汽车电器的现代电子控制技术研究

郭引弟

摘要：现代化汽车电器电子控制技术不仅实现了汽车电气系统中各个电器之间的联网，还实现了汽车电气系统中电器与其他系统之间的联网，将汽车的网络化及智能化程度推向了更高的台阶。文章围绕现代汽车化电器电子控制系统的结构及其工作原理、现代化汽车电器电子控制系统的主要功能、现代化汽车电器电子控制系统中应用的关键技术三大方面展开讨论，对汽车电器的现代电子控制技术进行了相关研究。

关键词：汽车电器；电子控制技术；ECU；容错技术；故障自行诊断

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0025-02

如今，汽车行业的电控技术已经取得了很大的进展，并应用在ABS系统、自动变速系统、ASR系统等各类汽车系统上面。这些电控技术的应用，突破了以往传统的机械控制系统，减轻了驾驶人员的劳动强度，在汽车安全性和可靠性方面做出了极大的贡献。

1 现代化汽车电器电子控制系统的结构及其工作原理

汽车中电器分布较为零散，机械结构也非常复杂，在此基础上通过ECU电子控制单元进行集中式控制，很难实现简化汽车线束的效果。因此，在对汽车电气电子控制系统进行设计的过程中，应在汽车各类电器分配布置的基础上，按照区域划分进行结构设计。现代汽车电器电子控制系统共划分为六个区域：左前区、左后区、右前区、右后区、仪表信号区与驾驶室区，并通过ECU电子控制单元分别对各个区域中的电器进行连接和控制。所有ECU电子控制单位通过信号总线进行连接，最后汇集在一起与总控制区的ECU进行连接。六大区域均通过电源线进行连接最后集中连接在蓄电池上，以此来保障电路控制及电器运作过程中所需的所有电力。总控制区是汽车电器电子控制系统中较为重要的部分，主要是用于对机电转换装备中所产生的驾驶员指令和传感器输出的信号进行获取、分析和执行，并通过软件来制造控制信号，再将其输出至总线上，将总线作为主节点的功能发挥至最大，实现对六大区域中不同电器之间的协调与监控。

汽车电器电子控制系统中所分布的ECU电子控制单位，主要是用来获取从总线所输出的该区域内控制信号，与此同时，还负责获取其他区域所输出的协调信号。另外，每个区域中所分布的ECU电子控制单位还负责获取本区域内所产生的传感器信号，根据信号所传递的信息来对本区域内的工作情况进行监督和控制。在汽车中，任何一个区域的结构和工作原理都基本相同，不会存在太大的差异。

2 现代化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所涉及的功能极广，其中汽车点火、汽车启动、汽车照明、汽车信号指示及汽车探测为主要功能。除此之外，汽车电器电子控制系统还包含一些辅助性功能，例如清洗、空调、发热、刮水等。最后，汽车电器还与一些配电装置功能相关，例如汽车中的接线盒与保险丝，能够有效地保障电器系统工作的安全性和可靠性。

在上述诸多功能之中，汽车点火、汽车启动、汽车发热等功能都属于发动机范畴之内，这三种功能的控制管理系统，通常都被装置在汽车发动机的控制系统之中。另外，通过对软件的重新设计或改造，还能够实现一些汽车电器电子控制相关的其他功能，例如：可以改变以往传统的信号灯倒车控制方式，当车辆朝后方行驶时，系统会自动将倒车灯打开；根据车辆速度减缓情况，对制动信号灯进行控制，保证在驾驶员没有踩下自动踏板且汽车进行自然减速运动的情况下，制动信号灯点亮，防止追尾等意外事故的发生；根据汽车行驶平均速度、前方车辆照明情况、汽车方向盘对前置照明灯光与反光镜的位置等因素进行控制管理，以此来保证汽车驾驶员的视线范围与照明区域相同；将汽车装置中的转向闪光器原件取消，各种保险丝和继电器将随之断丝，在此基础上对软件和电路进行重新设计，以实现计划中的相应功能，节省可利用空间，提高智能化水平；为了更好地解决传统汽车机电式仪表中存在的问题，可以通过液晶显示屏等设备，将信息转换为数字化信号，在软件设计下，将各类数字化信号再转换为驾驶员易于理解的文字内容，例如可以将燃油量相关信息通过软件设计转换为续航里程信息。

3 现代化汽车电器电子控制系统中应用的关键技术

3.1 容错技术和故障自行诊断技术

自从采用现代化汽车电器电子控制技术之后，汽车系统已经完全将传统的汽车电气路线抛弃，在各种电子元件及信号控制总线的帮助之下实现强大的汽车系统功能。在现代化汽车电器电子控制系统中，各类电器之间的联系较以往更加密切了。为了进一步提高汽车在运行过程中的安全性和可靠性，保证汽车系统中的某个电器信号出现故障后不影响整体系统的正常工作，就必须使系统具备一套完善的容错功能和自我诊断功能，对发生的故障进行自动检测，并将具体的故障信息显示出来。在现代汽车电器电子控制系统中，有效应用了容错技术，该技术主要是依靠备件来实现。汽车实现系统无论是在元件数量还是功能方面必然会存在一些重复状况，在备件设计的作用之下，一旦系统内某个区域的电器发生故障，故障部位的备件部分便会自动出现并替代故障元件进行工作，使系统不会由于个别元件的损坏而停止工作，有效地保证了整个系统的稳定性。在对汽车电器进行设计的过程中，如果应用分区技术对各个区域的功能进行划分，每个区域所负责控制的元件量并不是很多，因此设计人员可以通过提供备件的方式来实现汽车电器电子控制系统的容错功能和自我诊断功能。容错功能和自我诊断功能能够在系统电路发生故障时发挥重要作用，确保整个系统运行的安全性和可靠性。但若发生灯丝烧毁等类型故障时，首先应利用汽车故障自行诊断技术对故障部位及故障发生原因进行自我诊断，再将诊断结果转换为易于读取的信息传递给驾驶人员，确保驾驶过程中的安全。

3.2 电子通信技术

现代汽车电器电子控制技术的核心内容主要体现在各个区域之间的通信方式和通信手段上。由于在对汽车电器进行控制时，对于电器响应时间及电器抗干扰等方面功能的要求不高，因此在采用现代电子控制系统通信手段时，通常会采取与事件触发式单线控制器局域网串行多路传输的方式进行通信，通过总线将各个区域之间的信号连接起来，这样可以有效实现各个区域之间的通信。事件触发式单线控制器局域网数据传输方式所采用的格式为数据帧格式，在数据帧内进行信号传输的过程中，不仅包括数据域，还包括一些保证信号传输准确的辅助领域，例如控制域、转换域、接收域等。事件触发式单线控制器局域网通信技术的广泛应用，将现代汽车电器电子控制技术的发展推向了更高的智能化

平台。

4 结语

随着社会经济的不断发展，人们生活水平也持续攀升，迈向了更高的台阶。为了更好地适应并满足社会经济水平的发展，市场对汽车安全性和舒适性方面的性能提出了更高的要求。现代化汽车电器电子控制技术不仅实现了汽车电气系统中各个电器之间的联网，还实现了汽车电气系统中电器与其他系统之间的联网，将汽车的网络化及智能化程度推向了更高的台阶。但是为了更好地实现并发展这一技术，需要非常多的ECU电子设备提供支持，这样也会导致系统所花费的成本较高，因此该技术在市场中还未被广泛使用。即使如此，我们也相信在不久的将来，随着科学技术水平的不断发展，汽车电器电子控制技术一定会取得突破性的进展。

参考文献

[1] 朱俊.现代汽车的电子控制技术[J].电力电子，2013，（2）.

[2] 杜晓辉. 汽车电子控制技术的应用现状和发展趋势[J].科技创新导报，2013，（8）.

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