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新胜达是北京现代于2012年底推出的一款高级运动型多功能车,该车搭载2.0TGDI发动机,匹配6挡全电子控制自动变速器,装备了全景天窗、车道偏离警告、电动后尾门、电子机械驻车、四轮驱动及自动泊车等系统。为了加强广大读者对该车的了解,在此对其部分技术亮点进行简要介绍。
一、车载网络通信系统
1 网络通信系统
北京现代新胜达的通信网络由21个控制单元通过传动系统CAN通信(C-CAN)、车身CAN通信(B-CAN)和多媒体CAN通信(M-CAN)组成(图1),以执行系统控制功能。根据通信协议,车身控制单元(BCM)是C-CAN与B-CAN通信的网关;智能钥匙(SMK)不是网关,通过B-CAN与C-CAN通信连接。SMK的C-CAN通信可以接收信息但不能传送,SMK通过BCM传送与C-CAN通信相关的信息至控制单元。仪表是C-CAN与M-CAN通信的网关。
2 诊断通信
在老款车型上,控制单元通过K线路与诊断工具通信。在新胜达车型上,统一诊断服务(USD)用于根据CAN通信线执行诊断(图2)。
二、车道偏离系统(LDWS)
LDWS是安全系统,在车辆运行过程中,如果车辆偏离车道,之后系统会在视觉和听觉上警告驾驶员危险。通过安装在挡风玻璃顶部的摄像头监视前方道路,若车辆在转向信号灯未亮时偏离车道,仪表板上的警告灯将点亮,同时蜂鸣器也会鸣响警告驾驶员。
1 系统结构组成
LDWS主要包括带摄像头的控制单元、仪表、蜂鸣器、智能接线盒(SJB)及车身控制单元(BCM)等元件(图3)。LDWS系统的工作示意图如图4所示。
2 LDWS警告条件
(1)车辆行驶速度在60km/h以上。
(2)雨刮器未高速工作。
(3)LDWS开关必须置于ON位置。
3 LDWS系统的各种警告显示如图5所示。
三、电动尾门(PTG)
新胜达装备了PTG系统,因此使用者可以通过操作按钮控制后尾门的自动打开、关闭以及扣紧碰锁,它使用内部开关或遥控器都可以很容易地进行操作。
1 结构组成
PTG由控制单元、主轴驱动机构、防夹带、电动碰锁、蜂鸣器及PTG开关等元件组成(图6)。
(1)主轴驱动机构(图7)
PTG主轴驱动机构取代了传统的空气举升器,其主要作用是通过电机转动打开和关闭后尾门。因为它是通过电机打开和关闭后尾门的主要部件,其机械系统与以前的类型(推杆类型)相比更简单,从而降低了故障的发生率。
主轴驱动机构由电机、行星齿轮、主轴、主轴螺母和弹簧组成,其具有质量轻、外观美观、不受温度影响(空气举升器系统正好相反)、使用寿命长(没有气体压力减少这样的缺点)、维修简便及造价低的优点。
(2)电动碰锁(图8)
电动碰锁的作用是释放闭锁的碰锁,以便打开行李舱门。在电动碰锁内安装有多个开关,以检测碰锁的闭锁及开锁状态。另外,配备了应急控制杆用于在失效保护状态下手动打开行李舱门。
电动碰锁由碰锁开锁电机和扣紧电机组成。当打开行李舱门时,开锁电机开启碰锁;当关闭行李舱门时,扣紧电机闭锁碰锁
①开锁(图9)
开锁时,电动碰锁内部的工作流程是:电机→涡轮→释放齿轮→释放控制杆→棘爪→捕捉→行李舱门打开。
③闭锁(图10)
闭锁时,电动碰锁的工作流程是:行李舱门碰锁到达锁环位置→捕捉→棘爪→副闭锁位置→SCA扣紧→拉线-碰锁→关闭控制杆→扣紧控制杆→捕捉→棘爪→主闭锁位置。
电机内部的工作过程如图11所示,其工作流程是:碰锁副闭锁位置→SCA电机→凸轮齿轮→从动齿轮→拉线-SCA→拉线-碰锁→返回到初始位置。
(3)PTG控制单元
控制单元控制2个执行器(双向PWM控制电机),检测控制电机霍尔脉冲信号,软关闭电机控制和通过分析霍尔传感器信号执行防阻碍功能。
(4)防夹带
防夹带安装在尾门的左右两侧,当检测到阻碍或任何使用者身体部分(如手)时,它会传送信号到控制单元,为了保证安全,控制尾门反向操作。
(5)蜂鸣器
当系统控制单元发出警告指令时,将指令蜂鸣器鸣响。
(6)开关
尾门外侧手柄开关用来打开和关闭尾门(主要使用为打开时),尾门装饰板上的开关用来关闭尾门。
当按下遥控器上的尾门按钮0.5s以上时,可以打开和关闭尾门。
操纵控制台上的开关也可以打开和关闭尾门。
2 控制原理
(1)系统控制示意图
PTG系统控制示意图如图12所示。
①通过装饰板开关或尾门开关打开
开关→PTG控制单元→SJB→电动碰锁释放→副开关ON信号→PTG控制单元→主轴驱动机构→打开。
②关闭
尾门开关→PTG控制单元→主轴驱动机构-关闭→副开关(从电动碰锁)→PTG控制单元→主轴驱动机构停止操作信号→扣紧信号至控制单元→扣紧→闭锁开关(尾门关闭)主闭锁开关ON。
(2)控制单元的信号输入与输出
控制单元的信号输入与输出示意图如图13所示。
一、车载网络通信系统
1 网络通信系统
北京现代新胜达的通信网络由21个控制单元通过传动系统CAN通信(C-CAN)、车身CAN通信(B-CAN)和多媒体CAN通信(M-CAN)组成(图1),以执行系统控制功能。根据通信协议,车身控制单元(BCM)是C-CAN与B-CAN通信的网关;智能钥匙(SMK)不是网关,通过B-CAN与C-CAN通信连接。SMK的C-CAN通信可以接收信息但不能传送,SMK通过BCM传送与C-CAN通信相关的信息至控制单元。仪表是C-CAN与M-CAN通信的网关。
2 诊断通信
在老款车型上,控制单元通过K线路与诊断工具通信。在新胜达车型上,统一诊断服务(USD)用于根据CAN通信线执行诊断(图2)。
二、车道偏离系统(LDWS)
LDWS是安全系统,在车辆运行过程中,如果车辆偏离车道,之后系统会在视觉和听觉上警告驾驶员危险。通过安装在挡风玻璃顶部的摄像头监视前方道路,若车辆在转向信号灯未亮时偏离车道,仪表板上的警告灯将点亮,同时蜂鸣器也会鸣响警告驾驶员。
1 系统结构组成
LDWS主要包括带摄像头的控制单元、仪表、蜂鸣器、智能接线盒(SJB)及车身控制单元(BCM)等元件(图3)。LDWS系统的工作示意图如图4所示。
2 LDWS警告条件
(1)车辆行驶速度在60km/h以上。
(2)雨刮器未高速工作。
(3)LDWS开关必须置于ON位置。
3 LDWS系统的各种警告显示如图5所示。
三、电动尾门(PTG)
新胜达装备了PTG系统,因此使用者可以通过操作按钮控制后尾门的自动打开、关闭以及扣紧碰锁,它使用内部开关或遥控器都可以很容易地进行操作。
1 结构组成
PTG由控制单元、主轴驱动机构、防夹带、电动碰锁、蜂鸣器及PTG开关等元件组成(图6)。
(1)主轴驱动机构(图7)
PTG主轴驱动机构取代了传统的空气举升器,其主要作用是通过电机转动打开和关闭后尾门。因为它是通过电机打开和关闭后尾门的主要部件,其机械系统与以前的类型(推杆类型)相比更简单,从而降低了故障的发生率。
主轴驱动机构由电机、行星齿轮、主轴、主轴螺母和弹簧组成,其具有质量轻、外观美观、不受温度影响(空气举升器系统正好相反)、使用寿命长(没有气体压力减少这样的缺点)、维修简便及造价低的优点。
(2)电动碰锁(图8)
电动碰锁的作用是释放闭锁的碰锁,以便打开行李舱门。在电动碰锁内安装有多个开关,以检测碰锁的闭锁及开锁状态。另外,配备了应急控制杆用于在失效保护状态下手动打开行李舱门。
电动碰锁由碰锁开锁电机和扣紧电机组成。当打开行李舱门时,开锁电机开启碰锁;当关闭行李舱门时,扣紧电机闭锁碰锁
①开锁(图9)
开锁时,电动碰锁内部的工作流程是:电机→涡轮→释放齿轮→释放控制杆→棘爪→捕捉→行李舱门打开。
③闭锁(图10)
闭锁时,电动碰锁的工作流程是:行李舱门碰锁到达锁环位置→捕捉→棘爪→副闭锁位置→SCA扣紧→拉线-碰锁→关闭控制杆→扣紧控制杆→捕捉→棘爪→主闭锁位置。
电机内部的工作过程如图11所示,其工作流程是:碰锁副闭锁位置→SCA电机→凸轮齿轮→从动齿轮→拉线-SCA→拉线-碰锁→返回到初始位置。
(3)PTG控制单元
控制单元控制2个执行器(双向PWM控制电机),检测控制电机霍尔脉冲信号,软关闭电机控制和通过分析霍尔传感器信号执行防阻碍功能。
(4)防夹带
防夹带安装在尾门的左右两侧,当检测到阻碍或任何使用者身体部分(如手)时,它会传送信号到控制单元,为了保证安全,控制尾门反向操作。
(5)蜂鸣器
当系统控制单元发出警告指令时,将指令蜂鸣器鸣响。
(6)开关
尾门外侧手柄开关用来打开和关闭尾门(主要使用为打开时),尾门装饰板上的开关用来关闭尾门。
当按下遥控器上的尾门按钮0.5s以上时,可以打开和关闭尾门。
操纵控制台上的开关也可以打开和关闭尾门。
2 控制原理
(1)系统控制示意图
PTG系统控制示意图如图12所示。
①通过装饰板开关或尾门开关打开
开关→PTG控制单元→SJB→电动碰锁释放→副开关ON信号→PTG控制单元→主轴驱动机构→打开。
②关闭
尾门开关→PTG控制单元→主轴驱动机构-关闭→副开关(从电动碰锁)→PTG控制单元→主轴驱动机构停止操作信号→扣紧信号至控制单元→扣紧→闭锁开关(尾门关闭)主闭锁开关ON。
(2)控制单元的信号输入与输出
控制单元的信号输入与输出示意图如图13所示。