五菱宏光車(chē)三合一控制器與蜂鳴器的整合

鄧福啟

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，廣西 柳州 545007）

五菱宏光的市場(chǎng)定位是緊湊型商務(wù)車(chē)，其相對(duì)五菱原來(lái)的微型汽車(chē)，增加了一些改善舒適性和便捷性的新型電器。由于電器零件數(shù)量的增加，電器零件的安裝空間成為整車(chē)設(shè)計(jì)必須考慮的問(wèn)題。三合一控制器正是為減少零件的數(shù)量和安裝空間而提出的，它包含原電子閃光器、間歇刮水繼電器、后霧燈繼電器的功能。蜂鳴器則是一個(gè)新增的零件，用于在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處在非工作檔位、小燈或前照燈未關(guān)閉、駕駛員側(cè)門(mén)打開(kāi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲，提醒駕駛員關(guān)閉外部燈光，以防止蓄電池的損耗。

當(dāng)前，五菱宏光車(chē)及這兩個(gè)零件都已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。筆者近期對(duì)整車(chē)電路和這兩個(gè)零件的輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)分析，認(rèn)為這兩個(gè)零件可以合并成一個(gè)零件，而且在三合一現(xiàn)有控制方式的基礎(chǔ)上，可增加間歇時(shí)間可調(diào)功能，以及可將洗滌刮水由1個(gè)階段變?yōu)?個(gè)階段，從而使刮水功能更實(shí)用。合并后，新零件稱(chēng)為多功能控制器，其外形尺寸和安裝方式與原三合一控制器相同，這樣可以不用改變安裝位置及支架，使涉及更改的相關(guān)零件盡量減少。該零件可作為2012年度車(chē)型的生產(chǎn)零件。

1 五菱宏光車(chē)原三合一控制器和蜂鳴器可以改進(jìn)的方面

圖1是五菱宏光車(chē)原三合一控制器和蜂鳴器接線(xiàn)原理圖。在三合一控制器中，閃光器和間歇刮水繼電器的電源均由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的IG2觸點(diǎn)控制，IG2在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的ON檔處于導(dǎo)通狀態(tài)，而在其它檔位則斷開(kāi)；后霧燈繼電器由前照燈繼電器供電，只有在前照燈開(kāi)關(guān)接通時(shí)才有電。由于三合一控制器采用單片機(jī)作為主控單元，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)從ON檔擰至ST檔時(shí)，IG2電源瞬時(shí)被切斷，因此可能導(dǎo)致單片機(jī)重新上電復(fù)位，則其內(nèi)部的繼電器工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。例如，后霧燈繼電器在復(fù)位后被斷開(kāi)，需重新按后霧燈開(kāi)關(guān)才能再接通。為此，需要給三合一控制器提供常通電源作為單片機(jī)的電源，而這樣一來(lái)，三合一控制器便存在靜態(tài)電流問(wèn)題 （發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后單片機(jī)仍有低功耗的維持電流），給長(zhǎng)時(shí)間停放的車(chē)輛帶來(lái)不利的影響。雖然點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的上述設(shè)計(jì)是為減少發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的用電負(fù)載，但由此引起的三合一控制器靜態(tài)電流問(wèn)題必須重新評(píng)估，并加以解決。

當(dāng)前，轎車(chē)的控制電器與微型汽車(chē)的控制電器相比，增加了一些實(shí)用功能。例如，中級(jí)轎車(chē)的間歇刮水時(shí)間可調(diào)，而且洗滌刮水分2個(gè)階段進(jìn)行:第1階段從洗滌開(kāi)關(guān)接通零點(diǎn)幾秒后開(kāi)始，第2階段則從第1階段刮水結(jié)束幾秒后開(kāi)始 （在車(chē)速達(dá)到某一速度后才啟用第2階段刮水，用于刮凈第1階段刮水后殘留在擋風(fēng)玻璃上的水），這兩項(xiàng)功能是三合一控制器所不具備的。但因三合一控制器采用單片機(jī)作為主控單元，在不更改組合開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的前提下，仍有模擬轎車(chē)的上述控制功能的可能性。

2 五菱宏光車(chē)原三合一控制器和蜂鳴器合并的可行性

從圖1可以看出，若將閃光器和刮水電動(dòng)機(jī)的電源改接在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的IG1上，則在發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中，IG1不會(huì)斷電，即閃光器和間歇刮水繼電器的電源不會(huì)斷開(kāi)，因而單片機(jī)不會(huì)重新上電復(fù)位，這樣一來(lái)，原來(lái)的常通電源線(xiàn)可以取消，三合一控制器靜態(tài)電流問(wèn)題就被解決了。原三合一控制器采用DJ7131-3-11插接器與外部電路連接，該插接器擁有13個(gè)端子，對(duì)蜂鳴器而言，原來(lái)的4根引線(xiàn)，在更改后的三合一控制器中已有IG1（即閃光器電源）和搭鐵線(xiàn)兩根被引入，只差小燈信號(hào)線(xiàn)和門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)線(xiàn)，由于更改后的三合一控制器只需11個(gè)端子，正好閑置了2個(gè)端子，可用來(lái)引入小燈信號(hào)和門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)，因此，蜂鳴器并入三合一控制器后，插接器可以維持不變。之所以沿用三合一控制器所用的插接器，是因?yàn)樵摬褰悠鲹碛休^大的載流量，并經(jīng)使用證明可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，若重新選擇插接器，可能會(huì)帶來(lái)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和零件成本的上升。

更改后，新零件稱(chēng)為多功能控制器，其接線(xiàn)原理圖如圖2所示。但是，實(shí)施更改后，若在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前已接通閃光器、間歇刮水繼電器，則這些電器在起動(dòng)過(guò)程中仍處于工作狀態(tài)，增加了蓄電池的負(fù)載，可能影響發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。如果測(cè)試證明這種影響是明顯的，需在多功能控制器中增加適當(dāng)?shù)碾娫礄z測(cè)電路，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)階段禁止閃光器、間歇刮水繼電器工作。

原蜂鳴器采用蜂鳴片作為發(fā)聲器件，將三合一控制器與蜂鳴器合并后，需要在多功能控制器外殼的正面增加一個(gè)安裝蜂鳴片的腔體，如圖3所示。腔體為圓柱形結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有一個(gè)圓形蓋子，以便將蜂鳴片裝入腔體，蓋子的中心開(kāi)有一個(gè)圓孔，用來(lái)發(fā)聲。由于蜂鳴片的厚度僅2mm左右，增加發(fā)聲腔體后，外殼的高度變化不大，仍可將它安裝在原安裝位置。

綜上所述，將三合一控制器與蜂鳴器合并是完全可行的。

3 多功能控制器間歇時(shí)間調(diào)整與兩階段洗滌刮水的實(shí)現(xiàn)

參照中級(jí)轎車(chē)的間歇刮水時(shí)間多級(jí)調(diào)整方法，多功能控制器至少可以模擬出2種可選的間歇時(shí)間（設(shè)置更多的時(shí)間檔可能導(dǎo)致駕駛員需要反復(fù)調(diào)整開(kāi)關(guān)，因?yàn)樵M合開(kāi)關(guān)本身無(wú)間歇時(shí)間調(diào)整裝置）:第1種為上電默認(rèn)的間歇時(shí)間，即發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后第1次啟用間歇刮水的間歇時(shí)間，又稱(chēng)正常間歇時(shí)間；第2種為按照規(guī)定時(shí)間斷開(kāi)再接通間歇刮水開(kāi)關(guān)可以獲得的更長(zhǎng)間歇時(shí)間，又稱(chēng)加長(zhǎng)間歇時(shí)間。其具體的調(diào)整方式如圖4所示。

對(duì)于中級(jí)轎車(chē)的兩階段洗滌刮水功能，多功能控制器可以用單片機(jī)直接模擬，只是由于缺乏車(chē)輛行駛速度信號(hào)，顯得不夠智能化，但這種功能在大多數(shù)情況下是適用的。兩階段刮水的工作時(shí)序如圖5所示。

4 合并后零件的斷點(diǎn)問(wèn)題

兩種不同技術(shù)狀態(tài)的零件交割稱(chēng)為斷點(diǎn)。為避免不同技術(shù)狀態(tài)的零件錯(cuò)裝引起不良后果，除進(jìn)行斷點(diǎn)管理外，還應(yīng)在設(shè)計(jì)上確保:即使多功能控制器被安裝到原裝配三合一控制器的車(chē)型上或三合一控制器被安裝到現(xiàn)裝配多功能控制器的車(chē)型上，均不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致任何電器損壞的后果，而且可以根據(jù)零件的工作狀態(tài)識(shí)別零件是否裝錯(cuò)。為此，需保持原三合一控制器中除12號(hào)端子以外的其它已使用端子在多功能控制器中的連接關(guān)系不變，并將三合一控制器中12號(hào)端子作為多功能控制器的小燈信號(hào)采樣端子，原三合一控制器中空閑的5號(hào)端子作為多功能控制器的駕駛員側(cè)門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣端子，參見(jiàn)圖2。這樣，即使錯(cuò)裝零件，其后果也是可以預(yù)期和可控的。具體的后果分析如表1所示。

5 更改評(píng)審與應(yīng)用

實(shí)施上述整合后，新零件的成本約比原來(lái)兩個(gè)零件成本之和下降20%～30%，而且新零件的功能更實(shí)用。由于零件的內(nèi)部電路、軟件、外殼等均發(fā)生了較大的變化，需按照流程進(jìn)行OTS樣件認(rèn)可、生產(chǎn)件批準(zhǔn)，批準(zhǔn)后的零件可作為2012年宏光年度車(chē)型的生產(chǎn)零件。