浅析现代电子控制技术在汽车电器中的应用

(盐城生物工程高等职业技术学校，江苏 盐城 224000)

0 引言

在汽车中，电气系统是十分重要的组成部分，主要包括电器和电子控制2个部分。从目前的发展情况来看，要改善车辆的安全性、舒适度，还是要从内部着手。首先，要提升汽车的各项硬性指标。其次，要提升电子控制技术，利用电控技术优化机械控制系统。该系统可以根据车辆运行状态，执行相应的机械机构动作，可以缓解驾驶人员的疲劳程度，减少了传统机械装置中存在的各类问题，使汽车更加舒适安全。

1 电子控制技术在汽车电器中的作用

汽车电器与电子控制2个部分构成了汽车电气系统，该系统是汽车的重要组成部分。在汽车行业发展的过程中，要提升汽车的质量和性能，要从2个方面入手：①改善汽车的硬性指标，改善汽车的性能，确保汽车的舒适度、安全性，促进汽车行业的可持续发展。②要重视电子控制技术的开发和创新，该技术是一种高精密技术，单一技术负责的领域较小，但对汽车整体有很大的影响，如果进行全面的技术革新，就可以带动汽车行业的整体进步[1]。在技术革新的过程中，要尽量避免技术上的冲突，确保各项性能都得到有效的发展。

客观来看，电控技术可以优化原本的机械控制系统，不仅可以提升控制水平，还能改善汽车的整体质量。传统的电子控制技术存在很多问题，包括以下几个方面：①系统中需要使用大量电线，线束布置有很大的难度，且线束会占据较大的空间。②有很多电气接点，受到这些接点的影响，汽车缺少稳定性和可靠性。③故障维修的难度较大。④驾驶人员需要对电器进行直接操作，会使驾驶人员更加疲劳。⑤汽车电子控制系统和其他系统间的协调性较差，汽车的智能化水平较低。随着科技的进步，汽车电控技术水平也在不断提升，现如今自动变速技术、ABS、ASR等技术都得到了广泛的应用。利用电控技术，可以改变原本的机械系统，进而优化汽车运行状态，根据实际运行状态执行相应的机械机构动作，从而减少驾驶人员的操作，使驾驶人员更加舒适便利，降低驾驶人员的疲劳度，确保形成的顺利和安全。

2 电子控制技术在汽车电器中的具体应用

2.1 系统结构和工作原理

电器是汽车不可或缺的组成部分，在汽车上的布置比较分散，其机械结构也相对复杂。在这些条件的影响下，如果采用ECU电子控制单元进行控制，很难保障集中控制的效果，也难以减少汽车线束的数量。所以，在系统实际设计的过程中，要从整体角度来考虑，采用区域化的设计方式，将电器进行合理的分区布置[2]。通常，汽车电器可以分成几个布置区域，包括左侧前后区域、右侧前后区域、仪表信号区、驾驶室区。每个区域都要应用ECU电子控制单元，采用分别控制的方式。采用这种划分方式，利用一条信号总线将ECU电子控制单位连接在一起，最后连接在集中控制区域的ECU上，以此减少线束并提升控制效果。各个区域都连接在同一个公共电源线中，只需使用1根电源线就可以实现各个区域的连接，并将这些区域连接在蓄电池中，由蓄电池为各个电器的使用提供电能。汽车电器电子控制系统中，集中控制区是最核心的部位。驾驶人员下达控制指令和传感器信号，由机电转换装置接收信号和指令，并根据信号和指令内容执行相应的操作。控制信号由软件发出，传输到总线上，总线发挥主节点的作用，然后协调和控制各个区域中的电器，使每个电器都能发挥自己的功能和作用。具体步骤为：传感器信号/驾驶员指令→接口电路→ECU→通信接口→调压器→电源→总线。

在汽车电器电子控制系统中，每个区域都设有ECU电子控制单元，该单元主要用于接受控制信号。控制信号由总线发出，不同的区域会接收不同的信号。除了控制信号外，也包括协调控制信号，ECU根据区域功能采集相应的传感器信号，然后根据信号状态对电器的工作情况进行调整和控制。虽然系统分成多个区域，但每个区域的运作原理基本一致。信号会从总线流向通信接口，再流向ECU，最后流向驱动电路，通过驱动电路控制不同的电器。要在系统中安装调压器，以此保障系统电压的稳定性。

2.2 系统功能

汽车电器电子控制系统具有很强的功能性，能够满足驾驶人员的各类需求。常见的功能作用包括：点火、启动、照明、监测等，一些辅助功能也是不可或缺的重要功能，包括空调、刮水等。不仅如此，有的汽车电器还有配电功能，可以保障系统作业的安全性，如保险丝、接线盒等。在各项功能中，与发电机有关的功能有很多，如点火功能、预热功能等，这些功能具有很强的控制作用，通常会安装在发动机电子控制系统中。只要对软件进行优化和升级，就能提升电子控制系统的功能性。例如，采用新的方式控制倒车信号灯，在车辆后退时就打开倒车灯。根据汽车的减速情况对信号灯进行控制，在驾驶人员不踩制动踏板时，车辆会处在自然减速的状态下，自动信号灯会发光，以此提示后车，避免追尾事故。根据测量前行速度、道路亮度等条件调整前照灯和反光镜，保障驾驶人员的视野清晰，充分发挥照明作用。可以取消转向闪光器、继电器、保险熔断丝，利用相关人员来增加此类功能，不仅可以减少空间浪费，还能使汽车更加智能化。在传统骑车中，机电式仪表经常会出现各类问题，为了减少各类问题或故障，可以使用液晶显示屏来展示数字信号，利用相关软件，将信号转变为驾驶人员可以看懂的信息，这样驾驶人员就可以根据信息内容判断自己该采取哪些驾驶操作。可以显示的信息包括续航里程等。

2.3 关键技术

汽车电器电子控制系统中采用了很多先进的科学技术，核心技术主要包括两个方面。

1)容错技术和故障自诊断技术。利用电子控制技术，可以改善传统汽车的电器线路，利用电子元件、控制信号等即可发挥系统功能。汽车电器和普通电器有很密切的关系，为了确保汽车安全稳定的运行，在电器的信号通道出现故障的情况下，需要系统可以继续保持正常工作的状态。为此，可以提升系统的容错功能，显示具体的故障信息。电子控制系统就采取了有效的容错技术，该技术主要采用冗余设计的理念[3]。通过冗余设计的方式，可以叠加多个功能相同的系统，即使某个区域出现故障，冗余部分也可以顶替故障部分继续工作。在电器设计的过程中，采用分区设计的方式，不同区域需要控制的内容并不多，工作量相对较小，通过软件冗余即可提升系统的容错功能。不仅如此，在电路故障的情况下，容错功能也能发挥巨大的作用。如，灯丝烧毁的情况下，系统可以故障自诊断，然后将信息传输给驾驶人员，使驾驶人员了解汽车当前的状态。

2)通信技术。在现代汽车中，通信技术十分重要。在电子控制的过程中，无需快速响应，也不需要特别强调抗干扰能力。在使用通信技术的过程中，可以应用单线控制器局域网串行多路传输的方式，该方式以事件触发为基础，可以将不同区域的信号总线连接在一起，然后进行信息传递。其采用数据帧格式，在传输过程中，不仅可以构成数据域，还需要各类辅助信息，包括帧起始、应答域等。

3 结语

在汽车发展的过程中，提升汽车电器的电子控制水平十分重要。建立有效的电子控制系统，可以提升控制效果、丰富控制功能，进而使汽车控制系统更加智能、便捷，降低人工操作的次数，可以减少驾驶人员的疲劳度，从而确保行车安全。