桑塔纳3000志俊轿车舒适系统电路

2012-06-13徐宗炯

汽车电器 2012年11期

关键词：门锁延时电动机

孙平，徐宗炯

（北华大学交通建筑工程学院，吉林吉林 132011）

目前，舒适系统指的是轿车上的玻璃升降系统、中央（集中）控制门锁系统、天窗、后视镜、室内灯、座椅调节系统等装置。与舒适环境密切相关的空调系统恰恰不在其内。这也许是因设计分工时这些装置常与车身关系密切有关。而空调又属于发动机系统。

舒适系统的各装置都曾由手工操作，现正逐渐改进为手动-电控兼容，或由电控单元来监控，在电路系统上日趋复杂、多样化。

3中桑塔纳3000志俊轿车的电路图多不连续，读起来很困难。现在经过改画的直接表达出的电路图（图1），除掉不必要的翻页，在一张图上能找到完整的回路，保留了绝大部分电路元素，符号也简单了。

1 桑塔纳3000志俊轿车的摇窗机电路

从改画后的电路原理图（图1a）可以明显地看出：熔断丝S153（30 A）下面的摇窗机电动机的5个开关，电流均来自30号火线，就是说摇窗机的动作只受摇窗机开关的控制，各开关控制关系又有所不同。

1）驾驶员侧左前摇窗机电动机V14由左前摇窗机开关E40控制，电动机V14的两条电线（2.5红和2.5棕）从舒适系统控制单元J330的T25a／13和T25a／24端子引出，而开关E40的两条线（2.5白和2.5白／绿）也接到了J330的另两个端子（T25a／11和T25a／23）上，这说明对摇窗机电动机V14的限流、行程控制、防夹安全保护器件应在J330中。为了在收费站方便操作，驾驶员侧窗玻璃还可能有 “一点降到底”或 “一点升到头”的功能，其控制电路也会装在J330中。

其余4台摇窗机的控制电路接线方法基本相同：右前摇窗机电动机V15的控制开关E41，有一条2.5棕／白线接J330的T25a／14端子，其内也会有限流、限位控制电路；开关E41的另一条2.5红线经公共接点 Q7通向熔断丝S153（30 A），到30号火线。当开关E41如图1a所示状态时，是摇窗机的静止（不工作）状态，E41的两个开关触刀均与搭铁线（2.5棕／白）相触，即使V15仍在旋转，因其脱离了火线而没有引入电流，自身旋转可能使永磁直流电机进入 “发电状态”，该回路形成的电流也会使V15处于能耗制动而停歇。

2）摇窗机开关多为 “一键两动式”：将开关键向上勾起，则开关中的上升开关接通火线（2.5红）。如图1a中E41的右部开关触刀将触点T5l／1与T5l／4接通，则电流从30号火线→熔断丝S153（30 A）→公共接点 Q7→2.5红线→开关E41右刀→2.5棕线→电动机V15→2.5红线→T5l／2端子→开关触刀→T5l／5或T5l／3端子→舒适系统控制单元J330的T25a／14端子→J330的搭铁端子T25a／7、 T25a／8、 T25a／20→公共接点 Q6→4.0棕线→搭铁点→蓄电池-。

设电动机V15为正转，玻璃上升，当其到达顶端位置，如开关E41仍然处在上升状态，则电动机电流会增大1倍至数倍，串联在J330内T25a／14端子中的热变电阻器的阻值会从1 Ω或几欧姆急剧上升到1 kΩ以上，从而使电流立即下降，将电动机V15停止下来，避免电动机V15因过载而烧毁。

3）V26和V27分别为左后和右后摇窗机电动机。为方便后排座上的乘员自己控制身边的玻璃窗升降，同时驾驶员也能控制后排的玻璃窗，左后摇窗机电动机V26有2个开关可以分别控制玻璃升降：E52为驾驶员控制开关；E53为左后乘员控制开关。

同样，右后摇窗机电动机V27也有2个开关（E54和E55），分别处在驾驶员侧和右后乘员侧，也可以方便驾驶员和乘员分别控制右后摇窗机。

出于同一考虑，为防止后座儿童或乘员在行驶中随意升降玻璃窗可能引起的安全隐患，通往后座两个开关的火线（2.5红／白）公共接点 Q4必须经过摇窗机安全开关E39（也装在驾驶员车门开关组中），才能再经2.5红线到公共接点 Q7，再经4.0红线以及熔断丝S153接蓄电池正极。

现以左后摇窗机电动机V26为例，说明其电流路线。假设左后乘员处的摇窗机开关E53中的上升开关（居右）被勾起接通，则电流从蓄电池＋→30号火线→熔断丝S153（30 A）→公共接点 Q7→安全开关E39（接通，指示灯K20与仪表灯同时亮）→公共接点 Q4→左后摇窗机开关E53（接通）→2.5红线→左后摇窗机电动机V26→2.5蓝线→常合开关→2.5棕线→T5m／5→2.5棕／白线→公共接点 Q8→2.5棕／白线→舒适系统控制单元J330的T25a／1端子→舒适系统控制单元J330→T25a／7、 T25a／8、T25a／20端子→搭铁→蓄电池-。

如果是由驾驶员来控制左后摇窗机电动机V26使玻璃下降，则驾驶员将开关E52的下降开关（设为左侧）接通：蓄电池＋→30号火线→熔断丝S153（30A） →4.0红线→公共接点 Q7 →2.5红线→T5m／4端子→触刀→T5m／2端子→2.5棕线→开关E53的5端→触刀→开关E53的2端→2.5红线→2.5蓝线→左后摇窗机电动机V26（电流反向，使下降）→2.5红线→2.5棕线→开关E53的1端→触刀→开关E53的3端→开关E52的T5m／1端子→触刀→开关E52的T5m／3端子→公共接点 Q8→J330的T25a／1端子→J330内部的限流电阻、限位防夹等电路→J330的T25a／7、T25a／8、 T25a／20端子→搭铁→蓄电池-。

可见，当驾驶员操纵开关E52时，电流必须流经开关E53；乘员操纵开关E53时，电流也要流经开关E52。如果E52与E53同时动作就不起作用。

从图1a可见，安全开关E39连通时，后窗两个电动机可以分别控制升降，若将E39断开，就是切断了2.5红／白线的来电，只能由驾驶员在前窗控制开关E52（或E54）来使V26（或V27）上升或下降。后座的儿童或乘员就控制不了左、右后窗玻璃的升降。

4）在图1a中，舒适系统控制单元J330上方的T25a／10端子，经黑／绿线接公共接点 D21，上面接有以下元件的接线：右前转向灯M7、右后转向灯M8、右转向灯M12、转向灯开关右侧端子E2／R、危险报警灯开关右侧端子（T8i／5）E3／5、仪表板右转向指示灯，即J285的T32／2端子。总之，T25a／10端子是右侧转向信号灯、指示灯的公共端子。查全车电路图，另有转向闪光器J2、熔断丝S28（15 A）和S34（10 A）也接在上面。

另外，舒适系统控制单元J330上方的另外一个端子T25a／12，经黑／白线接公共接点 D20，上面接有以下元件的接线：左前转向灯M5、左后转向灯M6、左转向灯M11、危险报警灯开关左侧端子（T8i／6） E3／6、转向灯开关左侧端子E2／L、仪表板左转向指示灯，即J285的T32／15端子。总之，T25a／12是左侧转向信号灯、指示灯的公共端子。这条公共线也是向舒适系统控制单元J330提供左转向信号的。但转向信号灯的功能、电源有其自身的固定搭配。可以独立工作，不依赖于J330，只是向其提供转向灯或危险信号灯正在接通或已断开的信号。

2 桑塔纳3000志俊轿车集中控制门锁系统

2.1 车门锁

车门锁的 “进化”是较快的。最早的车门锁如居家户的门锁，每个车门都有一个独立的门锁，但在各车内都有一根提钮，按下这个提钮，在车外用门把手无法开门，但是这样无论开门或锁门都需逐个进行，非常麻烦，驾驶员也控制不了后方车门被儿童或乘员打开，因此有了 “中央控制门锁”或称“集中控制门锁”，简称 “中控门锁”或 “集控门锁”。只要驾驶员打开或关上了左前或右前的门锁，3个其余门锁随之打开或关上。

从图1a可见：并联的4个门锁电动机经1.5绿线接舒适系统控制单元J330的T25a／15端子；另一根电动机并联总线（1.5蓝）接J330的T25a／19端子，这一蓝一绿两条1.5mm2的电线上的电流肯定是可以换向的，不然无法完成开锁与关锁这一对相反的动作。同时，这4个电动机的电流通过的时间也一定是短暂的，不会延续太长时间，保证门锁电动机开锁到位顺利开门，也保证门锁电动机关锁到位可靠锁门即达目的，通电时间太长反而会使电动机超载过电流烧坏。这些功能都要靠换向开关（或继电器）和延时继电器来完成，这些东西应该包含在舒适系统控制单元J330之中。

图1a中，E61和E62分别为左、右前门的集控锁开关，它们分别接J330的T25a／9端子和T25a／25端子，另一端均搭铁。对照桑塔纳2000GSi轿车集控门锁电路，这应该是与门锁钥匙、锁芯联动的一个搭铁开关，相当于E片与搭铁触片开关的作用。

在没有舒适系统控制单元J330的情况下，先了解并掌握桑塔纳2000GSi轿车集控门锁的结构与工作原理，对我们学习和掌握桑塔纳3000志俊轿车的集控门锁系统也有重要的参考价值。

2.2 集控门锁的组成

集控门锁基本组成如图2所示，它主要由延时继电器J和簧片式换向开关及门锁电动机组成。

1）A片接门锁电动机绿线；B片接门锁电动机过载保护电阻，蓝线。过载保护电阻在常态下阻值只有0.3～0.7 Ω，过载时电阻立即上升到1 kΩ以上，使电动机电流急剧减少，可以保证门锁电动机在完全可靠地关锁或开锁之后，立即停下来。因为运动件到达极限位置以后，若电动机继续旋转，则会烧坏电动机。延时继电器J只能在钥匙孔一次动作之后吸合0.5～0.8s，也是为了防止电动机超载。

2）C片接延时继电器J的触点下；D片接搭铁；E片本身并不搭铁，它是延时继电器J的动作信号输入端，必须经过门锁钥匙在开锁或关锁过渡状态中短暂搭铁一下，以控制电容器充、放电，起到延时作用。E片搭铁由钥匙转动工字形弹性簧片2，短暂接触来实现。

3）工字形圆弧弹性接触片1，其大圆弧用来使E片与搭铁D片短暂接通或长期断开，小圆弧用来使B片搭铁或A片搭铁（二者只居其一），实现门锁电动机电流的换向；圆弧形弹性接触片2用来使A片接通火线或使B片接通火线（二者只居其一），实现门锁电动机电流的换向。

门钥匙（即点火开关钥匙）只有插入车钥匙孔并转动90°，才能使门锁关上或打开。这样，才能使弹性触片1和2同步转动同样的角度。

4）延时继电器J在车钥匙的控制下，E片短暂搭铁或长时悬空，使内部的3个电容器C1、C2、C3充电和放电，E片每搭铁一次，继电器触点则吸合0.5～0.8 s。既能保证门锁动作到位，又不至于使电动机过载烧毁。

5）V29、V30、V31、V32分别为左前、右前、左后、右后门锁电动机及其过载保护电阻，每个车门都有一个门锁电动机（早期驾驶员侧门锁没有电动机），功率为5～10 W。微型直流永磁电动机，因为磁场是永久磁铁，电流只通过电枢而不经磁场，只要改变电枢电流方向就可以改变转子电枢的旋转方向，再经过两对小齿轮与大齿轮减速增扭，离合器、扇形齿轮去驱动门锁连动机构，实施开锁动作和关锁动作。

前已述及，过载保护电阻与门锁电动机串联，当门锁已关到头或开到头，如电动机电路尚未切断，电流过大，可能烧坏电动机。该电阻可从0.4～0.7Ω剧增到1kΩ以上，限制电流的增长。当外电流切断以后，该电阻又恢复常态下的0.4～0.7Ω。

2.3 集控门锁的工作过程

集控门锁一般有几个基本工作状态（或工作位置）：开锁状态；关锁状态；用钥匙转动锁芯，从关锁到开锁过渡：门锁电动机运转0.5～0.8 s开锁，停下来；或从开锁到关锁过渡：门锁电动机运转0.5～0.8s关锁，停下来。延时目的在于动作柔和，可靠关锁，可靠开锁。

门锁的开锁状态和关锁状态这2种工况为稳定状态；过渡状态为短暂工况。这3种状态均在钥匙转动90°范围内。

1）当钥匙处在 “关锁”位置时（图2a），半圆弧弹性触片1使C片与A片相通，工字形弹性触片2使B片与D片搭铁相通，如果此刻延时继电器J正在吸合，来自蓄电池与熔断丝S的电流→延时继电器J触点→C片→A片→并联的4个门锁电动机V29～V32及其过载保护电阻→B片→工字形弹性触片2→D片→搭铁。触点吸合延时0.5～0.8 s，保证关锁到位。如果届时延时继电器J触点断开，电动机V29～V32就在关锁状态不变。如果门已关严，则起到安全防护作用。

2）当钥匙在 “开锁”位置时（图2b），半圆弧弹性触片1使C片与A片断开，C片与B片接通，工字形弹性触片2使B片与D片断开，A片与D片接通。在钥匙转动弹性触片1、弹性触片2的同时，弹性触片2会短暂地扫过固定片E，使其短暂搭铁一下并随之悬空，从而触发延时继电器J闭合0.5～0.8 s，来自蓄电池30号火线的电流经熔断丝S→延时继电器J触点→C片→B片→并联的4个门锁电动机V29～V32及其过载保护电阻→绿线→A片→工字形弹性触片2→D片→搭铁。电流反向流经永磁门锁直流电动机，电动机反转到位，继电器触点断开，完成开锁动作，停下来，并保持在开锁状态。如果此时拉开车门，则可以进入车内从事起动驾驶等操作。

3）过渡状态，所谓过渡就是从关锁常态到开锁常态或从开锁常态到关锁常态的中间过程，也就是继电器触点从断开到吸合0.5～0.8s再断开的过程，如图2c所示。延时继电器J由三极管T1、T2及若干延时电容器和二极管构成，见图3。

常态下（关锁常态或开锁常态下），工字形弹性触片2与E片脱离，电路E点悬空，电路不工作，延时继电器J不吸合，门锁电动机均不运作。

转动钥匙，锁芯与弹性触片1、弹性触片2随之转过90°，弹性触片2与E片接触一下，然后脱开。C3（22 μF）被充电，经11 ms被充满。并联在C3两端的R1（5.5 kΩ）和R2（32 kΩ）的电压降分别增长到UR1=1.8 V， UR2=10.21 V， UR1作用到T1的发射极使T1导通， UR3=0.03V，尚无作用。

因为弹性触片2与E片此时均搭铁，晶体管T2因为D3直接搭铁，UR6不起作用，无Ube2而截止。而线圈J正是T2的集电极负载，T2不导通，线圈无电流，J不动作。

当弹性触片2与E片刚一离开，E片悬空，UR6≥0.7 V，T2导通，继电器线圈得电，触点吸合，使门锁电动机运转0.5～0.8s，工作过程如前1）、 2）所述。

由于E片悬空，电容器C3不仅未能再充电，而且要经R1和R2放电，放电电流在R1上形成的压降维持T1的导通，从而维持T2的基极电流而继续导通约0.5～0.8s。

C3、 R1、 R2时间常数约0.5～0.8 s，即继电器J吸合延时，保证了开锁或关锁到位的时间。C1、D2、R5对T2有反向截止作用，C1的放电电流阻止T2立即导通，也有延时吸合的缓冲作用。

3 室内灯系统

1）熔断丝S25（15 A）接30号红线，直接接蓄电池正极火线，下接室内顶灯W、遮阳板灯W4、左后阅读灯W5、右后阅读灯W6，这几只灯具的共同点是都有一个3档开关，分别是E56、E58、E59，如图1b所示。向右扳动开关则灯长明，中间断开电路，向左扳动则为门控。W4是遮阳板照明灯，单有一个开关E57手控。接触开关F10、F11为方便后排乘员之用。另有2个门控开关F2、F3装在左前车门与右前车门门轴等处，一开车门，顶灯就亮（当然需要顶灯开关E56处在门控位置），门未关的信号也由此发往仪表板J285的报警灯K16处。

2）行李舱照明灯W3单由来自30号火线的熔断丝S27（5 A）控制，由行李舱盖联动开关控制，每当舱盖打开，W3就亮，舱盖关上则灯灭。

4 天窗

天窗电动机V1驱动天窗玻璃打开或合上，在天窗调整控制单元J245中，应当有行程限制或过载保护装置，如玻璃升降或门锁到位那样的元件。天窗开关E59一开一合。电位器E139是天窗运行位置（或速度）的调节装置。

5 后视镜调节系统

1）V33是左电动后视镜的上下调整电动机，用以改变镜中后方景物的远近；V34是左电动后视镜的左右调整电动机，用以改变左后视镜中景物的宽窄与水平朝向。V33、V34在同一后视镜中。

右电动后视镜V35作上下调整，V36作左右调整，V35、V36在同一后视镜中。

2）在操作中，一般都要先选择左镜或是右镜，若选左镜V33、V34，必须断开右镜V35、V36的电路，反之亦然。这个选择由双刀连动开关E48来完成，如图1c所示。

左、右镜选定之后则应选定是让镜片上下偏转调节呢，还是左右偏转调节？当其进行某种调节时，必须断开其他调节，这是由双刀4掷（4档）开关E43（电动后视镜调整开关）来完成的：E43两刀连动，一刀经6号端子接熔断丝S36（5A）到30号火线，另一刀经4号端子接 Q3搭铁线。比如现在选择左镜上调：电流从30号红线→熔断丝S36→黑／黄线→6号端子→触刀 “上”档→左右选择开关E48→电动机V33→0.5红线→0.5白线→3号端子→上号端子→触刀→4号端子→0.5棕线→ Q3搭铁线。电动机V33正转经减速机构驱动镜片向上偏转，开关都是按钮式的，调节到位停止松手。

如果E43开关处在 “下”的调节档位，开关E48仍在左镜，则电流将反向流过V33：蓄电池＋→30号火线→熔断丝S36→6号端子→触刀触点→0.5白线→0.5红线→电动机V33→0.5红／黑线→0.5黑／白线→1号端子→E48触刀→E43触刀→4号端子→0.5棕线→Q3搭铁点→蓄电池-。

其它电动机，如V34、V35、V36的调节，读者可以自己推演。如V34：左镜左调电路，左镜右调电路；V35：右镜上调电路，右镜下调电路；V36：右镜左调电路，右镜右调电路。