湛勇剛 傅靈玲

摘 要 汽車行業(yè)在我國發(fā)展十分迅速，目前車輛門鎖都是通過門鎖控制裝置實現(xiàn)電動開啟和關(guān)閉，當(dāng)事故發(fā)生時需保證車門為開鎖狀態(tài)，以減少對駕駛員的傷害。本文就市場反饋車輛門鎖失效故障問題，從控制原理出發(fā)，分析故障產(chǎn)生的原因并提出解決措施。

關(guān)鍵詞 門鎖;失效;控制原理

引言

大部分消費者對汽車車門有很多要求：汽車車門在正常情況及發(fā)生輕微碰撞的情況下不會自動打開、在發(fā)生輕微碰撞后可以順利打開、防盜性能良好、密閉性能良好、隔音效果良好等等。要滿足消費者的這些需求，就要有安全可靠的鎖系統(tǒng)?；诖?，本文主要介紹了汽車車門鎖的主要結(jié)構(gòu)、主要問題以及解決方案。

1門鎖機理

汽車門鎖由開啟機構(gòu)和鎖體機構(gòu)共同組成，其最主要的功能是實現(xiàn)安全鎖閉車門，同時確保汽車在行駛期間不會出現(xiàn)自動解鎖的情況，并且在各種條件下都能正確解鎖。上鎖解鎖機構(gòu)是門鎖的結(jié)構(gòu)主體，構(gòu)成了門鎖的基本及主要功能。其中解鎖功能尤其重要，如果車門無法解鎖，對車主將會造成很大麻煩，有時候甚至?xí)形ｋU。此款門鎖的傳動鏈及解鎖動作原理如下：首先在上鎖位置，棘爪在棘爪彈簧力的作用下緊緊靠住鎖舌，鎖舌的主鎖位特征與棘爪緊密咬合，此時咬合量也就是鎖舌棘爪精沖件的重合長度是3.05mm，鎖舌在鎖舌彈簧的作用力下緊密貼合棘爪。解鎖拉桿與棘爪由分別的回位彈簧施加壓力停止于棘爪緩沖塊之上，緩沖塊的壓縮量在常溫下為0.4mm。當(dāng)車主需要解鎖時按下車內(nèi)解鎖電動按鈕，門鎖電機將會啟動，帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪卡腳將會推動曲柄拉桿上的卡腳使曲柄拉桿旋轉(zhuǎn)，曲柄拉桿的另一端在解鎖拉桿孔內(nèi)，將會帶動解鎖拉桿旋轉(zhuǎn)，解鎖拉桿旋轉(zhuǎn)的同時將會通過特征撥動棘爪，棘爪將會克服棘爪彈簧以及解鎖拉桿彈簧力而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)棘爪旋轉(zhuǎn)到與鎖舌主鎖位特征脫開時，鎖舌被釋放，在鎖舌彈簧力作用下回位，門鎖解開，門被打開[1]。

2汽車電控門鎖失效分析與解決

2.1 故障排除

①取下智能鑰匙電池，檢查電池電量為3.06V，電壓正常。②利用CANOE檢測當(dāng)按下遙控器的開/閉鎖鍵時，無鑰匙啟動控制器可以發(fā)出遙控開閉鎖指令。③檢查中控開關(guān)插接件連接正常，重新插拔故障依然存在。④檢查BCM和DCU的電源和搭鐵連接正常，更換BCM和DCU，故障依然存在。⑤利用CANOE讀取BCM的碰撞狀態(tài)，結(jié)果BCM的碰撞狀態(tài)為0x1（碰撞）。根據(jù)以上分析判斷是車輛碰撞導(dǎo)致的門鎖失效，但售后車輛未碰撞，氣囊也未爆開。該車型的碰撞信號有兩種：一種是網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)出的碰撞命令，一種是BCM采集的硬線碰撞信號。如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)碰撞命令，安全氣囊一定會爆，實際安全氣囊并未爆，因此進一步判斷是BCM的硬線碰撞信號處理問題。

2.2 建立汽車門鎖的完整失效樹

失效樹分析主要指的是在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，借助于對硬件、軟件以及人為因素等各種可能造成系統(tǒng)出現(xiàn)失效狀態(tài)的因素進行分析，并在此基礎(chǔ)上進行失效圖也就是邏輯框圖的繪畫，從而確定系統(tǒng)失效原因的各種組合方式以及有可能發(fā)生的各種邏輯關(guān)系。在此基礎(chǔ)上進行失效概率的合理計算，然后根據(jù)計算結(jié)果來進行糾正措施的針對性制定，借此來使得該系統(tǒng)的運行安全性以及可靠性得到更進一步的提升。通過失效樹圖能夠根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系來進行失效源的有效查找，從而得出造成系統(tǒng)失效的薄弱環(huán)節(jié)，來讓系統(tǒng)設(shè)計的有效性以及失效的診斷效率得到有效的提升?？梢哉f失效樹的建立也是失效樹分析算法中的重要組成部分，其建立的科學(xué)性以及完善程度也是該算法的構(gòu)建關(guān)鍵，并直接影響到失效定性分析以及定量計算的準(zhǔn)確性，因此說只有做好汽車門鎖完整失效樹的構(gòu)建工作，才能夠取得良好的分析研究效果，并為后續(xù)的門鎖優(yōu)化設(shè)計工作提供足夠多的理論支持。

2.3 測試與驗證

對更改后的軟件按照如下方式進行仿真驗證。①通過LabView編寫程序模擬安全氣囊與點火開關(guān)狀態(tài)切換。②其中碰撞信號完全按照安全氣囊發(fā)出的波形執(zhí)行，包含自檢過程。③點火開關(guān)采用模擬操作方式，點火開關(guān)為ON時，延時6.2～6.4s，然后在觸發(fā)Start信號，并維持2.8～3.8s。其中，延時區(qū)間的時間為系統(tǒng)隨機發(fā)送，隨機區(qū)間的設(shè)置主要是模擬人為操作可能存在的時間偏差。④在Start恢復(fù)到ON時，系統(tǒng)將會延時5s檢測當(dāng)前是否有碰撞信號，如果有碰撞信號，將被記錄到本次記錄數(shù)據(jù)中，并在下一個周期時先清除碰撞信號，然后再繼續(xù)執(zhí)行模擬程序操作。按照此方式循環(huán)操作。⑤在經(jīng)過連續(xù)25h的測試后未發(fā)現(xiàn)碰撞問題。

2.4 結(jié)構(gòu)的可靠性

結(jié)構(gòu)在設(shè)計以及使用過程之中還具備有諸多的影響因素，并直接影響導(dǎo)致整個車鎖的安全性、實用性以及耐久性，而對這些影響因素進行分析也就是進行車鎖的可靠性分析，其也是結(jié)構(gòu)計算、設(shè)計內(nèi)容的一項重要構(gòu)成部分。在進行結(jié)構(gòu)模型的計算之前，還需要引入外載荷、材料強度、構(gòu)件尺寸、邊界條件以及加工公差等基本變量，并需要充分重視測量誤差等各種隨機因素。在進行變量的取值過程中還需要應(yīng)用隨機變量或者隨機過程的模式來進行描述，從而取得良好的結(jié)構(gòu)可靠性分析效果?？梢哉f可靠性分析方法指的是對建立模型中的輸入?yún)?shù)以及假設(shè)的不確定性進行分析，并就這些因素對于整個車鎖結(jié)構(gòu)的影響程度進行分析，通過相應(yīng)的可靠性指標(biāo)來進行判斷，來讓設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性得到有效的提升[2]。

3結(jié)束語

基于汽車門鎖的原理對門鎖無法電動解鎖的失效進行分析，發(fā)現(xiàn)失效是由于蝸輪卡腳被曲柄拉桿的凸臺擋住解不了鎖，繼而通過臺架復(fù)現(xiàn)失效，通過對失效門鎖的觀察進一步發(fā)現(xiàn)是由于咬合量過小而導(dǎo)致解鎖拉桿位置偏差從而導(dǎo)致聯(lián)動的曲柄拉桿位置不對，接下來通過比較臺架密封力以及車門密封力發(fā)現(xiàn)此失效的根本原因是客戶的車門密封力過大（>600N）導(dǎo)致。在考慮更改周期及成本的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計，將解鎖拉桿上與棘爪配合面沿旋轉(zhuǎn)中心增厚1.6°，經(jīng)驗證產(chǎn)品功能良好，失效消失，各種問題得到有效解決。

參考文獻

[1] 陶春虎.緊固件的失效分析及其預(yù)防[M].北京：航空工業(yè)出版社，2013：85-92.

[2] 陶春虎，鐘培道，恩云飛，等.軍工產(chǎn)品失效分析技術(shù)手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009：107.