现加油口盖与滑门开启互锁。逻辑关系如下：加油口盖完全或小角度开启时，电动滑门受到互锁机构限制而无法开启车门；车门全开时，
加油口盖可以小角度开启，但不影响车门关闭。互锁机构一般布置在车门下滑轨区域。特别指出，为更高安全性考虑，尽可能为电动加油口盖。
3 试验验证
电动滑门包含零部件试验、系统试验。零部件试验有锁体[2]强检试验、内外把手等力学功能试验、防水等级试验、防尘等级试验、高低温试验、冲击试验、耐久试验；系统试验有滑门系统的强检试验、坡路试验、连续工作试验、防夹试验、路谱振动试验、EMC试验。此外，还需要进行专业试验场的实车试验、高温高寒高湿三高试验。
4 结束语
电动滑门系统开发的核心是运动导向系统的合理设计，驱动系统、控制系统、安全系统的高度集成和开发。
文章通过某种车型电动滑门系统的研究与开发，掌握了关键子系统的开发流程和设计方法，实现了国产电动滑门的创新和技术突破。
参考文献
岩心箱
[1]周守昌.电路原理（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004.
[2]GB15086-2006汽车门锁及车门保持件的性能要求和测试方法[S].北京：中国标准出版社，2006.
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