轿车电动卡板式门锁的智能控制研究.pdf

第 19 卷 第 2期 1997 年 4 月 武 汉 汽 车 工 业 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN AUTOMOTIVE POLYT ECHNIC UNIVERSITY Vol. 19 No. 2 April 1997 轿车电动卡板式门锁的智能控制研究* 赵 勇 杨明忠 ( 机电工程学院) 摘 要 讨论了智能型轿车电动门锁的结构和工作原理, 着重分析了智能型轿车电动门锁的两 种控制型式、 电路的工作原理、 密码的设定与磁卡的变更及其无线电遥控。 关键词 轿车 ; 电动门锁 ; 智能控制 中图法分类号 U 463. 854 轿车电动门锁是用于中高档轿车上的一种机电一体化保险装置, 它采用电子线路控制, 以 电磁铁或微型电机及锁体作为执行机构。 轿车门锁的发展经历了舌簧锁、 钩簧锁、 凸轮锁、 齿轮 齿条锁及卡板式锁等阶段。在国内的轻型车和卡车上, 一般采用钩簧锁, 在进口轿车上多采用 卡板式门锁, 但基本上是手动的。 在国外的中高档轿车上已采用了电动门锁或自动门锁( 中央集控系统) , 这是由轿车所要 求的使用方便性、 安全性和美观性所决定的。 据文献 1 统计, 1989 年德国有5 万辆汽车被盗, 而 1993 年汽车被盗数量达到2022万辆。1993年法国被盗车达到 30 万辆, 英国被盗车达到 58 万辆。美国的盗车案件是世界上最多的, 每年大约发生 160 万起, 平均每 20 秒钟就有 1 辆 汽车被盗, 且被盗目标已转向豪华、 名牌及热销的汽车产品。在我国每年发生的盗车案件也有 逐年上升的趋势。因此为适应汽车门锁发展的需要, 研制安全、 美观的国内汽车用电动门锁势 在必行。 1 轿车电动卡板式门锁的结构和工作原理 1. 1 轿车电动卡板式门锁的结构 轿车电动卡板式门锁的结构由控制部分和执行机构组成, 图 1 为其结构原理图。 1. 2 工作原理 轿车电动门锁的执行机构是由微型电机拖动操作机构, 然后控制卡板式锁体动作, 产生车 门的锁止状态, 并有一反馈信号使发光二极管显示不同的色光以表明车门锁的工作状态。 在轿车电动门锁的结构中, 控制部分是关键部位。它由磁卡或电信号的输入、 存储、 编码、 鉴别、 抗干扰、 微型电机、 报警与显示等单元组成。 其中由磁卡输入单元组成的输入器富于结构 变化, 编码和鉴别电路是整个控制部分的核心, 电源是控制部分和执行机构必不可少的。当需 要开/ 关轿车侧门时, 插入磁卡或输入电信号, 则由输入器产生一输入信号进入存储系统, 在鉴 稿件收到日期: 1996-08-30. *武汉市政府科技先导攻关资助项目( 编号 94101001) . 赵 勇, 男, 32 岁, 博士研究生, 讲师, 现从事智能工程、CAD/CAM和并行设计的研究. 工作单位: 武汉汽车工业大学机电工 程学院, 武汉, 430070. 图1轿车电动卡板式门锁结构原理简图 控 制 部 分执 行 部 分 闭 锁 器 卡板式锁体 反馈信号 操纵机构 编码显示 电机 报警 鉴别 抗干扰 存储 电源 输 入 磁卡或电信号 别器中与预先编制好的密码信号进行比较。当两者一致时, 鉴别器输出一控制信号给微型电 机, 电机收到控制信号之后驱动操作机构动作, 卡板式锁体和锁止机构在控制机构的操作下控 制车门从全锁止状态进入半锁止状态, 此时再插入车门钥匙进行操作时, 即控制车门从半锁止 状态进入开启状态, 从而完成车门的工作过程。 车门的锁止状态通过传感装置产生一反馈信号 给显示板, 以此表明车门处于所需的锁止状态。 2 轿车电动门锁的控制原理 2. 1 电路工作原理 图 2 电动锁控制电路原理图 图 2 是轿车电动门锁控制电路原理图。它由磁卡信号接收器、 密码鉴别器及一些辅助元件组 28 武 汉 汽 车 工 业 大 学 学 报1997 年 4 月 成。 磁卡信号接收器起更改密码及连接密码鉴别器的作用, 不同的磁卡, 有不同的接线机制, 因 而就有不同的密码。 在密码鉴别器中存储了大量的密码, 只有操作者在知道磁卡密码并正确输 入磁卡位置时, 此密码产生的信号才被密码鉴别器接收, 并对其进行处理鉴别, 正确的密码信 号输入一高电平信号以控制微型电机。 在电路的工作过程中, 磁卡信号接收器还受无线电信号 的控制。当遥控器发射的密码信号与事先确定的密码信号相符时, 即使没有磁卡插入, 密码鉴 别器同样可输出一高电平以控制微型电机。 图 2 中: E 为控制部分电源; C1为抗干扰电容; 其将噪声滤掉; C2为遥控输入密码时间控 制电容, 在其值一定的情况下, 当输入的密码时间间隔太长, 则输入的正确密码不起作用; K 为 内部控制开关。 从外部开锁则需插入磁卡, 而从内部开锁时, 只需按下开关 K 即可控制微型电 机动作。 2. 2 密码的设定与磁卡的变更 在密码鉴别器的输入端, 信号输入必须按3、 4、 5、 6 的次序才能被接收并加以处理。 在磁卡 信号接收器中, 插入不同的磁卡就意味着在接通状态下输入了不同的密码信号, 输入正确磁卡 时, 只有使之处于正确位置的密码信号才被鉴别器接收并进行鉴别。 在不插入磁卡或插入错误 的磁卡时, 接收器根本不接通, 因此电机不动作。 在设定密码时, 要根据密码存储器中所存储的密码, 选定其中一个密码来制作磁卡或把磁 卡设计成位置可调试, 即随着插入磁卡位置的不同, 而变换密码。假定每次所确定的密码都是 4 位, 图示结构密码个数的计算为: 12! 12/ ( 12- 4) ! = 142 560。所以即使某人有正确的磁 卡, 如果他不使之处于正确位置的话, 其开锁成率也只有 710- 7。 2. 3 轿车电动门锁的无线电遥控控制 遥控器的板面由 12 个数字按钮和开、 关按钮组成。当输入的数字组合所组成的密码信号 与磁卡信号接收器中所确定的密码信号相一致时, 密码鉴别器才控制微型直流电机动作, 否则 锁体处于全锁止状态, 即使有车门钥匙也无法开启车门。 3 结 论 a. 笔者在研制轿车电动门锁的同时, 开发了电动门锁的控制系统, 使轿车门锁的开启由 过去单一的钥匙操作变为磁卡( 或无线电遥控) + 钥匙的操作方式, 从而提高了轿车的安全性。 b. 在电动门锁的基础上增加磁卡和无线电遥控, 为轿车锁实现中央集控系统和具备连锁 功能打下了基础。 c. 轿车电动锁由单一控制变为双重控制, 安全性虽然大大提高, 但开启车门锁的方便性 却有所下降, 因此车门锁的控制方式有待进一步研究。 参 考 文 献 1 朱盛镭. 汽车防盗安全系统的发展. 上海汽车, 1994( 6) 5657 29 第 19 卷 第 2 期赵 勇等: 轿车电动卡板式门锁的智能控制研究 A Study on Intelligent Control of Motor-driven Door Lock of Cars Zhao Yong Yang Mingz hong ( College of M echanical and Electronic Engineering) Abstract T his paper discusses the structure and working principle of intelligent motor- driven door lock of cars and emphatically analyzes the two methods of controling the intelligent motor- driven door lock of cars. The working principle of electrical circuit,code setting and magnetic card changing,and wireless remote co