汽车转向柱上集中了灯光开关、刮水开关、转向灯开关、报警开关、喇叭开关以及点火开关等开关。随着电子技术的发展和电子控制功能的完善,又增加了如巡航控制开关、音响控制开关、安全气囊点火器等开关。现代汽车的转向柱已集成了很多开关的转向柱开关中心,通过车载网络与其它电子控制模块之间进行信息交换。本文以宝马新7系F01/F02车型为例,对转向柱开关中心进行介绍。
1 转向柱开关中心的功能和结构
转向柱开关中心是转向盘与车辆之间的一个机械和电气“接口”,与转向柱以机械方式固定连接在一起,同时还通过总线系统以电气方式连接相关组件或直接连接相关组件。
1.1转向柱开关中心的结构
转向柱开关中心的左右侧各有一个组合开关杆。右侧为启用/停用刮水和清洗装置功能;左侧为启用/停用远光灯、转向信号灯以及操作车载计算机功能。转向柱开关中心带有光学转向角传感器,转向角传感器使用一个非接触式光学测量系统识别转向角。
1.2转向柱开关中心的输入/输出
转向柱开关中心的输入/输出如图1所示。左右侧组合开关触发的信号发送至脚部空间模块或接线盒电子装置。多功能转向盘按钮信号通过卷簧盒传输至转向柱开关中心,进行信号分析后通过FlexRay进行传输。
1.3转向柱开关中心的功能
1)探测组合开关的开关信号。F01/F02组合开关的开关信号通过组合开关杆触发。相关开关安装在转向柱开关中心的印刷电路板上,其结构如图2所示。所有组合开关杆都不采用卡槽设计方案。每次操作组合开关杆后,都会自动返回到初始位置。到达限位位置和各个开关档时,组合开关杆的运动阻力就会增大,因此到达相应开关杆位置时用户的触感会发生变化。翘板开关采用卡槽设计方案,可提供3个卡止位置。
2)转向信号灯和远光灯开关。转向柱开关中心根据组合开关杆的具体位置(图3)产生开关信号,通过FlexRay传输。脚部空间模块接收转向信号灯、远光灯开关以及远光灯辅助系统按钮的请求,沿轴向方向按压车载计算机按钮时就会触发车载计算机请求。
3)刮水器开关。如图4所示,该组合开关杆仅用于刮水和清洗装置。在转向柱开关中心内探测所有针对刮水和清洗装置的请求,通过FlexRay将相关请求发送至接线盒电子装置,并执行具体请求。
4)晴雨/光照/水雾传感器。通过晴雨/光照/水雾传感器使车辆进入自动运行模式时,组合开关杆的功能表内容就会改变。