淺談汽車電器開關及其選擇

林福珂

摘 要：針對汽車電器開關設計中存在的問題，簡要探討了汽車電器開關的選擇依據、控制方法和控制方案。研究結果表明，在選擇汽車電器開關時，要依照汽車整體結構的布置情況來確定。

關鍵詞：汽車電器；電器開關；小電流電阻編碼；控制方法

中圖分類號：U463.66 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.100

隨著我國市場經濟的快速發展，交通運輸業的壓力逐漸加大，各類汽車電器產品也越來越多，尤其是開關設備。基于此，相關研究人員應使用一定的科學技術明確汽車電器開關的選擇依據，并在控制電器開關運行方面提出合理的建議，同時，還要列出汽車電器開關選擇的實施方案，以期為相關建設者提供理論依據。

1 汽車電器開關的選擇依據

由于市場上汽車電器開關的類型非常多，所以，在使用時，要依照汽車本身的功能需求選擇。具體來說，要將汽車電器開關按照汽車的功能性來區分，例如，汽車發動機的控制、燈具設備、空調冷卻設備和汽車門鎖等結構。其中，汽車發動機結構的電器開關有點火啟動開關、控制電動機負載開關和導航開關等；燈具設備的電器開關包括前車燈開關、儀表燈開關和霧燈開關等；為汽車空調冷卻系統提供電器開關的設備有空調開關、風扇開關和溫度控制開關等。對于汽車車窗冷卻系統，可供選擇的電器開關設備有電動搖窗開關設備、行李箱開關設備和天窗開關設備。此外，還可以根據汽車的結構類型選擇汽車電器開關。按照汽車結構的不同，可以將汽車電器開關分成頂桿式、旋轉式、推拉式和電子類型的。

2 汽車電器開關控制方法的選擇

2.1 直接控制方法

控制汽車電器開關最直接的方法就是直接控制開關的負載。具體來說，當汽車的電源電壓通過開關向電器施加負載時，要增大開關的電流。這時，開關設備的發熱量就會提升。在這種情況下，開關觸電所承受的功率非常大，所以，對電器開關的結構設計和相關類型的產品質量提出了較高的要求。電器開關的結構設計和產品質量會增加汽車開關設備運行時產生的噪聲，進而影響汽車駕駛人員的行車舒適性。直接控制的汽車電器開關不具備故障輸出功能，因此，在對汽車進行檢查維修的過程中，很難找到故障的發生原因。而引發故障的原因主要有2種，即開關設備問題和電器設備問題。由此可知，直接控制式的汽車電器開關具有系統維護成本低、組成結構簡單的優點。

2.2 間接控制方法

汽車電器開關的間接控制方法是指通過對電路模塊信號、中間繼電器的控制實現負載控制。這種汽車電器開關的控制方法具有對開關觸點功率要求小的優點。

2.2.1 數字化電器開關控制

通常情況下，這種方法是用于汽車LIN總線和CAN總線上的，這兩種總線有2根控制線和2根電源線。當汽車向電器開關下達動作指令后，電器開關的電子模塊單片機就要為指令信號的內容編碼，并通過LIN總線和CAN總線上的收發設備將制定好的通訊協議內容傳輸到數字化控制的LIN總線和CAN總線上的收發設備中。這樣一來，數字化技術控制的模塊單片機就能立即為其解碼。至此，汽車通過數字化技術模塊就完成了對電器開關設備的指令傳達。

2.2.2 電阻編碼電器開關控制

間接控制中的電阻編碼控制是通過控制小電流的電阻編碼完成對指令的具體操作，主要內容包括以下2部分：①小電流的電阻編碼要將接收到的指令編碼傳送到電器開關側面的單片機上進一步解碼。②利用汽車的驅動電路操作電器開關。在使用小電流電阻編碼的過程中，汽車的電器線路比較簡單，不需要使用數據信息的通訊協議內容。使用小電流開關在很大程度上降低了汽車電器開關的設計難度，有效降低了電器開關的使用負荷，提高了開關設備的使用耐久性。

2.2.3 大小電流觸點的電器開關控制

顧名思義，大小電流觸點的汽車電器開關設備間接控制就是既可以使用小電流的電器開關，也可以使用大電流的電器開關。其具體控制過程為：電器開關是通過調整汽車繼電器線圈的電流來控制開關設備電流的通斷。要想實現對小電流汽車電器開關的間接控制，就要將開關設備觸點電流設置為小電流來操作。對大電流觸點汽車電器開關設備的間接控制要比與之對應的直接控制方式所用的大電流小得多，而且這種大電流觸點電器開關的間接控制方式要在汽車電器容量比較大和繼電器的電流也較大的情況下才能發揮作用。因此，在實際的汽車電器開關控制過程中，很少選擇這種方法。但是，大小電流觸點的電器開關控制方法都可以起到降低開關設備設計難度的作用。此外，應用這種控制方法能使汽車電器開關的設計更加舒適。

3 汽車電器開關的選擇方案

在選擇汽車電器開關的控制方案時，要充分考慮汽車整體結構的布置方式、實踐技術、實施成本和檢查維修等影響因素。

3.1 布置方式

當汽車的整體結構比較大時，內部布置空間要選擇外型比較大的電器開關。如果采用的汽車電器電流功率比較小，那么，應選擇大電流且直接控制汽車電器開關的方法來控制。這樣一來，不僅滿足了開關設備系統操作的便捷性，還能在一定程度上降低汽車電器開關的布置成本。

3.2 實踐技術

如果汽車電器開關所用的功率比較大，那么，為了降低開關設備的負荷量，應選擇小電流的電阻編碼形式來提高電器開關的使用耐久性。值得注意的是，這種選擇方案必須要利用繼電器，所以，整個汽車電氣線路的直接控制過程就會更加復雜。

3.3 實施成本

在對汽車的電器設備進行結構布置時，會限制開關的位置，進而影響汽車各部分的協調性和美觀性。因此，不論控制電器的功率是多大，都要采用小電流電阻解碼的方式實現間接控制。

3.4 維修檢查即其他配套技術

當汽車內部的電器設備過多且電器控制功率非常大時，要想診斷電器開關故障，并輸出結果，可以選擇小電流電阻編碼的間接控制方式找出開關設備中的故障。這樣一來，不僅能簡單設置汽車電氣線路，還能保證故障查詢的便捷性。但是，這種控制方案的缺點是，無論采用哪種間接控制方式，其控制成本都很高。這是因為控制汽車電器開關故障時使用了電子控制模塊。

4 軟件實現方法

系統軟件設計主要包括報警主機、轉發分機、信號檢測傳

感器三種設備的嵌入式底層軟件設計。其中，報警主機是系統的核心設備，用于監視整個系統的工作狀態以及辨識信號是列車接近還是離去，并作出相應動作——發出來車警報或關閉警報。報警主機的軟件流程如圖4所示。

5 結束語

便攜式列車接近預警報警系統結構簡單、成本較低，主要用于鐵路檢修時的列車接近報警，可隨身攜帶，安裝方便。在設計該系統時，我們引入了節能設計理念——在正常情況下，使系統各設備模塊處于睡眠狀態；當有列車接近時喚醒，完成任務后重新進入睡眠狀態。這樣可以降低功耗，延長使用壽命。另外，為了保證各設備間的鏈路通暢，利用定時喚醒功能向上級設備定時發送握手信號，以便監測設備的工作狀態。

參考文獻

[1]翟志偉.鐵路道口安全監控系統[J].河南科技，2013（18）.

[2]何旭濤.單片機在鐵路道口自動報警系統中的設計[D].大連：大連交通大學，2009.

〔編輯：劉曉芳〕