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无钥匙电动车窗功能及门锁控制系统的分析

【摘要】:无钥匙电动车窗的功能 在某些门锁控制系统中,当无钥匙电动车窗功能触发时,集成继电器中的无钥匙继电器控制电动车窗系统的电源。其内部的门锁控制电动机和门锁位置开关如图74所示。图78 用驾驶人侧门锁控制开关开锁时的操作在某车辆中,所有的车门均安装了门锁位置开关。

门锁控制系统并不是简单地通过机械操作锁定/解锁车门,而是按照门锁控制开关和钥匙的操作控制门锁电动机

此系统一般有钥匙遗忘保护功能、两步开锁功能和安全功能。系统具备的功能随车型、等级和区域有所不同。

1.门锁控制系统的功能

(1)手动锁定/解锁功能(图7⁃1a) 当门锁控制开关被置于锁定/解锁侧时,所有的车门均被锁定/解锁。

(2)车门钥匙锁定/解锁功能(图7⁃1b) 当车门用钥匙被插入驾驶人/前排乘客侧的车门锁芯中转动/锁定/解锁时,所有的车门均被锁定/解锁。

提示:当车门用钥匙锁定/解锁时,只有通过机械操作锁定或解锁;最近,很多车型在前排乘客车门上无车门钥匙锁芯。

(3)两步解锁功能 此功能为用钥匙解锁的功能。当用钥匙打开一个门锁时,解锁的第一步操作只能机械的打开本车门,其他的车门要用第二步操作才能开启。

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图7⁃1 门锁控制开关与车门钥匙 的车门锁定/解锁功能

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图7⁃2 钥匙两步解锁功能

(4)钥匙遗忘保护功能 当驾驶人侧车门打开,钥匙被遗留在点火开关锁芯中时,将门锁按钮置于锁定位置(门锁位置开关关闭),由于钥匙遗忘安全电路,所有的车门开启。上述情况下,当操作门锁控制开关锁门时,由于钥匙遗忘安全电路,所有的车门先锁定,然后马上开启。

(5)安全功能 为了防止有人用棒或类似物从车门玻璃和车窗框之间的空隙操作门锁控制开关来开启车门,可用门钥匙或发射器(无线门锁遥控器)设置门锁安全功能并且使门锁控制开关的开锁操作无效。

(6)无钥匙电动车窗的功能 在某些门锁控制系统中,当无钥匙电动车窗功能触发时,集成继电器中的无钥匙继电器控制电动车窗系统的电源

2.门锁控制系统的组成

门锁控制系统的主要组成部件就是门锁总成。该系统主要通过改变门锁总成中的车门门锁控制电动机的电流方向来切换旋转方向,从而使车门被锁定/解锁;内装的门锁位置开关检测车门的锁定/解锁状态(当车门是锁定状态,开关为OFF,车门是解锁状态,开关为ON);检测内置钥匙操作开关的状态并将其传输到集成继电器(只在驾驶人侧和前排乘客侧车门的门锁总成中存在)。

门锁总成由门锁控制电动机、钥匙操作开关等组成,如图7⁃3所示。其内部的门锁控制电动机和门锁位置开关如图7⁃4所示。

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图7⁃3 门锁总成

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图7⁃4 门锁控制电动机和门锁位置开关

(1)门锁控制电动机 门锁控制电动机充当门锁执行器。当门锁控制电动机旋转时,此旋转通过蜗杆齿轮传输到锁定杆,使车门锁定/解锁,一旦车门的锁定/解锁操作完成,齿轮由复位弹簧回到中性位置。

(2)门锁位置开关 此开关检测车门是否锁定/解锁。此位置开关包括一触点板和开关座。锁定杆在锁定侧时,开关关闭;锁定杆在解锁侧时,开关打开,如图7⁃5所示。

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图7⁃5 门锁位置开关的工作原理

(3)钥匙操作开关 钥匙操作开关内置于门锁总成内。当车门的门锁从外面操作时,它把锁定/解锁信号传输给集成继电器。

3.门锁控制系统的工作原理

现以集成继电器控制的门锁控制系统(图7⁃6)为例说明其工作过程。

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图7⁃6 门锁控制电路举例

(1)手动锁定/解锁车门 当门锁控制开关被置于锁定/解锁侧时,车门锁定/解锁信号被传输到集成继电器中的CPU。

收到信号后,CPU打开VT1或VT2大约0.2s并打开锁定/解锁继电器。在此状态下,锁定/解锁继电器形成接地电路,电流从蓄电池通过电动机到接地,所有门锁控制电动机沿锁定/解锁方向旋转,开/关门锁位置开关。

1)用门锁控制开关锁门时的操作(图7⁃7)。

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图7⁃7 用驾驶人侧门锁控制开关锁门时的操作

2)用门锁控制开关开锁的操作(图7⁃8)。

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图7⁃8 用驾驶人侧门锁控制开关开锁时的操作

在某车辆中,所有的车门均安装了门锁位置开关。

(2)使用车门钥匙锁定/解锁 当钥匙插入车门钥匙孔并沿锁定/解锁方向转动时,钥匙操作开关被转向锁定/解锁侧,所有的门锁控制电动机沿锁定/解锁方向转动(与手动锁定/解锁操作相同)。

1)锁门时的操作(图7⁃9)。

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图7⁃9 用车门钥匙锁门时的操作

2)车门解锁时的操作(图7⁃10)。

(3)两步解锁功能(驾驶人侧车门) 有的车型具有两步解锁功能。当钥匙向解锁方向旋动一次,只有本车门以机械方式被解锁。在此状态下,集成继电器的UL3端子被钥匙操作开关接地一次,但是VT2没有接通。如果钥匙在3s内向解锁方向旋转两次,UL3端子被接地两次,集成继电器中的CPU导通Tr2。因此,解锁继电器打开,所有车门被开锁。

1)当车门钥匙开锁操作只执行一次时(图7⁃11)。

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图7⁃10 用车门钥匙开门时的操作

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图7⁃11 当车门钥匙开锁操作只执行一次时

2)当车门钥匙开锁操作连续执行两次时(图7⁃12)。

(4)钥匙遗忘安全功能 当驾驶人侧车门被打开,钥匙在点火开关锁芯时,如果门锁按钮被置于锁止位置(门锁转换位置开关处于OFF),集成继电器中的CPU将VT2导通大约0.2s。

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图7⁃12 当车门钥匙开锁操作连续执行两次时

因此,开锁继电器导通,所有车门被开锁。如果在此状态下操作门锁控制开关锁住车门,所有的门会先被锁定,然后再次打开(与前述相同)。

1)当门锁把手在解锁侧时(图7⁃13)。

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图7⁃13 钥匙遗忘安全功能(当门锁把手在解锁侧时)

2)当门锁把手被置于锁定侧时(图7⁃14)。

(5)安全功能 当车门被下面1)中所述的任何操作锁定时,集成继电器中的安全功能将使门锁控制开关(手动操作)的解锁操作无效。2)中的任何操作均将取消安全功能。

1)设置门锁安全功能的操作:

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图7⁃14 钥匙遗忘安全功能(当门锁把手被置于锁定侧时)

用钥匙在驾驶人侧或前排乘客侧车门锁定所有的车门;

用发射器锁门(包括30s自动锁定);

通过无钥匙锁定方法(用车门内锁定按钮锁定车门)锁定驾驶人侧车门。

2)取消安全功能的操作:

用钥匙在驾驶人侧或前排乘客侧车门解锁所有的车门;

用发射器解锁;

用锁定按钮给驾驶人侧车门解锁;

设置门锁安全功能后,钥匙遗忘保护功能打开所有门锁。

4.由车身ECU控制的门锁控制系统

车身ECU控制的门锁控制系统一般由车身ECU、驾驶人侧车门ECU、各车门ECU、仪表ECU、安全气囊中央传感器总成组成。各元件的主要功能如下:

车身ECU:车身ECU根据来自各开关,各传感器或通过多路通信系统(MPX)的数据检测车辆情况,并且用内置继电器驱动所有的门锁控制电动机。

驾驶人侧车门ECU:驾驶人侧车门ECU检测门锁控制开关和车门钥匙操作开关的状态并且传输信号到车身ECU。

前排乘客侧车门ECU:前排乘客侧车门ECU检测门锁控制开关和前排乘客侧车门钥匙操作开关的状态并且传输信号到车身ECU。

仪表ECU:仪表ECU计算来自制动防滑器ECU的车速脉冲信号,计算车速并传送到车身ECU。

安全气囊中央传感器总成:当中央安全气囊传感器总成被触发,它展开安全气囊并传输信息到车身ECU对车门解锁。

车身ECU控制的门锁控制系统通常有撞车门锁释放功能、点火开关车门自动解锁功能、变速—联动自动车门解锁功能、变速自动车门锁定功能、车速自动车门锁定功能等。某些功能可以用手持式测试仪(诊断仪)设定。

撞车门锁释放功能:当安全气囊展开时,此功能自动地使所有车门解锁,在紧急关头便于逃生和营救作业。

点火开关车门自动解锁功能:当驾驶人侧车门关闭时,将点火开关从ON旋到锁定位置并在10s之内打开驾驶人侧车门将自动对所有车门解锁。

变速-联动自动车门解锁功能(可定制):当点火开关处于ON位置时,变速杆从任何其他位置改变到P,将自动对所有车门开锁。

换档自动车门锁定功能(可设定):当点火开关从LOCK或ACC位置旋到ON位置、所有的车门关闭着、变速杆不在P位置、有车门未锁,这些情况均符合时,本功能使所有车门自动锁定。

车速自动车门锁定功能(可设定):当以下情况均符合时,本功能使所有车门自动锁定:车速高于20km/h;所有的车门关闭;变速杆不在P或N位置;有车门未锁止。

图7⁃15为某年款丰田卡罗拉轿车的门锁控制系统组成示意图,其元件分布如图7⁃16所示。其门锁控制系统虽然是由主车身电脑控制,但由图7⁃15可以看出,它并不具备变速-联动自动车门解锁功能、换档自动车门锁定功能、车速自动车门锁定功能等。

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图7⁃15 丰田卡罗拉轿车的门锁控制系统组成示意图

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图7⁃16 丰田卡罗拉轿车的门锁控制系统零部件分布

图7⁃17为某雷克萨斯轿车的门锁控制系统主要组成部件在车上的分布,其系统组成示意图如图7⁃18所示。其门锁控制系统采用的是带CAN通信系统的车身电脑控制的门锁控制系统。

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图7⁃17 某雷克萨斯轿车的门锁控制系统主要组成部件在车上的分布

其门锁控制系统由主车身ECU、驾驶人侧车门ECU、前排乘客侧车门ECU、左后和右后车门ECU、电动车窗主开关、钥匙位置开关、门锁总成和门控灯开关组成。该系统主要由主车身ECU控制。其主要功能见表7⁃2。

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图7⁃18 某雷克萨斯轿车的门锁控制系统组成示意图

表7⁃2带CAN通信系统的车身电脑控制的门锁控制系统的主要功能

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(续)

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①双重锁定系统可用来防止通过操作车门内侧旋钮打开车门。因此,无法从车辆内侧或外侧打开车门。

通过此系统锁定车门时,先按下发射器的LOCK开关,然后5s内再按一次以激活双重锁定系统。但是,作为紧急解锁操作,使用钥匙仅可解锁驾驶人侧车门。

注意:车内有人时绝对不要启动双重锁定系统,因为从车内无法打开车门。如果意外锁定车门,则按下发射器上的“UNLOCK”按钮。