汽車電器的現代電子控制技術研究

郭引弟

摘要：現代化汽車電器電子控制技術不僅實現了汽車電氣系統中各個電器之間的聯網，還實現了汽車電氣系統中電器與其他系統之間的聯網，將汽車的網絡化及智能化程度推向了更高的臺階。文章圍繞現代汽車化電器電子控制系統的結構及其工作原理、現代化汽車電器電子控制系統的主要功能、現代化汽車電器電子控制系統中應用的關鍵技術三大方面展開討論，對汽車電器的現代電子控制技術進行了相關研究。

關鍵詞：汽車電器；電子控制技術；ECU；容錯技術；故障自行診斷

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0025-02

如今，汽車行業的電控技術已經取得了很大的進展，并應用在ABS系統、自動變速系統、ASR系統等各類汽車系統上面。這些電控技術的應用，突破了以往傳統的機械控制系統，減輕了駕駛人員的勞動強度，在汽車安全性和可靠性方面做出了極大的貢獻。

1 現代化汽車電器電子控制系統的結構及其工作原理

汽車中電器分布較為零散，機械結構也非常復雜，在此基礎上通過ECU電子控制單元進行集中式控制，很難實現簡化汽車線束的效果。因此，在對汽車電氣電子控制系統進行設計的過程中，應在汽車各類電器分配布置的基礎上，按照區域劃分進行結構設計。現代汽車電器電子控制系統共劃分為六個區域：左前區、左后區、右前區、右后區、儀表信號區與駕駛室區，并通過ECU電子控制單元分別對各個區域中的電器進行連接和控制。所有ECU電子控制單位通過信號總線進行連接，最后匯集在一起與總控制區的ECU進行連接。六大區域均通過電源線進行連接最后集中連接在蓄電池上，以此來保障電路控制及電器運作過程中所需的所有電力。總控制區是汽車電器電子控制系統中較為重要的部分，主要是用于對機電轉換裝備中所產生的駕駛員指令和傳感器輸出的信號進行獲取、分析和執行，并通過軟件來制造控制信號，再將其輸出至總線上，將總線作為主節點的功能發揮至最大，實現對六大區域中不同電器之間的協調與監控。

汽車電器電子控制系統中所分布的ECU電子控制單位，主要是用來獲取從總線所輸出的該區域內控制信號，與此同時，還負責獲取其他區域所輸出的協調信號。另外，每個區域中所分布的ECU電子控制單位還負責獲取本區域內所產生的傳感器信號，根據信號所傳遞的信息來對本區域內的工作情況進行監督和控制。在汽車中，任何一個區域的結構和工作原理都基本相同，不會存在太大的差異。

2 現代化汽車電器電子控制系統的主要功能

汽車電器電子控制系統所涉及的功能極廣，其中汽車點火、汽車啟動、汽車照明、汽車信號指示及汽車探測為主要功能。除此之外，汽車電器電子控制系統還包含一些輔助性功能，例如清洗、空調、發熱、刮水等。最后，汽車電器還與一些配電裝置功能相關，例如汽車中的接線盒與保險絲，能夠有效地保障電器系統工作的安全性和可靠性。

在上述諸多功能之中，汽車點火、汽車啟動、汽車發熱等功能都屬于發動機范疇之內，這三種功能的控制管理系統，通常都被裝置在汽車發動機的控制系統之中。另外，通過對軟件的重新設計或改造，還能夠實現一些汽車電器電子控制相關的其他功能，例如：可以改變以往傳統的信號燈倒車控制方式，當車輛朝后方行駛時，系統會自動將倒車燈打開；根據車輛速度減緩情況，對制動信號燈進行控制，保證在駕駛員沒有踩下自動踏板且汽車進行自然減速運動的情況下，制動信號燈點亮，防止追尾等意外事故的發生；根據汽車行駛平均速度、前方車輛照明情況、汽車方向盤對前置照明燈光與反光鏡的位置等因素進行控制管理，以此來保證汽車駕駛員的視線范圍與照明區域相同；將汽車裝置中的轉向閃光器原件取消，各種保險絲和繼電器將隨之斷絲，在此基礎上對軟件和電路進行重新設計，以實現計劃中的相應功能，節省可利用空間，提高智能化水平；為了更好地解決傳統汽車機電式儀表中存在的問題，可以通過液晶顯示屏等設備，將信息轉換為數字化信號，在軟件設計下，將各類數字化信號再轉換為駕駛員易于理解的文字內容，例如可以將燃油量相關信息通過軟件設計轉換為續航里程信息。

3 現代化汽車電器電子控制系統中應用的關鍵技術

3.1 容錯技術和故障自行診斷技術

自從采用現代化汽車電器電子控制技術之后，汽車系統已經完全將傳統的汽車電氣路線拋棄，在各種電子元件及信號控制總線的幫助之下實現強大的汽車系統功能。在現代化汽車電器電子控制系統中，各類電器之間的聯系較以往更加密切了。為了進一步提高汽車在運行過程中的安全性和可靠性，保證汽車系統中的某個電器信號出現故障后不影響整體系統的正常工作，就必須使系統具備一套完善的容錯功能和自我診斷功能，對發生的故障進行自動檢測，并將具體的故障信息顯示出來。在現代汽車電器電子控制系統中，有效應用了容錯技術，該技術主要是依靠備件來實現。汽車實現系統無論是在元件數量還是功能方面必然會存在一些重復狀況，在備件設計的作用之下，一旦系統內某個區域的電器發生故障，故障部位的備件部分便會自動出現并替代故障元件進行工作，使系統不會由于個別元件的損壞而停止工作，有效地保證了整個系統的穩定性。在對汽車電器進行設計的過程中，如果應用分區技術對各個區域的功能進行劃分，每個區域所負責控制的元件量并不是很多，因此設計人員可以通過提供備件的方式來實現汽車電器電子控制系統的容錯功能和自我診斷功能。容錯功能和自我診斷功能能夠在系統電路發生故障時發揮重要作用，確保整個系統運行的安全性和可靠性。但若發生燈絲燒毀等類型故障時，首先應利用汽車故障自行診斷技術對故障部位及故障發生原因進行自我診斷，再將診斷結果轉換為易于讀取的信息傳遞給駕駛人員，確保駕駛過程中的安全。

3.2 電子通信技術

現代汽車電器電子控制技術的核心內容主要體現在各個區域之間的通信方式和通信手段上。由于在對汽車電器進行控制時，對于電器響應時間及電器抗干擾等方面功能的要求不高，因此在采用現代電子控制系統通信手段時，通常會采取與事件觸發式單線控制器局域網串行多路傳輸的方式進行通信，通過總線將各個區域之間的信號連接起來，這樣可以有效實現各個區域之間的通信。事件觸發式單線控制器局域網數據傳輸方式所采用的格式為數據幀格式，在數據幀內進行信號傳輸的過程中，不僅包括數據域，還包括一些保證信號傳輸準確的輔助領域，例如控制域、轉換域、接收域等。事件觸發式單線控制器局域網通信技術的廣泛應用，將現代汽車電器電子控制技術的發展推向了更高的智能化

平臺。

4 結語

隨著社會經濟的不斷發展，人們生活水平也持續攀升，邁向了更高的臺階。為了更好地適應并滿足社會經濟水平的發展，市場對汽車安全性和舒適性方面的性能提出了更高的要求。現代化汽車電器電子控制技術不僅實現了汽車電氣系統中各個電器之間的聯網，還實現了汽車電氣系統中電器與其他系統之間的聯網，將汽車的網絡化及智能化程度推向了更高的臺階。但是為了更好地實現并發展這一技術，需要非常多的ECU電子設備提供支持，這樣也會導致系統所花費的成本較高，因此該技術在市場中還未被廣泛使用。即使如此，我們也相信在不久的將來，隨著科學技術水平的不斷發展，汽車電器電子控制技術一定會取得突破性的進展。

參考文獻

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