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中控锁系统:让车主更加放心的智能门锁

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车中控锁全称是中央控制门锁。目前很多类型的中控锁采用双轨道、防卡死等设计,让车主用起来更加放心。门锁开关包括中央控制门锁开关、钥匙控制开关、行李厢门开启器开关、门控开关以及目前广泛使用的遥控发射器等。

中控锁系统:让车主更加放心的智能门锁

汽车中控锁全称是中央控制门锁。为提高汽车使用的便利性和行车的安全性,则越来越多的汽车安装中控锁。

1.中控锁系统的功能

中控锁系统一般具有以下几种功能。

(1)中央控制:当驾驶员锁住其身边的车门时,其他车门也同时被锁住,驾驶员可通过门锁开关同时打开各个车门,也可单独打开某个车门。

(2)速度控制:当汽车达到一定速度时,各个车门能自行锁上,防止乘员误操作车门把手而把车门打开。

(3)单独控制:除在驾驶员身边车门,其他车门设置单独的弹簧锁开关,其可独立地控制一个车门的打开和锁住。

2.中控锁系统的分类与选择

1)中控锁系统的分类

(1)电控锁种类很多,按发展过程一般可分为普通电控制电动门锁系统、电子式电动门锁系统、车速感应式电动门锁系统和遥控电动门锁系统。

(2)按控制方式不同,其可分为不带防盗系统的电控门锁系统和与防盗系统成一体的电控中央门锁系统。

(3)按结构不同,其可分为双向空气压力泵式(现已淘汰)和直流电动机式电控中央门锁。

2)中控锁的选择

现在市面上的中控锁一般分为通用型和专用型,通用型中控锁适用于大部分车型,而专用型中控锁则按车型来分,例如桑塔纳专用型、捷达专用型、富康专用型等;按起动方式不同,则其可分为手动型和遥控型;按外形来分,其可分为超短型、扁型和S型等。

现在安装的中控锁一般为遥控型,配一个遥控板匙,能随意控制4个车门和行李厢门的开关,十分方便,我们只需轻轻按一下遥控器,任何轿车都可以安装中控锁,其电压要求为12V,而用于卡车的中控锁要求24V 电压。目前很多类型的中控锁采用双轨道、防卡死等设计,让车主用起来更加放心。

3.中控锁系统的结构与原理

目前汽车上装用的中控锁种类很多,但其主要门锁控制器由门锁开关及门锁执行机构组成。

1)门锁控制器

门锁控制器是为门锁执行机构提供锁止/开启脉冲电流的控制装置。无论何种门锁执行机构都是通过改变执行机构通电电流方向控制连杆左右移动,实现门锁的锁止和开启。

门锁控制器的种类很多,按其控制原理大致可分为晶体管式、电容式和车速感应式3种门锁控制器。

(1)晶体管式。晶体管式门锁控制器内部有2个电器,一个管锁门,一个管开门。晶体管式门锁控制电路如图6-2-8所示,继电器由晶体管开关电路控制,利用电容器的充、放电过程控制一定的脉冲电流持续时间,使执行机构完成锁门和开门动作。

图6-2-8 晶体管式门锁控制电路

1—锁门控制电路;2—闭锁继电器;3—开锁继电器;4—开门控制电器

(2)电容式。电容式门锁控制电路如图6-2-9所示,其利用电容器充、放电特性,平时电容器充足电,工作时把它接入控制电路,使电容器放电、继电器通电而短时吸合,电容器完全放电后,通过继电器的电流中断使其触点断开,门锁系统不再工作。

图6-2-9 电容式门锁控制电路

(3)车速感应式。车速感应式门锁控制电路如图6-2-10所示,控制电路中装有一个车速为10km/h的感应开关,当车速大于10km/h时,若车门未上锁,则驾驶员不需动手,门锁控制器自动将门上锁。工作原理是当点火开关接通时,电流流经警告灯可使3个车门的警告灯开关(此时门未锁)搭铁,报警指示灯亮。若按下锁门开关,则定时器使三极管VT2 导通,在三极管VT2 导通期间,锁定继电器线圈L1 通电,常开触点闭合,门锁执行机构通正向电流,执行锁门动作。当按下开锁开关,则开锁继电器线圈L2 通电,常开触点闭合,门锁执行机构通反向电流,执行开门动作。汽车行驶时,若车门未锁且车速低于10km/h,则置于车速表内的10km/h车速感应开关闭合,此时稳态电路不向三极管VT1提供基极电流;当行车速度高于10km/h时,车速感应开关断开,此时稳态电路给三极管VT1 提供基极电流,VT1 导通,定时器触发端经VT1 和车门报警开关搭铁,如同按下锁门开关,使车门锁定,从而保证行车安全。

图6-2-10 车速感应式门锁控制电路

2)门锁开关

门锁开关提供相应的开锁或关锁信号。门锁开关包括中央控制门锁开关、钥匙控制开关、行李厢门开启器开关、门控开关以及目前广泛使用的遥控发射器等。

(1)中央控制门锁开关。

中央控制门锁实物如图6-2-11所示。中央控制门锁开关被安装在左前门和右前门的内侧扶手上,是在车内控制全车车门的开启与锁止的门锁开关。

图6-2-11 中央控制门锁实物

1—驾驶员门锁开关;2—乘客门锁开关

(2)钥匙控制开关。

钥匙控制开关被装在左前门和右前门的外侧门锁上,如图6-2-12 所示。当我们从车外面用车门钥匙开车门或锁车门时,钥匙控制开关便发出开门或锁门的信号给门锁控制ECU,实现车门打开或锁止。车门钥匙的功能是实现在车门外面锁车或打开车门锁,其也是点火开关、燃油箱、行李厢等全车设置锁的地方共用的钥匙。

图6-2-12 钥匙控制开关

1—车门钥匙孔;2—钥匙控制开关

(3)行李厢门开启器开关。

行李厢门开启器被装在行李厢门上,如图6-2-13所示,主要由轭铁、插棒式铁芯、线路断路器、轴、电磁线圈和支架组成。轴连接行李厢门锁,当电磁线圈通电时,插棒式铁芯将轴拉入并打开行李厢门。线路断路器用以防止电磁线圈因电流过大而过热。

图6-2-13 行李厢门开启器

1—支架;2—电磁线圈;3—轭铁;4—线路断路器;5—插棒式铁芯;6—轴

行李厢门开启器开关位于仪表盘下面,拉动此开关便能打开行李厢门,如图6-2-14所示。不同车的行李厢门开启器开关有所不同,驾驶员操作行李厢门开启器开关时,先用钥匙顺时针旋转打开行李厢门开启器主开关,然后再使用行李厢门开启器开关打开行李厢。

(4)门控开关。

门控开关被用来检测车门的开闭情况。车门打开时,门控开关接通,门灯点亮;车门关闭时,门控开关断开,门灯熄灭。

3)门锁执行机构

门锁执行机构的作用是执行门锁开关的信号指令,将门锁锁止或开启。

图6-2-14 行李厢门开启器安装位置

1—行李厢门开启器开关;2—行李厢门钥匙孔;3—燃油箱盖开启器开关;4—行李厢门开启器主开关器

门锁执行机构有电磁式、直流电动机式和永磁电动机式3种驱动方式。其结构都是通过改变极性转换其运动方向而执行锁门或开门动作的。

(1)电磁式。电磁式门锁执行机构结构如图6-2-15所示,它内设2个线圈,分别被用来开启、关闭门锁,门锁集中操作按钮平时处于中间位置。当电路给锁门线圈通正向电流时,衔铁带动操纵杆左移,门被锁住;当电路给开门线圈通反向电流时,衔铁带动操纵杆右移,门被打开。

图6-2-15 电磁式门锁执行机构结构

1—锁门线圈;2—开门线圈;3—柱塞;4—操纵杆

(2)直流电动机式。直流电动机式门锁执行机构控制原理电路如图6-2-16所示,直流电动机式门锁执行机构结构如图6-2-17所示,直流电动机式门锁执行机构安装位置如图6-2-18所示。它是通过直流电动机转动并经传动装置(传动装置有螺杆传动、齿条传动和直齿轮传动)将动力传给门锁锁扣,使门锁锁扣进行开启或锁止。由于直流电动机能双向转动,所以通过电动机的正反转实现门锁的锁止或开启。这种执行机构与电磁式执行机构相比,耗电量较小。(www.xing528.com)

图6-2-16 直流电动机式门锁执行机构控制原理电路

图6-2-17 直流电动机式门锁执行机构结构

1—门锁按钮(车厢内);2—门键筒体;3—键(钥匙);4,8—门锁开关;5—锁杆;6—门锁电动机;7—位置开关;9—连接杆

图6-2-18 直流电动机式门锁执行机构安装位置

1—蜗杆;2—门锁电动机;3—位置开关;4—锁杆;5—蜗轮;6—复位弹簧

(3)永磁电动机式。永磁电动机多指永磁型步进电动机。它的作用与前两种基本相同,结构差异较大。转子带有凸齿,凸齿与定子磁极径向间隙小而磁通量大。定子上带有轴向均布的多个电磁极,而每个电磁线圈按径向布置。定子周布铁芯,每个铁芯上绕有线圈,当电流通过某一相位的线圈时,该线圈的铁芯产生吸力使转子上的凸齿对准定子线圈的磁极,转子将转动到最小的磁通处,即一步进位置。要使转子继续转动一个步进角,就根据需要的转动方向向下一个相位的定子线圈输入一脉冲电流,转子即可转动。转子转动时,通过连动机构使门锁锁止或开启。

4.中控锁系统的电路

由于门锁的开、关动作是短暂的,且门锁执行器在工作时要消耗大量的电能,为了既方便门锁的动作顺利完成,又防止电路过载,门锁电路中都有定时装置,使控制电路输送给门锁执行器的是一个脉冲电流。

1)电磁线圈式中控锁控制电路

电磁线圈式中控锁的控制电路如图6-2-19所示。

图6-2-19 电磁线圈式中控锁的控制电路

1—接蓄电池;2—熔断器;3—热敏断电器;4—门锁开关;5—锁门继电器;6—开门继电器;7—接其他门锁;8—接其他门锁(开);9—门锁执行器

其工作原理如下:

正常状态时,蓄电池给电容器C1 充电。其电路为蓄电池正极→熔断器→电阻R1→电容器C1→搭铁→蓄电池负极。

(1)车门锁定。

当按下门锁开关时,电容器C1 放电,使锁门继电器5线圈有电流通过,继电器触点闭合;此时,门锁执行器L1 的电路被接通而动作,通过操纵机构将车门锁定。当电容器C1 放电到一定程度时,锁门继电器线圈断电,门锁执行器的电路被切断。另外,当按下门锁开关时,电容器C2 开始充电。

(2)车门开锁。

当按回门锁开关后,电容器C2 放电,使开门继电器6线圈有电流通过,继电器触点闭合;此时,门锁执行器L2 的电路被接通而动作,通过操纵机构将车门开启。当电容器C2 放电到一定程度时,开门继电器线圈断电,门锁执行器的电路被切断。另外,当按回门锁开关时,电容器C1 开始充电,回到原始状态。

2)直流电动机式中控锁控制电路

直流电动机式中控锁控制电路原理如图6-2-20所示。其工作原理如下:

图6-2-20 直流电动机式中控锁控制电路原理

1—蓄电池;2—熔断器(ALT);3—熔断器(MAIN);4—熔断器(AMI);5—断路器;6—DOME熔断器;7—点火开关;8—CIG(点烟器)熔断器;9—EUC_LG 熔断器;10—左前门锁控制开关;11—右前门锁控制开关;12—左前位置开关;13—右前位置开关;14—钥匙开锁报警开关;15—门锁控制开关(双掷);16—左前钥匙控制开关;17—右前钥匙控制开关;18—行李厢门开启器开关;19—主开关;20—防盗和门锁控制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—行李厢门开启器电磁阀

(1)门锁控制开关锁门和开门。锁门控制:当驾驶员侧或副驾驶员侧门锁控制开关15被推向锁门侧时,信号“1”由16号接脚和反相器A 传送给或门A。或门A 的输出从“0”变为“1”。由于锁门定时器供给晶体管VT1 的基极电流约0.2s并使其导通,NO.1继电器被接通,电流从蓄电池→8号接脚→NO.1继电器→4号接脚→门锁电动机→3号接脚→搭铁,则电动机锁上全部车门。

开门控制:当门锁控制开关被推向开门侧,信号“1”经17号接脚和反相器B被送到或门B,或门B输出从“0”变到“1”。因此,开门定时器给晶体管VT2 加一基极电流约0.2s并使其导通,NO.2继电器被接通,电流从蓄电池→8号接脚→NO.2继电器→3号接脚→门锁电动机→4号接脚→搭铁,则门锁电动机被接通,打开全部车门。

(2)用钥匙锁门和开门。

锁门控制:当钥匙被插进驾驶员侧或副驾驶员侧门内并向锁门方向转动,则钥匙控制开关16向锁门侧接通。此时信号“1”经13号接脚和反相器C 送给或门A,或门A 输出从“0”变为“1”。锁门定时器给晶体管VT1 加一基极电流约0.2s并使其导通。NO.1继电器被接通,电流路径为蓄电池正极→8号接脚→NO.1继电器→4号接脚→门锁电动机→3号接脚→搭铁,门锁电动机被接通,锁上全部车门。

开门控制:当驾驶员用钥匙进行开门时,钥匙开关向开门侧接通,信号“1”经9号接脚和反相器D 被送到或门B,或门B输出从“0”变为“1”。开门定时器接通晶体管VT2 并使NO.2继电器接通。因此,电流从蓄电池正极→8号接脚→NO.2继电器→3号接脚→门锁电动机→4号接脚→搭铁,电动机被接通,全部车门被打开。

(3)防止钥匙遗忘功能。

门锁系统防止钥匙遗忘功能可防止锁门时点火钥匙被遗忘在钥匙门内。

推动锁钮锁门:当点火钥匙被插在钥匙门内,驾驶员侧或副驾驶员侧车门处于开启状态,门锁控制开关10和钥匙开锁报警开关14都接通。因此,这些开关经12号和6号接脚将信号“0”送至防止钥匙遗忘电路。在这种状态下,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10号接脚被送至防止钥匙遗忘电路并将其输出信号“1”送至或门B,使或门B的输出从“0”变到“1”,同时开门定时器接通晶体管VT2 约0.2s。电流在系统中的流动路径与用门锁控制开关开门一样。电动机由NO.2继电器供电而工作,打开全部车门。

用门锁控制开关锁、开门:当点火钥匙被插在钥匙门内,驾驶员侧或副驾驶员侧车门处于开启状态,门锁控制开关10和钥匙开锁报警开关14都接通。这些开关经12号和6号接脚将信号“0”送至防止钥匙遗忘电路。在这种状态下,当用门锁控制开关锁门时,门立刻被锁上。但由于信号“1”经16号接脚被送至防止钥匙遗忘电路和反相器G,使电路将信号“1”被送至或门B并使其输出从“0”变为“1”。同时开门定时器接通晶体管VT2,约0.2s电动机接通,全部车门打开。

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,门锁控制开关10和钥匙开锁报警开关14被接通,并经12号和6号接脚将信号“0”送给防止钥匙遗忘电路。若此时车门处于关闭状态,则门锁开关断开,并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”。因此开门定时器接通晶体管VT2 约0.2s,电动机被接通,全部车门打开。若此时车门不能全部被打开,则开门定时器再次起动0.8s后,全部车门被打开。

(4)行李厢门开启器控制。

当行李厢门开启器开关18被接通,信号“1”经18号接脚和反相器F 被送至行李厢门开启定时器。开启定时器传送给晶体管VT3 基极电流约0.2s,使其导通,NO.3继电器也导通,电流路径为蓄电池正极→8号接脚→NO.3继电器→5号接脚→行李厢门开启器电磁阀→搭铁,从而打开行李厢门。

5.桑塔纳2000轿车中控锁工作原理与检修

桑塔纳2000轿车中控锁工作原理电路如图6-2-21所示。

图6-2-21 桑塔纳2000轿车中控锁工作原理电路

1)工作原理

(1)门锁锁闭。

将左前门门锁提钮压下,集控开关第2位触点被接通。由于提钮被压下过程中,集控开关附带的控制触点K 已被短暂闭合,故左前集控锁控制器J53的动合触点闭合。这时电源经熔断器,并通过J53的闭合触点及集控开关2号第2位加至集控门锁内部电源线P2;与此同时,电源的负极经集控开关1号第2位加至集控门锁内部电源线P1。电动机反转,带动各自门锁锁闭。电流回路为蓄电池正极→熔断器S3→已闭合的左前集控锁控制器J53的动合触点→集控开关2号第2位P2→电动机→P1→集控开关1号第2位→接地→蓄电池负极。1~2s后,左前集控锁控制器J53控制其已闭合的触点断开,从而切断为电动机供电的30路电源,电动机停转,门锁保持在闭锁状态。

(2)门锁开启。

将左前门门锁操纵提钮拔起,集控开关第2位触点被断开,第1位触点闭合。在此过程中,集控开关附带的控制触点K 又被短暂闭合,从而使左前集控锁控制器J53的触点再次闭合1~2s。这时A 路电源经J53的闭合触点和集控开关1号第1位加至内部电源线P1;而电源的负极经集控开关2号第1位加至内部电源线P2。内部电源的供电电压极性被改变,电动机正转,各门锁开启。电流回路为电池正极→熔断器S3→已闭合的左前集控锁控制器J53的动合触点→集控开关1号第1位→P1→电动机→P2→集控开关2号第1位→接地→蓄电池负极。门锁开启1~2s后,左前集控锁控制器J53控制其已闭合的触点断开,电动机停转,门锁保持在开启状态。由于图6-2-21所示30路电源为车内常火线,与蓄电池直接相连,所以中央集控门锁装置对门锁的控制功能与点火开关的钥匙位置无关。

2)检修

(1)用点火钥匙开启驾驶员侧车门门锁时,其余车门部分能自动开启,部分不能开启的故障原因有相关电路接触不良、断路,门锁电动机故障,中央门锁控制模块故障。

(2)用点火钥匙开启驾驶员侧车门门锁时,其余车门全部不能自动开启的故障原因有:蓄电池无电,中央门锁控制模块的供电电路和接地电路、中央门锁控制模块故障,车门锁电动机的控制电路故障。

(3)拉钮卡滞。当拉杆变形、门锁锈蚀严重时,用手动拉钮操作会不顺,故应及时拆检门锁。

6.中控锁的遥控原理

中控锁的无线遥控功能是指不用把钥匙插入锁孔中就可以远距离开门和锁门,其最大优点是不管白天黑夜,无须探明锁孔,都可以远距离、方便地进行开锁(开门)和闭锁(锁门)。

中控锁的遥控基本原理是从车主身边发出微弱的电波,由汽车天线接收该电波信号,经电子控制单元ECU 识别信号代码,再由该系统的执行器(电动机或电磁线圈)执行开、闭锁的动作。该系统主要由发射机和接收机两部分组成。

(1)发射机。发射机由发射开关、发射天线(键板)、集成电路等组成。键板与信号发送电路组成一体。从识别代码存储回路到FSK 调制回路,由于采用单芯片集成电路而使用一种小型化,在电路的相反一侧装有揿钮型的锂电池。发射频率按照使用国的电波进行选择,一般可使用27 MHz、40 MHz、62 MHz。发射开关每按揿钮一次进行一次信号发送。

(2)接收机。发射机利用FM 调制发出识别代码,通过汽车的FM 天线进行接收,并利用分配器进入接收机ECU 的FM 高频增幅处理器进行解调,与被解调节器的识别代码进行比较;如果是正确的代码,就输入控制电路并使执行器工作。

门锁遥控系统通常由1个便携式发射机和1个车内接收机组成,发射机发出的可识别信号由接收机接收并解码,驱动门锁打开或锁止,其主要作用是方便驾驶员开门或锁门。

用户可以通过设置门锁遥控ECU 的开锁密码实现对汽车的保护,并在出现非法打开车门时进行报警。目前门锁遥控系统多数采用无线电波或红外线作为识别信号的传授媒介,有持钥匙型和整体型两种。

当中控锁接收到正确的代码信号时,控制波接收电路就被触发至接收时间加0.5s,然后恢复到待机状态。如输入的代码信号不符,则将不能触发接收电路。若在10min内有多于10个代码信号输入不符,该锁就认为有人企图窃车,于是停止接收任何信号,包括正确的代码信号,遇到这种情况必须由车主用钥匙机械地插入门锁孔才能开启车门。信号接收的恢复通过钥匙点火起动以及把遥控门锁系统主开关关掉再打开完成,如果用户用遥控机构把车门开锁后30s内不开门,则车门将自动锁上。

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