汽车舒适控制系统及检修(第2版)
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1.1 玻璃升降器控制系统的组成与工作原理

一、玻璃升降器控制系统的组成

迈腾玻璃升降器电动机通过各车门控制单元分别进行控制,如图1-7所示,整个控制系统包含以下元器件和控制单元:遥控钥匙、车载电网控制单元J519、数据总线诊断接口J533、进入及起动系统接口J965、车门控制单元(四个车门分别一个)、玻璃升降器电动机(四个车门分别一个)、玻璃升降器开关(四个车门上都有一个或一组)。

图1-7 迈腾玻璃升降器结构组成

1.驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512

如图1-8所示为迈腾驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512,它主要包含以下开关元件:

图1-8 迈腾驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512

1)驾驶人侧玻璃升降器控制开关。

2)前排乘员侧玻璃升降器控制开关。

3)左后侧玻璃升降器控制开关。

4)右后侧玻璃升降器控制开关。

5)儿童安全锁按钮。

6)后视镜调节、转换开关。

注意:本节只讲玻璃升降器控制和儿童锁控制。

如图1-9所示为迈腾驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512电路原理图,从中可以看出,为了减少普通电路连接数量,迈腾玻璃升降器控制开关采用分压方式,将通常的四根信号线(上升、自动上升、下降、自动下降)采用一根信号线输出。

图1-9 迈腾驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512电路原理图

在每个开关电路上串有不同的电阻,操作开关在不同的档位(上升、自动上升、下降、自动下降)时,通过不同的分压电阻将车门控制单元发出的、作为基准的方波信号电压改变,控制单元将这些输入的方波信号幅值电压和其内部预先存储的玻璃升降器图谱动作数据(上升、自动上升、下降、自动下降)电压对比,如果和哪一个图谱动作数据电压对比成功,将控制玻璃升降器相应的(上升、自动上升、下降、自动下降)动作。

按下E512上的玻璃升降器锁止开关E318,J386检测到开关开启信号,并将这个模拟信号转换为数字信号,通过LIN局域网发送给左后侧车门控制单元J388,此时当J388接收到来自于自身车门上的升降器控制开关E52的信号时,将不会执行左后侧车门玻璃升降电动机动作控制,左后侧玻璃将无法上升或下降。同时,J386将数字信号通过舒适CAN总线发送给前排乘员侧车门控制单元J387,J387再通过LIN线发送给右后侧车门控制单元J389,此时当J389接收到来自于自身车门上的升降器控制开关E54的信号时,将不会执行右后侧车门玻璃升降电动机动作控制,右后侧车门玻璃将无法上升或下降。

注意:玻璃升降器锁止开关E318开启后,E512中的E711、E713还可以继续控制两个后门玻璃动作。

2.前排乘员侧、左后侧、右后侧车门上的玻璃升降器操作开关

迈腾前排乘员侧、左后侧、右后侧车门上分别安装有只能控制自身车门玻璃升降器的单体操作开关,如图1-10所示,其工作电路图如图1-11~图1-13所示。其结构原理和驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512基本一样,也是采用分压信号的方式实现不同的功能控制。

图1-10 迈腾前排乘员侧、左后侧、右后侧车门上的玻璃升降器操作开关

3.儿童安全锁按钮E318

如图1-14所示为迈腾轿车上安装的儿童安全按钮,它是为保证乘车儿童安全的一种主动安全装置,防止车辆行驶过程中儿童开启后部车窗产生的危险。在儿童安全锁按钮锁止情况下,只有驾驶人侧控制开关才能控制所有后侧玻璃车窗,所有后门上的玻璃车窗玻璃升降器开关无法控制对应的玻璃车窗。

图1-11 迈腾前排乘员侧玻璃升降器操作开关电路原理图

图1-12 迈腾右后侧玻璃升降器操作开关电路原理图

图1-13 迈腾左后侧玻璃升降器操作开关电路原理图

图1-14 迈腾儿童安全锁按钮E318的电路原理图

其结构原理和驾驶人侧玻璃升降器操作开关E512基本一样,也是采用分压信号的方式实现不同的功能控制。

4.玻璃升降器电动机

如图1-15所示为迈腾玻璃升降器电动机,从上一代的控制单元、电动机为一体的结构中将电动机分离出来,采用单独控制,这将使得玻璃升降器机械结构有了更多的布局结构设计。

玻璃升降器电动机采用直流永磁电动机,电动机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电动机旋转带动负载。

图1-15 迈腾玻璃升降器电动机

运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电动机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成,如图1-16所示。

图1-16 直流碳刷电动机结构原理图

迈腾玻璃升降器电动机采用双源控制,系统在控制时,通过改变电动机上的两个电源线极性方向(+、-),电动机的转动方向将改变,随之车窗玻璃将会在滑道内上升或者下降,如图1-17~图1-20所示为每个车门玻璃升降器电动机与控制单元之间的连接路。

图1-17 迈腾驾驶人侧玻璃升降器电动机电路原理图

图1-18 迈腾前排乘员侧玻璃升降器电动机电路原理图

图1-19 迈腾左后侧玻璃升降器电动机电路原理图

图1-20 迈腾右后侧玻璃升降器电动机电路原理图

5.驾驶人侧车门控制单元J386

如图1-21所示为驾驶人侧车门控制单元J386,其主要功能是根据各种输入信号控制玻璃升降器电动机、中控门锁、后视镜、转向信号灯等执行器的工作,其信号输入端组成和主要作用见表1-2。

图1-21 迈腾驾驶人侧车门控制单元J386

表1-2 驾驶人侧车门控制单元J386的输入信号

其信号输出端组成及功能,见表1-3。

表1-3 驾驶人侧车门控制单元J386功能

6.前排乘员侧车门控制单元J387

如图1-22所示为前排乘员侧车门控制单元J387,其主要功能是根据各种输入信号控制玻璃升降器电动机、中控门锁、后视镜、转向信号灯等执行器的工作,其信号输入端组成和主要作用见表1-4。

图1-22 迈腾前排乘员侧车门控制单元J387

表1-4 前排乘员侧车门控制单元J387的输入信号

其信号输出端组成及功能,见表1-5。

表1-5 前排乘员侧车门控制单元J387功能控制

7.后侧车门控制单元J388、J389

如图1-23所示为左后侧车门控制单元J388、右后侧车门控制单元J389,其主要功能是根据各种输入信号控制玻璃升降器电动机、中控门锁、氛围灯等执行器的工作,其信号输入端组成和主要作用见表1-6。

图1-23 迈腾后侧车门控制单元J388、J389

表1-6 左后侧、右后侧车门控制单元信号输入

其信号输出端组成及功能,见表1-7。

表1-7 左后侧、右后侧车门控制单元功能控制

二、玻璃升降器控制系统的工作原理

1.控制功能

迈腾玻璃升降器控制系统的主要功能有以下几个。

1)车窗玻璃手动上升。

2)车窗玻璃自动上升。

3)车窗玻璃手动下降。

4)车窗玻璃自动下降。

5)儿童安全锁。

6)车窗玻璃防夹手。

2.工作过程

分驾驶人侧、前排乘员侧、左后侧、右后侧四个车门玻璃升降器进行讲解。

(1)驾驶人侧玻璃升降器

如图1-24所示为驾驶人侧玻璃升降器控制原理图,驾驶人侧玻璃升降器操作开关E710安装在E512上,当向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降)、向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J386提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给J386, J386将此信号转变成数字信号,并根据内部的程序控制驾驶人侧玻璃升降器电动机的运行。

图1-24 迈腾驾驶人侧玻璃控制过程

(2)前排乘员侧玻璃升降器

如图1-25所示迈腾前排乘员侧玻璃升降器控制过程,从中可以看出,前排乘员侧玻璃升降器电动机受控于两个开关,一个是位于驾驶人侧的玻璃升降器总开关E512的分开关E716,一个是位于前排乘员侧车门上的单体开关E107,两个开关的控制路径不同。

1)利用驾驶人侧玻璃升降器分开关E716进行控制。

当操作E512上的前排乘员侧玻璃升降器控制开关E716时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J386提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给J386,J386将此信号转变成数字信号,通过舒适CAN总线传送给前排乘员侧车门控制单元J387,J387根据内部的程序控制前排乘员侧玻璃升降器电动机的运行。

图1-25 迈腾前排乘员侧玻璃控制过程

2)利用前排乘员侧玻璃升降器开关E107进行控制。

如图1-26所示为利用E107控制前排乘员侧玻璃升降的控制原理图,当操作前排乘员侧车门面板上的车窗玻璃升降器控制开关E107时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J387提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给前排乘员侧车门控制单元J387,J387将此信号转变成数字信号,并根据内部的程序控制前排乘员侧玻璃升降器电动机的运行。

图1-26 利用E107控制前排乘员侧玻璃升降的控制原理

(3)左后侧玻璃升降器

左后侧玻璃升降器电动机受控于两个开关,一个是位于驾驶人侧的玻璃升降器总开关E512的分开关E711,一个是位于左后侧车门上的单体开关E52,两个开关的控制路径不同。

1)利用驾驶人侧的分开关E711进行控制。

如图1-27所示为驾驶人侧的分开关E711控制原理图,从中可以看出,当操作E711开关时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J386提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给驾驶人侧车门控制单元J386,J386将此信号转变成数字信号,通过LIN总线传送给左后侧车门控制单元J388,J388根据内部的程序控制左后侧玻璃升降器电动机的运行。

2)利用左后侧玻璃升降器开关E52进行控制。

如图1-28所示为左后侧玻璃升降器开关E52控制原理图,当儿童安全锁开关不起作用、操作E52开关时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J388提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给左后侧车门控制单元J388,J388将此信号转变成数字信号,并根据内部的程序控制左后侧玻璃升降器电动机的运行。

注意:E52能进行有效控制的前提是J388处于激活状态,因此要注意J388的激活条件。

图1-27 驾驶人侧玻璃升降器分开关E711控制原理图

图1-28 左后侧玻璃升降器开关E52控制原理图

(4)右后侧玻璃升降器

右后侧玻璃升降器电动机受控于两个开关,一个是位于驾驶人侧的玻璃升降器总开关E512的分开关E713,一个是位于右后侧车门上的单体开关E54,两个开关的控制路径不同。

1)利用驾驶人侧的分开关E713进行控制。

当操作E512上的右后侧玻璃升降器控制开关E713时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J386提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给驾驶人侧车门控制单元J386,J386将此信号转变成数字信号,通过舒适CAN总线传送给前排乘员侧车门控制单元J387,再通过LIN总线传送给右后侧车门控制单元J389,J389根据内部的程序控制右后侧玻璃升降器电动机的运行,如图1-29所示。

图1-29 迈腾右后侧玻璃控制过程(E512上)

2)利用右后侧玻璃升降器开关E54进行控制

当儿童安全锁开关E318不起作用、操作右后侧车门面板的车窗玻璃升降器控制开关E54时,不管向上拉动开关至一档(代表手动上升)、向上拉动开关至二档(代表自动上升)、向下按动开关至一档(代表手动下降),还是向下按动开关至二档(代表自动下降),开关就会将J389提供的0V~+B的方波信号(基准)幅值电压分压后作为信号输送给右后侧车门控制单元J389,J389将此信号转变成数字信号,并根据内部的程序控制右后侧玻璃升降器电动机的运行,如图1-30所示。

图1-30 迈腾右后侧玻璃控制过程(右后侧车门上)

(5)儿童安全锁控制

如图1-31所示为迈腾儿童安全锁控制过程,从中可以看出,当操作E512上的儿童安全锁按钮E318时,如果是初次按下E318,代表驾驶人想让所有后侧车门玻璃动作锁止,如果再次按下E318,代表驾驶人想让所有后侧车门玻璃动作解锁,此时开关就会将不同的电压信号输送给驾驶人侧车门控制单元J386。

J386在接收到E318的信号后,将此信号转变成数字信号,一方面通过J386与左后侧车门控制单元J388之间的LIN总线传送给J388,J388根据信号指令看是否锁止左后侧玻璃升降器电动机的运行;另一方面通过J386与前排乘员侧车门控制单元J387之间的舒适CAN总线传送给J387,再通过J387与右后侧车门控制单元J389之间的LIN总线传送给J389,J389根据信号指令看是否锁止右后侧玻璃升降器电动机的运行。

图1-31 迈腾儿童安全锁控制过程

(6)车窗玻璃防夹手控制

迈腾车窗玻璃在手动上升和自动上升过程中都带有防夹手功能。

电动车窗玻璃在上升过程中的阻力变化与车窗玻璃到达终端的阻力不一样,后者的阻力远远大于前者阻力,当玻璃上升过程中,夹住物体,由于阻力增大且变化(电动机电流增大和变化),控制单元检测到阻力(电流)增大、变化,立即改变电动机控制方向,车窗玻璃立即下降至中间位置。而车窗玻璃到达终端(顶部或底部)时阻力基本恒定(电动机电流恒定),且到达终端时电动机电流过载,控制单元检测到这个过载电流后停止电动机供电,车窗玻璃完全关闭或打开。