汽车门锁控制电路分析与设计

    随着汽车电子控制技术的飞速发展，汽车自动化控制程度越来越高。各种电子线路和微处理技术在汽车的控制中发挥着重要的作用，如发动机油量的电喷控制，自动变速器档位的无极控制等。特别在高档轿车中还可实现自动巡航驾驶、车速控制的车门锁机构等。在这诸多功能中，中控门锁控制是一项重要内容。

1 汽车门锁控制电路特点
    现代轿车都装有门锁装置，一般有解锁、锁止两种状态，锁止时通过内外把手均无法打开车门。传统的汽车门锁电路工作原理图如图1所示：当旋转车钥匙或按下门提手会带动锁止机构运动，带动状态开关K1和K2动作，电容C1(或C2)放电，继电器J1(或J2)吸和，执行电动机M1(或M2)通电带动锁止机构动作。放完电后继电器释放，电动机停止，解锁过程自动完成。

    在这个过程中若驾驶员忘记拔钥匙，就按下门提手锁止车门，会把车钥匙遗留在点火开关钥匙孔内，造成很大麻烦。因此，为了避免上述情况发生，专门设计了门锁控制电路。本设计的特点是当驾驶员将钥匙遗忘在点火开关内时，将向驾驶员提供一个车门处于解锁状态的信号，这样驾驶员就要检查钥匙是不是没有拔出；再有就是拔出钥匙关车门准备锁车时，若车门没有关好，也会向驾驶员提供一个解锁状态的信号，提醒驾驶员检查车门，防止出现车门未被彻底锁止的现象发生，以免造成不必要的人身和财产损失。

    随着轿车对乘用舒适性、操纵方便性、使用安全性的要求，现在的轿车都采用了电控门锁系统如图2所示，并使用了电子技术和无线电技术，有的还接入汽车中央微电脑控制系统，并与启动、点火系统相连接进行防盗控制。本设计中的汽车门锁控制电路主要指数字电路设计部分，即图2中92处的电控单元。
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2 汽车门锁控制电路分析
    根据汽车门锁控制电路的控制要求，在正常情况下，当驾驶员拔出发动机钥匙，准备锁车时，则钥匙位置检测开关状态为1；接着进行车门状态检测，4个车门均关好，则车门状态检测开关也为1，此时可以发出解锁信号且输出为0，而锁止信号则由车门锁或车内门锁控制开关的状态决定，当这两组开关中有一组为锁止状态，则发出锁止信号且输出为1。
    当钥匙遗忘在点火开关内时，即钥匙位置检测开关状态为0，则发出解锁信号且输出为1，而锁止信号输出为0，即车门不能锁止，即提醒驾驶员钥匙遗忘车内。
    当车门未关好时，即4个车门中只要有一个没关好，则车门状态检测开关为0，发出解锁信号且输出为1，而锁止信号输出为0，使得车门无法锁止，提醒驾驶员车门未关好。
    下面依据数字电路中组合逻辑电路设计方法的一般步骤，进行汽车门锁控制电路分析。
2．1 逻辑抽象
    1)确定输入输出变量，根据控制要求进行逻辑状态赋值
    输入变量为：钥匙位置检测开关A，定义钥匙从点火开关内拔出时为1，插入时为0；车门状态检测开关B，定义门关时为1，门开时为0；车门锁状态检测开关C，定义锁止时为1，解锁时为0；车内门锁状态检测D，定义锁止时为1，解锁时为0。输出变量为：锁止状态检测端E，输出为1时为已锁止，输出为0时为未锁止状态；解锁状态检测端F，输出为1时车门为解锁状态，输出为0时为未锁止状态。
    2)根据控制要求，列出逻辑状态表(即真值表)
    为了分析方便，将输入中的A、B变量作为一组，对应的输出变量为E1、F1；将输入中的C、D变量作为一组，对应的输出变量为E2、F2；最后再找出E1、E2和E的关系，F1、F2和F的关系。

2．2 依据真值表得到逻辑函数关系式及其对应的逻辑电路图
    通过进一步分析得到：E=E1·E2；F=F1+F2
    则得到完整的逻辑电路图为：

3 汽车门锁控制电路设计及实验仿真

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3．1 芯片介绍
    根据对汽车门锁控制电路的分析，要分别使用与非门、或非门芯片(与门和或门可用与非门和或非门替代)来实现该控制电路。下面分别对这些芯片做简单介绍。
    1)二输入4输出与非门74LS00芯片

    2)二输入4输出或非门74LS02芯片

3．2 实验仿真
    根据逻辑电路图及芯片接线图连接电路，并模拟汽车门锁控制的各种输入的情况，从进而测试设计的正确性、合理性和科学性。仿真结果见表1。

4 结论
    文中对汽车门锁控制电路的分析与设计做了详细的阐述，并且验证该控制电路在实验室条件下试验是成功的。该电路特点是原理简单，结构紧凑，体积小，耗电量少，成本低廉，可以在各种类型的汽车上安装。通过设计能够对基本逻辑门电路的使用更为熟练，能更加熟悉组合逻辑电路的设计步骤，并对汽车门锁控制电路有更详细的了解，为今后从事汽车门锁电路更深层次控制要求的设计打下良好的基础，从而能够更好提高系统的可靠性与稳定性。