夏正强

（金龙联合汽车工业 （苏州）有限公司豪华车技术部，江苏 苏州 215026）

目前客车乘客门或气动行李舱门一般采用安装在仪表板上的翘板开关控制门泵电磁阀来操纵门泵实现车门的开、关动作。虽然开、关门动作基本功能可以实现，但存在一定的安全隐患。因为大客车尤其豪华客车一般有前、后乘客门，还有左右行李舱门，如果驾驶员疏忽忘关门或在行车过程中误触开关，使车门打开而无报警提示，乘客门未关好会导致将乘客甩出车外的危险，舱门未关好会造成在车辆行驶过程中舱门刮碰到行人或障碍物，导致伤及行人或车门损坏的事故。本文设计的车门控制系统功能之一就是当车辆起步而放下手制动时，所有乘客门和行李舱将得到信号而自动关闭，且在行车状态时，即使驾驶员误按车门开关，车门也不能被打开，这就大大提高了行车安全性。客车尤其是大型客车一般是营运用车辆，关系到若干乘员的人身安全，因此，在考虑满足相关法规的前提下，结合手制动、门系统气压状况等条件，自动控制开、关门以及相应报警功能，以确保行车安全。该系统已增加车辆智能化报警及控制功能，加强车辆的安全性，提升车辆的档次。

1 车门控制系统原理介绍

车门控制系统由车门控制器、门控翘板开关、行李舱门控开关、门泵电磁阀、门泵、气压开关、手制动开关等组成，其控制原理图如图1所示。

车门控制系统在不同的情况下，由不同的触发源驱动门泵电磁阀来控制开关门动作，如在放手制动时，车门控制器接收到手制动信号，输出关闭所有乘客门和行李舱门的驱动信号；若在手制动拉起且电源总开关接通的情况下，可以通过仪表板上的按钮进行开、关门动作，还可以通过遥控器按钮触发驱动门泵电磁阀工作。在手制动拉起但电源总开关断开的情况下，则可通过遥控器来开、关门。

以前门乘客门为例。当按下前门开关按钮开门时，电流从车门控制器24脚经前门开关，再经前门小舱门开关1、小舱门开关2到开门电磁阀，开门电磁阀得电，执行开门动作。同时前门踏步灯继电器触点接通，前门踏步灯点亮并给车门控制器一个开门状态信号，控制器输出门控指示灯信号。此时如果前门任一小舱门未关，为防止开门时乘客撞到小舱门，开门电磁阀断电，不能执行开门动作，从而起到保护作用。若按下前门开关按钮关门时，电流从车门控制器24脚经前门开关，到关门电磁阀，关门电磁阀得电，执行关门动作。在关门过程中，若门夹到人时，达到一定的阻力，前门泵提升凸轮接触到防夹开关触点，前门防夹开关闭合，电流从熔断丝经前门防夹开关、前门断防夹开关、再经前门小舱门开关1、小舱门开关2到开门电磁阀，开门电磁阀得电，强制执行开门动作，从而保护人员不受伤害。当正常关门到一定程度时，凸轮与断防夹开关断开，该电路不通，防止误触后开门，同时踏步灯开关断开，踏步灯熄灭。

如果门开关失效，将应急阀打开放气，再回旋恢复气压，此时车门控制器输出相应的开门信号，保证车门在紧急情况下能够打开。

行李舱门的门泵总成附带有防夹控制器、压力传感器和防夹切断开关，压力传感器上有一根气管连接到门泵上，如图2所示。另有两个触点和防夹控制器连接，压力传感器相当于防夹开关，在关门过程中若遇到人或物时，关门动作受阻，门泵气缸中压力会下降，压力传感器感知的压力P低于设定压力值0.18MPa时，则触点1和触点3接通，接通防夹回路，即给开门电磁阀一个电信号，车门打开。如果在关门过程中没有阻碍，则关门到位后，传动轴上的凸轮片与防夹切断开关有效接触后，切断压力传感器开关所在的电路，实现舱门关闭 （即舱门将完全关闭的那一刻，防夹功能失效，舱门顺利关闭）［2］。

2 车门控制器模块介绍

车门控制器是该系统的核心部件，该控制器主体包含一个24针和一个12针接口，如图3所示。其中12针接口对接总成自带的扬声器，扬声器可以根据功能扩展需要发出多种报警音；24针接口外接线路的各种输入输出信号而控制车门的工作状态。24针引脚功能见表1。

车门控制器主要由电源模块、输入模块、MCU处理模块和输出模块4个部分组成，如图4所示。各模块功能描述如下。

2.1 电源模块

将输入的24V电压转换为稳定的5V系统工作电压，以供给其他模块，如图5所示。电源模块包括输入保护电路、稳定电压电路和电压转换电路。输入保护电路由二极管D11和瞬态抑制二极管TVS1构成，将瞬时高压脉冲滤除，防止瞬时高压脉冲对后面电路的损害。稳定电压电路由核心稳压器件Q1及外围器件电压比较器IC4等构成，以实现将输入电压钳位在27 V左右。该部分可以等效理解为稳压管，目的是稳定电压，保护电源模块IC。电压转换电路由DC／DC电源变换器IC5及外围元件构成，将输入电压转换为稳定的5 V电压输出，给其他模块电路供电［3］。

2.2 输入模块

采集车门控制系统状态信号，并将信号经过保护电路、电平转换电路、输入缓冲电路等处理后，输出到MCU控制模块。

输入模块包括低电平采集电路和高电平采集电路。低电平采集电路的电路图如图6所示。当输入为高电平或悬空时，VCC经R22和R49给TN11控制极供电，使TN11导通，此时输出低电平到MCU。当输入低电平时 （实际应用R22与R18比值很大，所以经电阻分压后为低电平），TN11控制极输入低电平，使TN11截止，此时5V经R53为高电平到MCU。TN11将输入信号转化为电平变化，输出到MCU。DW11为稳压管，防止高电压的输入对器件造成冲击。

图7为高电平采集电路。当输入为低电平或悬空时，TN11控制极为低电平或无电平输入，使TN11截止，此时5 V经R53为高电平到MCU。当输入高电平时，高电平经R18和R49给TN11控制极供电，使TN11导通，此时输出低电平到MCU。

2.3 MCU控制模块

该部分是一个8位单片机，将输入信号进行分析运算后作为输出控制信号，经大电流复合晶体管IC2给输出模块。

2.4 输出模块

根据MCU控制模块输出的控制信号驱动控制乘客门系统等外围装置，如图8所示，MCU输出低电平，控制功率管TP8导通，以给乘客门等设备供电，产生相应动作，否则TP8截止，输出模块无输出，乘客门等外围设备不动作。

3 车门控制器功能

车门控制器主要功能是检测开、关门信号以及手制动信号，进行报警以免发生危险。实现的功能具体如下。

1）手制动信号输入由搭铁变为悬空时 （即松开手制动）。

①若前或后乘客门没关闭，则输出相应的高电平关门信号 （t=1s）将门关闭；并且指示灯 （外接）闪亮 （t=5 s）、 声音报警 （t=5 s）。 ②输出行李舱门高电平关门信号 （t=1 s）。不检测行李舱门状态，也不因行李舱门报警。③断开第24号孔门开关电源输出。

2）手制动信号输入处于悬空时 （即松开手制动状态下），所有门的开动作均无效。

①断开第24号孔门开关电源输出。②当前、后门／总气压不正常时，气压开关信号处于低状态，控制器一直报警，指示灯闪亮。③当前、后门／总气压恢复正常时，气压开关信号处于悬空状态，控制器停止报警，指示灯灭。

3）手制动信号输入为低电平 （即拉紧手制动）时，才可以进行相关开关门操作。

①接通第24号孔门开关电源输出。②驾驶员按下前、后乘客门开门或关门开关时，系统相应打开或关闭乘客门 （t≤1s）； 指示灯 （外接） 闪亮， 约5 s后熄灭。③当前、后门／总气压不正常时，气压开关信号处于低电平状态，控制器声音不报警，指示灯闪亮；当前、后门／总气压恢复正常时，气压开关信号处于悬空状态，控制器声音不报警，指示灯灭。④当前门气压恢复正常时，从低电平状态到悬空状态时，输出开前门控制信号 （t=5 s）。⑤当后门气压恢复正常时，从低电平状态到悬空状态时，输出开后门控制信号 （t=5s）。

4 车门控制系统性能验证

将电源、车门控制器、门泵电磁阀、门控制开关、门控指示灯等通过线路在车上连接起来，然后进行以下操作步骤，对该系统的基本性能进行测试验证。

1）将前、后乘客门打开，行李舱门开启，此时松开手制动，使手制动信号输入由搭铁变为悬空。

控制器输出相应的高电平关门信号，将前、后乘客门关闭，并且仪表板上外接的指示灯闪亮约5s，同时扬声器声音报警约5s。

输出行李舱门高电平关门信号关闭行李舱门。

2）松开手制动，此时按仪表板上开门按钮，所有门不能被打开。

打开应急泄气阀，放掉门系统气源，使前、后门／总气压不正常时，气压开关信号处于低状态，此时扬声器一直声音报警，指示灯持续闪亮。

关闭应急泄气阀，使前、后门／总气压恢复正常时，气压开关信号处于悬空状态，扬声器停止报警，指示灯熄灭。

3）拉紧手制动，使手制动信号输入为低电平。

驾驶员按下前、后乘客门开门或关门开关时，系统相应打开或关闭乘客门，指示灯 （外接）闪亮，约5s后熄灭。

打开门系统气压总开关，放掉门系统气源，使前、后门／总气压不正常时，气压开关信号处于低电平状态，控制器声音不报警，只有指示灯闪亮。

关闭门系统气压总开关，使前、后门／总气压恢复正常时，气压开关信号处于悬空状态，扬声器没有声音报警，指示灯熄灭。

打开前门应急泄气阀放气后再关闭应急阀，当前门气压恢复正常时，控制器输出开前门控制信号，前乘客门自动打开。

打开后门应急泄气阀放气后再关闭应急阀，当后门气压恢复正常时，控制器输出开后门控制信号，后乘客门自动打开。

5 结论及应用实例

所有实际性能测试结果符合设计预期。由于该控制器安装在车内而忽略了相应的防护，使得在车辆制作过程中，灰尘，金属屑等杂质进入控制器内部，导致电路板故障使其失效，另偶有雨水从驾驶员窗进入车内造成线路板腐蚀短路而失效，后来采取涂三防漆处理，解决了应用环境导致失效的问题。在产品的试验过程中，对部分参数也做过调整，当按下开门按钮时，为保证开门信号有足够时间响应，设定开门输出信号为5s，正常情况下，这没问题。但某种特殊情况下，当乘客门后的小舱门在打开的情况下，误按下遥控器或开门按钮，由于电路保护作用，门不会打开，但开门驱动信号仍然持续5s有效，这时如果将小舱门关上，门就会突然打开而可能撞到旁边的人，后来我们将此参数调整为1s，并经试验，这个时间就保证了关小舱门前的开门命令失效，而不致乘客门突然打开。

此车门控制系统已经在斯堪尼亚-海格的KLQ6127、KLQ6128车型上应用超过3年，市场范围包括中国，中东、俄罗斯、法国、挪威、南非、肯尼亚、澳大利亚等在内的亚洲，欧洲，非洲，澳洲，经受了世界各地高寒、高热、高湿的使用环境的考验，迄今运行情况稳定。

［1］夏正强.春兰NCL系列载货汽车电气原理图［J］.汽车电器， 2004 （4）： 20-23.

［2］河北拓达车门有限公司.气动外摆式行李舱机构说明［Z］.

［3］苏州启微电子有限公司.车门控制器功能说明［Z］.