林福珂

摘 要：針對汽車電器開關(guān)設(shè)計中存在的問題，簡要探討了汽車電器開關(guān)的選擇依據(jù)、控制方法和控制方案。研究結(jié)果表明，在選擇汽車電器開關(guān)時，要依照汽車整體結(jié)構(gòu)的布置情況來確定。

關(guān)鍵詞：汽車電器；電器開關(guān)；小電流電阻編碼；控制方法

中圖分類號：U463.66 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.100

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)的壓力逐漸加大，各類汽車電器產(chǎn)品也越來越多，尤其是開關(guān)設(shè)備?；诖耍嚓P(guān)研究人員應(yīng)使用一定的科學(xué)技術(shù)明確汽車電器開關(guān)的選擇依據(jù)，并在控制電器開關(guān)運(yùn)行方面提出合理的建議，同時，還要列出汽車電器開關(guān)選擇的實(shí)施方案，以期為相關(guān)建設(shè)者提供理論依據(jù)。

1 汽車電器開關(guān)的選擇依據(jù)

由于市場上汽車電器開關(guān)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(guān)按照汽車的功能性來區(qū)分，例如，汽車發(fā)動機(jī)的控制、燈具設(shè)備、空調(diào)冷卻設(shè)備和汽車門鎖等結(jié)構(gòu)。其中，汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)的電器開關(guān)有點(diǎn)火啟動開關(guān)、控制電動機(jī)負(fù)載開關(guān)和導(dǎo)航開關(guān)等；燈具設(shè)備的電器開關(guān)包括前車燈開關(guān)、儀表燈開關(guān)和霧燈開關(guān)等；為汽車空調(diào)冷卻系統(tǒng)提供電器開關(guān)的設(shè)備有空調(diào)開關(guān)、風(fēng)扇開關(guān)和溫度控制開關(guān)等。對于汽車車窗冷卻系統(tǒng)，可供選擇的電器開關(guān)設(shè)備有電動搖窗開關(guān)設(shè)備、行李箱開關(guān)設(shè)備和天窗開關(guān)設(shè)備。此外，還可以根據(jù)汽車的結(jié)構(gòu)類型選擇汽車電器開關(guān)。按照汽車結(jié)構(gòu)的不同，可以將汽車電器開關(guān)分成頂桿式、旋轉(zhuǎn)式、推拉式和電子類型的。

2 汽車電器開關(guān)控制方法的選擇

2.1 直接控制方法

控制汽車電器開關(guān)最直接的方法就是直接控制開關(guān)的負(fù)載。具體來說，當(dāng)汽車的電源電壓通過開關(guān)向電器施加負(fù)載時，要增大開關(guān)的電流。這時，開關(guān)設(shè)備的發(fā)熱量就會提升。在這種情況下，開關(guān)觸電所承受的功率非常大，所以，對電器開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和相關(guān)類型的產(chǎn)品質(zhì)量提出了較高的要求。電器開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和產(chǎn)品質(zhì)量會增加汽車開關(guān)設(shè)備運(yùn)行時產(chǎn)生的噪聲，進(jìn)而影響汽車駕駛?cè)藛T的行車舒適性。直接控制的汽車電器開關(guān)不具備故障輸出功能，因此，在對汽車進(jìn)行檢查維修的過程中，很難找到故障的發(fā)生原因。而引發(fā)故障的原因主要有2種，即開關(guān)設(shè)備問題和電器設(shè)備問題。由此可知，直接控制式的汽車電器開關(guān)具有系統(tǒng)維護(hù)成本低、組成結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 間接控制方法

汽車電器開關(guān)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(shí)現(xiàn)負(fù)載控制。這種汽車電器開關(guān)的控制方法具有對開關(guān)觸點(diǎn)功率要求小的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.1 數(shù)字化電器開關(guān)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(dāng)汽車向電器開關(guān)下達(dá)動作指令后，電器開關(guān)的電子模塊單片機(jī)就要為指令信號的內(nèi)容編碼，并通過LIN總線和CAN總線上的收發(fā)設(shè)備將制定好的通訊協(xié)議內(nèi)容傳輸?shù)綌?shù)字化控制的LIN總線和CAN總線上的收發(fā)設(shè)備中。這樣一來，數(shù)字化技術(shù)控制的模塊單片機(jī)就能立即為其解碼。至此，汽車通過數(shù)字化技術(shù)模塊就完成了對電器開關(guān)設(shè)備的指令傳達(dá)。

2.2.2 電阻編碼電器開關(guān)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(nèi)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(guān)側(cè)面的單片機(jī)上進(jìn)一步解碼。②利用汽車的驅(qū)動電路操作電器開關(guān)。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(shù)據(jù)信息的通訊協(xié)議內(nèi)容。使用小電流開關(guān)在很大程度上降低了汽車電器開關(guān)的設(shè)計難度，有效降低了電器開關(guān)的使用負(fù)荷，提高了開關(guān)設(shè)備的使用耐久性。

2.2.3 大小電流觸點(diǎn)的電器開關(guān)控制

顧名思義，大小電流觸點(diǎn)的汽車電器開關(guān)設(shè)備間接控制就是既可以使用小電流的電器開關(guān)，也可以使用大電流的電器開關(guān)。其具體控制過程為：電器開關(guān)是通過調(diào)整汽車?yán)^電器線圈的電流來控制開關(guān)設(shè)備電流的通斷。要想實(shí)現(xiàn)對小電流汽車電器開關(guān)的間接控制，就要將開關(guān)設(shè)備觸點(diǎn)電流設(shè)置為小電流來操作。對大電流觸點(diǎn)汽車電器開關(guān)設(shè)備的間接控制要比與之對應(yīng)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(diǎn)電器開關(guān)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(fā)揮作用。因此，在實(shí)際的汽車電器開關(guān)控制過程中，很少選擇這種方法。但是，大小電流觸點(diǎn)的電器開關(guān)控制方法都可以起到降低開關(guān)設(shè)備設(shè)計難度的作用。此外，應(yīng)用這種控制方法能使汽車電器開關(guān)的設(shè)計更加舒適。

3 汽車電器開關(guān)的選擇方案

在選擇汽車電器開關(guān)的控制方案時，要充分考慮汽車整體結(jié)構(gòu)的布置方式、實(shí)踐技術(shù)、實(shí)施成本和檢查維修等影響因素。

3.1 布置方式

當(dāng)汽車的整體結(jié)構(gòu)比較大時，內(nèi)部布置空間要選擇外型比較大的電器開關(guān)。如果采用的汽車電器電流功率比較小，那么，應(yīng)選擇大電流且直接控制汽車電器開關(guān)的方法來控制。這樣一來，不僅滿足了開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)操作的便捷性，還能在一定程度上降低汽車電器開關(guān)的布置成本。

3.2 實(shí)踐技術(shù)

如果汽車電器開關(guān)所用的功率比較大，那么，為了降低開關(guān)設(shè)備的負(fù)荷量，應(yīng)選擇小電流的電阻編碼形式來提高電器開關(guān)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(fù)雜。

3.3 實(shí)施成本

在對汽車的電器設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時，會限制開關(guān)的位置，進(jìn)而影響汽車各部分的協(xié)調(diào)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(shí)現(xiàn)間接控制。

3.4 維修檢查即其他配套技術(shù)

當(dāng)汽車內(nèi)部的電器設(shè)備過多且電器控制功率非常大時，要想診斷電器開關(guān)故障，并輸出結(jié)果，可以選擇小電流電阻編碼的間接控制方式找出開關(guān)設(shè)備中的故障。這樣一來，不僅能簡單設(shè)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(diǎn)是，無論采用哪種間接控制方式，其控制成本都很高。這是因?yàn)榭刂破囯娖鏖_關(guān)故障時使用了電子控制模塊。

4 軟件實(shí)現(xiàn)方法

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括報警主機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)分機(jī)、信號檢測傳

感器三種設(shè)備的嵌入式底層軟件設(shè)計。其中，報警主機(jī)是系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于監(jiān)視整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及辨識信號是列車接近還是離去，并作出相應(yīng)動作——發(fā)出來車警報或關(guān)閉警報。報警主機(jī)的軟件流程如圖4所示。

5 結(jié)束語

便攜式列車接近預(yù)警報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shè)計該系統(tǒng)時，我們引入了節(jié)能設(shè)計理念——在正常情況下，使系統(tǒng)各設(shè)備模塊處于睡眠狀態(tài)；當(dāng)有列車接近時喚醒，完成任務(wù)后重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這樣可以降低功耗，延長使用壽命。另外，為了保證各設(shè)備間的鏈路通暢，利用定時喚醒功能向上級設(shè)備定時發(fā)送握手信號，以便監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕