车辆门锁分类、控制逻辑梳理

baoshijie

车锁在最近引起了不少讨论，本文主要探讨汽车门锁系统，以及汽车门锁系统的各个场景下的控制逻辑。

01.门锁系统结构

隐藏式门把手是一种隐藏在车门钣金内部，从外面看上去门把手与车门是一个平面的门把手结构形式。目前国内电动车不断应用隐藏把手。当用户携带遥控钥匙靠近车门时，把手自动旋转至预开启位置出，用户拉开把手，带动拉索拉开门锁。

汽车门锁系统作用简单来说，就是控制四门上锁或开锁，分别为点火钥匙、左前门锁芯、四门锁块总成，门内、外开门拉手和门内开锁机构、门锁控制器以及车身控制模块（BCM）。门锁机械结构以及门锁控制电路如下图所示。





门锁机械结构





门锁系统工作电路图

02.隐藏式门把手的分类

当前市场上主流隐藏把手形式为旋转式、平出式和微动开关式三种。

1#. 旋转式

也称为“杠杆式”，用户在开门的时候，需要用手按住门把手的一端，使另一端翘起来。通过拉动翘起一端的把手，用户可以解锁车门上的拉锁。典型的使用车型包括特斯拉 Model 3 和长安 UNI-T等。这种设计相对简单。





▲图 UNI-T使用的旋转式把手

2#. 平推式

用户在开门时，可以通过遥控钥匙或者感应解锁的方式，当车辆处于通电解锁状态时，车门把手会通过内部的电机驱动顶出。而在锁车时，电机会将把手收回。这种开门方式适用于特斯 拉 Model S、 路 虎星脉和比亚迪海豹等车型。





▲图 平推式把手

3#. 微动式

此类把手设计在外观上保留了把手窝，用户在开门时只需将手伸入把手窝内，按下微动开关即可打开车门，如下图所示。相比之前提到的设计，这种把手的成本较低，并且受极端气候的影响较小。





▲图 微动式把手

03.各场景的门锁控制策略

门锁由BCM内部继电器控制，在接收到有效解闭锁信号后，BCM 对门锁电机进行控制，三门锁电机解闭锁动作输出时间为 250ms。车门锁有内部锁电机，具有两种机械状态：

解锁状态：车门锁可以通过内部或外部打开；

上锁状态：车门锁只能从内部打开。

1#. 远程上锁

在解防状态下，BCM收到有效RKE上锁信号后，若三门及引擎盖全部关闭，则三门上锁，双侧转向灯闪烁1次，闪烁周期为1s，其中0.5s亮，0.5s灭，喇叭鸣叫10ms。如果在闪烁期间，BCM接收到RKE解锁命令，则灯光闪烁转入解锁闪烁过程；若司机侧门关闭后任何其它门未关闭，则锁电机动作，转向灯不闪。等全部门关闭，重新执行确认动作，即双侧转向灯闪烁1次，闪烁周期为1s，其中0.5s亮，0.5s灭，喇叭鸣叫10ms。

在设防状态下，BCM 收到有效 RKE 上锁信号后，BCM 仍执行闭锁动作，同时执行确认动作，即锁电机动作，双侧转向灯闪烁1次，闪烁周期为1s，其中0.5s亮，0.5s灭，喇叭鸣叫10ms。





▲图 遥控上锁时序

2#. 遥控解锁

在设防状态下，BCM 接收到有效 RKE 解锁信号后三门解锁，实施解防，并执行确认动作，即双侧转向灯闪两下后熄灭。每次闪烁周期为1s，其中 0.5s亮，0.5s灭。

在解防状态下，BCM 接收到有效 RKE 解锁信号或者机械钥匙解锁信号后，BCM 执行解锁动作，双侧转向灯相应闪烁2次。





▲图 遥控解锁时序

3#. 自动上锁功能

当车速达到 40km/h，若司机侧锁电机处于解锁状态，驾驶员门关闭的情况下，BCM 会自动对车门上锁。

闭锁后，车速变化不再重复上锁，当车速低于 40km/h 时，允许开闭锁，当车速大于 40km/h 时，不允许开闭锁。





▲图 自动上锁时序

4#. 自动重上锁

若在解除设防 30s 内没有三门及引擎盖打开或钥匙插入点火锁，则按远程闭锁流程操作。

5#. 中控开关开/闭锁功能

中控开关控制闭锁：

在解防状态下，BCM 收到中控闭锁开关信号后，若三门及引擎盖全关闭则执行三门闭锁，如果驾驶员门未关闭，锁电机不动作，如果其它门或引擎盖未关闭，锁电机动作。若锁电机已处于闭锁状态，BCM收到中控闭锁开关信号后，锁电机重新执行闭锁动作。



中控开关控制开锁：

在解防状态时，BCM 收到中控开锁开关信号后，执行四门电机解锁动作。若四门门锁处于解锁状态，BCM 收到中控开锁开关信号后，锁电机重新执行解锁动作。



6#. 熄火自动解锁功能

当钥匙拔出点火开关后，BCM 驱动门锁电机执行所有门解锁。

7#. 碰撞强制开锁功能

点火开关在 ON 档，BCM 收到有效的安全气囊展信号后，BCM 强制打开三门锁(驱动电机5s)；屏蔽车速自动上锁功能、屏蔽中控闭锁功能和 RKE 遥控闭锁功能。

当 BCM 检测到点火开关状态从 ON 到 OFF 的变化后恢复自动上锁功能、中控闭锁功能和 RKE 闭锁功能，以及机械钥匙上锁功能(碰撞优先)。





▲图 碰撞强制开锁时序

8#.闭锁器保护功能

车锁计数器会在每接收到一次闭锁/解锁信号后加 1，在 10 秒钟的时间里面，当车锁计数器达到值 N=8次时，会禁止锁功能，直到 15 秒之后恢复，在进入热保护功能之后要停留在解锁状态。