淺析現代電子控制技術在汽車電器中的應用

(鹽城生物工程高等職業技術學校，江蘇 鹽城 224000)

0 引言

在汽車中，電氣系統是十分重要的組成部分，主要包括電器和電子控制2個部分。從目前的發展情況來看，要改善車輛的安全性、舒適度，還是要從內部著手。首先，要提升汽車的各項硬性指標。其次，要提升電子控制技術，利用電控技術優化機械控制系統。該系統可以根據車輛運行狀態，執行相應的機械機構動作，可以緩解駕駛人員的疲勞程度，減少了傳統機械裝置中存在的各類問題，使汽車更加舒適安全。

1 電子控制技術在汽車電器中的作用

汽車電器與電子控制2個部分構成了汽車電氣系統，該系統是汽車的重要組成部分。在汽車行業發展的過程中，要提升汽車的質量和性能，要從2個方面入手：①改善汽車的硬性指標，改善汽車的性能，確保汽車的舒適度、安全性，促進汽車行業的可持續發展。②要重視電子控制技術的開發和創新，該技術是一種高精密技術，單一技術負責的領域較小，但對汽車整體有很大的影響，如果進行全面的技術革新，就可以帶動汽車行業的整體進步[1]。在技術革新的過程中，要盡量避免技術上的沖突，確保各項性能都得到有效的發展。

客觀來看，電控技術可以優化原本的機械控制系統，不僅可以提升控制水平，還能改善汽車的整體質量。傳統的電子控制技術存在很多問題，包括以下幾個方面：①系統中需要使用大量電線，線束布置有很大的難度，且線束會占據較大的空間。②有很多電氣接點，受到這些接點的影響，汽車缺少穩定性和可靠性。③故障維修的難度較大。④駕駛人員需要對電器進行直接操作，會使駕駛人員更加疲勞。⑤汽車電子控制系統和其他系統間的協調性較差，汽車的智能化水平較低。隨著科技的進步，汽車電控技術水平也在不斷提升，現如今自動變速技術、ABS、ASR等技術都得到了廣泛的應用。利用電控技術，可以改變原本的機械系統，進而優化汽車運行狀態，根據實際運行狀態執行相應的機械機構動作，從而減少駕駛人員的操作，使駕駛人員更加舒適便利，降低駕駛人員的疲勞度，確保形成的順利和安全。

2 電子控制技術在汽車電器中的具體應用

2.1 系統結構和工作原理

電器是汽車不可或缺的組成部分，在汽車上的布置比較分散，其機械結構也相對復雜。在這些條件的影響下，如果采用ECU電子控制單元進行控制，很難保障集中控制的效果，也難以減少汽車線束的數量。所以，在系統實際設計的過程中，要從整體角度來考慮，采用區域化的設計方式，將電器進行合理的分區布置[2]。通常，汽車電器可以分成幾個布置區域，包括左側前后區域、右側前后區域、儀表信號區、駕駛室區。每個區域都要應用ECU電子控制單元，采用分別控制的方式。采用這種劃分方式，利用一條信號總線將ECU電子控制單位連接在一起，最后連接在集中控制區域的ECU上，以此減少線束并提升控制效果。各個區域都連接在同一個公共電源線中，只需使用1根電源線就可以實現各個區域的連接，并將這些區域連接在蓄電池中，由蓄電池為各個電器的使用提供電能。汽車電器電子控制系統中，集中控制區是最核心的部位。駕駛人員下達控制指令和傳感器信號，由機電轉換裝置接收信號和指令，并根據信號和指令內容執行相應的操作。控制信號由軟件發出，傳輸到總線上，總線發揮主節點的作用，然后協調和控制各個區域中的電器，使每個電器都能發揮自己的功能和作用。具體步驟為：傳感器信號/駕駛員指令→接口電路→ECU→通信接口→調壓器→電源→總線。

在汽車電器電子控制系統中，每個區域都設有ECU電子控制單元，該單元主要用于接受控制信號。控制信號由總線發出，不同的區域會接收不同的信號。除了控制信號外，也包括協調控制信號，ECU根據區域功能采集相應的傳感器信號，然后根據信號狀態對電器的工作情況進行調整和控制。雖然系統分成多個區域，但每個區域的運作原理基本一致。信號會從總線流向通信接口，再流向ECU，最后流向驅動電路，通過驅動電路控制不同的電器。要在系統中安裝調壓器，以此保障系統電壓的穩定性。

2.2 系統功能

汽車電器電子控制系統具有很強的功能性，能夠滿足駕駛人員的各類需求。常見的功能作用包括：點火、啟動、照明、監測等，一些輔助功能也是不可或缺的重要功能，包括空調、刮水等。不僅如此，有的汽車電器還有配電功能，可以保障系統作業的安全性，如保險絲、接線盒等。在各項功能中，與發電機有關的功能有很多，如點火功能、預熱功能等，這些功能具有很強的控制作用，通常會安裝在發動機電子控制系統中。只要對軟件進行優化和升級，就能提升電子控制系統的功能性。例如，采用新的方式控制倒車信號燈，在車輛后退時就打開倒車燈。根據汽車的減速情況對信號燈進行控制，在駕駛人員不踩制動踏板時，車輛會處在自然減速的狀態下，自動信號燈會發光，以此提示后車，避免追尾事故。根據測量前行速度、道路亮度等條件調整前照燈和反光鏡，保障駕駛人員的視野清晰，充分發揮照明作用。可以取消轉向閃光器、繼電器、保險熔斷絲，利用相關人員來增加此類功能，不僅可以減少空間浪費，還能使汽車更加智能化。在傳統騎車中，機電式儀表經常會出現各類問題，為了減少各類問題或故障，可以使用液晶顯示屏來展示數字信號，利用相關軟件，將信號轉變為駕駛人員可以看懂的信息，這樣駕駛人員就可以根據信息內容判斷自己該采取哪些駕駛操作。可以顯示的信息包括續航里程等。

2.3 關鍵技術

汽車電器電子控制系統中采用了很多先進的科學技術，核心技術主要包括兩個方面。

1)容錯技術和故障自診斷技術。利用電子控制技術，可以改善傳統汽車的電器線路，利用電子元件、控制信號等即可發揮系統功能。汽車電器和普通電器有很密切的關系，為了確保汽車安全穩定的運行，在電器的信號通道出現故障的情況下，需要系統可以繼續保持正常工作的狀態。為此，可以提升系統的容錯功能，顯示具體的故障信息。電子控制系統就采取了有效的容錯技術，該技術主要采用冗余設計的理念[3]。通過冗余設計的方式，可以疊加多個功能相同的系統，即使某個區域出現故障，冗余部分也可以頂替故障部分繼續工作。在電器設計的過程中，采用分區設計的方式，不同區域需要控制的內容并不多，工作量相對較小，通過軟件冗余即可提升系統的容錯功能。不僅如此，在電路故障的情況下，容錯功能也能發揮巨大的作用。如，燈絲燒毀的情況下，系統可以故障自診斷，然后將信息傳輸給駕駛人員，使駕駛人員了解汽車當前的狀態。

2)通信技術。在現代汽車中，通信技術十分重要。在電子控制的過程中，無需快速響應，也不需要特別強調抗干擾能力。在使用通信技術的過程中，可以應用單線控制器局域網串行多路傳輸的方式，該方式以事件觸發為基礎，可以將不同區域的信號總線連接在一起，然后進行信息傳遞。其采用數據幀格式，在傳輸過程中，不僅可以構成數據域，還需要各類輔助信息，包括幀起始、應答域等。

3 結語

在汽車發展的過程中，提升汽車電器的電子控制水平十分重要。建立有效的電子控制系統，可以提升控制效果、豐富控制功能，進而使汽車控制系統更加智能、便捷，降低人工操作的次數，可以減少駕駛人員的疲勞度，從而確保行車安全。