中央门锁与防盗系统.ppt
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1、汽车电子控制技术,汽车类专业应用型本科示范教材,机械工业出版社出版 主编 于京诺,第9章 中央门锁与防盗系统,学习目标了解中央门锁系统的组成。掌握中央门锁系统的工作原理。了解防盗系统的分类。了解防盗系统的组成。掌握防盗系统的工作原理。,9.1 中央门锁系统 现代汽车出于使用方便和安全的考虑,普遍安装了中央控制门锁系统。中央控制门锁(简称中央门锁或中控门锁)实现了门锁的驾驶员集中控制。装有中央门锁系统的汽车,驾驶员通过操纵一处开关,就可以同时将车上的所有车门(还可能包括行李箱门)锁上或者开锁,这些操作通常包括:当使用钥匙插入驾驶员车门锁芯锁门或者开锁时;当使用安装在驾驶员车门内侧扶手上或者仪表台
2、上的门锁控制开关锁门或者开锁时;当使用遥控器锁门或者开锁时。提示:中央门锁系统通常使用由电动机或电磁铁操纵的车门锁(电动门锁),随着对汽车安全性、可靠性和方便性要求的不断提高,大多数轿车都采用了具有电动门锁的中央门锁系统。,9.1.1 中央门锁系统的组成与功用 电控中央门锁由信号输入装置、电子控制单元(ECU)和执行器三部分组成。各信号输入装置将各种信号送至ECU,ECU根据信号做出将车门锁上或者开锁的判断,同时给执行器发送锁上或者开锁的指令。,1-行李箱门锁电磁铁 2-左后门锁电动机和位置开关 3-左前车门钥匙控制开关 4-左前门锁电动机、位置开关和门锁开关 5-左前门锁控制开关 6-1号接
3、线盒(断路器)7-防盗和门锁控制ECU及门锁控制继电器 8-2号接线盒(DOME熔断器)9-行李箱门锁开关 10-点火开关 11-右前门锁控制开关 12-右前门锁电动机、位置开关和门锁开关 13-右前车门钥匙控制开关 14-右后门锁电动机和位置开关,1信号输入装置(1)门锁控制开关 门锁控制开关通常安装在驾驶员车门(或者还包括乘员侧车门)内侧的扶手上,如图9-2所示,也有的汽车将此开关安装在仪表台上。门锁控制开关的作用是将锁止或者开锁的请求告诉ECU。该开关通常为翘板式开关,按下开关的前端为“锁止”(LOCK),按下后端为“开锁”(UNLOCK)。,1-驾驶员侧车门扶手上的门锁控制开关 2-乘
4、员侧车门扶手上的门锁控制开关,(2)钥匙控制开关 钥匙控制开关(也叫钥匙操纵开关)安装在门锁锁芯的内端(见图9-3),其作用是探测是否有用钥匙锁车门锁或打开门锁的要求,并将此要求告诉ECU。(3)门锁开关 门锁开关安装在门锁总成内,其作用是检测车门的开、闭状态(也叫做车门开启探测开关)。当车门开启时,此开关接通;当车门关闭时,门锁开关断开。,钥匙控制开关1-门锁锁芯 2-钥匙控制开关,(4)行李箱门锁开关 行李箱门锁也叫行李箱开启器。行李箱门锁执行器(电磁线圈)由两个串联的开关进行控制,一个是行李箱门锁主开关,另一个是行李箱门锁开关,见图9-4。,1-行李箱门锁开关 2-锁芯 3-燃油加注口盖
5、开关 4-行李箱门锁主开关,(5)位置开关 位置开关装在门锁总成内(见图9-5),其作用是探测门锁的状态(也叫做车门开锁探测开关)。当锁杆处于锁止位置时,位置开关断开;当锁杆处于开锁位置时,位置开关接通。(6)钥匙开锁警告开关(钥匙未拔出警告开关)此开关安装在点火开关内,用于探测点火钥匙是否插在点火开关锁芯内,并将此信号送给ECU,以便实现点火钥匙防遗忘功能(可防止点火钥匙插在点火开关里被锁在车内)。如果拔出钥匙,此开关断开。如果钥匙插在点火开关的锁芯内,钥匙开锁警告开关接通。2ECU 电子控制单元(ECU)的作用是接收信号输入装置送来的信号,并对这些信号进行处理,然后发出控制指令,控制执行机
6、构,实现锁门或开锁。ECU的组成包括输入电路、存储器、鉴别器、编码器、驱动级、抗干扰电路、显示装置、保险装置和电源等。,3执行器 图9-5 门锁传动机构执行器有电动机和电磁铁两种型式。电动机操作的车门锁体积小,耗电少,工作噪声小;而电磁铁操作的车门锁结构简单,动作敏捷,但体积大,工作时有撞击声。,门锁传动机构,图9-5所示为电动机式电动门锁的结构,其工作情况如下:当门锁电动机转动时,蜗杆带动蜗轮转动,继而推动锁杆摆动,使车门锁上或开锁。然后,在回位弹簧的作用下,蜗轮返回原位,以便防止操纵门锁按钮时电动机工作。有些电动门锁不用蜗杆蜗轮传动,而采用齿轮齿条或螺杆螺母传动机构。,图9-6为电磁铁式行
7、李箱门锁,其工作原理如下:当电磁线圈2中有电流通过时,所产生的电磁吸力使插棒式铁芯5及轴销6向左移动,从而打开行李箱门锁。电磁线圈2中无电流,插棒式铁芯5及轴销6处于右端位置,关闭行李箱门之后,行李箱便被上锁。电磁线圈2中是否有电流由行李箱门锁开关来控制。,行李箱门锁1-支架 2-电磁线圈 3-轭铁 4-断路器 5-插棒式铁芯,9.1.2 中央门锁系统工作原理 1.用门锁控制开关锁门和开锁(1)锁门 如图9-7所示,其中,防盗和门锁控制ECU内部为逻辑电路图。当将驾驶员侧或副驾驶侧门锁控制开关15推向(或按下)锁门(L)位置时,ECU的16号端子经门锁控制开关15搭铁,信号“0”通过ECU的1
8、6号端子经反相器A反相变成信号“1”,送至或门A,则或门A的输出由“0”变为“1”,锁门定时器即向三级管VT1提供基极电流使其导通0.2s,从而使继电器No.1电磁线圈通电,电流通过继电器线圈的电路为:蓄电池1易熔线3熔断器6ECU的24号端子继电器No.1电磁线圈晶体管VT1搭铁。,门锁控制电路1-蓄电池 2-易熔线ALT 3-易熔线MAIN 4-易熔线AM1 5-断路器 6-顶灯(DOME)熔断器 7-点火开关 8-点烟器(CIG)熔断器 9-ECU熔断器 10-左前门锁开关 11-右前门锁开关 12-左前位置开关 13-右前位置开关 14-钥匙开锁警告开关 15-门锁控制开关 16-左前
9、钥匙控制开关 17-右前钥匙控制开关 18-行李箱门锁开关 19-行李箱门锁主开关 20-防盗和门锁ECU 21-左前门锁电动机 22-右前门锁电动机 23-左后门锁电动机 24-右后门锁电动机 25-行李箱门锁电磁线圈,继电器No.1电磁线圈通电使其常开触点闭合,接通了门锁电动机电路。电路为:蓄电池1易熔线2、4断路器5ECU的8号端子继电器No.1的常开触点ECU的4号端子门锁电动机21、22、23、24ECU的3号端子继电器No.2搭铁触点(常闭触点)搭铁蓄电池负极。门锁电动机转动,将四个门锁全部锁上。,(2)开锁 当将驾驶员侧或副驾驶侧门锁控制开关15推向(或按下)开锁(UL)位置时,
10、ECU的17号端子经门锁控制开关15搭铁,信号“0”通过ECU的17号端子经反相器B反相变成信号“1”,送至或门B,则或门B的输出由“0”变为“1”,开锁定时器即向三级管VT2提供基极电流使其导通0.2s,从而使继电器No.2电磁线圈通电,电流通过继电器线圈的电路为:蓄电池1易熔线3熔断器6ECU的24号端子继电器No.2电磁线圈晶体管VT2搭铁。继电器No.2通电使其常开触点闭合,接通了门锁电动机电路。电路为:蓄电池1易熔线2、4断路器5ECU的8号端子继电器No.2接通的常开触点ECU的3号端子门锁电动机21、22、23、24ECU的4号端子继电器No.1搭铁(常闭)触点搭铁蓄电池负极。由
11、于给门锁电动机的通电电流方向与锁止时相反,门锁电动机反向转动,将四个门锁全部开锁。,2用钥匙锁门和开锁(1)锁门 如图9-7所示,当将钥匙插入驾驶员侧或乘员侧门锁锁芯内并向锁门方向转动时,钥匙控制开关16向锁门(L)侧接通,ECU的13号端子与搭铁之间接通,信号“0”经ECU端子13到达反相器C,反相后变成信号“1”,送至或门A,则或门A的输出由“0”变为“1”,锁门定时器即向三级管VT1提供基极电流使其导通0.2s,从而使继电器No.1通电,门锁电动机转动,将四个门锁全部锁上,工作过程与上述的用门锁控制开关锁门的过程相同。(2)开锁 当将钥匙插入驾驶员侧或乘员侧门锁锁芯内并向开锁方向转动时,
12、钥匙控制开关16向开门(UL)侧接通,ECU的9号端子与搭铁之间接通,信号“0”经ECU端子9到达反相器D,反相后变成信号“1”,送至或门B,则或门B的输出由“0”变为“1”,开锁定时器即向三级管VT2提供基极电流使其导通0.2s,从而使继电器No.2通电,门锁电动机转动,将四个门锁全部开锁,工作过程与上述的用门锁控制开关开锁的过程相同。,3行李箱门锁的控制 当行李箱门锁主开关19和行李箱门锁开关18接通时,ECU的18号端子与搭铁之间接通,信号“0”经ECU端子18到达反相器F,反相后变成信号“1”,行李箱开门定时器即向三级管VT3提供基极电流使其导通0.2s,从而使继电器No.3接通了行李
13、箱门锁电磁铁线圈的电路:蓄电池1易熔线2、4断路器5ECU的8号端子继电器No.3接通的触点ECU的5号端子行李箱门锁电磁线圈25搭铁蓄电池负极,打开行李箱门锁。,4防止钥匙锁入车内(1)推动锁钮锁门 当钥匙插在点火开关锁芯内,驾驶员侧或副驾驶侧车门打开时,左前门锁开关10和钥匙开锁警告开关14都接通,经ECU端子12和端子6将“0”信号送至防止钥匙遗忘电路。此时,将锁钮推向锁门侧,则门立刻被锁上。但由于位置开关12断开,信号“1”经ECU端子10送至防止钥匙遗忘电路,并使其输出信号“1”送至或门B,使或门B的输出从“0”变到“1”。同时开锁定时器接通三级管VT2约0.2s,电流在系统中的流动
14、路径与用门锁控制开关开锁相同,电动机由No.2继电器供电而工作,打开全部门锁。(2)用门锁控制开关锁门 当钥匙插在点火开关锁芯内,驾驶员侧或副驾驶侧车门打开时,左前门锁开关10和钥匙开锁警告开关14都接通,经ECU端子12和端子6将“0”信号送至防止钥匙遗忘电路。此时,当用门锁控制开关15锁门时,门立刻被锁上。但由于信号“0”经ECU端子16到达反相器G后变成信号“1”,被送至防止钥匙遗忘电路,然后送至或门B,并使其输出从“0”变为“1”。同时开锁定时器接通三级管VT2约0.2s,电动机接通,全部车门打开。,(3)车门全关闭时防止钥匙遗忘功能 当防止钥匙遗忘功能起作用和门锁钮保持向下阻止开门时
15、,门被立刻锁上。此时门锁开关10和钥匙开锁警告开关14接通,经ECU端子12和端子6将“0”信号送至防止钥匙遗忘电路。若此时门处于关闭状态,则门锁开关断开且输入到防止钥匙遗忘电路的信号由“0”变为“1”。约0.8s后,防止钥匙遗忘电路输出信号“1”给或门B,或门B输出信号从“0”变为“1”。因此,开锁定时器接通三级管VT2约0.2s,电动机接通,全部车门打开。若此时车门不能全部打开,则开锁定时器再次启动,0.8s后,全部车门打开。,9.1.3 无线遥控中央门锁 无线遥控中央门锁系统也称无钥匙进入系统(Remote keyless Entry),它为驾车者提供了一种打开门锁的方便手段。同时,这个
16、系统还可以提供对行李箱、灯光和喇叭的控制功能。遥控中央门锁系统由手持遥控发射器、遥控高频接受电路和CPU及执行器驱动电路三个功能部件组成。遥控高频接收电路和执行器驱动电路可以分成两个模块,以便缩小接收电路的体积并与大电流电路分开,可灵活地选择安装位置从而优化无线信号接收性能。,图9-8所示为遥控中央门锁系统电路,控制原理如下:(1)遥控控制门锁 接收天线与控制单元连接,接收遥控器发出的锁门或开锁信号,当按下遥控器“开锁”或者“锁止”按键时,接收天线将接收到的信号送至控制单元,控制单元通过端子3和端子4输出控制信号,使所有车门的门锁都打开或者锁上,同时控制单元向端子9输出低电位脉冲信号,转向灯继
17、电器接通,所有转向灯同时闪烁。开锁时输出一个低电位脉冲信号,转向灯闪烁一次;锁止时输出两个低电位脉冲信号,转向灯闪烁两次。,遥控中央门锁系统电路,(2)门锁控制开关控制门锁 按下门锁控制开关,给控制单元的6号端子一个低电平触发信号,并且每触发一次,门锁的状态就变化一次(开锁和锁止)。(3)钥匙控制开关控制门锁 在左前门中控锁执行器组件内,有一个钥匙控制开关,将钥匙插入左前车门锁芯转动钥匙时,可将开关转至开锁或锁止位置,通过控制单元的5号端子将信号送至控制单元,实现锁门或开锁。(4)车速感应控制门锁 电子控制单元通过7号端子接收车速信号,当车速达到1620km/h时,如果车门原来没有锁上,电子控
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