五菱宏光车三合一控制器与蜂鸣器的整合

2011-09-03邓福启

汽车电器 2011年10期

邓福启

（上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西柳州 545007）

五菱宏光的市场定位是紧凑型商务车，其相对五菱原来的微型汽车，增加了一些改善舒适性和便捷性的新型电器。由于电器零件数量的增加，电器零件的安装空间成为整车设计必须考虑的问题。三合一控制器正是为减少零件的数量和安装空间而提出的，它包含原电子闪光器、间歇刮水继电器、后雾灯继电器的功能。蜂鸣器则是一个新增的零件，用于在点火开关处在非工作档位、小灯或前照灯未关闭、驾驶员侧门打开时，发出报警声，提醒驾驶员关闭外部灯光，以防止蓄电池的损耗。

当前，五菱宏光车及这两个零件都已进入批量生产阶段。笔者近期对整车电路和这两个零件的输入和输出信号进行详细分析，认为这两个零件可以合并成一个零件，而且在三合一现有控制方式的基础上，可增加间歇时间可调功能，以及可将洗涤刮水由1个阶段变为2个阶段，从而使刮水功能更实用。合并后，新零件称为多功能控制器，其外形尺寸和安装方式与原三合一控制器相同，这样可以不用改变安装位置及支架，使涉及更改的相关零件尽量减少。该零件可作为2012年度车型的生产零件。

1 五菱宏光车原三合一控制器和蜂鸣器可以改进的方面

图1是五菱宏光车原三合一控制器和蜂鸣器接线原理图。在三合一控制器中，闪光器和间歇刮水继电器的电源均由点火开关的IG2触点控制，IG2在点火开关的ON档处于导通状态，而在其它档位则断开；后雾灯继电器由前照灯继电器供电，只有在前照灯开关接通时才有电。由于三合一控制器采用单片机作为主控单元，点火开关从ON档拧至ST档时，IG2电源瞬时被切断，因此可能导致单片机重新上电复位，则其内部的继电器工作状态会发生变化。例如，后雾灯继电器在复位后被断开，需重新按后雾灯开关才能再接通。为此，需要给三合一控制器提供常通电源作为单片机的电源，而这样一来，三合一控制器便存在静态电流问题（发动机熄火后单片机仍有低功耗的维持电流），给长时间停放的车辆带来不利的影响。虽然点火开关的上述设计是为减少发动机起动时的用电负载，但由此引起的三合一控制器静态电流问题必须重新评估，并加以解决。

当前，轿车的控制电器与微型汽车的控制电器相比，增加了一些实用功能。例如，中级轿车的间歇刮水时间可调，而且洗涤刮水分2个阶段进行:第1阶段从洗涤开关接通零点几秒后开始，第2阶段则从第1阶段刮水结束几秒后开始（在车速达到某一速度后才启用第2阶段刮水，用于刮净第1阶段刮水后残留在挡风玻璃上的水），这两项功能是三合一控制器所不具备的。但因三合一控制器采用单片机作为主控单元，在不更改组合开关设计的前提下，仍有模拟轿车的上述控制功能的可能性。

2 五菱宏光车原三合一控制器和蜂鸣器合并的可行性

从图1可以看出，若将闪光器和刮水电动机的电源改接在点火开关的IG1上，则在发动机的起动过程中，IG1不会断电，即闪光器和间歇刮水继电器的电源不会断开，因而单片机不会重新上电复位，这样一来，原来的常通电源线可以取消，三合一控制器静态电流问题就被解决了。原三合一控制器采用DJ7131-3-11插接器与外部电路连接，该插接器拥有13个端子，对蜂鸣器而言，原来的4根引线，在更改后的三合一控制器中已有IG1（即闪光器电源）和搭铁线两根被引入，只差小灯信号线和门开关信号线，由于更改后的三合一控制器只需11个端子，正好闲置了2个端子，可用来引入小灯信号和门开关信号，因此，蜂鸣器并入三合一控制器后，插接器可以维持不变。之所以沿用三合一控制器所用的插接器，是因为该插接器拥有较大的载流量，并经使用证明可以满足设计要求，若重新选择插接器，可能会带来设计风险和零件成本的上升。

更改后，新零件称为多功能控制器，其接线原理图如图2所示。但是，实施更改后，若在发动机起动前已接通闪光器、间歇刮水继电器，则这些电器在起动过程中仍处于工作状态，增加了蓄电池的负载，可能影响发动机的起动性能。如果测试证明这种影响是明显的，需在多功能控制器中增加适当的电源检测电路，以便在发动机起动阶段禁止闪光器、间歇刮水继电器工作。

原蜂鸣器采用蜂鸣片作为发声器件，将三合一控制器与蜂鸣器合并后，需要在多功能控制器外壳的正面增加一个安装蜂鸣片的腔体，如图3所示。腔体为圆柱形结构，其顶部设有一个圆形盖子，以便将蜂鸣片装入腔体，盖子的中心开有一个圆孔，用来发声。由于蜂鸣片的厚度仅2mm左右，增加发声腔体后，外壳的高度变化不大，仍可将它安装在原安装位置。

综上所述，将三合一控制器与蜂鸣器合并是完全可行的。

3 多功能控制器间歇时间调整与两阶段洗涤刮水的实现

参照中级轿车的间歇刮水时间多级调整方法，多功能控制器至少可以模拟出2种可选的间歇时间（设置更多的时间档可能导致驾驶员需要反复调整开关，因为原组合开关本身无间歇时间调整装置）:第1种为上电默认的间歇时间，即发动机起动后第1次启用间歇刮水的间歇时间，又称正常间歇时间；第2种为按照规定时间断开再接通间歇刮水开关可以获得的更长间歇时间，又称加长间歇时间。其具体的调整方式如图4所示。

对于中级轿车的两阶段洗涤刮水功能，多功能控制器可以用单片机直接模拟，只是由于缺乏车辆行驶速度信号，显得不够智能化，但这种功能在大多数情况下是适用的。两阶段刮水的工作时序如图5所示。

4 合并后零件的断点问题

两种不同技术状态的零件交割称为断点。为避免不同技术状态的零件错装引起不良后果，除进行断点管理外，还应在设计上确保:即使多功能控制器被安装到原装配三合一控制器的车型上或三合一控制器被安装到现装配多功能控制器的车型上，均不会出现导致任何电器损坏的后果，而且可以根据零件的工作状态识别零件是否装错。为此，需保持原三合一控制器中除12号端子以外的其它已使用端子在多功能控制器中的连接关系不变，并将三合一控制器中12号端子作为多功能控制器的小灯信号采样端子，原三合一控制器中空闲的5号端子作为多功能控制器的驾驶员侧门开关信号采样端子，参见图2。这样，即使错装零件，其后果也是可以预期和可控的。具体的后果分析如表1所示。