关于汽车电器开关分类与应用的研究

王天泽 闫朋

摘要：汽车电器开关（以下简称开关）和普通电器开关作用原理虽有相似之处，但由于汽车用开关是控制汽车上各种控制装置电路的开关，其控制对象不同，操作的方式也是多种多样，所以与普通电器开关相比具有一定的特殊性。

1.主要特点

1.1在保证性能良好的前提下，不但外表要美观，而且表面的色彩还必须与整车内饰件的色调相协调，以提高整个车厢的美观。

1.2在设计上要考虑安全因素，车辆在行驶中万一发生事故时不能给乘员的人身造成伤害，或者将伤害程度降低到最低限度。例如将按钮设计成圆角、板柄的长度尽可能缩短、开关固定嵌入面板内部等。另外还必须考虑车辆的防火安全，对于开关使用的材料要用阻燃材料。

1.3汽车开关的外表形状设计必须考虑安装位置、操作方式、操作感觉等因素，有必要去按人机学的理论进行设计与安排。

1.4根据控制对象不同，其工作方式有瞬时、短时和连续运行3种工作状态。按用途不同其负载电流可以从lmA-1000A。

1.5考虑到可靠性，汽车开关和其它汽车用零部件一样在车辆行驶过程中总是会受到各方向力的冲击与振动，使开关零部件出现早期损坏、铆接松动等。另外，汽车运行中还会受到温度、相对湿度等恶劣环境的影响，引起开关触点的氧化加剧，导致开关寿命的缩短。

2.汽车电器开关控制方法的选择

2.1 直接控制方法

控制汽车电器开关最直接的方法就是直接控制开关的负载。具体来说，当汽车的电源电压通过开关向电器施加负载时，要增大开关的电流。这时，开关设备的发热量就会提升。在这种情况下，开关触电所承受的功率非常大，所以，对电器开关的结构设计和相关类型的产品质量提出了较高的要求。电器开关的结构设计和产品质量会增加汽车开关设备运行时产生的噪声，进而影响汽车驾驶人员的行车舒适性。直接控制的汽车电器开关不具备故障输出功能，因此，在对汽车进行检查维修的过程中，很难找到故障的发生原因。而引发故障的原因主要有2种，即开关设备问题和电器设备问题。由此可知，直接控制式的汽车电器开关具有系统维护成本低、组成结构简单的优点。

2.2 间接控制方法

2.2.1 数字化电器开关控制

通常情况下，这种方法是用于汽车LIN总线和CAN总线上的，这两种总线有2根控制线和2根电源线。当汽车向电器开关下达动作指令后，电器开关的电子模块单片机就要为指令信号的内容编码，并通过LIN总线和CAN总线上的收发设备将制定好的通讯协议内容传输到数字化控制的LIN总线和CAN总线上的收发设备中。这样一来，数字化技术控制的模块单片机就能立即为其解码。至此，汽车通过数字化技术模块就完成了对电器开关设备的指令传达。

2.2.2 电阻编码电器开关控制

①小电流的电阻编码要将接收到的指令编码传送到电器开关侧面的单片机上进一步解码。

②利用汽车的驱动电路操作电器开关。在使用小电流电阻编码的过程中，汽车的电器线路比较简单，不需要使用数据信息的通讯协议内容。使用小电流开关在很大程度上降低了汽车电器开关的设计难度，有效降低了电器开关的使用负荷，提高了开关设备的使用耐久性。

2.2.3 大小电流触点的电器开关控制

顾名思义，大小电流触点的汽车电器开关设备间接控制就是既可以使用小电流的电器开关，也可以使用大电流的电器开关。其具体控制过程为：电器开关是通过调整汽车继电器线圈的电流来控制开关设备电流的通断。要想实现对小电流汽车电器开关的间接控制，就要将开关设备触点电流设置为小电流来操作。对大电流触点汽车电器开关设备的间接控制要比与之对应的直接控制方式所用的大电流小得多，而且这种大电流触点电器开关的间接控制方式要在汽车电器容量比较大和继电器的电流也较大的情况下才能发挥作用。

3.汽车开关的分类

3.1驾驶操作功能：品种有点火起动、恒速、超速、后视镜控制开关等。控制的负载有电机、继电器、灯、电路等。

3.2报警信号功能：品种有转向喇叭、停车灯、报警灯、制动灯开关等。控制的负载有灯、继电器、电磁阀等。

3.3灯光系统功能：品种有前照灯、雾灯、仪表灯、开关等。控制的负载主要是灯。

3.4刮水器系统功能：品种有刮水器、洗涤器、风窗加热开关等。控制的负载有电机、继电器、电阻、泵等。

3.5空调冷却系统功能：品种有风扇、空调、温控开关等。控制的负载有电机、电磁阀等。

3.6门窗、锁系统功能：品种有门锁、电动摇窗机、油箱盖、行李箱、天窗开关等。控制的负载有电机、电磁阀等。

4.各类开关应用介绍

4.1.推拉式：创于40年代发展于50年代，广泛应用于轿车、货车上。主要依靠推拉力的作用来完成接通与断开电路，个别品种还具有双金属片安全器与灯光调节电阻。

目前仅在国内公交车、货车上使用。其特点是结构简单、价格便宜，不足之处是体积大，操作力大，在车辆行驶时调节档位不方便。

4.2旋转式：主要依靠主轴旋转来改变档位，以达到电路通与断的目的。该类开关品种较多，一种是以钥匙操作的点火开关，由锁机构和开关两部份组合而成，开关是用安装螺母来固定。另外一种是有不同形状旋钮的开关。如用圆形旋钮来控制后视镜角度的开关，目前己配用在桑塔纳2000车各种款式上。

4.3顶杆式：此类的开关动作原理比较简单，主要是在规定外力作用下，顶杆在一定范围内作直线运动，去推动触点闭合（或打开），一旦外力消失，依靠本身反力弹簧自动复位，使触点保持原始状态。

这是一种用于车门和制动车灯的信号开关。

目前制动系统中对于制动灯开关的配合有两种类型。一种是制动灯开关与制动系统的油（汽）路结合在一起，目前货车上基本属于此类型。另一种是制动灯开关与制动系统分离，此种结构主要应用在轿车上，该制动灯开关是依靠机械结构与制动踏板相连，如桑塔纳轿车用的顶杆式制动灯开关，该品种有下列特点：

（1）顶杆伸出距离可在一定范围内作尺寸上的调正，以满足制动时工作行程的需要。

（2）采用两对并联触点，以确保信号灯接通时的可靠性。

（3）在结构与材料上采取了特殊措施，以确保产品的可靠性与耐久性，确保寿命可达到25万次以上。

4.4按钮式：此类型开关俗称push开关，具体可分不带自锁与带自锁两种，前者结构简单，目前很少采用，带自锁的平面型按钮式开关，在80年代中期开始风行在轿车上。其主要特点是外形美、操作简单。这在车辆行驶中对驾驶员的操作安全带来了方便。

该开关目前用在上海通用“别克”、上海大众“帕萨特”、神龙“富康”等车型上。

4.5电子型：利用电子元件来实现控制汽车电路的开关己逐步得到应用，该类型开关没有触点，因此不存在因触点烧蚀而引起的故障。目前典型的产品是电子调光开关。其主要有兩大部分组成，即挠板式开关与电子调光系统（电压调节可利用开关表面的一个调节旋钮来完成）。

采用电子调光消除了因电阻长期处于通电发热状态、加速使线绕电阻失效的弊病。

另外该电子调光系统还增加了负载过电流保护设施。

参考文献：

[1]刘艳梅.电子技术在现代汽车上的发展与应用[J].中国科技信息，2006（1）.

[2]陈春，王友龙.电子功率开关在汽车电气系统中的应用[J].汽车电器，2010（08）.