汽车中控门锁的电路设计 格式修改版

常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：赵华辉学号：********系部：车辆工程系专业：汽车检测与维修题目：汽车中控门锁电路设计校内指导教师：潘天堂：副教授企业指导教师周立波技师评阅者：2014年9月目录摘要 (2)1. 概述 (4)1.1研究课题的目的和意义 (4)1.2中控门锁技术发展与现状 (4)2 .中控门锁模块的分析和总体设计 (6)2.1中控门锁结构与技术参数 (6)2.2.1门锁控制器 (8)2.2.1.1晶体管式门锁控制器 (8)2.2.1.2电容式门锁控制器 (8)2.2.1.3车速感应式门锁控制器 (9)2.2.2门锁开关 (10)2.2.2.1中央控制门锁开关 (10)2.2.2.2钥匙控制开关 (10)2.2.2.3行李箱门开启器开关 (11)2.2.3门锁执行机构 (12)2.2.3.1电磁线圈式 (12)2.2.3.2双向空气压力泵式 (12)2.2.3.3直流电动机式 (13)3 .汽车门锁的硬件设计 (14)3.1汽车车身集中控制系统的硬件设计 (14)3.1.1遥控接收接口电路 (14)3.1.2信号检测及电平转换电路 (15)3.1.3驱动放大电路 (16)3.1.3.1驱动电路 (16)3.1.3.2放大电路 (17)3.1.3.3通信接口电路 (18)3.2汽车门锁的硬件实现方法与加密方法 (18)4 汽车门锁的软件设计 (20)4.1汽车门锁的软件解密实现方法 (20)4.2门锁控制系统CAN网络软件设计 (22)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)1. 概述现在，越来越广泛的汽车电子设备的发展使得人们对汽车门锁的舒安全性、便捷性要求也越来越高。

而驾驶员无法再一个地方控制不同的车门的打开、锁止，十分的不方便。

这就对汽车门锁控制系统等提出了更高的要求1.1研究课题的目的和意义车内中控锁是指设在驾驶座门上的开关，是可以同时控制全车车门关闭与开启的一种控制装置。

这种“中央门锁”控制装置，早在上世纪70年代已经装配在轿车上，经过二十余年时间，已经应用得比较普遍了。

中央门锁采用一个开关来控制另一些开关，其执行机构分两种形式：一种是电磁线圈形式，另一种是直流电动机形式。

二种形式都是通过改变直流电的极性来转换物体运动方向，执行关闭或开启动作的。

目前轿车的中央门锁多是电磁线圈型式。

它的工作过程是这样的：锁门：给电磁线圈正向电流时，衔铁带动连杆向左移动，扣住门锁舌片。

开门：给电磁线圈反向电流时，衔铁带动连杆向右移动，脱离门锁舌片。

直流电动机式的工作原理是，连杆驱动力由可逆转的直流电动机提供，利用电动机的正转和反转来完成锁门和开门的动作。

车内中控锁的普遍应用，使得车辆向智能化、人性化的方向发展迈进了一步。

使得驾驶员在不离开座位的情况下，可以轻而易举的控制全车车门的开启与锁止。

但车内中控锁的应用同时也带来了一些问题。

首先，在驾驶员打开驾驶侧车锁后，其余车门锁也自动打开。

如果是独自一人驾车，放在副驾驶位或后座上的贵重物品，会有被抢被盗的危险。

另外，中控锁毕竟为了方便驾驶员设计的。

在驾驶员锁止车门后。

其余车门均不能从车外打开，乘客在上车时必须要驾驶员再次打开车锁。

这样会令乘客感到十分不便，产生不必要的尴尬。

1.2中控门锁技术发展与现状近年来，日、美、欧各大汽车公司在设计轿车内饰的过程中，除重视功能性要求外，更重视内饰的布置外形风格的协调性，以及内饰整体的统一性，但最重视的仍是乘坐的安全性、舒适性。

为了不断提高轿车的乘坐安全性、便捷性，上世纪70年代以来，日、美、欧各大公司比以往更重视应用人体工程学的研究成果，更强调以驾驶人员和乘客的心理、生理等要求为前提条件进行内饰设计，更讲究利用内科技来创造安全、便捷的驾乘环境。

在汽车上，车门是人使用最频繁的部件。

人们对其最基本的要求就是打开时便利。

自人体工程学原理特别是计算机控制技术广泛应用以来。

汽车门锁的结构不断得到合理改进，品质和性能也随之不断提高。

目前，能满足安全性、便捷性、智能性的中控门锁已在各类轿车上广泛普及。

操作方便、使用灵活的中控门锁其应用范围日益扩大。

如今的汽车门锁控制界面不仅设计美观，而且使用便捷。

轿车门锁的便捷性、安全性已成为直接影响消费者购车的关键因素。

2 .中控门锁模块的分析和总体设计2.1中控门锁结构与技术参数汽车上装用的中控锁种类很多，但其基本组成主要有门锁开关、门锁执行机构和门锁控制器。

1、门锁开关：大多数中控负的开关都是由总开关和分开关组成，总开关装在驾驶员身旁车门上，驾驶员操纵总开关可将全车所有车门锁住或打开；分开关装在其他各个车门上，可单独控制一个车门。

2、门锁执行机构：中控锁执行机构是用于执行驾驶员的指令，将门锁锁止或开启。

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：它内设2个线圈，分别用来开启、锁闭门锁、门锁集中操作按钮平时处于中间位置。

当给锁门线圈通正向电流时，衔铁带动杆左移，门被锁住；当给开门线圈通反向电流时，衔铁带动连杆右移，门被除打开。

（2）直流电动机式：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。

（3）永磁电动机式：永磁电动机多是指永磁型步电动机。

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吸动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，即是一步进位置。

要使转子继续转动一个步进角，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，通过连使门锁锁止或开启。

3、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、电容式和车带感应式3种门锁控制器。

（1）晶体管式：晶体管工门锁控制器内部有2个继电器，一个管锁门，一个管开门。

继电器由晶体管开关电路控制，综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。

（2）电容式：该门锁控制器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，使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而使其触点断开，门锁系统不再。

（3）车速感应式。

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，驾驶员不需动手，门锁控制器自动将门上锁。

2.2中央门锁系统结构组成及原理2.2.1门锁控制器门锁控制器主要是从安全角度出发设计的当驾驶员按下此开关时四个车门会同时落锁保证后面乘坐人员的安全防止由于后面的人员因为误操作而使车门在汽车行驶时被打开造成事故，尤其是儿童。

2.2.1.1晶体管式门锁控制器晶体管式门锁控制电路见图2-1所示。

该门锁控制器内部有两个继电器，一个控制锁门，另一个控制开门。

继电器由晶体管开关控制，它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2-1 晶体管式门锁控制电路2.2.1.2电容式门锁控制器电容式门锁控制电路如图2-2所示。

该门锁控制器利用电容充放电特性，使开锁或闭锁继电器线圈产生电磁力，接通执行机构电磁线圈，完成开锁或闭锁动作。

平时电容器充足电，工作时把它接入控制电路使电路放电，使两电路中之一通电而短时吸合。

电容器完全放电后，通过继电器的电容中断而使其触点断开，门锁系统不再工作。

图2-2 电容式门锁控制电路2.2.1.3车速感应式门锁控制器车速感应式门锁控制电路如图2-3所示。

在中央集控门锁系统中加载车速为10km／h的感应开关，当车速在10km／h 以上时，若车门未上锁，驾驶员不需动手，则门锁控制器自动将门上锁。

如果个别车门要自行开门或锁门可分别操作。

图2-3 车速感应式门锁控制电路当点火开关接通时，电流流经报警灯可使3个车门的报警灯开关(此时门未锁)搭铁，报警指示灯亮。

若按下锁门开关，定时器使三极管T2导通一下，在三极管T2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时，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T1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T1提供基极电流，T1导通，定时器触发端经T1和车门报警开关搭铁，如同按下锁门开关一样，使车门锁定，从而保证行车安全。

2.2.2门锁开关2.2.2.1中央控制门锁开关中央控制门锁开关安装在左前门和右前门的内侧扶手上，如图2-4所示，是在车内用来控制全车车门的开启与锁止。

图2-4 中央控制门锁开关2.2.2.2钥匙控制开关钥匙控制开关装在左前门和右前门的外侧门锁上，如图2-5所示。

当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，同时车门钥匙也是点火开关、燃料箱、行李箱等全车设置锁的地方共用的钥匙。

图2-5 钥匙控制开关1-车门钥匙孔；2-钥匙控制开关2.2.2.3行李箱门开启器开关（1）行李箱开启器装在行李箱门上，结构如图2-6所示，主要由扼铁、插棒式铁芯、电磁线圈和支架组成。

轴连接行李箱门锁，当电磁线圈通电时，插棒式铁心将轴拉入并打开行李箱门。

线路断路器用以防止电磁线圈因电流过大而过热。

图2-6 行李箱门开启器1-支架；2-电磁线圈；3-扼铁；4-线路断路器；5-插棒式铁芯；6-轴（2）行李箱门开启器开关位于仪表板下面，拉动此开关便能打开行李箱门，如图4-8所示。

不同车的行李箱门开启器并关有所不同，图2-7中所示的行李箱门开启器开关操作时，先用钥匙顺时针旋转打开行李箱门开启器主开关，然后再使用行李箱门开启器开关打开行李箱。

图2-7 行李箱门开启器开关安装位置1-行李箱门开启器开关；2-钥匙门；3-燃油箱盖开启器开关；4-行李箱门开启器主开关2.2.3门锁执行机构门锁执行机构的任务是在外电路的控制下，使其通电极性发生改变，从而改变运动方向，带动门锁连杆机构完成开锁和闭锁的功能。