电动门锁,电动门锁原理图解

电子门锁　　

它是欧洲一流的制锁商利普斯公司开发的电子锁，使用了可编程存储器和数据读取装置，其钥匙是难以复制的。钥匙中有一个3．5×3．5mm的专用电子芯片，存有特定的密码。当钥匙插入锁孔后，密码被送入锁中的存储器，同时产生磁场，并在芯片上的线圈中产生电压，作为开锁电源使用，如果钥匙中的密码与这把锁匹配，锁即被打开。锁密码可有10的13次方以上的组合，故在今后几十年中可放心使用。其电路部分的电源是电池，放置在门把手里或门上的一个小盒中，寿命为2年。

　　电子锁的种类繁多，从大的方面讲可能有数十种，例如数码锁，指纹锁、卡片锁，磁卡锁。生物锁等等。但能谈的上实用一些或者大众化一些的还是按键式电子密码锁。这是一种操作方式类似于按键电话机的电子锁，通过键盘上的数码按键依次输入一组密码，如果密码与内部已约定的密码相同，则输出一个电信号，以驱动电磁铁或者小马达将门闩打开，完成一个开锁过程。据有关资料介绍，这种锁的研究从30年代就开始了，在某些特殊场所早就有所应用。研究这种锁的初衷，是提高锁具的安全性，因为电子锁的密钥量(密码量)极大，可以和机械锁配合，避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下，它的另一个特点——无需钥匙却被越来越多的人所欣赏。因为人们携带的钥匙很多已成累赘，而电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们的烦恼。这也是众多的发明家研究大众化电子锁的动力所在。进入80年代后随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小．可靠性提高，廉价产品开始出现。实用性已经具备，可以说已经有了冲击机械锁市场的条件。但事与愿违，市场上还是弹子式机械锁的天下，机械锁的地位非但没有动摇，还有所发展。人们携带的钥匙也没有减少。而智能电子锁的使用还局限在一定范围，没有明显进展，更难以大众化。电子锁不能对机械锁形成威胁的原因。一是复杂化，因为锁具本身是一种机械卡阻机构，最终还要靠机械动作来完成。而电子锁必须完成机械动作(操作)—电子转换和电子控制—机械执行这一系列过程。显然是复杂一些。二是故障概率相对较高，电子器件一多，一复杂化。必然增加故障机率，加上电子器件怕潮湿，怕强磁电，怕强震动，使它对使用环境有一定要求。而机械锁可以通过一些措施，轻而易举避免这些弱点。一台电视机坏了可以暂时不用先送去修理，而电子锁坏了却要拒人于门外，修也无法修，让人束手无策。不少电子锁都增加了备用开锁手段或称应急接口，无疑又降低了安全性。三是电子锁必须用电，早期的电子锁耗电较多，一般用市电。现在的集成电路电子锁耗电少，一节钮扣电池就可以维持控制部分的工作，但驱动电磁铁或马达却需要大一些的电池或者用市电。有人设想增加一套手动发电装置自行解决用电问题，又使锁具更复杂了。相比之下，机械锁就不用考虑这个问题。尽管电子锁有以上问题，但它的大密钥量和不用钥匙的优点却有极大的诱感力，吸引众多的发明家为此而努力。

　　通过以上所述，我们可以设想：如果有一种全机械锁具，具有智能电子锁的密钥量和不用钥匙的优点，又具有相类似的功能，就会具有比电子锁更大的诱惑力，就有可能迎合人们追求轻松萧洒，不愿携带大量钥匙的愿望，吸引众多的消费者，占领锁具市场的一片领域。
　　这种全机械按键密码锁应具有以下特点。
　　1．操作必须简便。采用按键电话机的操作方式，一键又一键顺序按几个键就可以开锁。如果采用六位密码只需按六次键。有些机械式按键数码锁是用按动键的次数来代表数码，例如999这个密码，就需要按动三个九次共27次键，如果数码位再多一些操作就更不便。
　　2．改变密码对主人来说必须简便易行。为了能选择自己容易记忆的一组密码，可选密码组的排列必须是连续的。以四位码为例，从0000到9999的一万组密码中可以任意选择一组，中间不能有无用或不可选的一组。
　　3，开锁密码必须是全部密码组中唯一的，这样才能具有最大的密钥量。据一些公开的专利资料介绍，一些机械密码锁采用几个按键(数码键)同时下按的方法输入开锁密码，码的排序无关紧要，例如821可以开锁，而812，128，182，218，281都可以开锁，这种不必排序的组合码是没有多少密钥量的。而顺序输入方式有数码排列顺序的要求，密钥量最大．如果采用0—9这十个数码键，取六位密码，则顺序输入方式就可以有一百万组密码，密钥量是足够大了。
　　4。结构要相对简单，虽然不能像弹子锁那样简练，起码像录音机芯那样合理简洁。
　　5。可靠性要高。
　　6．在防止试探开锁方面可以附加简单的接口，用报警方式防止试探。
　　如果具备了以上基本特点，这种全机械按键密码锁在许多方面都优于电子式按键密码锁，实用性更强，更易于大众化。以主观推断。除了向电子锁挑战外，还可以迎合人们免带钥匙的愿望，向弹子式机械门锁挑战。
　　这种全机械按键密码锁能否从奇想变为现实呢?以我之见，完全可能，理由如下：
　　1．电子按键密码锁经过几代人的努力，其工作原理巳十分简练，可以用全机械的方式摸仿。
　　2．除了模仿电子锁外，机械方式有自己独特的优点，发挥这些特点会使结构更简练，甚至脱胎于电子锁。
　　3．经过不少人的努力，按键式机械密码锁已经有了许多可借鉴的方案。而且有人在原理上或草图上已做过实用性探索，优选出一些可行方案。如果创造条件使电子技术人员与机械技术人员相结合，转化会更快些。
　　4，锁具及录音机芯等五金制造工艺已经相当成熟，为生产创造了条件。
　　当然，一项发明从构思到形成有影响的产品是一个很大的系统工程，单靠几个散兵游勇是办不到，需要有远见的组织者来设计完成这个系统工程。
　　我们并不是想否定电子锁，只是说明按键式密码锁的设计方案采用机械方式比电子方式优越．电子锁有它固有的不可替代的优点，象指纹锁、声控锁、生物锁等用全机械的方式就很难办到。但这一类电子锁属于高档或特殊性的锁，就像机械锁中的时钟锁、银库锁一样，难以大众化，只能用在一些特殊场合。而按键密码锁由于结构相对简单，又便于操作使用，很可能成为大众化产品。中国是个锁具生产大国，但产品还是以模仿为主，走创新之路，提高附加值，是早晚之事，愿有志之士携手共进，大展鸿图。

门锁机构的控制已经实现较高程度的电子化。如图1所示为门锁及相关部件；

典型电动门锁电路如图2所示。电路中有4个电路门锁执行器（控制电机）、两个继电器、左右车门的开锁和上锁开关、电控单元以及熔断器等。电动门锁执行器一般采用直流电机或电磁铁，门锁控制器根据不同的开关信号，实现对4个门锁电机的控制。开锁与上锁的动作是靠门锁控制器改变门锁直流电机线圈通电方向实现的。

当上锁按钮开关被按下时，电压信号送到控制器中，通过上锁继电器触点的动作使门锁电机完成锁门动作。当开锁按钮开关被按下时，电压信号送到控制器中，通过开锁继电器触点的动作使门锁电机完全开锁动作。

遥控门锁

现在，在国外大约有三分之一车辆已经将遥控门锁（RKE-Remote Keyless Entry）作为标准配置。遥控门锁即是在电动门锁的基础上增加遥控装置（遥控器），取代传统的车钥匙，并在车内安装有接收模块，以实现上锁、开锁的远距离控制和行车自动锁门控制。遥控门锁不使用钥匙就能操纵门锁，避免了在黑暗处寻找锁眼，远距离操控缩短了驾驶员在车外的时间，尤其是在雨雪天气时尤为重要；此外，行车自动锁门控制减少了由于行车时忘记锁门带来的事故。

如图3所示典刑遥控门锁电路包括：遥控ECU、门锁ECU、上锁和开锁开关、门锁执行器（电机）以及门锁状态指示器。

遥控门锁电路中，遥控器是实现遥控动作的核心器件。遥控器是一手持式无线电发射器，遥控操作时，遥控器将上锁和开锁等信号以微弱电波（法规规定的频率小于322M赫兹、电场强度小于500μV/dB、发射距离在3m以内无需作业许可的电波）的形式发送到汽车门锁电控单元的遥控接收模块（遥控ECU），车内接收模块识别发射代码并驱动门锁执行器。行李箱的上锁和开锁也可用遥控器实现。

每一辆车的发射器都有各自的密码，密码存储在相关的集成电路模块中，车内接收模块在收到发射代码后，首先要识别密码是否正确，然后才能确定是否驱动执行器动作。因此，遥控门锁还具有一定的防盗功能。有关遥控门锁的防盗功能将在汽车防盗系统中专门说明。

此外，遥控装置上还带有表示驾驶员的唯一的ID号，当汽车接收到遥控装置发出的信息后，就可以判别出驾驶员的ID号，从而可以根据这个驾驶员的习惯自动地对相关机构进行调整，例如座椅的位置、后视镜的角度等。

电动车窗

现代人越来越追求方便和快捷，过去的汽车靠手摇曲柄驱动车窗上下移动，很不方便。目前，电动车窗已被现代汽车广泛采用，也受到了消费者的普遍欢迎。

电动车窗亦称自动车窗，这种车窗仅仅需要按钮操作，即可由电动机驱动车窗上下移动，使车窗开启或关闭十分方便。在一般电动车窗控制电路中，都设有驾驶员操作的主控开关和每一个车窗的独立操作开关，每个车窗的操作开关可由乘客自己操作，驾驶员可以控制四个车窗。有些汽车的主控开关还备有只能由驾驶员一人控制的安全开关，以切断其他各车窗的电源，此时，只能由驾驶员控制车窗的操作，每个车窗的独立操作开关不再起作用，如图4所示的电动车窗控制电路主要由四个车窗升降驱动执行器（电机）、车窗升降控制开关、电源和保险器等构成，工作原理比较简单。

不同汽车采用的自动车窗控制电路不同，其电动机有搭铁和大搭铁之分，电动机不搭铁的控制电路通过改变电动机的电流方向改变电动机的转向，从而实现车窗的升降。电机搭铁的控制电路中，电机有两个绕组，两绕组与蓄电池电压的连接方式不同，电机的转向不同，同样可实现车窗的升降。

电动车窗的升降机构（车窗换向器）有两种形式，一种是用齿扇实现换向作用，如图5所示，齿扇换向器的齿扇上连接有螺旋弹簧，车窗上升时，弹簧伸展释放能量，辅助电机驱动车窗上升；车窗下降时，弹簧压缩吸收能量，从而使车窗无论是上升还是下降，电机的负荷基本相同。

另一种车窗换向器是使用柔性齿条和小齿轮，车窗连在齿条的一端，电机带动轴端小齿轮转动，使齿条移动，以带动车窗升降，其结构如图6所示。

图7是基于LIN总线的电动车窗控制系统，按动车门上的车窗开关，发出车窗升降请求信号后，通过开关输入接口芯片（MC33993）送入车窗控制单片机（MC68HC908GP32），通过LIN驱动芯片（MC33399）将信号送到车窗电机控制模块（MM908E624模块），驱动电机实现车窗升降。这种LIN总线结构车窗电控系统可以方便地嫁接新模块，可靠性高，使电控系统能够满足越来越高的性能要求，代表了汽车车窗电控系统的发展方向，图8是基于LIN总线的电动车窗。

电动后视镜

汽车后视镜的位置和调节直接影响车后情况的观察，与行车的安全性有着密切关系，而手动调整后视镜，一般来说比较麻烦。采用电动后视镜，操作起来十分方便。

电动后视镜的背后装有两套电动机和驱动器，可操纵后视镜上下及左右转动。通常上下方向的转动用一个电机控制，左右方向的转动由另一个电机控制。通过改变电机的电流方向，即可完成后视镜的上下及左右调整，有的电动后视镜还带有伸缩功能，由伸缩开关控制伸缩电机工作，使整个后视镜回转、伸出或缩回。

图9为可伸缩式电动后视镜控制系统原理，如图所示，在进行后视镜调整时，首先通过左/右调整开关选择要调的后视镜，如调整左镜时，将左/右调整开关打向左侧，此时与7、8触点接通，再通过控制开关即可进行该镜的上下或左右调整。例如，需要向上调整，将控制开关推至“上”侧，控制开关分别与“向上”和“左上”接点结合。此时电流通路为：从蓄电池正极经过熔断器和点火开关后，到达控制开关“向上”接点，经左/右调整开关和左接点7接入左侧镜上下调整电机的一端，左侧镜上下调整电机的另一端连到电动镜开关的触点2，经过控制开关的“左上”接点和电动镜开关3接点连接，最后连到蓄电池负极，左侧镜的上下调整电机带动左侧镜向上转动，其他的调整过程类似。

电动后视镜的伸缩是通过伸缩开关控制的，该开关控制继电器动作，使左右两镜伸缩电机工作，完成伸缩功能。