關(guān)于汽車電器開關(guān)分類與應(yīng)用的研究

王天澤 閆朋

摘要：汽車電器開關(guān)（以下簡稱開關(guān)）和普通電器開關(guān)作用原理雖有相似之處，但由于汽車用開關(guān)是控制汽車上各種控制裝置電路的開關(guān)，其控制對象不同，操作的方式也是多種多樣，所以與普通電器開關(guān)相比具有一定的特殊性。

1.主要特點

1.1在保證性能良好的前提下，不但外表要美觀，而且表面的色彩還必須與整車內(nèi)飾件的色調(diào)相協(xié)調(diào)，以提高整個車廂的美觀。

1.2在設(shè)計上要考慮安全因素，車輛在行駛中萬一發(fā)生事故時不能給乘員的人身造成傷害，或者將傷害程度降低到最低限度。例如將按鈕設(shè)計成圓角、板柄的長度盡可能縮短、開關(guān)固定嵌入面板內(nèi)部等。另外還必須考慮車輛的防火安全，對于開關(guān)使用的材料要用阻燃材料。

1.3汽車開關(guān)的外表形狀設(shè)計必須考慮安裝位置、操作方式、操作感覺等因素，有必要去按人機學(xué)的理論進行設(shè)計與安排。

1.4根據(jù)控制對象不同，其工作方式有瞬時、短時和連續(xù)運行3種工作狀態(tài)。按用途不同其負載電流可以從lmA-1000A。

1.5考慮到可靠性，汽車開關(guān)和其它汽車用零部件一樣在車輛行駛過程中總是會受到各方向力的沖擊與振動，使開關(guān)零部件出現(xiàn)早期損壞、鉚接松動等。另外，汽車運行中還會受到溫度、相對濕度等惡劣環(huán)境的影響，引起開關(guān)觸點的氧化加劇，導(dǎo)致開關(guān)壽命的縮短。

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)備運行時產(chǎn)生的噪聲，進而影響汽車駕駛?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)維護成本低、組成結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。

2.2 間接控制方法

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)下達動作指令后，電器開關(guān)的電子模塊單片機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。

2.2.2 電阻編碼電器開關(guān)控制

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)面的單片機上進一步解碼。

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 大小電流觸點的電器開關(guān)控制

顧名思義，大小電流觸點的汽車電器開關(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)備觸點電流設(shè)置為小電流來操作。對大電流觸點汽車電器開關(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。

3.汽車開關(guān)的分類

3.1駕駛操作功能：品種有點火起動、恒速、超速、后視鏡控制開關(guān)等?？刂频呢撦d有電機、繼電器、燈、電路等。

3.2報警信號功能：品種有轉(zhuǎn)向喇叭、停車燈、報警燈、制動燈開關(guān)等?？刂频呢撦d有燈、繼電器、電磁閥等。

3.3燈光系統(tǒng)功能：品種有前照燈、霧燈、儀表燈、開關(guān)等?？刂频呢撦d主要是燈。

3.4刮水器系統(tǒng)功能：品種有刮水器、洗滌器、風(fēng)窗加熱開關(guān)等?？刂频呢撦d有電機、繼電器、電阻、泵等。

3.5空調(diào)冷卻系統(tǒng)功能：品種有風(fēng)扇、空調(diào)、溫控開關(guān)等?？刂频呢撦d有電機、電磁閥等。

3.6門窗、鎖系統(tǒng)功能：品種有門鎖、電動搖窗機、油箱蓋、行李箱、天窗開關(guān)等?？刂频呢撦d有電機、電磁閥等。

4.各類開關(guān)應(yīng)用介紹

4.1.推拉式：創(chuàng)于40年代發(fā)展于50年代，廣泛應(yīng)用于轎車、貨車上。主要依靠推拉力的作用來完成接通與斷開電路，個別品種還具有雙金屬片安全器與燈光調(diào)節(jié)電阻。

目前僅在國內(nèi)公交車、貨車上使用。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，不足之處是體積大，操作力大，在車輛行駛時調(diào)節(jié)檔位不方便。

4.2旋轉(zhuǎn)式：主要依靠主軸旋轉(zhuǎn)來改變檔位，以達到電路通與斷的目的。該類開關(guān)品種較多，一種是以鑰匙操作的點火開關(guān)，由鎖機構(gòu)和開關(guān)兩部份組合而成，開關(guān)是用安裝螺母來固定。另外一種是有不同形狀旋鈕的開關(guān)。如用圓形旋鈕來控制后視鏡角度的開關(guān)，目前己配用在桑塔納2000車各種款式上。

4.3頂桿式：此類的開關(guān)動作原理比較簡單，主要是在規(guī)定外力作用下，頂桿在一定范圍內(nèi)作直線運動，去推動觸點閉合（或打開），一旦外力消失，依靠本身反力彈簧自動復(fù)位，使觸點保持原始狀態(tài)。

這是一種用于車門和制動車燈的信號開關(guān)。

目前制動系統(tǒng)中對于制動燈開關(guān)的配合有兩種類型。一種是制動燈開關(guān)與制動系統(tǒng)的油（汽）路結(jié)合在一起，目前貨車上基本屬于此類型。另一種是制動燈開關(guān)與制動系統(tǒng)分離，此種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在轎車上，該制動燈開關(guān)是依靠機械結(jié)構(gòu)與制動踏板相連，如桑塔納轎車用的頂桿式制動燈開關(guān)，該品種有下列特點：

（1）頂桿伸出距離可在一定范圍內(nèi)作尺寸上的調(diào)正，以滿足制動時工作行程的需要。

（2）采用兩對并聯(lián)觸點，以確保信號燈接通時的可靠性。

（3）在結(jié)構(gòu)與材料上采取了特殊措施，以確保產(chǎn)品的可靠性與耐久性，確保壽命可達到25萬次以上。

4.4按鈕式：此類型開關(guān)俗稱push開關(guān)，具體可分不帶自鎖與帶自鎖兩種，前者結(jié)構(gòu)簡單，目前很少采用，帶自鎖的平面型按鈕式開關(guān)，在80年代中期開始風(fēng)行在轎車上。其主要特點是外形美、操作簡單。這在車輛行駛中對駕駛員的操作安全帶來了方便。

該開關(guān)目前用在上海通用“別克”、上海大眾“帕薩特”、神龍“富康”等車型上。

4.5電子型：利用電子元件來實現(xiàn)控制汽車電路的開關(guān)己逐步得到應(yīng)用，該類型開關(guān)沒有觸點，因此不存在因觸點燒蝕而引起的故障。目前典型的產(chǎn)品是電子調(diào)光開關(guān)。其主要有兩大部分組成，即撓板式開關(guān)與電子調(diào)光系統(tǒng)（電壓調(diào)節(jié)可利用開關(guān)表面的一個調(diào)節(jié)旋鈕來完成）。

采用電子調(diào)光消除了因電阻長期處于通電發(fā)熱狀態(tài)、加速使線繞電阻失效的弊病。

另外該電子調(diào)光系統(tǒng)還增加了負載過電流保護設(shè)施。

參考文獻：

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