第9章--中央门锁与防盗系统

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：①当使用钥匙插入驾驶员车门锁芯锁门或者开锁时；②当使用安装在驾驶员车门内侧扶手上或者仪表台上的门锁控制开关锁门或者开锁时；③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。2．ECU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16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6→ECU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ALT3-易熔线MAIN4-易熔线AM15-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ECU21-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5→ECU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、24→ECU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，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6→ECU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5→ECU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、24→ECU的4号端子→继电器No.1搭铁（常闭）触点→搭铁→蓄电池负极。由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，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接通了行李箱门锁电磁铁线圈的电路：蓄电池1→易熔线2、4→断路器5→ECU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，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(RemotekeylessEntry)，它为驾车者提供了一种打开门锁的方便手段。同时，这个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