2023年汽车电器的现代电子控制技术研究.doc

汽车电器的现代电子控制技术研究 桂知进 甘肃建筑职业技术学院 ：随着社会经济的开展及人们生活水平的提高，对汽车的安全性及舒适性提出了更高要求。传统的汽车电子控制技术主要体现在对机械部件控制方面，而对于汽车电器，如信号、照明、保险等装置的控制，仍需要依靠驾驶人员通过电器开关的操作来实现。通过改变传统汽车电器控制方法，根据驾驶员指令与传感器信号，实现汽车电器的电子化及智能化，从而提高汽车产品的安全性及舒适性，获得良好的经济效益及社会效益。 关键字：汽车电器 现代电子控制技术 一、汽车电子控制技术开展简述 传统的汽车电子控制技术在开展过程中主要是针对机械部件的控制进行研究，其目的是实现机电一体化的汽车产品。传统的汽车电子控制技术下的汽车，在进行汽车电器，如汽车照明、汽车信号、汽车仪表及保险等装置操作控制时，主要是通过驾驶人员直接操纵电器开关的方式来实现。传统汽车电子控制方法存在着较多的缺陷，主要表现在以下几个方面：汽车中电线数量较多，线束布置上存在难度，大量的线束会占据很大空间；电气接点数量较多，汽车工作可靠性及稳定性降低；当汽车出现故障时，不利于维修工作；众多操作需要通过驾驶人员直接操作，增加驾驶人员劳动强度；汽车电子控制系统与其他系统协调不容易处理，不利于提高汽车智能化水平等。 汽车电气系统包括汽车电器与电子控制两大局部。随着科学技术的开展，汽车电气系统逐渐与汽车车身、汽车底盘及汽车发动机成为了汽车的重要组成局部。如今，汽车行业技术领域的电控技术研究获得了很多技术成果，如汽车自动变速技术、电控燃油喷射技术、ABS及ASR等技术及其产品逐渐成熟，并逐渐在汽车产品中获得应用。通过电控技术，改变了原来的机械控制系统，并实现了根据车辆运行状态，利用电子信息处理装置完成相应机械机构动作的执行，降低了汽车驾驶人员劳动强度，克服了传统机械装置存在的缺陷及缺乏，提高了汽车安全性及舒适性。 随着社会经济及人们生活水平的不断提高，汽车保有量迅速增加，市场对汽车的整体性能提出了更高要求。在实现汽车电子化的根底上，汽车逐渐向智能化方向开展。电子化与智能化的实现，主要是依靠增加电器设备，如汽车 、汽车电视、汽车音响等设备。 二、汽车电器电子控制系统的实现 〔一〕汽车电器电子控制系统的结构及工作原理 在汽车布置中，汽车电器的分布较为分散，电器机械结构较为复杂，在这种根底上，通过使用单一的ECU电子控制单元进行集中控制，并不能够实现减少汽车线束的目的，为此，在进行汽车电器电子控制系统设计时，以汽车整车电器布置为根底，进行分区结构设计，具体如以下列图： 汽车电器电子控制系统结构示意图 在上图中可以看出，汽车电器电子控制系统将汽车电器的整体布置分为六个区域，分别为左前区、左后区、右前区、右后区、仪表信号区与驾驶室区，将每个区域，分别使用ECU电子控制单元对汽车电器进行控制。在图中，较细的公共实线为信号总线，通过信号总线将各个ECU电子控制单位进行连接，最终与集中控制区的ECU相连接。 上图中，较粗的公共实线为电源线，通过一根电源线，将各个区域相连接并接在蓄电池中上，确保控制电路工作及电器运行所需要的电能。汽车电器电子控制系统中的集中控制区，其主要功能是负责对机电转换装置中所获得的驾驶员控制指令及传感器信号的接收、分析与执行等，利用软件产生控制信号，将控制信号发送在总线上，充分发挥总线主节点的作用，实现对各个区域的汽车电器的协调与控制，集中控制区工作的实现如以下列图： 汽车电器电子控制系统集中控制区工作原理示意图 汽车电器电子控制系统的各个区域的ECU电子控制单位，主要负责接收来自于总线发出的属于该区域内的控制信号，同时也会接收各个区域协调控制信号，各个区域ECU还负责采集本区域内传感器信号，根据信号状态控制区域内电器工作状态。电子控制的汽车电器的每个区域其工作原理根本一致，如以下列图： 汽车电器电子控制系统区域工作原理示意图 在图中，箭头所代表的是信号流向，其中调压器主要的功能是确保电路工作电压的稳定性。 〔二〕汽车电器电子控制系统的主要功能 汽车电器电子控制系统的一般功能主要包括汽车点火、启动、照明、信号指示及监测等功能，还包括必备的辅助功能，如洗涤、空调、预热、刮水等。除此之外，汽车电器还具备一些配电装置功能，如确保电器系统工作安全的接线盒与保险丝等。汽车电器功能中的点火、启动及预热等功能都与发动机相关，这些功能的控制，一般安置于发动机电子控制系统之中。通过软件设计及改进，还可以实现汽车电器电子控制的其他功能，主要如下：改变传统汽车倒车信号灯控制方式，在车辆向后行驶时，翻开倒车灯；以车辆减速度为依据，控制制动信号灯，确保在驾驶员没有踩制动踏板的车辆自然减速过程中，制动信号灯亮起，减少追尾事故；以车辆行驶速度、前面方向车辆光照情况与驾驶方向盘对前照灯与反光镜的位置进行控制，从而确保驾驶员视野与照明区域相一致；取消汽车装置中的转向闪光器，各种继电器与保险熔断丝，进行软件及电路设计，实现其相对应功能，节省空间，提高智能化水平；为解决传统汽车机电式仪表存在的问题，利用液晶显示屏等仪器实现仪表信号数字化，并通过软件设计，将各种信息转化为驾驶员容易理解的信息内容，如将燃油量信息转化为续航里程信息等。 〔三〕汽车电器电子控制系统的关键技术 1. 汽车电器电子控制系统的容错技术与故障自诊断技术 采取汽车电器的现代电子控制技术，汽车系统完全抛弃了传统的汽车电气路线，通过电子元件、控制信号及总线等完成系统功能。汽车电器与电器之间的关系更为密切。为确保汽车运行的稳定性及安全性，确保汽车电器某一信号通道中出现故障后，系统仍能保持正常工作状态，就需要系统具备一定的容错功能，并对出现的故障信息进行显示。在汽车电器电子控制系统中应用了容错技术，容错技术的实现，主要是依托冗余设计。通过冗余设计，实现系统在数量或功能上存在一定的重复，一旦系统某区域内发生故障时，故障区域的功能由冗余局部来承当，从而确保整个系统在发生局部故障时正常运行。在汽车电器设计时，应用分区技术后，各个区域内控制所负责的控制量并不大，可以通过设计软件冗余的方式来实现汽车电器电子控制系统的容错功能。容错功能在电路故障时发挥作用，确保其稳定性，但如发生如灯丝烧毁等故障时，那么需要通过汽车故障自诊断技术，将故障信息及时传递给驾驶人员。 2.系统通信技术 汽车电器的现代电子控制技术的关键在于各个区域之间的通信技术。由于在进行汽车电器控制时，对其响应时间及抗干扰能力等方面要求较低，为此，在应用电子控制系统通信技术时，采取建立于事件触发式单线控制器局域网串行多路传输的方式，将多个区域信号总线连接便可以满足其通信要求。事件触发式单线控制器局域网数据传输采取的是数据帧格式，在数据帧中传输过程中，除了数据域外，还包括确保数据传输准确性的辅助信息，如帧起始、控制域、应答域等，具体如下： 建立于事件触发式单线控制器局域网数据帧格式示意图 事件触发式单线控制器局域网通信技术的应用，极大提高了汽车的网络化与智能化水平。 三、结语 随着社会经济及人们生活水平的提高，市场对汽车的安全性及舒适性提出了更高要求。汽车电器的现代电子控制技术，可以极为方便的将汽车电器系统与其他系统进行联网，提高汽车的网络化及智能化水平。然而这种技术的实现，需要较多的ECU电子设备，从而导致其系统本钱较高，相信随着科学技术的不断进步，汽车电器电子控制技术将会在不远的将来被广泛应用。 参考文献： [1]朱俊. 现代汽车的电子控制技术[J]. 电力电子,2023,02:42-47+54. [2]杜晓辉. 汽车电子控制技术的应用现状和开展趋势[J]. 科技创新导报,2023,08:36-37. [3]王忠良. 汽车电子控制技术的应用及分类[J]. 现代商贸工业,2023,10:197-198.