电动门锁

电动滑门系统的控制逻辑的设计与研究

何少斌

【摘要】本文首先论述了电动滑门系统在商务车中的重要性,阐述了汽车电动滑门

系统的功用和组成,并对电动滑门的系统原理和主要功能进行了梳理,从上述两点入

手,结合系统应该考虑的安全性和舒适性,对电动滑门系统的控制逻辑进行了详细的

设计与研究.其内容主要包括电动滑门四种工作模式间如何转换;正常工作情况下的

开门与关门如何实现;开门关门过程中驾驶员对主要开关进行操作如何处理;防夹逻

辑如何处理;热保护设计:报警逻辑设计;启动卸荷逻辑设计;滑门速度如何控制;正常

开关门的系统零部件时序;网络休眠及唤醒设计等等.通过对系统的认识程度不断增

加,在系统逻辑中进行了对滑门电机、离合器、闭锁电机、解锁电机和防夹条的断

路或异常检测,并在检测到异常后使系统进行相应的功能禁止,如禁止电动功能或禁

止电动关门功能等.

【期刊名称】《汽车实用技术》

【年(卷),期】2015(000)005

【总页数】6页(P12-16,35)

【关键词】电动滑门;系统设计;控制逻辑;防夹;模式转换

【作者】何少斌

【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601

【正文语种】中文

【中图分类】U462

CLCNO.:U463DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2015)05-12-06

随着目前国内商务车销量日益上升的趋势，不少客户也将其作为购车选择。而侧滑

门则是商务车典型的标志之一。侧滑门最大优势在于开启后相对拥有更佳便捷性，

方便乘客出入车厢以及便于往车厢里的装卸货物等，较之于旋转外开的车门更加节

省泊车时对周围空间的要求。

传统的侧滑门，后排乘客进出车厢时需要通过人力讲将滑门拉动使侧滑门滑开或关

闭。乘客在车外面拉一下车门把手，车门解锁后人力拖拽车门使车门滑开，乘客上

车后在车内再拉动内侧门把手使车门关上，此过程还需要一定的力度来使车门达到

全关的位置。

电动滑门系统的应用使后排乘客进出车厢的车门为电动侧向滑开或关闭。乘客在车

外面拉一下车门把手，车门会电动滑开，乘客上车后在车内再拉下内侧门把手，车

门就会自己关上。不仅后排乘客可以控制电动侧滑门，司机可以通过操作遥控钥匙

和驾驶员上方的按钮来进行打开或关闭侧滑门。电动滑门系统已经成为高端商务车

型的标志性配置之一，它能够大幅度提升车辆的品质感和舒适性。

1.1系统组成及原理框图

1.1.1系统组成

如图1所示，电动滑门系统由门驱动机构、门锁系统、电动系统和辅助系统组成。

电控单元通过检测各电机状态、各类信号机把手开关的状态来判断并驱动各类电机

及电磁离合来带动侧滑门移动以实现电动功能。

1.1.2原理框图

如图2所示根据电动滑门的系统组成，分析出电动滑门控制模块所需要的输入输

出，控制模块根据输入的信号状态来对判断系统状态和系统需求，并通过控制相应

的继电器来实现滑门的电动动作。

1.2接口设计分析

在上述系统原理框图基础上，下文将对接口部分的输入输出进行分配设计。

1.2.1电源分配

如表1所示。

1.2.2网络接口设计

根据系统逻辑及功能的要求，系统需要在CAN网络上进行收发信号，CAN网络

的信号有：车速信号、制动信号、换挡杆状态、点火开关状态、门锁状态、中门遥

控开关、故障信息等，如表2所示。

1.2.3开关输入接口设计

开关状态为电动滑门系统的一个重要输入环节，它是直接反应驾驶员是否对电动滑

门系统进行操作的依据，下面对开关量的输入情况进行设计分析。

1.2.4门锁状态接口设计

门锁状态包括以下四种：全锁信号SW（FUL）、半锁信号SW（HAF）、原先位

置信号SW输入（LVR）、棘爪信号SW输入（PWL）。系统根据上述四种信号

的工作状态来判断侧滑门的实际工作状态，用以控制模块对系统下一步的具体动作

进行逻辑判断。四个信号的接口设计如下：

1.2.5防夹条接口设计

通常状态下，防夹条的TSW和TSG之间的阻抗值是796Ω～1050Ω之间。

用ECU来监视TSW和TSG之间的阻抗值，阻抗值如低于120Ω，判断防夹检出。

1.2.6电机接口设计

电机类接口设计根据电机特性参数进行设计，电机参数如下：

滑门电机主轴的公称直径为Φ62.1mm，也就是说电机主轴转一圈，皮带轮位移

194.9mm。门的行程是880mm。

2.3电动滑门系统功能逻辑

2.3.1滑门电机控制模式切换要求

滑门电机有四种控制模式，分别为自动模式、持续刹车制动模式、断续刹车制动模

式、断续刹车制动模式、手动模式。

自动模式：PSD根据开关命令控制门电机运动；

持续刹车制动模式：开关无效，不控制门电机，手动动作门速度超过一定值时，离

合器一直ON；

断续刹车制动模式：开关无效，不控制门电机，门有动作时，离合器周期ON、

OFF切换；

手动模式：开关无效，门电机不动作，只能手动关门。

四种模式的转换关系：

滑门全闭或全开位置时主开关OFF，切换到手动模式；

滑门非全闭或全开位置时主开关OFF，切换到持续刹车制动模式；

滑门自动运行过程中出现防夹时，反转到全闭或全开位置；2次防夹后进入断续刹

车制动模式；

滑门自动运行过程中发生主开关OFF时，切换到持续刹车制动模式，主开关ON

后把手开关操作无效，顶置开关和钥匙开关长按有效，门可以自动打开。

系统断电后再上电，进入断续刹车制动模式，滑门到达全闭位置，系统进入自动模

式；

滑门在自动模式时，连续“停止-动作-停止”5次后此功能失效，进入断续刹车制

动模式；待车门全闭或全开位置时恢复正常。

2.3.2滑门系统自动模式控制设计

门在全闭状态，操作外把手开关、遥控开关、顶置开关执行开门动作；向开门方向

操作内把手时执行开门动作；向关门方向操作内把手时不动作。

门在全开状态，操作外把手开关、遥控开关、顶置开关时执行开门动作；向开门方

向操作内把手时不动作；向关门方向操作内把手执行关门动作。

门在运动过程中，操作外把手开关、遥控开关、顶置开关时均为车门停止；开门过

程中，向开门方向操作内把手继续开门，向关门方向操作内把手，车门停止运动；

关门过程中，向关门方向操作内把手继续关门，向开门方向操作内把手，车门停止

运动。

门中途停止时，操作外把手开关、遥控开关、顶置开关时执行和停止前相反的动作；

向开门方向操作内把手时执行开门动作；向关门方向操作内把手时执行关门动作。

遥控钥匙相关逻辑：滑门静止时长按1.5S遥控要是按键，遥控信号有效；

滑门动作时点动遥控钥匙按键该信号即可有效；IGON时遥控信号无效。

驾驶席顶置开关相关逻辑：滑门静止时长按1S该开关，开关信号有效；滑门动作

时点动该开关即有效。

自动模式下开关滑门的时序如下：

2.3.3断续刹车制动模式控制设计

断续刹车制动模式：开关无效，电动滑门系统通过一定间隔（500ms）的离合器

ON/OFF循环操作，降低车门速度，限制滑门动作。

2.3.4持续刹车制动模式控制设计

车门速度超过一定值后继电器ON来降低速度；此时开关无效。

2.3.5启动卸荷功能

车辆点火启动时，为保证启动电路使车辆顺利启动，系统需要控制滑门电机停止工

作，若正在滑门处于运动过程中，短暂停止保障启动后继续动作。

2.3.6滑门电机速度控制

关门时间4-5s，开门时间4-5s（不同工况下有公差要求）；

车辆坡度15%内都能实现上述要求；

开门时先加速再匀速，接近全开100mm时减速；关门时先加速再匀速，接近全

关300mm时减速，所有的滑门速度根据实车标定得到。

2.3.7热保护控制

防夹时检测到热保护，应该继续动作；

进入热保护时，电动滑门系统忽略打开命令，执行关闭命令；

在室温下，热保护算法至少在电机运行10个循环后才能激活。

2.3.8报警逻辑

全闭状态执行开门操作，长鸣1S后执行开门动作；

全开状态执行关门操作，长鸣1S后执行关门动作，关门过程中以1.5Hz频率鸣叫；

动作过程中操作开关、把手，鸣叫一声；

异物检出（防夹），异物检出快速鸣叫两声；两次异物检出后长鸣2S；

主开关OFF，操作顶置开关时快速鸣叫两声；

车门动作中主开关OFF时鸣叫2S。

2.3.9防夹设计

防夹逻辑主要是检测障碍物，检测到以后执行相关动作：

通常状态下，防夹条的TSW和TSG之间的阻抗值是796Ω～1050Ω之间。用

ECU来监视TSW和TSG之间的阻抗值，阻抗值低于120Ω以下的话，判断防夹

检出；

门打开和关闭方向都有防夹保护，如果检测到发生防夹，反转到全开/全闭；

开门过程中前N个霍尔信号内无防夹功能，关门过程中门进入半锁后无防夹功能。

2.3.10执行滑门动作注意事项

离合器断线时禁止电动滑门动作，这个状态下，如果可以进行电动的话不仅不发使

滑门移动，而且滑门会变成自由状态，存在安全风险。

滑门电机异常时禁止电动滑门动作，这个状态下，如果发出电动命令的话滑门是无

法动作的。

注：离合器和滑门电机的断线检测方式：检测离合器和滑门电机工作时电流，如果

电流过小，判断为断线。

2.3.11执行关门动作注意事项

检测到防夹条断线时禁止电机执行关门动作，如果可以进行电动关门的话系统无法

检测是否存在异物，存在安全风险。

电动门锁异常时禁止电机执行关门动作，这个状态下，关闭滑门后滑门无法固定在

全闭位置，行驶中滑门会有打开的风险。

2.3.12执行开门动作注意事项

由于车辆行驶中滑门打开的话存在乘客掉出车外的风险，车辆在行驶过程中（含车

辆行驶状态不明的情况）禁止滑门电机执行开门动作。当系统不能明确车辆是否处

在行驶状态时也应禁止滑门电机开门动作。

2.3.13禁止操作事项

短时间内反复切换继电器，会导致继电器触点熔化；

离合OFF状态下，滑门正在移动过程中，禁止离合器切为ON状态；离合器改为

ON时，必须确认车门不在动作；

禁止长时间向离合器输入高电压，会有起火的可能性。

2.3.14滑门控制器注意事项

在滑门电动上锁过程中，无论哪个开关触发为ON，判断有问题产生，必须将车门

打开；

解锁电机控制电路设计时需要考虑避免由于一个故障而导致解锁电机误动作，则车

门会随意打开；

离合器控制电路设计时需要考虑避免由于一个故障而导致离合器长时间处于ON

状态；

滑门控制器没有供电时，将掉电前位置信息清除掉；

滑门电机组无防水设计，为避免接触到水，需要从结构上确保车辆侧的防水性。

2.3.15休眠唤醒条件

休眠唤醒条件如下：

休眠电流要求：<0.4mA(12V)休眠时要求：关闭无用IO、关闭开关采集。

本论文从电动滑门系统的组成入手进行分析，总结出系统所涉及的输入输出信号，

并根据此分析给出电动滑门系统原理框图。对原理图所涉及的每一个接口进行了设

计，包括电源模块、启动开关、主开关、把手信号、闭锁电机、解锁电机、滑门电

机、防夹条信号等。

在本次设计中，重点为控制逻辑部分，该部分对电动滑门系统的工作模式和工作模

式之间的转换条件进行了设计。同时给出了自动模式下各种工况下，操作触发信号

时滑门系统的动作，以及断续刹车模式的工作状态和持续刹车模式的工作状态。

【相关文献】

[1]李炎亮，汽车电子技术[M].北京：化学工业出版社，2005.6.

[2]汪立亮，现代电子控制原理与维修[M].北京：电子工业出版社，1998.9.

[3]魏春源，汽车电器与电子[M].北京：北京理工大学出版社，2004.7.

[4]李林，汽车运用[J].2008（05）.