Інформаційні технології в керуванні АТЗ (5А)
Перейти до… Перейти до…ОбъявленияКритерії оцінювання результатів навчання та літератураМетодичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Інформаційні технології в керуванні автотранспортними засобами”Методичні вказівки до лабораторних робіт «Диагностирование электронных систем управления двигателем. Ч. 2″Методичні вказівки до лабораторних робіт «Диагностирование электронных систем управления двигателем. Ч. 3″Методичні вказівки до лабораторних робіт «Интеллектуальные системы управления двигателем»Конспект лекцій «Інформаційна технологія створення автомобільних комп’ютерних систем»Підручник «Мехатроніка, телематика, синергетика у транспортних додатках»Підручник та методичні вказівки «Інформаційні комп’ютерні системи автомобільного транспорту»Списки зарахованих студентів Тестові питання до теми «Система керування запалюванням»Тестові питання до теми «Система керування пуском ДВС»Лекція 1 «Інформаційні технології та їх застосування в системах керування АТЗ»Лекция 1 «Информационные технологии и их применение в системах управления АТС»Лабораторная работа 1-2 «Микропроцессорные системы управления двигателем с принудительным зажиганием»Лекция 2 «Информационные технологии в системе управления ДВС автомобиля»Лекція 2 «Інформаційні технології в системі керування ДВЗ автомобіля»Лабораторная работа 1-2 «Микропроцессорные системы управления двигателем с принудительным зажиганием»Лекція 3 «Інформаційні технології в системі керування гальмами автомобіля»Лабораторна робота 3 «Мікропроцесорні системи керування гальмами»Лекція №4 «Інформаційні технології в системі керування трансмісією автомобіля»Лабораторна робота №4 «Інформаційні технології в системах керування трансмісією автомобіля»Лекція 5 «Інформаційні технології в системах управління підвіскою та у рульовому керуванні автомобілем»Лабораторна робота 5 «Дослідження інформаційних технологій в системах управління підвіскою та у рульовому керуванні автомобілем»Лекція 6 «Інформаційні технології при передаванні даних в системах керування сучасного автомобіля»Лабораторна робота 6 «Дослідження застосування інформаційних технологій при передаванні даних в системах керування сучасного автомобіля»Лекція 7 «Застосування інформаційних технологій в системах визначення місцезнаходження автомобілів»Лабораторна робота 7 «Дослідження застосування інформаційних технологій в системах визначення місцезнаходження автомобілів з використанням системи GPS»Лекція 8 «Застосування інформаційних технологій в бортових системах електронної діагностики автотранспортних засобів»Лабораторна робота 8 «Дослідження застосування найсучасніших інформаційних технологій в інформаційних та контрольно-діагностичних системах керування АТЗ»Теоретичні питання экзаменаційних білетів
Электронные системы в автомобиле опасны для жизни :: Autonews
Электронные системы в автомобиле опасны для жизни
Хвастливые заявления автомобильных производителей о том, что то или иное авто оснащено электронными системами, прощающими водителям все ошибки при управлении, а также обеспечивающими беспрецедентную безопасность, по крайней мере у футурологов должны вызывать опасения.Круиз-контроль, ABS, сигнализация и даже стеклоподъемники – это электронные системы с определенным уровнем искусственного интеллекта, не говоря уже даже про всяческие трансмиссии типа Multitronic или Tiptronic, которые в народе называются “роботами”. Все эти вспомогательные системы хоть и приближают нашу жизнь к реалиям фильма “Пятый элемент”, однако очень часто выкидывают опасные фокусы. Жертвой шаловливых механизмов становятся разные люди по всему земному шару, только частенько о таких проколах в своих высокотехнологичных конструкторах производители умалчивают.
Заложником собственного авто не так давно стал министр финансов Таиланда, оказавшийся запертым в напичканном электроникой BMW. Во время движения электронные “мозги” авто дали сбой, автомобиль заглох и, как полагается представительским лимузинам, самостоятельно закрыл стекла, выключил кондиционер и запер двери.
Если бы это произошло не на оживленной улице и не подоспел бы швейцар с кувалдой, то у Таиланда мог бы быть новый министр финансов.
Высокообразованный GPS хоть и не способен так жестоко расправиться с водителем, однако у него вполне хватит искусственного “ума” увезти хозяина в неизвестность и бросить на произвол судьбы, если, конечно, обманутый автолюбитель не поймет сразу, что его водят за нос. В Великобритании, к примеру, дорога одного малонаселенного города в один момент превратилась в оживленную магистраль, по которой GPS-навигация ложно вела всех водителей к тупику и обрыву. Тем временем ученые объясняют ошибки навигации вспышками на Солнце.
Функция же круиз-контроля, до недавнего времени считавшаяся системой для космонавтов, устанавливается уже на авто всех классов. Истории, связанные со сбоями этой системы, похожи на сценарии американских боевиков, когда авто, летящее без остановки на скорости более 100 км/ч, пытается остановить полиция. И хотя сама логика работы “круиза” предполагает, что работа тормоза не может контролироваться той же программой, случаи, когда нажатие на тормоз или использование ручника не помогало остановить авто, все же известны.
Что уж говорить про банальные сбои датчиков дождя, которые внезапно в солнечную погоду начинают исступленно полировать сухое стекло, или про ошибки в сигнализации, блокирующие авто. Почти у всех марок есть наследственные болезни электроники, которые, как правило, возникают и исчезают беспричинно: будь то зажигание, роботизированная коробка или система подушек безопасности. В таких банальных случаях, как правило, помогает любимый рецепт системного администратора: перезагрузка.
Больше всего проблем возникает с автомобилями повышенной комфортности, где устанавливается огромное количество компьютерных систем, которые, как правило, недоработаны. Именно поэтому на форумах появляются такие размышления: “Всеми системами в автомобиле заведует компьютер с установленной автомобильной версией Windows. Также во многих авто есть Bluetooth для телефона или этого же компьютера. Вполне вероятен вариант программного взлома бортового компьютера через Bluetooth и полного перехвата управления извне.
Путь от электростеклоподъемников до спутниковых систем навигации человечество прошло очень быстро. В последнее время в прессе и на ТВ появилось много материалов о создании автомобилей с автопилотом, который может водить машину даже по городским улицам про помощи глаз-видеокамер и системы GPS. Не исключено, что уже через несколько лет такие “автопилоты” появятся на улицах городов. Так что сообщений о том, что взбесившийся электронный мозг в очередной раз сбросил своего пассажира с обрыва, вскоре появится больше.
Елизавета Бадалова
Для чего используются электронные системы управления автомобилем. Электронные системы помощи водителю. В любой момент можно узнать точное местонахождение автомобиля
Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя.
топливная система;
система впрыска;
система впуска;
система зажигания;
выпускная система;
система охлаждения;
система рециркуляции отработавших газов;
система улавливания паров бензина;
вакуумный усилитель тормозов.
Система управления двигателем имеет следующее общее устройство : входные датчики; электронный блок управления; исполнительные устройства систем двигателя.
Входные датчики измеряют конкретные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы.
Информация, получаемая от датчиков, является основой управления двигателем. Система управления двигателем включает следующие входные датчики:
| используется в работе топливной системы | датчик давления топлива; |
| используется в работе системы впрыска | датчик высокого давления топлива; |
| используются в работе системы впуска | расходомер воздуха; датчик температуры воздуха на впуске; датчик положения дроссельной заслонки; датчик давления во впускном коллекторе |
| используются в работе системы зажигания | датчик положения педали газа; датчик частоты вращения коленчатого вала; датчик детонации; расходомер воздуха; датчик температуры воздуха на впуске; датчик температуры охлаждающей жидкости; кислородные датчики; |
| используются в работе выпускной системы | датчик температуры отработавших газов; кислородный датчик перед нейтрализатором; кислородный датчик после нейтрализатора; датчик оксидов азота; |
| используются в работе системы охлаждения | датчик температуры охлаждающей жидкости; датчик температуры масла; |
| используются в работе вакуумного усилителя тормозов | датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов |
В зависимости от типа и модели двигателя номенклатура датчиков может изменяться.
Электронный блок управления принимает информацию от датчиков и в соответствии с заложенным программным обеспечением формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства систем двигателя. В своей работе электронный блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробкой передач, системой ABS (ESP), электроусилителя руля, подушками безопасности и др.
Исполнительные устройства входят в состав конкретных систем двигателя и обеспечивают их работу. Исполнительными устройствами топливной системы являются топливный электронасос и перепускной клапан. В системе впрыска управляемыми элементами являются форсунки и клапан регулирования давления. Работа системы впуска управляется с помощью привода дроссельной заслонки и привода впускных заслонок. Катушки зажигания являются исполнительными устройствами системы зажигания. Система охлаждения современного автомобиля также имеет ряд компонентов, управляемых электроникой: термостат, электронасос, клапан вентилятора, реле охлаждения двигателя после остановки.
В выпускной системе осуществляется принудительный подогрев кислородных датчиков и датчика оксидов азота, необходимый для их эффективной работы. Исполнительными устройствами системы рециркуляции отработавших газов являются электромагнитный клапан управления подачей вторичного воздуха, а также электродвигатель насоса вторичного воздуха. Управление системой улавливания паров бензина производится с помощью электромагнитного клапан продувки адсорбера.
Принцип работы системы управления двигателем основан на комплексном управлении величиной крутящего момента двигателя . Другими словами, система управления двигателем приводит величину крутящего момента в соответствия с конкретным режимом работы двигателя. Система в своей работе различает следующие режимы работы двигателя: запуск; прогрев; холостой ход; движение; переключение передач; торможение; работа системы кондиционирования. Изменение величины крутящего момента производиться двумя способами — путем регулирования наполнения цилиндров воздухом и регулированием угла опережения зажигания.
Система АБС автомобиля.
При экстренном торможении автомобиля возможна блокировка одного или нескольких колёс. В этом случае весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении. Заблокированное колесо перестает воспринимать боковые силы, удерживающие автомобиль на заданной троектории, и скользит по дорожному покрытию. Автомобиль теряет управляемость и малейшее боковое усилие приводит его к заносу.
Антиблокировочная система тормозов (АБС , ABS , Antilock Brake System) предназначена предотвратить блокировку колес при торможении и сохранить управляемость автомобиля. Ведущим производителем систем ABS является фирма Bosch .
Система АБС устанавливается в штатную тормозную систему автомобиля без изменения ее конструкции.
Наиболее перспективной является антиблокировочная система томозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.
Антиблокировочная система имеет следующее устройство :
датчики угловой скорости колёс;
датчик давления в тормозной системе;
блок управления;
гидравлический блок;
контрольная лампа на панели приборов.
Схема антиблокировочной системы тормозов ABS
Датчик угловой скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.
На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на испольнительные устройства — электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.
Гидравлический блок обединяет следующие конструктивные элементы:
впускные и выпускные электромагнитные клапаны;
аккумуляторы давления;
насос обратной подачи с электродвигателем;
демпфирующие камеры.
В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.
Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре.
Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов даления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления.
Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.
В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.
Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.
Похожая информация.
Сегодня мы поговорим про системы активной безопасности автомобилей, так как практические уже каждое современное авто обладает такими системами, но не многие покупатели автомобилей про них знают.
В такт с развитием электронной техники и цифровых технологий до неузнаваемости изменился и автомобиль.
Технологии не стоят на месте
И если всего каких-то 20-30 лет назад антипробуксовочная система была непременным атрибутом автомобилей премиум-класса, то сегодня она идет уже в минимальной комплектации на многих марках бюджетных автомобилей.
Сегодня львиная доля электронных систем в автомобиле так или иначе входит в набор так называемой, активной безопасности.
Эти электронные системы помогут неопытному водителю удержать автомобиль на своей траектории, преодолеть крутые спуски и подъемы, осуществить безаварийную парковку и даже объехать препятствие без заноса при экстренном торможении.
Более того, многие современные электронные системы «научились» следить за «мертвой зоной», боковым интервалом и дистанцией, они могут распознавать разметку, дорожные знаки и даже пешеходов, пересекающих дорожное полотно.
Мы уже частично затрагивали эту тему в статье .
Но и это далеко не исчерпывающий список вспомогательных электронных систем. Для комфортабельного движения по загородным дорогам многие автомобили оснащены системами адаптивного .
Именно благодаря им водитель может взять своеобразный тайм-аут и следить лишь за дорогой, а все остальное, включая соблюдение дистанции, траекторию движения и управление дроссельной заслонкой будет делать электроника.
А если водитель слишком расслабился или даже задремал, его разбудит электронная система, следящая за поведением водителя.
Похоже, что будущее, когда автомобиль станет еще и авто-управляемым, совсем близко? Может быть.
Но, пока у электронных систем есть не только почитатели, но и противники.
Они утверждают, что обилие электронных систем лишь мешает водителю проявить себя, а в ряде случаев электроника даже усугубляет положение.
Прежде, чем вставать на сторону тех или других, следует сначала разобраться как работают электронные системы безопасности, каких неприятностей они помогают избежать и в каких случаях они бывают «бессильны».
ABS (Anti-block Braking System)
Антиблокировочная система торможения.
Именно под этой аббревиатурой принято скрывать ту самую антиблокировочную систему, которая не только стала первым электронным помощником водителя, но и послужила основой для создания на ее базе многих других электронных систем активной безопасности.
Сама антиблокировочная система препятствует полной блокировке колес при торможении и оставляет автомобиль управляемым даже на скользком покрытии.
Впервые подобная система была установлена на автомобили Mercedes-Benz еще в начале 70-х годов прошлого века.
Современная антиблокировочная система существенно сокращает тормозной путь при срочном торможении на скользком дорожном покрытии.
Принцип работы современной заключается в циклах сброса и подъема давления тормозной жидкости в контурах, ведущих к исполнительным механизмам колес.
Электроника управляет клапанами, получая информацию от датчиков вращения колес.
При прекращении вращения какого-либо из колес, электронные импульсы от датчика перестают передаваться на центральный процессор.
Сразу же в действие включаются электромагнитные клапаны, сбрасывающие давление, заблокированное колесо растормаживается, после чего клапаны снова закрываются, поднимая давление в тормозных контурах.
Этот процесс проходит циклически, с частотой около 8 — 12 циклов подъема и сброса давления в секунду, пока водитель удерживает педаль тормоза.
Водитель ощущает работу АБС по пульсирующему биению тормозной педали.
Современные антиблокировочные системы позволяют не только осуществлять так называемое прерывистое торможение, но и управлять тормозными усилиями колес на каждой оси в зависимости от их проскальзывания. Эта система называется EBD, но о ней мы поговорим позже.
Недостатки АБС.
Но, у каждой медали имеется еще и обратная сторона.
Главная проблема любой АБС заключается в том, что электроника практически полностью заменяет водителя в управлении торможением, оставляя ему лишь пассивно нажимать на педаль.
Система включается в работу с некоторым запаздыванием, поскольку для оценки тормозных усилий и состояния дорожного покрытия процессору нужно время.
Обычно это доли секунды, но как показывает практика, очень часто их хватает на то, чтобы автомобиль вошел в занос.
Также АБС может сыграть с водителем еще одну злую шутку на скользком покрытии. Все дело в том, что на скоростях движения меньше 10 км/ч АБС автоматически отключается.
Это означает, что, если водитель успел сбросить скорость до значения ниже порога отключения системы в условиях очень скользкой дороги, а впереди него препятствие в виде столба, отбойника или стоящий автомобиль, вероятнее всего, водитель будет удерживать педаль тормоза нажатой.
А это легко может обернуться в условиях гололедицы мелким дорожно-транспортным происшествием.
Именно в момент отключения вспомогательной системы водитель должен брать на себя полное управление торможением.
При блокировке задних колес клапаны сбрасывают давление до еще более низкого значения.
При повышении скорости вращения задних колес клапаны закрываются и давление вновь нарастает.
Система работает в сочетании с ABS и является ее дополняющей частью.
Она пришла на замену знаменитому «колдуну» — механическому регулятору тормозных сил, отключающего тормозные контуры задних колес в зависимости от наклона кузова автомобиля.
ASR (Automatic Slip Regulation)
Антипробуксовочная система.
Эта электронная система активной безопасности предназначена для недопущения пробуксовки ведущих колес автомобиля.
В настоящее время она устанавливается на многие современные автомобили, включая полноприводные кроссоверы и внедорожники.
У многих автопроизводителей антипробуксовочная система может иметь разные названия. Но принцип работы практически одинаков и основывается на работе антиблокировочной системы торможения.
Также ASR включает в себя системы управления электронной блокировкой дифференциала и регулированием тяги двигателя.
Принцип ее работы базируется на кратковременной блокировке буксующего колеса и перебрасывания крутящего момента на другое колесо на этой же оси на низких скоростях движения.
На высокой (свыше 80 км/ч) скорости движения, пробуксовка регулируется при помощи регулировки угла открытия дроссельной заслонки.
В отличие от ABS и EBD система ASR при считывании показаний датчиков скорости вращения колес сравнивает не только стоящее и вращающееся колесо, но также и разницу угловых скоростей, ведущих и ведомых.
Управление кратковременной блокировкой ведущих колес осуществляется по аналогичному циклическому принципу.
В зависимости от марки и модели автомобиля, система ASR способна управлять тяговым усилием двигателя при помощи изменения угла открытия дроссельной заслонки, блокирования впрыска топлива, изменения угла опережения впрыска топлива в дизеле или угла опережения зажигания, а также управление программной алгоритма переключения передач роботизированной или автоматической коробки передач.
Активируется с помощью кнопки.
Недостатки ASR.
Одним из существенных недостатков этой системы является постоянное задействование тормозных накладок при пробуксовке ведущих колес.
Это означает, что они будут изнашиваться намного быстрее, чем тормозные накладки обычного автомобиля, не оборудованного ASR.
Поэтому, владелец автомобиля, часто использующий антипробуксовочную систему должен гораздо тщательнее следить за толщиной рабочего слоя на тормозных накладках.
Система курсовой стабилизации (Electronic Stability Program)
Электронная система курсовой устойчивости (стабилизации).
В настоящее время у многих автопроизводителей эта система называется по-разному.
Одни автопроизводители называют ее «системой стабилизации движения». Другие — «системой курсовой устойчивости». Но суть ее работы от этого практически не меняется.
Как следует из ее названия, эта электронная система активной безопасности предназначена для сохранения управляемости и стабилизации движения автомобиля в случае отклонения от прямолинейной траектории движения.
С некоторого времени оснащение автомобилей наряду с ABS является обязательным в США, а также в Европе.
Система способна стабилизировать траекторию движения автомобиля при его разгоне, торможении, а также маневрировании.
Собственно, ESP является «интеллектуальной» электронной системой, обеспечивающей безопасность на более высоком уровне.
Она включает в себя все другие электронные системы (ABS, EBD, ASR и др.) и следит за наиболее эффективной и слаженной их работой.
«Глазами» ESP являются не только датчики скорости вращения колес, но также датчики величины давления в главном тормозном цилиндре, датчики поворота вала рулевого колеса и датчики фронтального и бокового ускорения автомобиля.
Кроме этого, ESP управляет тягой двигателя и автоматической трансмиссией. Система сама определяет наступление критической ситуации, следя за адекватностью действий водителя и траекторией движения автомобиля.
В ситуации, когда действия водителя (нажатие педалей, вращение рулевого колеса) отличаются от траектории движения автомобиля (благодаря наличию датчиков), система включается в работу.
В зависимости от вида аварийной ситуации, ESP будет стабилизировать движение при помощи притормаживания колес, управления оборотами двигателя и даже углом поворота передних колес и жесткостью амортизаторов (при наличии систем активного подруливания и управления подвеской).
Подтормаживая колеса, ESP препятствует возникновению заноса и увода автомобиля в сторону при прохождении крутых поворотов.
Например, при неадекватной траектории движения при прохождении поворота с малым радиусом, ESP подтормаживает внутреннее заднее колесо, изменяя при этом обороты двигателя, что способствует удержанию автомобиля на заданной траектории.
Крутящий момент двигателя регулирует система ASR.
В полноприводных автомобилях крутящий момент в трансмиссии регулируется при помощи межосевого дифференциала.
Современная система ESP может опираться на работу других систем: управления экстренным торможением (Brake Assistant), системы предотвращения столкновения (Braking Guard), а также электронной блокировки дифференциала (EDS).
При эксплуатации автомобиля, оборудованного интеллектуальной электронной системой курсовой устойчивости владельцу автомобиля необходимо помнить о более интенсивном износе тормозных дисков и накладок.
А также о психологическом моменте — фальшивом чувстве безопасности, которое заключается в том, что все ошибки водителя при выборе скорости движения, недооценке скользкого покрытия или дистанции до движущегося впереди автомобиля ESP способна своевременно устранить.
Ведь несмотря на все более совершенствующиеся электронные системы активной безопасности водительское мастерство и ответственность за собственную жизнь и жизни пассажиров пока еще никто не отменял.
Именно это правило следует помнить всегда, даже при езде в компании электронных помощников.
В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы):гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.
Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.
Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя.
Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов.
Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации — путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).
Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.
Система повышения эффективности тормозов при нагреве FBS (Fading Brake Support, другое наименование — Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.
Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.
Функции, или системы, поддержки водителя предназначены для помощи водителю при выполнении определённых маневров или в определённых ситуациях. Таким образом они повышают удобство управления автомобилем и его безопасность. Такие системы как правило не вмешиваются в управление в критических ситуациях, а включены всегда и могут при желании быть отключены.
Ассистент движения на спуске
Ассистент движения на спуске, называемый также HDC (от англ. Hill Descent Control) помогает водителю при движении по горным дорогам. Когда автомобиль находится на наклонной плоскости, действующая на него сила тяжести раскладывается, по правилу параллелограмма, на нормальную и параллельную составляющие.
Последняя представляет собой действующую на автомобиль скатывающую силу. Если на автомобиль действует собственная сила тяги, то она добавляется к скатывающей силе. Скатывающая сила действует на автомобиль постоянно, независимо от скорости автомобиля. Вследствие этого автомобиль, скатывающийся по наклонной плоскости, будет всё время ускоряться, т. е. двигаться тем быстрее, чем дольше он скатывается.
Принцип работы:
Ассистент движения на спуске задействуется при выполнении следующих условий:
Скорость автомобиля меньше 20 км/час,
Уклон превышает 20-,
Двигатель работает,
Ни педаль газа, ни педаль тормоза не нажаты.
Если эти условия выполнены и получаемые ассистентом движения на спуске данные о положении педали акселератора, оборотах двигателя и скорости вращения колёс свидетельствуют о увеличении скорости автомобиля, ассистент исходит из того, что автомобиль скатывается на спуске и необходимо задействовать тормоза. Система начинает работать со скорости, которая слегка превышает скорость пешехода.
Скорость автомобиля, которую тормозной ассистент должен (с помощью подтормаживания всех колёс) поддерживать, зависит от скорости, с которой было начато движение на спуске, и включённой передачи. В этом случае ассистент движения на спуске включает насос обратной подачи. Клапаны высокого давления и впускные клапаны ABS открываются, а выпускные клапаны ABS и переключающие клапаны закрываются. В тормозных цилиндрах колёс создаётся тормозное давление, и автомобиль замедляется. Когда скорость автомобиля снизится до того значения, которое необходимо удерживать, ассистент движения на спуске прекращает подтормаживание колёс и вновь снижает давление в тормозной системе. Если после этого скорость начинает увеличиваться (при том, что педаль акселератора остаётся не нажатой), ассистент исходит из того, что автомобиль по-прежнему движется по спуску. Таким образом, скорость автомобиля постоянно удерживается в безопасном диапазоне, который легко может управляться и контролироваться водителем.
Основные электронные системы современного автомобиля
Современный автомобиль уже сложно представить без различных электронных систем управляющих и контролирующих работу различных узлов и агрегатов.
В настоящее время широкое распространение получили бортовые системы контроля на базе электронных блоков управления (ЭБУ).
Все электронные блоки по функциональному назначению могут быть классифицированы на три основные системы управления: двигателем; трансмиссией и ходовой частью; оборудованием салона и безопасностью автомобиля.
В мире разработано и серийно выпускается большое разнообразие систем управления двигателями. Эти системы по принципу действия имеют много общего, но и существенно отличаются.
Система управления бензиновым двигателем обеспечивает оптимальную его работу путем управления впрыском. топлива, углом опережения зажигания, частотой вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу и проведения диагностики. Система электронного управления дизельным двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива, момент начала впрыска, ток факельной свечи и т.п.
В электронной системе управления трансмиссией объектом регулирования является главным образом автоматическая трансмиссия.
На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля ЭБУ выбирает оптимальные передаточное число трансмиссии и время включения сцепления. Электронная система управления трансмиссией по сравнению с применявшейся ранее гидромеханической системой повышает точность регулирования передаточного числа, упрощает механизм управления, повышает экономичность и управляемость. Управление ходовой частью включает в себя управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Они воздействуют на подвеску, рулевое управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание заданной скорости движения.
Управление оборудованием салона призвано повысить комфортабельность и потребительскую ценность автомобиля. С этой целью используются кондиционер воздуха, электронная панель приборов, мультифункциональная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывистым режимом работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятствий при движении задним ходом стеклоподъемники, сиденья с изменяемым положением..jpg)
Электронные системы безопасности включают в себя: противоугонные устройства, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, режимы безопасности и т.д.
Каждая электронная система современного автомобиля управляется электронным блоком управления ЭБУ (ECU). Они относятся к тормозам, трансмиссии, подвеске, системе охраны, климатической установке, навигации и прочему. По набору функций ECU подобны друг другу настолько, насколько подобны соответствующие системы управления. Фактические отличия могут быть велики, но вопросы электропитания, взаимодействия с реле и прочими соленоидными нагрузками идентичны для самых разных ECU. Один из самых важных — это блок управления двигателем. Перечень изображенных электронных блоков управления (ЭБУ) определяет разнообразие установленних электронных систем, в даном случае на примере Audi A6
Многообразие ЭБУ в современном автомобиле на примере Audi A6
1. Блок управления автономного отопителя
2. Блок управления АБС тормозов с EDS
3.
Блок управления системы поддержания безопасной дистанциии
4. Передатчик системы контроля давления в шинах, передний левый
5. Блок управления бортовой сетью
6. Блок управления в двери водителя
7. Блок управления доступом и старта
8. Блок управления в комбинации приборов
9. Блок управления электронными приборами на рулевой колонке
10. Блок управления телефоном, системой телематик
11. Блок управления двигателем
12. Блок управления Climatronic
13. Блок управления регулировкой сиденья с запоминающим устройством и регулировкой рулевой колонки;;
14. Блок управления регулировкой дорожного просвета; блок управления корректором фар
15. CD-чейнджер; CD-ROM-дисковод
16. Блок управления в задней левой двери
17. Блок управления системой Air-Bag
18. Датчик скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной осии
19. Блок управления в двери переднего пассажира
20. Блок управления регулировкой сиденья переднего пассажира с запоминающим устройством
21.
Блок управления в задней правой двери
22. Передатчик системы контроля давления в шинах, задний левый
23. Радиоприемник стояночного отопителя
24. Блок управления системой навигации с CD-дисководом; блок управления голосовым вводом;;
25. Передатчик системы контроля давления в шинах, задний правый
26. Блок управления системой облегчения парковки
27. Центральный блок управления системой комфорта
28. Блок управления электрическим стояночным «ручным» тормозом
29. Блок управления энергоснабжением (менеджер батареи)
В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным является широкое внедрение электронных систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения безопасности.
Сегодня никого уже не удивишь обилием электроники в автомобиле, особенно высокого класса. Количество электронных систем и компонентов в автомобиле столь велико и разнообразно что подчас можно запутаться во всем его изобилии.
Э автомобильной электроннике и диагностике неисправностей автомобилей российского и иностранного производства. Здесь Вы найдете описание, устройство и принципы работы всего многообразия электронных систем современного автомобиляя.
Все материалы и программные средства размещенные на сайте и доступные для скачивания являются некоммерческими, распространяются бесплатно. и не предполагают ответственности за возможный ущерб нанесенный Вам или Вашему автомобилю в результате неумелого или некорректного применения материалов и программ.
Приветствуются поправки, дополнения, по тематике сайта. Если у Вас есть программы, статьи или интересные ссылки большая просьба — присылайте.
Е лектронные системы современного авто на примере Audi A6
http://awtoel.narod.ru
Научно-техническая революция начала свой забег в середине ХХ столетия, и до сих пор не может остановиться. Это особенно заметно, если заглянуть под капот современного автомобиля: транспортные средства сегодня превратились в настоящие крепости на колесах, которые могут защитить водителя от многих неприятностей.
И не последнюю роль в этой всей истории с гарантией удачной поездки играют системы безопасности автомобиля.
Ситроеновская система AFIL, отслеживающая положение авто относительно разметки
Фото
Каждый день конструкторы автомобильных концернов усложняют чертежи автомобилей, делая их все заковыристее и непонятнее для рядового пользователя. Сегодня бал правят интеллектуальные системы безопасности, а также различные средства, обеспечивающие комфортное вождение. И если учесть, что обстановка на дорогах мира, мягко говоря, далека от идеала, то автомобилю, который не оснащен современными средствами пассивной и активной безопасности, все сложнее «пробиваться» к покупателю.
ABS — антиблокировочная система
Задача ABS (anti-lock braking system ) заключается в том, чтобы предотвратить блокировку колес притормаживающего автомобиля, а также сохранить его управляемость и курсовую устойчивость.
Когда колеса блокируются, и машина, кажется, вот-вот сорвется в занос, электроника начинает методично «отпускать» и «прижимать» тормозные колодки, что дает возможность колесам проворачиваться.
Эффективность системы ABS зависит в первую очередь от того, насколько хорошо она настроена. Если, например, она срабатывает слишком рано, то тормозной путь может существенно увеличиться.
Принцип действия
Механизм функционирования ABS довольно прост. Датчики вращения колес издают сигналы, которые попадают на анализирующий их компьютер. Происходит как бы имитация действий профессионального водителя, который использует метод прерывистого торможения.
Насколько же эффективна данная система? Следует сразу отметить, что с момента ее появления не умолкают споры по поводу того, больше от нее пользы или все же вреда. Но, как бы там ни было, даже противники ABS не могут игнорировать такие ее полезные качества, как значительное сокращение тормозного пути, а также сохранение контроля над многотонным авто во время экстренного торможения. Да, при срабатывании АБС очень сложно рассчитать длину тормозного пути, но лучше в полном неведении остановиться неизвестно за сколько метров до фонарного столба, чем «поцеловать» его, точно зная, сколько автомобиль протянет во время торможения.
Два противоборствующих лагеря решили сойтись на том, что ABS придется как нельзя кстати неопытным водителям, а «шумахеры» всегда смогут переиграть систему. Но мы ведь говорим с вами о революционной научной мысли, потому сегодня уже смело можно утверждать, что в схватке «ABS — опытный водитель» безоговорочную победу одержит, конечно же, электроника.
Фото
Современные многоканальные ABS позволяют избавиться даже от вибрации тормозной педали при включенной системе. Когда-то причиной дорожно-транспортных происшествий становилось резкое срабатывание ABS: педаль начинала вибрировать, а машина — стонать, потому неопытные автомобилисты пугались и отпускали тормоз. Сегодня же нужно быть крайне чувствительным, чтобы почувствовать, как срабатывает ABS, входящая в стандартную комплектацию почти всех автомобилей. При этом она служит основой для других более сложных электронных систем безопасности.
ASR — антипробуксовочная система
У системы ASR (anti-slip regulation ) есть масса названий, самыми распространенными из которых являются TRC , или «трэкшн-контроль », STC , ASC+T и TRACS .
Эта активная система безопасности автомобиля функционирует в тесной связке с ABS и EBD и предназначается для предотвращения пробуксовки колес, независимо от состояния дорожного полотна и усилия, применяемого для нажатия на педаль газа. Как мы уже сказали выше, многие системы безопасности работают на основе ABS. Вот и ASR использует датчики антиблокировочной системы, фиксируя пробуксовку ведущих колес, снижает обороты мотора и, если возникает такая необходимость, притормаживает колеса, обеспечивая эффективный набор скорости. Иными словами, даже если вы «утопите» педаль газа в пол, ASR не даст жечь резину и заниматься шлифовкой асфальта.
Сегодня автомобили оснащают даже приборами ночного видения
Фото
Главное назначение ASR — обеспечение устойчивости авто при резком старте или же при движении в гору по сколькой дороге. «Прокрутка» колес нивелируется благодаря перераспределению крутящего момента силовой установки на те колеса, который в данный момент имеют лучшее сцепление с дорожным полотном.
Для ASR действуют определенные ограничения. К примеру, она работает исключительно на скоростях, не превышающих 40 км/ч.
Недостатки
Нельзя не сказать и о некоторых недостатках данной системы. Так, ASR будет очень мешать опытным водителям, пытающимся вытащить застрявшую машину «в раскачку». Система будет не к месту и не ко времени притормаживать и сбрасывать газ. Известны случаи, когда антипробуксовочная система настолько «душила» двигатель, что автомобиль вообще не мог двигаться.
Или вот, к примеру, активные драйверы. Им ASR вставляет палки в колеса при управляемом заносе, контролируя этот занос тягой. Но это не идет ни в какое сравнение с той пользой, которую приносит система: она блокирует дифференциал, притормаживает колесо, загруженное в повороте, и уравнивает скорость вращения колес, позволяя максимально эффективно использовать крутящий момент «сердечка» автомобиля.
Многие автопроизводители сегодня забывают о стрит-рейсерах и делают ASR неотключаемой. Но разве наших изобретательных водителей может что-то остановить? Они просто извлекают предохранитель и потакают своим амбициям гонщика.
Однако тут есть и свое «но»: если вы уверены в том, что ASR помешает вам посадить на поводок скорость, мы напоминаем, что данную систему используют в болидах Формулы 1.
EBD — распределяем тормозное усилие
EBD (electronic brake distribution ), или EBV — это активная система безопасности авто, отвечающая за распределение тормозного усилия между всеми колесами. Снова-таки, EBD всегда работает параллельно с основополагающей ABS.
Примечательно, что EBD начинает действовать до реакции ABS, или же страхует последнюю в том случае, если она неисправна. Так как эти системы тесно связаны и всегда работают в паре, то в каталогах очень часто можно встретить обобщающую аббревиатуру ABS+EBD.
Благодаря EBD мы получаем оптимальное сцепление колес с дорогой, значительно повышенную курсовую устойчивость авто при экстренном торможении, а также гарантию того, что контроль над автомобилем не будет потерян даже в критической ситуации. Кроме того, система учитывает такие факторы, как положение автомобиля относительно дороги и загрузка транспортного средства.
Brake assistant — безопасное торможение
Brake Assist (BAS, DBS, PA, PABS ) представляет собой активную систему безопасности автомобиля, которая работает в одной упряжке с ABS и EBD. Она включается в момент экстренного торможения, когда водитель недостаточно сильно, но довольно резко нажимает на педаль тормоза. Brake Assist самостоятельно измеряет усилие и скорость нажатия на педаль и, если необходимо, немедленно повышает уровень давления в тормозной магистрали. Это дает возможность торможению быть максимально эффективным и значительно сократить тормозной путь.
Brake Assist
Фото
Система умеет различать панические действия водителей или же те моменты, когда они довольно продолжительный отрезок времени давят на тормозную педаль. BAS не будет вступать в работу при резких торможениях, которые входят в разряд «прогнозируемых». Многие считают, что эта система является помощником в основном для представительниц слабого пола, ведь у милых дам иногда попросту не хватает сил для осуществления экстренного торможения.
Потому в критической ситуации им на помощь приходит система Brake Assist, которая и «дожимает» тормоз до максимального замедления.
EDL: блокируем дифференциал
EDL (electronic differential lock ), которую еще называют EDS , — это система, отвечающая за блокировку дифференциала. Этот электронный помощник дает возможность повысить общую безопасность автомобиля, улучшить его характеристики тяги при неблагоприятных условиях, облегчить момент трогания, обеспечивает интенсивный разгон, а также движение на подъем.
Фото
Система блокировки дифференциала определяет угловую скорость каждого из ведущих колес и сопоставляет полученные результаты. Если угловые скорости не совпадают, например, при пробуксовке одного из колес, EDL подтормаживает буксующее колесо до тех пор, пока скорость его вращения не сравняется со скоростью другого ведущего. Если разность частот вращения достигает отметки в 110 оборотов в минуту, система включается автоматически и действует без каких-либо ограничений на скоростях до 80 км/ч.
HDC: контролируем тягу во время спуска
HDC (hill descent control ), а также DAC и DDS — электронная система контроля тяги для спуска со скольких и крутых уклонов. Функционирование системы осуществляется через подтормаживание колес и «удушение» силового агрегата, однако при этом действует фиксированное ограничение скорости в пределах 7 км/ч (при заднем ходе скорость не превышает 6,5 км/ч). Это пассивная система, которая как включается, так и выключается самим водителем. Регулируемая скорость при спуске в полной мере зависит от первоначальной скорости автомобиля, а также от включенной передачи.
Фото
Система, контролирующая скорость, позволяет отвлечься от тормозной педали и сосредоточиться исключительно на управлении. Этой системой комплектуются все полноприводные транспортные средства. HDC, в автоматическом режиме включающая стоп-сигналы, отключается сразу после того, как скорость автомобиля переваливает за отметку 60 км/ч.
HHC — облегченный подъем
В отличие от системы HDC, помогающей водителям спускаться с крутых склонов, HHC (hill hold control ) предотвращает откат машины при движении в гору. Альтернативными названиями данной системы безопасности являются USS и HAC .
Фото
В тот момент, когда водитель перестает взаимодействовать с педалью тормоза, HDC продолжает удерживать высокий уровень давления в тормозной системе. Лишь в тот момент, когда автомобилист достаточно сильно нажмет педаль газа, давление снижается, и автомобиль начинает движение с места.
ACC: в круиз на автомобиле
ACC (active cruise control ) является адаптивным круиз-контролем, используемым для поддержания заданного скоростного режима автомобиля и контроля безопасной дистанции. PBA (predictive brake assist ) является прогнозирующей системой торможения, которая работает совместно с адаптивным круиз-контролем.
Круиз-контроль
Фото
Если расстояние до впереди идущего авто сокращается, система начинает притормаживать до тех пор, пока дистанция не восстановится до заданного уровня.
Если же впереди идущий автомобиль начинает отдаляться, ACC начинает прибавлять скорость.
PDC — парковка под контролем
PDC (parking distance control ), в простонародье Parktronik — система, использующая ультразвуковые сенсоры для определения расстояния до препятствия и позволяющая контролировать дистанцию при парковке.
Парктроник
Фото
О том, насколько велико расстояние до ближайшего препятствия, водителя информируют специальные сигналы, частота которых изменяется при сокращении дистанции — чем ближе автомобиль к опасному участку, тем короче паузы между отдельными сигналами. После того, как до препятствия остается 20 см, сигнал становится непрерывным.
ESP — гарантия курсовой устойчивости
У системы ESP (electronic stability program ), наверное, больше всего альтернативных названий, в которых и черт шейку бедра сломит: ESC, VDC, DSTC, VSC, DSC, VSA, ATTS или Stabilitrac .
Данная активная система безопасности отвечает за курсовую устойчивость автомобиля и работает вместе с ABS и EBD.
В тот момент, когда возникает опасность заноса, на сцену выходит ESP. Проанализировав скорость вращения колес, давление в тормозной магистрали, положение руля, угловую скорость и поперечное ускорение, ESP за каких-то 20 миллисекунд вычисляет, какие колеса необходимо притормозить и насколько нужно снизить обороты двигателя для того, дабы стабилизировать авто.
Фото
Электронные системы безопасности вовсе не превращают наши автомобили в высокоинтеллектуальных роботов, которые смогут проделать всю работу за водителя. Краеугольным камнем в этом случае пока остается водитель, который должен уметь трезво оценивать дорожную ситуацию, свои возможности и возможности своего автомобиля. А, как известно, опасней иллюзии, чем иллюзия собственной неуязвимости, не существует.
| Автомобильные гаджеты Да-да, как ни странно, речь пойдет именно об автомобилях. А точнее, об автомобильных гаджетах — бывают, оказывается, и такие. Правда, на этот раз я предлагаю вам не просто вновь удивиться людской изобретательности и воображению разработчиков, а немного помечтать. Скажем так, представить, во что может превратиться ваш автомобиль в недалеком будущем. Конечно, космический вид и мощный двигатель остаются на совести дизайнеров и инженеров, зато мы с вами можем по кусочкам собрать начинку автомобиля двадцать первого века. Итак, сердцем нашей мечты, несомненно, станет компьютер. Правда, это будет не мистический «бортовой компьютер», а привычный аналог обычных ручных или карманных компьютеров с не менее привычной операционной системой. Такой привычной всем операционной системой, по мнению Microsoft, должна
стать Windows CE for Automotive. Среди партнеров и приверженцев Microsoft числятся такие компании как Clarion (ведущий японский производитель аудиотехники техники для машин), Citroen, Toyota и Nissan. Clarion уже выпускает систему Clarion AutoPC, основанную на операционной системе Windows CE. А французская автомобильная компания Citroen планирует встраивать Clarion AutoPC в свои новые автомобили Xsara. Для тех же, кто не любит рисковать и не хочет услышать что-нибудь вроде
«машина выполнила недопустимую операцию и будет закрыта. Рекомендуется
переустановить водителя» ;)) подойдет операционная система Palm OS.
Компания Palm задумывается о создании автомобильных
информационных систем не меньше Microsoft. Именно с целью разработки такой
системы компания недавно заключила соглашения с Delphi Automotive
Systems и фондом Мэйфилда (Mayfield Fund). Обе системы, согласно компаниям, обладают схожими функциями. Управляется компьютер, естественно, голосом. При этом пользователь получает возможность не убирать руки с руля и не отвлекаться от дороги при работе с системой. При помощи голосового управления водитель сможет непосредственно во время пути проверять свой календарь, почтовый ящик и выполнять различные другие действия. Предполагается, что система позволит получать разнообразные данные, например, сводку погоды, информацию о пробках и т.д., а в дальнейшем планируется обеспечение и более «продвинутых» функций, например, получения потокового видео и звука. С сердцем вроде бы все понятно — КПК он и есть КПК, просто спрятанный
в приборном щитке автомобиля — теперь можно подумать и о периферии.
Пожалуй, одним из самых важных компонентов должен стать сотовый телефон.
Без него в наше время просто тяжело обойтись, а в машине он, кроме всего
прочего, должен обеспечивать доступ в Интернет. Этой концепции придерживаются и многие разработчики автомобильных информационных систем и устройств связи. В сущности, все очень просто. У вас есть обычный сотовый телефон, ничем особенным не отличающийся от всех остальных сотовых телефонов. Когда же вы садитесь в машину, сотовый помещается в подставку и тут же становится частью автомобиля. Телефоны из записной книжки сотового синхронизируются с записной книжкой компьютера, после чего для набора номера достаточно выбрать на компьютере нужный контакт. Выбор, как уже было упомянуто, производится не при помощи клавиатуры и даже не пером на экране, а голосом, так что набрать номер и поговорить с собеседником можно и во время пути. Для разговора, естественно, используется микрофон на руле (он же
используется системой голосового управления) и динамики аудиосистемы. Кстати о сотовых… Три крупнейших производителя сотовых телефонов — Ericsson, Nokia и Motorola — практически одновременно занялись разработкой интегрируемых автомобильных информационных систем. Причем если Ericsson действует в этой области практически самостоятельно, то Motorola разрабатывала свою систему по заказу Mercedes-Benz, а руководство Nokia пообещало, что их система и вовсе будет устанавливаться в автомобили Mercedes Benz, Audi, Opel и Ford. Раз уж упомянули аудиосистему, то… «что за жизнь без пианино?!». Конечно, современное пианино — это вовсе не обычная кассетная магнитола, и даже не CD-ченжер. Прогрессивное человечество давно уже слушает музыку в формате mp3, так почему бы не взять коллекцию цифровой музыки с собой в дорогу? Точно так же решили и специалисты компании Kenwood, создавшие
eXcelon in-dash MP3/CD player reciever. Это означает, что на одном диске может находиться 150-200 композиций. Кроме того, магнитола воспроизводит обычные компакт-диски и имеет стандартный AM/FM стерео радиоприемник. Kenwood включил в магнитолу большое количество всевозможных настроек, которые должны улучшать качество воспроизведения mp3 и компакт-дисков. Система KEX/ec4 предоставляет выбор из пяти предустановленных настроек эквалайзера (Rock, Jazz, Flat, Top 40 и Easy), несколько настроек басов и высоких частот и фильтрацию выходного сигнала при мощности 45 ватт на 4 канала. Для более точного управления вы можете настроить и сохранить до шести схем эквалайзера. Результатом всего этого является отличный звук, который к тому же можно легко настроить на свой вкус. Кроме того, магнитола позволяет подключить предусилители мощности, если 45 ватт будет недостаточно для ваших ушей ;). eXcelon имеет большой цветной экран, на котором может прокручиваться название песен, отображаться анимация и т.д. Передняя крышка с экраном откидывается, открывая слот для компакт-дисков. Устройство может отображать файлы и имена папок выбранным шрифтом и позволяет задавать название дискам. Магнитолу довольно просто установить, по крайней мере, не сложнее, чем обычную. Она имеет очень неплохую устойчивость к сотрясениям и дрожанию машины, так что если вы не увлекаетесь гонками по бездорожью, заставить магнитолу прекратить воспроизведение будет непросто. В общем, записываем свою музыкальную коллекцию на диски и в путь! Впрочем, можно пойти и более прогрессивным путем. Собрать большую и хорошую коллекцию музыки, да еще и записать ее на диски — дело не простое. А вот в Интернете музыки — неограниченное количество и записывать ее никуда не нужно. Ее нужно только принимать. Над этим и работают сейчас компании PenguinRadio и Ineva.com, объявившие о создании автомобильной радиосистемы, способной принимать Интернет-вещание с тысяч станций во всем мире. PenguinRadio уже имеет действующий аудиопортал в Интернете. Для передачи данных «на борт» автомобиля будет использоваться спутниковая система под названием Ellipso, разрабатываемая ныне Ineva.com. Данное решение подразумевает, что вещание любой Интернет-станции будет доступно во всем мире, по какой бы дороге вы не ехали. Итак, с музыкой разобрались, позвонить тоже сможем, можно и ехать. Из серьезных вопросов остался только один — куда ехать? Как вы понимаете, ответ на этот вопрос может дать только спутниковая система позиционирования, по-русски — GPS. С превосходством последней над бумажными картами и компасом, пожалуй, не будут спорить даже прирожденные консерваторы. Ну а мы как разработчики машины будущего, не будем спорить точно. GPS-приемники уже перестали быть диковинкой для обычных пользователей. Сейчас они существуют в самых разнообразных вариантах и формах: от карт расширения для КПК, до ручных часов. Существуют и автомобильные системы спутникового позиционирования, например, NaveMate — GPS-система, разработанная компанией Visteon (филиал Ford Motors). Система позволяет установить маршрут и затем во время движения подсказывает нужные повороты. Если вы пропустили поворот, то система предложит варианты объезда. А компьютер позволит легко хранить множество подробных карт местности или при необходимости загрузить нужную карту из Интернета. Кстати, из Интернета же можно было бы получать информацию о пробках и ситуации на дорогах в городе или области, по которой вы двигаетесь, и отмечать критические точки на карте. Система могла бы тогда рассчитывать оптимальный маршрут движения, учитывая сложность проезда и пробки (а заодно наличие сотрудников и постов ГИБДД с автоматическим предупреждением — «сбавьте скорость — впереди засечен сотрудник ГИБДД с радаром» ;). Правда, даже самая лучшая GPS-система поможет лишь выбрать направление движения, но не упростит само вождение. Зато его может упростить еще одна система, разрабатываемая компанией Visteon. Работает система довольно просто: специальная инфракрасная камера захватывает изображение дороги и проецирует увеличенное изображение на ветровое стекло. Предполагается, что такая система облегчит вождение автомобиля ночью. По крайней мере, если увидите большое красное пятно посреди дороги, знайте — точно либо пьяница, либо бабушка дорогу переходит — лучше притормозить или объехать. Следя за дорогой и выбранным направлением, не стоит отвлекаться и от ситуации внутри автомобиля. Это особенно актуально, когда вы путешествуете с семьей или тем более едете с друзьями на пикник — а вдруг ребенок прольет свою колу или, не дай бог, веселый приятель решит в качестве шутки затушить сигарету о новенькую кожу сиденья?! Впрочем, эту проблему решила опять же компания Visteon. Специальная камера передает на маленький экран, встроенный в приборный щиток, изображение заднего сиденья, позволяя родителям следить за расшалившимися детьми. Visteon, похоже, заслуживает звания почетного автомобильного гаджет-мэйкера — работники компании подумали не только о том, как следить за детьми, они придумали даже как развлечь детей в дороге. Теперь родителям не обязательно «доставать» детей подсчетом красных машин или пением детских песенок. Дети могут спокойно посмотреть кино или просто поиграть. Система Rear Seat Entertainment System, предназначенная для пассажиров на заднем сиденье, состоит из экрана и видеоплеера, к которым можно подключить игровую консоль Nintendo или видеокамеру и наушники.
Вот вроде бы и все. Машина-мечта готова. Осталось только проверить ее состояние — пройти, так сказать, техконтроль. Естественно, никаких очередей и двухчасового копания во внутренностях автомобиля не будет — мы же говорим о будущем. На все проверки уйдет всего пара минут. По крайней мере, именно так считает английская фирма по прокату автомобилей Avis Europe Plc, придумавшая вместе с компанией Microsoft новую мобильную систему диагностики. Система должна позволить персоналу компании проверить автомобиль на предмет неисправностей в течение двух минут. Система, разработанная компаниями Symbol Technologies и Technological Business Solutions, базируется на платформе Pocket PC. Сейчас она постепенно вводится в эксплуатацию в Шотландии. А некоторые автомобильные системы можно будет проверить и без специального оборудования. Один из крупнейших в мире производителей шин, финская компания Nokian Tyres разработала интеллектуальную технологическую систему, которая будет связываться с мобильным телефоном водителя и в реальном времени передавать данные о давлении внутри шин. Встроенный в шину микрочип действует как измерительный инструмент, он регистрирует давление и изменения температуры внутри шины и посредством беспроводной технологии Bluetooth передает данные в приемник — мобильный телефон водителя. В дельнейшем компания планирует создать приложения, предотвращающие скольжение шин, контролирующие их поверхность и запрещающие несанкционированный доступ (кражу :). Ну а после проверки можно и ехать. Открываем дверь, садимся. Кстати, для открытия двери ключи вовсе не обязательны. Японская корпорация Yazaki недавно разработала прототип системы, использующей технологию беспроводной связи Bluetooth для управления механизмами внутри автомобиля. Специальный шлюз с интерфейсом Bluetooth подключается к локальной сети, управляющей и следящей за состоянием автомобиля. В частности эта система позволяет отпирать и запирать двери или открывать и закрывать окна с помощью ноутбука, карманного компьютера или мобильного телефона, находясь на приличном расстоянии от машины (пока до 45 метров). Итак, открываем с помощью сотового двери, садимся. Ставим сотовый в специальную подставку, компьютер подключается к Интернету и скачивает свежую почту. В это время можно проверить свой календарь или вспомнить о запланированных на сегодня делах. Прослушиваем пришедшие письма, при необходимости отвечаем на них, заодно решаем, куда нужно ехать, и даем задание компьютеру рассчитать кратчайший и самый легкий маршрут. Все! Детям в руки по джойстику, музыку на полную и… и тут мы замечаем, что бензин почти закончился. Нет проблем! Компьютер тут же находит ближайшую заправочную станцию и показывает, как к ней проехать. На заправке не нужно даже выходить из машины. Бензоколонки под управлением Windows CE, созданные компанией Tokheim, снабжены Bluetooth-передатчиками и подключены к центральному серверу заправочной станции, что обеспечивает автоматическую беспроводную оплату топлива, например, при помощи сотового. Кроме Bluetooth-модулей колонки имеют встроенный 10-дюймовый ЖК-дисплей и выход в Интернет, благодаря чему автомобилисты могут быстренько узнать, как проехать в нужное место, а коммивояжеры, например, получить по электронной почте последний прайс-лист фирмы перед визитом к клиенту. Впрочем, мы-то все это можем сделать и в машине. Сейчас эта система тестируется компанией Mobil в ее системе SpeedPass. Кстати, беспроводные технологии помогут разобраться и со стоянкой. В Швеции и Эстонии, например, уже начала функционировать служба, позволяющая пользователям оплачивать парковку при помощи сотового телефона. Работает система довольно просто: при въезде на стоянку пользователь набирает ее номер и пятизначное число, соответствующее номеру свободного парковочного места. Вся операция занимает около 30 секунд. Когда водитель уезжает, он снова набирает номер стоянки и номер парковочного места — на это уходит около 15 секунд. Счет за стоянку пользователь получает вместе со счетом за телефон, что упрощает оплату. Вот, вроде бы, и все. Машину собрали, даже решили вопрос с ее обслуживанием. Осталось только дождаться, когда все эти системы окончательно появятся на рынке. И заодно, когда же производители сообразят собрать все вместе, как это только что сделали мы. Кстати, пускай внешне наша машина будет темно-синим кабриолетом Lamborghini Diablo — очень уж он мне нравится ;). Александр Асташов [email protected]
Еще об автомобильных электронных системах… Сегодня никого уже не удивишь обилием электроники в автомобиле, особенно высокого класса — в «Линкольне» модели Mark VIII только микропроцессоров больше, чем на ином современном истребителе. Рынок автомобильной электроники является одним из четырех наиболее быстрорастущих секторов электронной промышленности (после телекоммуникационного, компьютерного и промышленного оборудования), которая, в свою очередь, является наиболее быстрорастущей — в среднем 8…10% в год — крупнейшей отраслью мировой промышленности. Причем основная доля стоимости электронных устройств за рубежом приходится не на сервисные устройства (магнитолы, охранная сигнализация и т. п.), а на средства управления собственно системами автомобиля и обеспечения безопасности. Их доля в стоимости современного автомобиля пока также возрастает, достигая сейчас в среднем 10…15%, хотя аналитики и предсказывают ее стабилизацию в ближайшем будущем на уровне примерно 20…25%. Учитывая, однако, непрерывное снижение удельной стоимости электронных устройств (в пересчете на одну функцию), нельзя сомневаться в том, что число функций, выполняемых электронными устройствами в автомобиле, и их разнообразие будут неуклонно расширяться и далее, по крайней мере, до тех пор, пока потребитель будет в состоянии ими воспользоваться. Благодаря постепенному восстановлению связей между российской и мировой экономикой дисбаланс цен между электроникой и прочей машиностроительной продукцией, существовавший в советские времена, уходит в прошлое. Вместе с этим необходимость одновременного повышения экономичности, экологичности и улучшения ходовых качеств автомобилей становится актуальной и для отечественных автозаводов. Во-первых, это связано с тем, что экспорт морально устаревшей продукции в развитые страны становится практически невозможен, даже по заниженным ценам, а предприятия нуждаются в твердой валюте для оплаты импортируемых комплектующих. Вовторых, в последнее время в нашей стране были приняты и вскоре должны быть введены в действие соответствующие мировой практике более жесткие нормативы на допустимые уровни загрязнения воздуха и безопасность автомобилей, что приблизит нас к условиям, сложившимся на мировом автомобильном рынке. В этой связи обращение к опыту мировой автопромышленности выглядит совершенно естественным и оправданным. У нас сейчас ВАЗ комплектует системами электронного управления впрыском и зажиганием более 40% выпускаемых автомобилей. В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным является широкое внедрение электронных систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения безопасности — как активной (АБС — антиблокировочная система (AntiBlocking System), АПС — антипробуксовочная система )так и пассивной (подушки безопасности). Кроме этого, разработаны и уже находят применение другие электронные системы — управления подвеской, навигационные, парковочные и т. д., но они пока скорее роскошь, чем необходимость. Долгое время единственным электронным узлом в автомобиле, кроме радиоприемника, была система зажигания. Классическая искровая система зажигания была впервые предложена Филиппом Лебоном в 1801 г., а первое промышленное применение она нашла на газовом двигателе Ленуара в 1860-1864 гг. Однако из-за низкого уровня электротехники того времени искровое зажигание работало ненадежно. Поэтому до 90-х годов прошлого века большинство двигателей внутреннего сгорания строили с использованием калильного зажигания (сильно нагретого тела в камере сгорания). Ситуация изменилась с созданием Робертом Бошем вполне надежного и компактного магнето. Далее, в 10-х годах нашего века благодаря совершенствованию конструкции запальной свечи, катушки зажигания и подбору материалов контактов удалось добиться удовлетворительной работы и от батарейной системы зажигания. Тем не менее она, особенно контакты, все равно оставалась одной из наиболее ненадежных и требующих ухода частей автомобиля. Нужны были принципиально иные решения. Первые электронные системы зажигания были созданы в 1940-х годах на основе газонаполненных тиратронов, однако широкого применения не нашли из-за громоздкости и хрупкости конструкции. Массовое применение транзисторные системы зажигания — сначала контактные, затем бесконтактные — нашли в начале 1960-х годов, когда General Motors Corp. (GMC) стала оснащать ими свои серийные автомобили. Дальнейшее распространение электронных систем зажигания общеизвестно. Отдельный интерес представляет система с высокочастотным разрядом Direct Ignition (SAAB), заимствованная у реактивных двигателей. При ее создании использованы те обстоятельства, что напряжение пробоя для высокочастотного (80…200 кГц) напряжения оказывается раза в два-три меньше, чем для низкочастотного, и вместо тонкой нитевидной искры получается шарообразный разряд с существенно большей поверхностью. Понижение напряжения делает систему менее чувствительной к замасливанию и нагару на свечах, а шарообразная форма искрового разряда ускоряет воспламенение и повышает надежность поджигания бедных смесей. Однако конструктивная сложность и более высокая стоимость этой системы, а также то, что она генерирует обильные радиопомехи, привели к снятию ее с производства после внедрения систем распределенного впрыска с электронным управлением(Условия работы свечей и системы зажигания в целом на таких двигателях много легче, чем на карбюраторных) . Вопреки распространенному мнению, впрыск топлива также не является новым изобретением. Более того, первоначально почти во всех двигателях внутреннего сгорания, работавших на жидком топливе, была использована именно система впрыска. Однако вскоре стало ясно, что она требует довольно сложного механизма регулирования количества впрыскиваемого топлива и топливных насосов-дозаторов, изготовленных с высокой точностью. В начале века это обходилось очень дорого, при разумной же цене не обеспечивало необходимой надежности и стабильности характеристик. Поэтому после изобретения Донатом Банки простого и дешевого распылительного карбюратора о системах впрыска в автомобилестроении почти забыли. Они остались только в дизельных двигателях, повышенная себестоимость которых, кстати, во многом обязана дороговизне аппаратуры непосредственного впрыска высокого давления. Механические устройства управления впрыском из-за их высокой цены на массовых автомобилях почти не применяли. Первые системы с электрическим управлением были созданы еще в 1939 г. (Moto Guzzi, Италия), но так и остались технической экзотикой. В 1957 г. фирма Chrysler представила автомобильную электронную систему управления впрыском топлива, выполненную на вакуумных лампах, также не нашедшую широкого применения из-за дороговизны. Большее распространение в начале 1970-х годов получили транзисторные системы, примененные на немецких (Volkswagen, 1967) и японских (Nissan, 1971) автомобилях, экспортируемых в США. На рубеже 70-х и 80-х годов в Японии, США и несколько позже в Германии начали внедрять комплексные микропроцессорные системы управления как двигател Карбюратору присущи многие недостатки: нестабильность регулировок, особенно при смене температуры и сорта топлива; неравномерное распределение топлива по цилиндрам; низкая точность работы при малых нагрузках, вынуждающая настраивать карбюраторы таким образом, что на холостом ходу и малой нагрузке горючая смесь оказывается излишне обогащенной. Кроме того, карбюратор увеличивает сопротивление всасыванию воздуха. Из-за наличия поплавковой камеры работа карбюратора ухудшается в условиях сильной тряски, ускорений на поворотах и при наклонах автомобиля. До поры до времени эти недостатки применительно к массовым автомобилям были вполне скомпенсированы простотой и дешевизной карбюраторов. Тем не менее в дорогих автомобилях, а также в поршневой авиации уже с конца 30-х годов наметился возврат к использованию систем впрыска топлива с механическим управлением. Они были весьма сложны и дороги, но позволяли повысить экономичность и стабильность работы двигателей.Однако по мере ужесточения требований к экологической чистоте выхлопа и упрощению обслуживания массового автомобиля, обеспечить их выполнение совершенствованием карбюраторов оказалось уже практически невозможным(Типовым требованием на рынке США является необходимость в первом ТО двигателя и трансмиссии не ранее, чем через 80…100 тыс. миль пробега). Сущность проблемы состоит в том, что, если горючая смесь бедна, она плохо поджигается, неустойчиво горит, склонна к детонации и при сгорании дает много окислов азота NOx. Попав в атмосферу и соединясь с водой, эти окислы образуют азотную и азотистую кислоты. Если же топлива в смеси оказывается больше, чем может быть сожжено в имеющемся количестве кислорода, то неполное сгорание топлива приводит к выбросам углеводородов CmHn, угарного газа CO, бензапиренов, альдегидов, а при еще большем избытке топлива — и весьма канцерогенной копоти (дыма). При сильном нарушении соотношения между количествами воздуха и топлива топливовоздушная смесь вообще перестает воспламеняться, что, без сомнения, знакомо многим автомобилистам. Резко — более чем в десять раз — уменьшить количество вредных выбросов можно, используя каталитический нейтрализатор (дожигатель) выхлопных газов, однако для его работы необходим вполне определенный состав выхлопных газов. В частности, нейтрализатор не терпит работы на этилированном бензине. Нарушение этих условий приводит к необратимому выходу нейтрализатора из строя.Тем не менее появление и быстрое удешевление микропроцессорной техники позволило создать системы впрыска топлива для бензиновых двигателей, во-первых, не требующие дорогих прецизионных механических устройств, а, во-вторых, обладающие существенно большими возможностями, нежели механические. В результате применение электронных систем управления впрыском и зажиганием топлива с конца 1980-х годов в развитых странах стало экономически оправданным на автомобилях практически всех классов. Система впрыска с электронным управлением (EFI — Electronic Fuel Injection) при использовании датчика содержания кислорода в выхлопных газах (л-зонда) позволяет обеспечить для каждого цилиндра очень стабильное (+0,5%) соблюдение оптимального соотношения по массе подаваемого топлива и засасываемого воздуха (1:14,65 для бензина). Это необходимо как для обеспечения работоспособности каталитического нейтрализатора, так и для достижения наилучшего компромисса между мощностью и экономичностью работы двигателя. Именно поэтому обеспечить на практике длительный срок службы и работоспособность каталитических нейтрализаторов удается только при использо Системы впрыска топлива условно подразделяют на три группы — с центральным впрыском, когда распылительная форсунка одна на весь впускной коллектор( Иногда ее приходится дополнять второй — пусковой форсункой, работающей при холодном двигателе и отключающейся по мере прогрева) , с распределенным (многоточечным) впрыском, если форсунки установлены во всасывающих патрубках каждого цилиндра вблизи от впускных клапанов, и с прямым (непосредственным) впрыском, когда форсунка смонтирована непосредственно в стенке или головке цилиндра и подает топливо непосредственно в цилиндр в такте сжатия, когда клапаны уже закрыты.В первых двух случаях давление топлива при его подаче не превышает 4…10 кГ/см2 , тогда как при непосредственном впрыске в дизеле оно может достигать 600, а в бензиновом двигателе — 50 кГ/см2. Самая дешевая система — с центральным впрыском — фактически дает только два существенных преимущества — вибростойкость и отсутствие необходимости в частой регулировке. Наилучшее отношение цена/качество в настоящее время обеспечивают системы распределенного впрыска во впускные патрубки (рис. 1). Системы непосредственного впрыска в бензиновых двигателях пока оправданы только в двигателях с наддувом, так как они позволяют исключить вынос топливовоздушной смеси в выхлопной коллектор при широких фазах газораспределения и абсолютном давлении наддува более 1,5 кГ/см2. Различают также системы непрерывного и импульсного (периодического) впрыска. В системах непрерывного впрыска форсунка работает постоянно, меняется лишь ее производительность, в импульсных — впрыск топлива производится порциями в определенные моменты. Непрерывный впрыск имеет много недостатков и в настоящее время применительно к автомобильным двигателям его считают устаревшим. Применение распределенного впрыска дает и другие преимущества перед использованием карбюраторов. Вопервых, это возможность обеспечения высокой стабильности состава горючей смеси в широких пределах температуры и нагрузок двигателя, причем практически независимо от вязкости топлива (пропускная способность жиклеров карбюратора сильно зависит от вязкости топлива). Во-вторых, использование многоточечного впрыска (особенно непосредственного) позволяет не только обеспечить равномерное распределение топлива по цилиндрам, но и исключить необходимость подогревания всасываемого воздуха и впускного коллектора. Более того, испаряющееся топливо, наоборот, охлаждает всасываемый воздух и цилиндры двигателя. В результате плотность всасываемого воздуха оказывается на 7…10% больше (С той же целью — снижения температуры воздуха — даже на дешевых автомобилях со впрыском стараются засасывать воздух не из моторного отсека, где он горячий, а непосредственно «с улицы», предусматривая для этого в случае необходимости дополнительные воздухозаборники (Opel «Cadett») . Увеличение плотности воздуха, а значит, количества кислорода, поступающего в цилиндры, позволяет сжигать больше топлива и получить большую мощность. Понижение температуры всасываемого воздуха позволяет повысить степень сжатия, что улучшает экономичность двигателя.Исключение карбюратора уменьшает сопротивление всасываемому воздуху, давая возможность использования резонансного впуска, что также способствует повышению мощности. Приближение форсунки к цилиндру в системах распределенного впрыска предотвращает выпадение конденсата топлива. Это облегчает запуск двигателя, уменьшает образование нагара на свечах зажигания и смывание масла со стенок цилиндров. Отсутствие конденсации топлива увеличивает устойчивость работы и крутящий момент двигателя, особенно на малых и средних оборотах, где он наиболее нужен. Если прибавка максимальной мощности при переводе двигателя на впрыск топлива обычно равна примерно 10%, то повышение крутящего момента на малых и средних оборотах может достигать 15…20%. Конечно, подобного повышения ходовых качеств автомобиля можно достичь и «в лоб», увеличив рабочий объем двигателя примерно на 20…30%, однако при этом ухудшится экономичность, увеличатся масса и габариты двигателя, а значит, и автомобиля в целом, возрастут эксплуатационные расходы.Использование систем распределенного впрыска предоставляет еще одну возможность снижения расхода топлива — отключение подачи топлива в часть цилиндров с тем, чтобы в большей степени загрузить остальные. Целесообразность такого решения обусловлена тем, что при малой нагрузке КПД двигателя внутреннего сгорания резко снижается не только за счет механических потерь, но и за счет неоптимальности рабочего цикла. Возрастание КПД нагруженных цилиндров с лихвой компенсирует механические потери в выключенных цилиндрах, поэтому экономичность на малых нагрузках удается повысить на 25…30%, особенно на многоцилиндровых двигателях. Подобный прием — поочередный пропуск циклов впрыска — также широко используют на многоцилиндровых японских и американских автомобилях. Существует и еще одно применение способа пропуска циклов — охлаждение «отключенных» цилиндров засасываемым воздухом, позволяющее сохранить работоспособность двигателя и доехать до места назначения даже после полной потери охлаждающей жидкости (двигатель GMC North Star и др.). Применение электроники обеспечивает оптимальное управление не только двигателем, но и ходовой частью автомобиля. Во-первых, это хорошо известные антиблокировочные системы, позволяющие в большинстве случаев сохранить управляемость машины при экстренном торможении, одновременно обеспечивая минимально возможную длину тормозного пути. Во-вторых, близкую к ним функцию выполняют антипробуксовочные системы, которые стали весьма актуальны в связи с распространением переднеприводных автомобилей, у которых при пробуксовке или блокировке ведущих колес теряется управляемость. Поскольку при разгоне автомобиля передние колеса разгружаются (именно поэтому все гоночные и престижные легковые автомобили, которые должны иметь хорошую разгонную динамику, до настоящего времени проектируют с приводом либо на задние («Daimler-Benz», «BMW»), либо на все колеса («Audi A8»), для исключения потери управляемости и предотвращения чрезмерного износа шин весьма желательно наличие на переднеприводном автомобиле наряду с антиблокировочной и антипробуксовочной системы. С помощью электронных устройств сглаживается также антагонизм между коробками перемены передач с автоматическим и ручным переключением. Напомним, что классическая автоматическая коробка для обеспечения плавности переключения нуждается в применении дорогого в изготовлении и громоздкого гидротрансформатора, имеющего к тому же большие механические потери (низкий КПД). Коробка же передач с ручным переключением конструктивно гораздо проще, компактнее, дешевле и надежнее. Правда, она менее удобна в эксплуатации. Комплексная система управления двигателем и трансмиссией автоматизирует процесс переключения передач без использования гидротрансформаторов и дополнительных муфт сцепления — путем автоматического управления сцеплением и частотой вращения двигателя, сохраняя при этом все эксплуатационные достоинства как автоматических (удобство), так и ручных коробок (надежность, дешевизна, малые потери энергии). Кроме того, электронное управление практически исключает риск поломки из-за неправильного обращения. Такая трансмиссия по себестоимости изготовления не отличается от трансмиссии с ручным управлением, а функции управления ею, как правило, интегрируют в состав объединенной системы управления двигателем и трансмиссией. Алгоритмы переключения передач в последнее время часто строят адаптирующимися к стилю езды конкретного владельца, не говоря уже о том, что всегда предусмотрены на выбор несколько стандартных режимов (скоростной, городской, экономичный и т. п.). Не менее важную роль в современном автомобиле играют электронные системы повышения безопасности. Ее принято подразделять на активную (предотвращение аварий) и пассивную (уменьшение тяжести их последствий). Что касается активной безопасности, то ее обеспечивают улучшением разгонной и тормозной динамики автомобиля, а также повышением устойчивости на поворотах максимальным увеличением ширины колеи и понижением центра тяжести (это хорошо заметно, если сравнить силуэт отечественных и зарубежных автомобилей сходного класса, как, например, ВАЗ-2108 и Volkswagen «Golf III» или «Golf IV») в сочетании с электронной системой управления подвеской. На дорогих автомобилях иногда применяют радиолокационную систему предотвращения лобовых столкновений и наездов (поддержания дистанции), однако от бревна или ямы в асфальте она не спасает. Для уменьшения вероятности наездов используют верхние (салонные) тормозные огни, видимые на большом расстоянии. Этого оказалось мало, и тогда была разработана система с приемопередающим радиоканалом, автоматически включающая индикатор при экстренном торможении или аварии впереди идущей машины. В настоящее время эта система, получившая золотую медаль выставки изобретений в Брюсселе, проходит доработку с последующей стандартизацией в большинстве развитых стран. Разгонную динамику улучшают, в первую очередь, внедрением систем электронного впрыска топлива и управления трансмиссией (микропроцессор может переключать передачи гораздо быстрее и точнее, чем человек; как следствие, разгон автомобиля ускоряется) , а на переднеприводных автомобилях — еще и совершенствованием состава резины и рисунка протектора колес, тормозную — применением антиблокировочных систем, предотвращающих чрезмерное проскальзывание колес относительно дороги, что позволяет получить максимально возможное тормозящее усилие и в большинстве случаев сохранить управляемость автомобиля даже при экстренном торможении. Определенный вклад в повышение активной безопасности вносит рулевое сервоуправление с переменными коэффициентом передачи и реакцией руля — для обеспечения равного поворота колес на высокой скорости требуется больший угол поворота руля, чем на малой. Иногда дополнительно вводят устройство, предотвращающее срыв колес боковым усилием. Это практически исключает риск заноса при резком повороте на большой скорости. Все эти преимущества, правда, сохраняются лишь до тех пор, пока сервосистема исправно работает…. Пассивную безопасность повышают как конструктивными мерами (увеличением хода деформации сминаемых частей кузова при одновременном укреплении салона, заменой обычного руля травмобезопасным), так и внедрением электронных устройств, приводящих в действие подушки безопасности и механизм натяжения ремней. Кстати, широкое внедрение электроники в автомобили в США началось именно после того, как на рубеже 60-х и 70-х годов конгресс принял закон об обязательной установке систем, блокирующих запуск двигателя до тех пор, пока не будут зафиксированы привязные ремни на двух передних сиденьях. В настоящее время, как правило, используют комплексную систему управления ремнями и подушками безопасности. Датчиком в ней служит одноосный (или двухосный при использовании и боковых подушек) акселерометр, чаще всего полупроводниковый (рис. 2), блок управления с пороговыми устройствами и набор пиропатронов, часть из которых при срабатывании действует на крыльчатки, подтягивающие ремни (рис. 3), а часть — наполняет подушки безопасности. Включение пиропатронов механизма подтяжки ремней обычно устанавливают несколько более ранним, чем момент срабатывания подушек безопасности. Работа этой системы позволяет отделаться испугом, царапинами или синяками при лобовом столкновении с неподвижным препятствием на скорости 50 км/ч (стандарт ЕЭС), а иногда и большей — вплоть до 80 км/ч. При скорости выше 80 км/ч ускорение, испытываемое человеком в момент гашения энергии движения на пути, около 0,7…1,6 м (типичное значение хода деформации кузова и подушек современных автомобилей) становится столь велико, что он оказывается раздавленным собственной массой даже при отсутствии внешних повреждений. Говоря об электронных системах повышения безопасности, стоит упомянуть также о несложном, но весьма полезном устройстве контроля исправности сигнальных ламп и проводки. Принцип его действия состоит в том, что через лампы и проводку при включенном зажигании пропускают небольшой ток, не вызывающий свечения ламп, но позволяющий диагностировать замыкание, обрыв проводки и состояние лампы — в конце срока службы сопротивление нити накала несколько возрастает, что заблаговременно служит предупреждением водителю. В последнее время определенную популярность, по крайней мере на автомобилях класса выше среднего, начало приобретать использование электронного управления параметрами подвески — жесткостью и коэффициентом демпфирования амортизаторов, изменением дорожного просвета. Такую подвеску часто называют активной, хотя на самом деле речь идет только о сравнительно медленной адаптации параметров подвески под дорожные условия, т. е. вернее считать ее адаптивной или полуактивной. Истинно активная система подвески, строго говоря, должна с помощью мощной сервосистемы отслеживать каждый ухаб и гасить толчки еще в момент их возникновения, как это происходит на комфортабельных судах и многих военных кораблях («успокоители» качки). В Европе и даже, пожалуй, в мире лидер «подвескостроения» — фирма Сitroen, давно и успешно применяющая наиболее совершенные — гидропневматические — подвески в сочетании с электронным управлением их параметрами. Среди японских фирм лидирует, похоже, Mitsubishi. Американцы, имея прекрасные дороги и 55-мильное ограничение скорости в большинстве штатов, предпочитают более традиционные решения — увеличенные габариты и, значит, момент инерции корпуса автомобилей в сочетании с колесами большого диаметра и мягкими подвесками, в которых электронные системы обычно управляют только коэффициентом демпфирования. Применение электронных устройств позволило также усовершенствовать ряд традиционных устройств, в первую очередь, электроприводы (стеклоочистителя, стеклоподъемников, регулирования положения кресел и т. п.), осветительные и сигнальные приборы. Традиционно в автомобильной технике используют коллекторные электродвигатели, которым присущи три основных недостатка — ограниченный срок службы, недостаточная надежность (склонность к застреванию) и создание радиопомех. Эти недостатки обусловлены применением трущихся контактов в коллекторе. Развитие электроники привело к тому, что бесконтактные (бесщеточные, brushless) двигатели стали конкурентоспособны по цене с традиционными, превосходя их по надежности, технологичности производства и возможностям регулировки. Широкие возможности регулирования позволяют упростить кинематику ряда устройств, например стеклоочистителя, где вместо механического реверсирования может быть применено электрическое. Поэтому в настоящее время практически все ведущие автомобилестроительные фирмы постепенно заменяют в своих автомобилях коллекторные двигатели на бесконтактные, имеющие еще и то преимущество, что их блоки управления могут иметь интерфейс для непосредственного управления от микропроцессора. Что касается осветительных приборов, то внедрение набирающих популярность металлогалидных газоразрядных ламп было бы просто невозможно без использования электронных узлов управления ими. Главными достоинствами металлогалидных ламп по сравнению с лампами накаливания являются существенно меньшие размеры светящей области, что позволяет уменьшить размеры рефлекторов фар с сохранением качества фокусировки луча, добиться лучшего КПД (большей световой отдачи при равной потребляемой мощности), стабильной спектральной и яркостной характеристики независимо от степени разряженности аккумулятора, а также долговечности. Еще одной электронной системой, повышающей безопасность движения, является корректор положения фар, обеспечивающий независимо от загрузки и положения кузова постоянное освещение дороги при движении по неровным или извилистым дорогам, в последнем случае он отслеживает поворот рулевого колеса. Кроме этого, корректор уменьшает слепящее действие фар на водителей встречных машин. Сигнальные огни на многих американских автомобилях последнее время выполняют на основе блоков сверхярких светодиодов. Они экономичнее, компактнее и надежнее традиционных ламп накаливания, особенно в режиме мигания, обеспечивают большую яркость свечения и более чистые цвета (лучше заметны днем). Яркость свечения светодиодов проще изменять в зависимости от внешней освещенности. Звуковые сигналы также не остаются без внимания — на смену традиционным контактным электромагнитным гудкам приходят бесконтактные электродинамические и пьезоэлектрические с соответствующими электронными усилителями и узлами управления. Появление процессоров цифровой обработки сигналов и постепенное снижение цен на эти приборы привело к созданию систем активного подавления низкочастотного шума в салоне автомобиля. Сущность идеи состоит в подаче в салон через громкоговорители встроенной аудиосистемы сигналов, противофазных шумовым. При этом шумовые сигналы взаимно компенсируются. На практике из-за волновых свойств звука нужный эффект удается получить только на частоте ниже 200…300 Гц, и снижение шума не превышает 8…15 дБ. Казалось бы, немного, но, учитывая, что борьба с низкочастотным шумом другими способами малоэффективна, подобная электронная система позволяет сэкономить 10…25 кг звукопоглотителя Dynamat или другого материала, отнюдь не дешевого. Широкое внедрение электронного управления при традиционном подходе приводит к резкому усложнению электропроводки, а следовательно, увеличению трудоемкости ее прокладки и вероятности ошибок при обслуживании в процессе эксплуатации. Обилие проводов грозило превратить автомобиль в «электрошкаф» на колесах. В поисках решения этой проблемы автомобилестроители обратились к опыту авиации: одно время масса электрокабелей достигала там 30 % веса электрооборудования самолетов и имела тенденцию к дальнейшему увеличению. Проблему удалось решить путем внедрения систем вида «общая линия с последовательной передачей», когда большинство электронных устройств соединяют между собой параллельно с помощью общего трехпроводного интерфейса, а обмен информацией между ними происходит по одним и тем же проводам, но разнесен во времени, точно так же, как это происходит в компьютерных сетях Ethernet. Аналогичные решения под названием мультиплексной проводки в начале 90-х годов стали использовать и в автомобильной промышленности. Первоначально, как водится, была «война стандартов», в числе которых фигурировали J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus и др. К настоящему времени наибольшее признание получил стандарт CAN, совместно разработанный фирмами Bosch и Motorola. Он обеспечивает скорость передачи до 1 Мбит/с и позволяет использовать для передачи информации как медные провода, так и оптоволокно. Журнал «Радио» № 8-9, 1999 |
.jpg)
Kravchuk.
Microsoft уже давно
задумалась над захватом не только настольных ПК пользователей, но и их
машин, и сейчас уже существует третья версия Windows CE для автомобилей,
не уступающая по функциональности ручным компьютерам Pocket PC и даже
обычным компьютерам.
Можно было бы, конечно,
встроить сотовый сразу в компьютер, но это будет неудобно — путаница с
обычным и автомобильным номерами, синхронизация телефонов и так далее.
Поэтому будем использовать обычный сотовый телефон, интегрируемый в нашу
систему.
Причем, благодаря интеграции компонентов, при входящем звонке громкость
музыки, которую вы в этот момент слушаете, автоматически понижается и
компьютер выдает голосовое предупреждение, спрашивая, хотите ли вы принять
звонок или нет.
Магнитола может воспроизводить
mp3-файлы различных форматов, записанные на CD-R или CD-RW диски.Электроника в управлении трансмиссией
Эксплуатационные свойства автомобиля во многом зависят от согласования характеристик трансмиссии и двигателя с учетом изменений сопротивления движению. Трансмиссия и движитель — это промежуточные звенья между двигателем и дорогой. Выбор оптимального передаточного отношения трансмиссии в зависимости от дорожного сопротивления (от нагрузки) позволяют осуществлять электронные системы управления.
При управлении автомобилем водитель получает информацию из окружающей среды. Ощущения субъективны, но на их основании водитель выбирает ту или иную передачу для движения. Субъективная оценка нагрузки на автомобиль не позволяет водителю с достаточной точностью оценить соответствие ей режима работы двигателя.
При работе исполнительного механизма электродвигатель через редуктор вращает вал с диском 7. Командный сигнал включения той или иной передачи через электронный управляющий блок подается на обмотку возбуждения одной из электромагнитных муфт. При этом к соответствующими поверхностям диска 7 или шестерни 75 притягивается корпус муфты 3, 5 или 9 и под действием сил трения поворачивается. Через палец 77 корпус перемещает пластину 12 и вместе с ней ползун 13 с вилкой 14 — включается заданная передача. После включения передачи соответствующим мик-ровыключателем отключается электродвигатель, но электромагнитная муфта остается включенной. Исполнительный механизм необратимый, поскольку первая ступень редуктора — червячная передача. Возвратные пружины не могут переместить ползуны в нейтральное положение. Для установки коробки передач в нейтральное положение необходимо выключить питание электромагнитных муфт.
Выбор передачи в коробке передач, обеспечивающей минимальный расход топлива в заданных условиях движения, определение оптимальных ускорения при разгоне или скорости движения при действующей нагрузке могут осуществлять исполнительные механизмы, управляемые бортовым микропроцессором. Для формирования командных сигналов управления исполнительными механизмами микропроцессор должен получать информацию о режимах работы двигателя и автомобиля, о текущих положениях органов управления в агрегатах трансмиссии автомобиля и двигателя.
При управлении трансмиссией микропроцессор должен формировать командные сигналы для согласования функционирования исполнительных механизмов топливоподачи, привода сцепления и переключения передач. Последнее в механической автоматизированной коробке передач невозможно без предварительного изменения топливоподачи и выключения сцепления.
В качестве привода исполнительных механизмов используют устройства гидравлические, пневматические, электромагнитные или с электродвигателями.
Развитие систем зажигания
Надежное воспламенение топлива искровым разрядом возможно при массовом соотношении воздух/топливо не более 17. При более бедных составах возникают пропуски зажигания, что приводит к увеличению токсичности отработавших газов.
Система отопления
Автомобиль с воздушной системой охлаждения двигателя, а также предназначенный для эксплуатации в условиях низких температур окружающего воздуха, оснащают независимой системой воздушного отопления. Система состоит из бензиновой отопительной установки и воздуховодов, обеспечивающих подачу нагретого воздуха в салон (кабину) автомобиля. Иногда установку используют также для прогрева поддона с маслом двигателя, направляя туда горячий воздух. После прогрева двигателя воздух поступает в салон. Отопительная установка работает автономно, что позволяет использовать ее при неработающем двигателе.
Электрооборудование системы кондиционирования воздуха
Под кондиционированием понимают подогрев и охлаждение воздуха, а также удаление из него влаги. Достигается это направлением воздушных потоков, циркулирующих в салоне, через теплообменники — нагреватели и охладители, которые часто располагаются в одном корпусе.
Автоматическое управление вентилятором системы охлаждения
В отличие от вентиляторов системы охлаждения двигателя, приводимых во вращение клиноременнои передачей от коленчатого вала, на многих современных автомобилях (чаще легковых) используется привод вентилятора от электродвигателя. Применение электродвигателя позволяет сравнительно простыми средствами автоматизировать процесс регулирования температуры двигателя путем включения-выключения электродвигателя привода вентилятора по командным сигналам, формируемым датчиком температуры.
Жидкостные предпусковые подогреватели
Жидкостные подогреватели предназначены для предпускового разогревания двигателя путем нагрева жидкости системы охлаждения, а также для прогрева воздуха в кабине автомобиля. Естественно, система охлаждения автомобиля должна быть заполнена незамерзающей жидкостью.
Свеча подогревателя впускного воздуха
Свеча подогревателя впускного воздуха имеет устройство для испарения дизельного топлива при движении через внутренние каналы в ее корпусе. Корпус 8 свечи наполнен теплопроводным изолирующим порошком, который также удерживает спираль от вибраций, повышая ее механическую прочность. Топливо подается к свечам при пуске двигателя топливоподкачивающим насосом низкого давления. Оно поступает через фильтр 10 и жиклер 11 в трубку 12.
Приборы для облегчения пуска двигателя при низких температурах
Для облегчения пуска двигателя в холодное время используют предпусковые подогреватели. В них электродвигатели обеспечивают работу вентилятора, подающего воздух в камеру сгорания для поддержания горения, топливного насоса подогревателя и циркуляцию жидкости в системе охлаждения.
Управление агрегатами автомобиля
Устройство управления топливоподачей — спидостат — используют для поддержания постоянства скорости движения. Эта функция выполняется при введении в электрическую схему отрицательной обратной связи (рис. 50.6, а), реализуемой с помощью датчика скорости автомобиля. При программном управлении спидостат является исполнительным механизмом для автоматического дистанционного регулирования топливоподачи.
Установка фар в зависимости от нагрузки
Установка фар в зависимости от нагрузки на автомобиль в положение, при котором они обеспечивают для водителя оптимальную освещаемую зону и в то же время не ослепляют водителей встречных автомобилей, выполняется с помощью электронной следящей системы автоматического регулирования с отрицательной обратной связью (рис. 50.5, б). Для этого в кузове над передним 12 и задним 1 мостами автомобиля размещают бесконтактные индуктивные датчики 3 вертикального перемещения кузова. Положение магнитных сердечников этих датчиков изменяется с помощью связанных с мостами тяг 2. Для каждого из мостов с помощью задатчиков 4 формируется эталонный сигнал, содержащий информацию о требующемся положении кузова над мостом. Сигналы о реальном и требующемся положениях кузова сравниваются в блоках 5 сравнения, представляющих собой алгебраические сумматоры. Разностные сигналы от блоков 5 подаются на входы сумматоров б следящей системы установки фар. С выходов этих сумматоров через усилители /управляющее напряжение поступает в исполнительные механизмы.
Управление положением фар
В зависимости от нагрузки на автомобиль и изменения высоты расположения кузова над поверхностью дороги из-за вертикальной деформации подвески изменяется положение фар, а следовательно, и граница освещенной зоны. Между тем граница освещенной зоны для ближнего света регламентируется стандартами всех стран. Обычно положение фар регулируют на специальном посту автопредприятия, где перед экраном с разметкой на расстоянии 10 м устанавливают автомобиль.
Электронные регуляторы
Кроме электромеханических устройств управления режимом работы стеклоочистителя на многих автомобилях зарубежных фирм применяют электронные регуляторы на транзисторах, обеспечивающие плавное регулирование частоты циклов работы. Задатчи-ком частоты служит, как и в прерывателях сигнализатора поворота, астабильный мультивибратор. Для автомобилей «Трабант» и «Вартбург» используют регуляторы на основе стандартной схемы мультивибратора (рис. 50.3, в). Включатель стеклоочистителя и переменный резистор R4 плавного регулирования частоты сблокированы на одной рукоятке управления. Длительность пауз при работе стеклоочистителя изменяется в пределах от 3 до 15 с. Включением и торможением электродвигателя управляет электромагнитное реле К, включенное в коллекторную цепь одного из транзисторов мультивибратора.
Стеклоочистители
Стеклоочиститель предназначен для механической очистки ветрового стекла, а в некоторых моделях автомобилей — также заднего стекла и стекол фар. Наиболее распространены электрические стеклоочистители (рис. 50.1). Привод осуществляется от электродвигателя 1 через червячный редуктор, состоящий из червячного вала 7 (выполненного заодно с валом якоря электродвигателя) и шестерни 8. Выходной вал редуктора через систему рычагов 2 обеспечивает угловое возвратно-поступательное движение щеток 3. Редуктор оснащен концевым выключателем, состоящим из эксцентрика 4 и контактной группы: подвижного 5 и неподвижного 6 контактов. С помощью концевого выключателя установка переключателя в позицию «выключено» в произвольном текущем положении щеток не дает им остановиться и позволяет продолжать двигаться до тех пор, пока они не дойдут до нижнего положения, т. е. пока не улягутся вдоль нижнего уплотнителя стекла. После этого питание электродвигателя концевым выключателем отключается.
Приводные устройства
К вспомогательному электрооборудованию относятся приборы:
Противобуксовочная система
Назначение противобуксовочной системы (ПБС) — предотвращать пробуксовку колес (одного или нескольких) при движении в тяговом режиме на дорогах с малым коэффициентом сцепления. Задача ПБС во многом сходна с задачей АБС: поддержание скольжения колес в режиме тяги на уровне, обеспечивающем максимальное значение коэффициента сцепления в продольном направлении. В этом случае увеличивается сила тяги при трогании с места, реализуется максимальное ускорение (в 3…4 раза большее, чем без ПБС) при разгоне и сохранении устойчивости прямолинейного движения. Одновременно улучшается проходимость при движении по мягким грунтам, уменьшается нагрузка в трансмиссии и на двигатель при импульсном изменении коэффициента сцепления, снижаются расход топлива, особенно в зимних условиях, и изнашивание шин.
Антиблокировочная система для автомобилей с гидравлическим приводом тормоза
Антиблокировочная система для автомобилей с гидравлическим приводом тормоза (например, разработка фирмы «БОШ») содержит источник энергии в виде гидравлического насоса 3 с приводом от электродвигателя 4. Вспомогательным элементом является гидроаккумулятор 5. Модулятор давления представляет собой трехпозиционный электрогидравлический клапан 7. Управление антиблокировочной системой осуществляется от электронного блока 9 управления. Пусковой импульс начала работы АБС создается водителем, включающим гидровакуумный усилитель 8. В процессе растормаживания рабочие цилиндры на колесах отсекаются от главного цилиндра гидровакуумного усилителя с помощью клапана-модулятора 7. Последний получает командный сигнал от блока 9 управления, функционирующего на основе информации от датчика 1 частоты вращения колеса. В это время жидкость из тормозной системы насосом 3 перекачивается через гидроаккумулятор 5 и обратный клапан 6 в основную магистраль.
Электронная система управления АБС
Электронная система управления АБС содержит датчик 1 частоты вращения колеса (как правило, импульсного типа) и преобразователь 2 частоты вращения в непрерывный (аналоговый) сигнал в виде напряжения, пропорционального частоте вращения.
Управление антиблокировочной тормозной системой
Путь торможения зависит не только от скорости движения, но и от коэффициента сцепления шины с дорожной поверхностью. Естественно, эта зависимость сохраняется при создании в тормозной системе давления, достаточного для блокировки колес. После этого начинается их скольжение по дороге. Вследствие различных коэффициентов сцепления правого и левого колес автомобиля происходит занос при торможении.
Управление подвеской
Автоматизация управления подвеской позволяет повысить не только комфортабельность салона автомобиля для водителя и пассажиров, но и безопасность движения. Это достигается введением в подвеску исполнительных механизмов, управляемых с помощью электронных устройств, которые изменяют жесткость упругих элементов и сопротивление амортизаторов. Этим удается уменьшить крен кузова на повороте и его продольный наклон при разгоне и торможении. Разработаны устройства, обеспечивающие горизонтальное положение кузова при движении по неровным дорогам.
Автоматизация переключения передач
Для механических ступенчатых коробок передач используют исполнительные механизмы, реализующие двух- или одноэтапный процессы переключения. В Японии, например, фирма «Исузи» разработала микропроцессорную систему управления NAVI-5, которая устанавливается по заказу на пятиступенчатую коробку передач автомобиля «АСКА». Система (рис. 49.3) обеспечивает двух-этапный процесс переключения. В исполнительном механизме переключения используется давление жидкости для работы гидроцилиндров, перемещающих ползуны с вилками переключения передач. Для этого автомобиль оборудован гидронасосным агрегатом. Жидкость по гидромагистралям к исполнительным гидроцилиндрам распределяют электромагнитные клапаны. В комплект исполнительных гидроцилиндров входят гидроцилиндр привода сцепления ГЦС, гидроцилиндр избирателя передач ГЦИддя выполнения первого этапа процесса переключения и гидроцилиндр включения требуемой передачи ГЦВ.
Исполнительный механизм привода сцепления
Электровакуумный исполнительный механизм (рис. 49.2) привода сцепления разработан с учетом возможности его установки в гидравлический привод механизма легкового автомобиля любой модели. При этом практически все элементы штатного гидропривода (главный цилиндр 2 с педалью 1, рабочий цилиндр 3 и соединительные гидравлические трубопроводы) не изменяются и продолжают выполнять свои функции. Силовым элементом исполнительного механизма является сервокамера 4, корпус которой разделен на две части мембраной 8. Мембрана связана со штоком 7, который через рычаг 6 передает усилие на шток поршня разделительного гидроцилиндра 5. При работе вакуумной сервокамеры поршень гидроцилиндра отсекает гидромагистраль от главного цилиндра 2. Разрежение в вакуумной полости А сервокамеры регулируется с помощью электромагнитного клапана 9. Работой электромагнитного клапана по заданному закону управляет электронный блок, построенный на аналоговых и цифровых элементах. Разрежение к клапану управления подводится от впускного трубопровода 11 двигателя через трубопровод с обратным клапаном 10.
Электронные системы стабилизации (ESP, AHS, DSC, PSM, VDC, VSC)
Эти системы обеспечивают безопасное поведение автомобиля в критических ситуациях, особенно на поворотах. Во время движения системы оценивают несколько показателей, таких как скорость или вращение рулевого колеса, и в случае риска заноса системы могут вернуть автомобиль в исходное направление путем торможения отдельных колес. В более дорогих автомобилях системы стабилизации также оснащены активным шасси, которое адаптируется к поверхности и стилю вождения водителя и дополнительно способствует безопасности вождения. Большинство автомобилей используют систему маркировки на своих автомобилях. ESP (Mercedes-Benz, Skoda, VW, Peugeot и другие). С маркировкой AHS (Активная система обработки) используется Chevrolet в своих автомобилях, DSC (Динамический контроль безопасности) BMW, PSM (Система управления стабильностью Porsche), В постоянного тока (Контроль динамики автомобиля) устанавливается на автомобили Subaru, VSC (Контроль устойчивости автомобиля) также устанавливается на Subaru, а также на автомобили Lexus.
Аббревиатура ESP происходит от английского Программа электронной стабильности и означает программу электронной стабилизации. Из самого названия ясно, что это представитель электронных помощников водителя в отношении устойчивости движения. Открытие и последующее внедрение ESP стало прорывом в автомобильной промышленности. Похожая ситуация когда-то произошла с внедрением АБС. Система ESP помогает неопытному и очень опытному водителю справляться с некоторыми критическими ситуациями, которые могут возникнуть во время вождения. Ряд датчиков в автомобиле записывает текущие данные о вождении. Эти данные сравниваются через блок управления с расчетными данными для правильного режима движения. При обнаружении разницы в значениях автоматически активируется ESP, которая стабилизирует автомобиль. ESP использует другие электронные системы шасси для своей функции. К наиболее важным электронным сотрудникам относятся антиблокировочная тормозная система ABS, системы противоскольжения (ASR, TCS и другие) и советы по работе необходимых датчиков ESP.
Система была разработана инженерами Bosch и Mercedes. Первым автомобилем, оснащенным ESP, было роскошное купе S 1995 (C 600) в марте 140 года. Через несколько месяцев система также попала в классический S-класс (W 140) и SL Roadster (R 129). Цена этой системы была настолько высока, что сначала система была в стандартной комплектации только в сочетании с топовым двенадцатицилиндровым двигателем 6,0 V12, для других двигателей ESP предлагалась только за изрядную доплату. Настоящий бум ESP произошел благодаря, казалось бы, мелочам и, в некотором смысле, совпадению. В 1997 году шведские журналисты провели тест на устойчивость тогдашней новинки, которым был автомобиль Mercedes A. К великому удивлению всех присутствующих, Mercedes A не смог справиться с так называемым лосиный тест. Это положило начало делу, которое вынудило производителей на короткое время приостановить производство. Усилия технических специалистов и дизайнеров Штутгартского автомобилестроительного завода по поиску правильного решения проблемы увенчались успехом. Основываясь на многочисленных тестах, ESP стала стандартной частью Mercedes A. Это, в свою очередь, означало увеличение производства этой системы с ожидаемых десятков тысяч до сотен тысяч, и можно было добиться более доступных цен. ESP открыла путь для использования в средних и малых транспортных средствах. Рождение ESP стало настоящей революцией в области безопасного вождения, и сегодня она относительно широко распространена не только благодаря Mercedes-Benz. Существование ESP, которая занимается разработкой и в настоящее время является ее крупнейшим производителем, во многом способствовало существованию ESP.
В большинстве электронных систем мозг — это электронный блок управления, и это не относится к ESP. Задача блока управления — сравнить фактические значения с датчиков с расчетными значениями во время движения. Требуемое направление определяется по углу поворота и скорости вращения колес. Фактические условия движения рассчитываются на основе поперечного ускорения и поворота транспортного средства вокруг его вертикальной оси. При обнаружении отклонения от расчетных значений активируется процесс стабилизации. Работа ESP регулирует крутящий момент двигателя и влияет на тормозную систему одного или нескольких колес, тем самым устраняя нежелательное движение автомобиля. ESP может корректировать недостаточную и избыточную поворачиваемость при движении в поворотах. Недостаточная поворачиваемость автомобиля исправляется торможением заднего внутреннего колеса. Избыточная поворачиваемость исправляется торможением переднего внешнего колеса. При торможении данного колеса тормозные силы создаются на этом колесе во время стабилизации. Согласно простому закону физики, эти тормозные силы создают крутящий момент вокруг вертикальной оси транспортного средства. Результирующий крутящий момент всегда противодействует нежелательному движению и, таким образом, возвращает автомобиль в желаемом направлении при повороте. Он также поворачивает автомобиль в нужном направлении, когда он не поворачивает. Примером работы ESP является быстрый прохождение поворотов, когда передняя ось быстро выходит из поворота. ESP сначала снижает крутящий момент двигателя. Если этого действия недостаточно, заднее внутреннее колесо тормозится. Процесс стабилизации длится до тех пор, пока не уменьшится тенденция к заносу.
ESP основана на блоке управления, который является общим для ABS и других электронных систем, таких как распределитель тормозного усилия EBV / EBD, регулятор крутящего момента двигателя (MSR) и системы противоскольжения (EDS, ASR и TCS). Блок управления обрабатывает данные 143 раза в секунду, то есть каждые 7 миллисекунд, что почти в 30 раз быстрее, чем у человека. Для работы ESP требуется ряд датчиков, таких как:
- датчик обнаружения тормоза (информирует блок управления, водитель которого тормозит),
- датчики скорости отдельных колес,
- датчик угла поворота рулевого колеса (определяет необходимое направление движения),
- датчик поперечного ускорения (регистрирует величину действующих поперечных сил, таких как центробежная сила на кривой),
- датчик поворота транспортного средства вокруг вертикальной оси (для оценки вращения транспортного средства вокруг вертикальной оси и определения текущего состояния движения),
- датчик тормозного давления (определяет текущее давление в тормозной системе, исходя из которого можно рассчитать тормозные силы и, следовательно, продольные силы, действующие на автомобиль),
- датчик продольного ускорения (только для автомобилей с полным приводом).
Кроме того, в тормозной системе требуется дополнительное устройство давления, которое оказывает давление, когда водитель не тормозит. Гидравлический блок обеспечивает распределение тормозного давления на тормозные колеса. Выключатель стоп-сигнала предназначен для включения стоп-сигналов, если водитель не тормозит при включенной системе ESP. ESP иногда можно выключить кнопкой на панели приборов, что удобно, например, при движении с цепями противоскольжения. О выключении или включении системы сигнализирует горящий индикатор на панели приборов.
Система ESP позволяет в некоторой степени раздвинуть границы законов физики и, таким образом, повысить активную безопасность. Если бы все автомобили были оснащены ESP, можно было бы избежать примерно десятой части аварий. Система постоянно проверяет стабильность, если не выключена. Таким образом, водитель имеет большее чувство безопасности, особенно на обледенелых и заснеженных дорогах. Поскольку ESP корректирует направление движения в нужном направлении и компенсирует отклонения, вызванные заносом, она значительно снижает риск аварии в критических ситуациях. Однако следует на одном дыхании подчеркнуть, что даже самый современный ESP не спасет безрассудного водителя, не соблюдающего законы физики.
Поскольку ESP является товарным знаком BOSCH и Mercedes, другие производители либо используют систему Bosch и название ESP, либо разработали свою собственную систему и используют другое (собственное) сокращение.
Acura — Honda: Система стабилизации автомобиля (VSA)
Alfa Romeo: система динамического управления автомобилем (VDC)
Audi: Электронная система стабилизации (ESP)
Bentley: Электронная система стабилизации (ESP)
BMW: система динамической стабилизации (DSC) vrátane Dynamic Traction Control
Bugatti: Электронная программа стабилизации (ESP)
Бьюик: StabiliTrak
Cadillac: StabiliTrak и активное переднее рулевое управление (AFS)
Автомобиль Chery: Электронная программа стабилизации
Chevrolet: StabiliTrak; Активная управляемость (лин Corvette)
Chrysler: Электронная система стабилизации (ESP)
Citroën: Электронная система стабилизации (ESP)
Dodge: Электронная система стабилизации (ESP)
Daimler: Электронная система стабилизации (ESP)
Fiat: Электронная система стабилизации (ESP) и система динамического контроля автомобиля (VDC)
Ferrari: установленный контроль (CST)
Ford: AdvanceTrac с системой контроля устойчивости при опрокидывании (RSC), интерактивной динамикой автомобиля (IVD), электронной программой стабилизации (ESP) и системой динамического контроля устойчивости (DSC)
General Motors: StabiliTrak
Холден: Электронная программа стабилизации (ESP)
Hyundai: электронная система стабилизации (ESP), электронный контроль устойчивости (ESC), система стабилизации автомобиля (VSA)
Infiniti: система динамического контроля автомобиля (VDC)
Jaguar: система динамического контроля устойчивости (DSC)
Jeep: Электронная система стабилизации (ESP)
Kia: Электронная система контроля устойчивости (ESC) и программа электронной стабилизации (ESP)
Lamborghini: Электронная программа стабилизации (ESP)
Land Rover: Система динамического контроля устойчивости (DSC)
Lexus: интегрированное управление динамикой автомобиля (VDIM) и система стабилизации автомобиля (VSC)
Линкольн: AdvanceTrac
Maserati: Программа стабилизации Maserati (MSP)
Mazda: система динамического контроля устойчивости (DSC), vrátane Dynamic Traction Control
Mercedes-Benz: Электронная система стабилизации (ESP)
Меркурий: AdvanceTrac
MINI: система динамического контроля устойчивости
Mitsubishi: МНОГОРЕЖИМНАЯ система активного противоскольжения и противобуксовочная система a Active Stability Control (ASC)
Nissan: система динамического контроля автомобиля (VDC)
Oldsmobile: Система точного управления (PCS)
Opel: Электронная система стабилизации (ESP)
Peugeot: Электронная система стабилизации (ESP)
Понтиак: Стабили Трак
Porsche: система стабилизации Porsche (PSM)
Proton: электронная программа стабилизации
Renault: Электронная программа стабилизации (ESP)
Rover Group: Система динамического контроля устойчивости (DSC)
Saab: Электронная система стабилизации (ESP)
Сатурн: StabiliTrak
Scania: Электронная программа стабилизации (ESP)
СИДЕНЬЕ: Электронная система стабилизации (ESP)
Škoda: Электронная система стабилизации (ESP)
Smart: электронная система стабилизации (ESP)
Subaru: Контроль динамики автомобиля (VDC)
Suzuki: Электронная система стабилизации (ESP)
Toyota: интегрированное управление динамикой автомобиля (VDIM) и система контроля устойчивости автомобиля (VSC)
Vauxhall: Электронная программа стабилизации (ESP)
Volvo: система динамической стабилизации и контроля тяги (DSTC)
Volkswagen: Электронная система стабилизации (ESP)
Пособие «Системы управления и впрыск топлива. Руководство, пошаговые проверки, регулировки и диагностика неисправностей»
Системы управления и впрыск топлива. Руководство, пошаговые проверки, регулировки и диагностика неисправностей
В этой книге подробно описана работа систем управления двигателем (СУД) современных автомобилей. В первой главе представлена история создания и функционирование системы впрыска топлива и СУД, а также содержится краткий технический обзор работы современных систем. В дальнейших главах описывается общие правила и методики проведения испытаний, причем особенности работы конкретных систем детально описывается в соответствующих главах. Даже если читатель не собирается производить проверку исправности СУД на собственном автомобиле, книга поможет лучше понять функционирование электронной СУД современного автомобильного двигателя. С другой стороны, если Вы собираетесь определить причину неисправности, эта книга предоставит Вам необходимые сведения для проверки цепей и компонентов СУД двигателя Вашего автомобиля. Приведенные в книге процедуры проверки требуют лишь простейших инструментов и оборудования, которое можно приобрести в любом магазине. Кроме того, в книге приведен перечень специализированного оборудования, которое действительно необходимо для проведения профессиональной диагностики работы СУД двигателя. В этой книге нет подробного описания теории электрических и электронных систем, однако, имеется множество других превосходных книг, посвященных этой теме. См. «Электрические и электронные системы автомобиля» под редакцией Тони Трантера (издательство Haynes, книга № 3049, имеется русский перевод). Многие из наших проверок и тестов не приведены в рекомендациях изготовителей. Одна из причин заключается в том, что изготовитель может описать проверку только с использованием собственного специализированного оборудования, которое слишком дорого. Другая причина заключается в том, что изготовители слишком часто рекомендуют применение омметра в качестве первичного прибора для поиска неисправностей. Наиболее предпочтительный метод тестирования электронного оборудования, принятый ведущими специалистами, состоит в измерении напряжений, что позволяет получить более надежные результаты. Более детально этот вопрос обсуждается в последующих главах. В большинстве случаев наши испытания базируются на методах, преподаваемых независимыми школами и используемых специалистами по обслуживанию электронных систем современных автомобилей. Предлагаемые нами методы проверок электронных систем совершенно безопасны при условии соблюдения простых правил. Эти правила — фактически соблюдение правил проведения испытаний электрических систем. Имейте в виду, что несоблюдение этих правил может привести к поломке дорогостоящего блока электронного управления (БЭУ). Пожалуйста, ознакомьтесь с предупреждениями, приведенными в Приложении. При необходимости эти предупреждения приводятся в соответствующих главах.
Производитель оставляет за собой право без уведомления менять характеристики, внешний вид, комплектацию товара и место его производства.
В случае, если в описании товара прямо не указано обратное, гарантийный срок на такой товар не установлен.
Automotive Electronics — обзор
2.05.3.3 Емкостные акселерометры
Емкостные акселерометры доминируют на рынках автомобильной и бытовой электроники благодаря своей высокой чувствительности, хорошим температурным характеристикам, низкой стоимости изготовления, небольшому размеру и простой интеграции с CMOS. Структуры емкостного смещения очень просты. По сути, это пара электродов, один из которых подвижный. Два наиболее часто используемых электрода — это параллельные пластины и гребенчатые гребенки.При микротехнологии боковые (в плоскости) размеры можно легко сделать большими (до нескольких десятков миллиметров), но вертикальные (вне плоскости) размеры обычно ограничиваются несколькими микронами. Таким образом, электроды с параллельными пластинами обычно используются для измерения вертикального ускорения, в то время как электроды с гребенчатыми пальцами подходят для измерения бокового ускорения.
На рисунке 16 показаны основные конфигурации емкостного измерения смещения с горизонтальными пластинами. Подвесная пластина может перемещаться либо вертикально ( рисунок 16 (a) и 16 (b) ) или вбок ( рисунок 16 (c) ).Конфигурация с полностью дифференциальным мостом ( Рисунок 16 (b) ) всегда предпочтительна для смещения постоянного тока и компенсации колебаний температуры. Однако гораздо проще реализовать конфигурацию с фиксированной эталонной емкостью.
Рис. 16. Базовые конфигурации емкостного датчика смещения с горизонтальными пластинами. (а) Полудифференциальный емкостный мост, в котором эталонный конденсатор встроен в подложку. (b) Полностью дифференциальный емкостной мост, в котором подвижная пластина подвешена между двумя неподвижными пластинами.(c) Подвижная пластина подвешена над двумя отдельными электродами.
Рисунок 17 показывает конфигурации для емкостного измерения смещения с помощью гребенчатых пальцев. Конфигурация на рис. 17 (а) обычно используется для измерения бокового смещения. Три гребня образуют два конденсатора C, 1 и C 2 . Каждая емкость включает в себя емкость с параллельными пластинами на боковой стенке и граничную емкость. Средний палец подвижен и часто называется ротором.Когда ротор движется в направлении x , C 1 уменьшается, а C 2 увеличивается, что приводит к полностью дифференциальному емкостному полумосту, как показано на Рисунок 17 (b) .
[9] Vs = C1 − C2C1 + C2 + CPVm
, где C P — паразитная емкость. Паразитная емкость ослабляет сигнал и должна быть минимизирована.
Рис. 17. Основные конфигурации емкостного измерения смещения на основе емкости боковой стенки гребенчатых пальцев.
Конфигурация, показанная на Рис. 17 (c) используется для измерения смещения по оси z . Пальцы гребня состоят из нескольких слоев проводников. Когда все слои проводников электрически соединены, это становится похоже на то, что показано на Рисунок 17 (a) . Обратите внимание, что слои проводников разделены диэлектриками и поэтому могут быть соединены разными способами. Рисунок 17 (c) — одна из конфигураций проводки, где средний палец (ротор) имеет два электрода, а неподвижные пальцы (статоры) имеют по одному электроду.С помощью этой разводки, аналогичной показанной на рис. 17 (а) , образуются два конденсатора C, , 1, и C, , 2, . Разница в том, что конденсаторы на рис. 17 (c) суммируют емкости с обеих сторон ротора. Таким образом, небольшое изменение зазора в поперечном направлении не изменит C 1 и C 2 , что означает, что устройство нечувствительно к поперечному ускорению. Однако C 1 и C 2 образуются путем разделения емкости боковой стенки на две части по вертикали.Когда ротор движется в направлении z , как показано на Рисунок 17 (c) , C 1 уменьшается, а C 2 увеличивается, что приводит к дифференциальному выходу. Можно заметить, что C 1 и C 2 не равны в исходном положении. Эта начальная разница в емкостях вызовет большое смещение постоянного тока. Эту проблему можно решить, используя два набора гребенчатых пальцев и поменяв местами ротор и статор второго набора (Xie and Fedder 2002).
Емкостные акселерометры MEMS можно разделить на три типа: тонкопленочные акселерометры, изготовленные с использованием поверхностной микрообработки; объемные акселерометры, изготовленные с использованием объемной микрообработки и / или технологии соединения пластин; и другие акселерометры, изготовленные с использованием комбинированных процессов поверхностной и объемной микрообработки. Микромеханические поверхностные акселерометры выпускаются на рынок уже более 10 лет (Cournar et al. 2004). Благодаря своим хорошим механическим свойствам и зрелому процессу осаждения поликремний является основным конструкционным материалом для поверхностных микромашинных акселерометров.Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли продемонстрировали несколько поколений одно- и трехосных емкостных акселерометров с минимальным уровнем шума порядка 1 милли- g Гц −1/2 (Boser and Howe 1996, Lemkin and Boser 1999, Lemkin и др. 1997, Лу и др. 1995). Все коммерческие акселерометры от ADI, Bosch, Motorola, Freescale и ST Microelectronics (ST) основаны на тонкопленочном или толстопленочном поликремнии. Альтернативный материал — многослойный композит алюминий / оксид.Университет Карнеги-Меллона разработал процесс микромеханической обработки пост-CMOS без маски, который совместим с литейными CMOS (Fedder et al. 1996). Этот процесс был использован для демонстрации акселерометров как с поперечной, так и с вертикальной осью (Luo et al. 2000, Xie and Fedder 2000, Zhang et al. 1999). Одним из преимуществ многослойного композита является его способность осуществлять дифференциальное емкостное определение смещения гребенчатым пальцем как в поперечном, так и в вертикальном направлениях (Xie and Fedder 2002).К основным недостаткам можно отнести скручивание и плохие температурные характеристики. Из-за ограничений по толщине и размеру поверхностные микромашинные акселерометры обычно могут обеспечивать минимальный уровень шума только 0,1–1 милли- g Гц -1/2 . Другой перспективный материал — поликристаллический кремний-германий (поли-SiGe). Благодаря низкой температуре осаждения поли-SiGe может быть интегрирован с КМОП (Franke et al. 2003).
Напротив, большинство емкостных акселерометров с объемной микромашинной обработкой могут достигать разрешения микро- g или даже субмикро- g .Например, исследователи из Мичиганского университета разработали несколько инновационных процессов объемной микрообработки и продемонстрировали множество высокоэффективных емкостных акселерометров (Chae et al. 2002, 2004, Selvakumar et al. 1996, Yazdi and Najafi 1997, Yazdi и др., , 1999). Существует множество других емкостных акселерометров с объемной микромашинной обработкой. Некоторые из них перечислены в Таблице 1 . При изготовлении большинства устройств используется соединение пластин и влажное травление для получения большой пробной массы.Подложка SOI также становится все более популярной, но стоимость изготовления, особенно для интеграции CMOS, все еще высока.
Таблица 1. Краткое описание емкостных акселерометров, подвергшихся микромеханической обработке в объеме
| Участники | Год публикации | Используемая структура и / или процесс | Уровень шума | al. | 1990 | Слоистое силиконовое стекло | 1 микро- г Гц −1/2 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Henrion et al. | 1990 | Слоистое силиконовое стекло | 1 микро- г Гц −1/2 | |||||
| SIM Multistep wet etch | Полоса пропускания 260 Гц | |||||||
| Warren | Н / Д | |||||||
| Bernstein et al. | 1999 | Соединение кремний-стекло | 1 микро- г Гц −1/2 | |||||
| Двойной чип | Полоса пропускания 1 кГц | |||||||
| Комбинация мокрого и сухого etch | ||||||||
| Автоматический останов мокрого травления | ||||||||
| Kulah et al. | 2000 | Комбинация объемной и поверхностной микрообработки | 0,23 микро- г Гц −1/2 | |||||
| Мокрая обработка | ||||||||
| Chae et al. | 2002 | Структура SOG | 100 микро- г Гц −1/2 | |||||
| Соединение кремния и стекла | ||||||||
| Разбавление кремния с помощью CMP | Сухой выпуск | |||||||
| Yazdi et al. | 2003 | Комбинация объемной и поверхностной микрообработки | 0,18 микро- г Гц −1/2 | |||||
| Влажное высвобождение | ||||||||
| Прикладная пластина MEMS | Прикладная пластина MEMS | 0,25 мк- г Гц −1/2 |
Источник: Qu et al. (2006). ХМП, химико-механическое выравнивание; МЭМС, микроэектромеханические системы; SIMOX, разделение путем имплантации OXygen; СОГ, силикон на стекле.
Также сообщалось о других интересных емкостных акселерометрах, таких как сферические акселерометры с электростатическим подъемом (Qu 1999, Takeda 2000, Toda et al. 2002). Эти технологии требуют специальных процессов и оборудования, которые в настоящее время слишком дороги для коммерциализации. Чтобы воспользоваться преимуществами большой массы объемных кремниевых структур и интеграции схем считывания для процессов поверхностной микрообработки, в Университете Карнеги-Меллона был разработан процесс DRIE CMOS-MEMS (Xie et al. 2002). Это пост-CMOS-процесс без маски, который позволяет создавать толстые SCS-структуры, используя только этапы сухого травления. Процесс был дополнительно усовершенствован в Университете Флориды, и был продемонстрирован трехосевой емкостной акселерометр с минимальным уровнем шума по боковой оси 12 мк — g Гц -1/2 (Qu et al. 2006).
Разрешение емкостных акселерометров в зависимости от размера устройства для различных технологических подходов показано на Рис. 18 .Устройства с тонкопленочной обработкой поверхности будут продолжать доминировать на рынках низкого и среднего уровня, в то время как устройства с более высоким разрешением, но более дорогие объемные микромашинные устройства найдут нишевые приложения на рынках высокого уровня, таких как оборона, космос, безопасность и суровые условия. Технология DRIE CMOS-MEMS может обеспечить высокое разрешение при малых форм-факторах.
Рис. 18. Емкостные акселерометры: разрешение и размер устройства с различными технологическими подходами.Значения шума, связанные с репрезентативными эталонами, даны в единицах мкг Гц -1/2 . (Источник: Qu H 2006 Разработка процесса DRIE CMOS-MEMS и интегрированных акселерометров. Университет Флориды.)
Как работают автомобильные электрические системы
Электрическая система автомобиля немного похожа на систему кровообращения вашего тела, поскольку в ней есть аккумулятор ( сердце), от которого электричество (кровь) течет по проводам (кровеносным сосудам) к частям, которые в нем нуждаются, прежде чем вернуться к батарее.
На самом деле, аналогия еще более близка, если учесть, что, как кровь, электрический ток течет только в одном направлении — от батареи к запитанной части и обратно к батарее через металлический корпус автомобиля.
Мало того, что кровь течет под давлением, то же самое происходит и с электричеством. Давление, при котором он протекает, измеряется в вольтах, а количество протекающего электричества — в амперах, обычно сокращается до ампера, хотя это число чаще выражается другой мерой, называемой ваттами.
По мере протекания электричества оно встречает сопротивление, когда провод может проводить меньше его (что-то вроде более узкого кровеносного сосуда), эффект, который измеряется в омах. Если это сопротивление слишком велико (другими словами, если проволока слишком тонкая), выделяется тепло.
Это происходит в лампочке, где тонкая нить накала не может легко проводить электричество и поэтому раскаливается добела в газе, который не вызывает горения.
Какую роль играет аккумулятор?
Аккумуляторная батарея накапливает электричество, вырабатываемое автомобильным генератором переменного тока, и распределяет его по автомобилю по так называемым вспомогательным цепям транспортного средства, включая фары.Другая основная цепь — это энергоемкая цепь зажигания, которая включает свечи зажигания, в то время как стартер имеет собственное соединение.
Большинство аккумуляторов рассчитаны на 12 вольт и имеют ток от 200 до 1000 ампер в зависимости от размера автомобиля и вероятных требований к электрической системе.
Вы можете увидеть аккумулятор, рассчитанный на 56 ампер / час. Это его емкость, и это означает, что он может обеспечивать мощность в один ампер в течение 56 часов.
Как протекает ток?
Ток выходит из аккумулятора в одном направлении через его положительный вывод и обратно к нему через его отрицательный вывод, который также называется заземлением, потому что он заземлен на корпус автомобиля и не может поразить вас электрическим током.Такая установка называется системой заземления.
Электричество течет по проводам разного цвета (и разного сопротивления), которые соединены вместе и проходят по всей длине автомобиля. Это называется пишущим ткацким станком.
Он очень сложен, и от него через определенные промежутки времени отходят провода для подключения к компонентам, которым требуется питание.
Какая полярность?
Большинство электрических частей принимают ток, протекающий к ним и от них, только в одном направлении. Это называется полярностью, а электрическая система, в которой отрицательная клемма аккумулятора заземлена, называется системой отрицательного заземления.
При установке электрических компонентов в автомобиль проверьте их полярность (отрицательную или, в обратном направлении, положительную). На устройстве должен быть переключатель, позволяющий выбрать правильную полярность для вашего автомобиля, чтобы не повредить компонент.
Почему у меня тускнеют огни, когда я завожу машину?
Когда вы заводите автомобиль, большая часть тока проходит от аккумулятора непосредственно к стартеру автомобиля через специальный соединительный кабель для тяжелых условий эксплуатации, который обеспечивает меньшее сопротивление.Это происходит потому, что для запуска двигателя требуется много ампер (возможно, до 200). Как следствие, фары автомобиля могут ненадолго погаснуть, поскольку им не хватает энергии.
Почему зимой у моей машины труднее заводиться?
На количество электроэнергии в батарее влияет температура наружного воздуха. Когда она составляет около 0 ° C, батарея имеет примерно на 50% меньше энергии, чем обычно, и изо всех сил пытается обеспечить стартером достаточную мощность, чтобы запустить двигатель.
Что такое 48-вольтовая система?
По мере того, как современные автомобили становятся все более сложными и требуют больше электроэнергии для привода таких компонентов, как турбокомпрессоры и водяные насосы, а также электродвигателей, которые фактически будут приводить в действие автомобиль, и компьютерных систем, обеспечивающих автономное вождение, их электрические системы должны будут двигаться. с имеющихся 12 вольт на более мощный на 48 вольт.
Тем не менее, автомобильные фары и дополнительные услуги, вероятно, будут использовать 12-вольтовую систему, работающую параллельно.
Что делают предохранители автомобиля?
Предохранителичасто находятся за крышкой приборной панели автомобиля, и если вы посмотрите на обратную сторону крышки, вы увидите график, показывающий, с какими электрическими компонентами они соединяются. Вы также увидите, что каждый из них имеет номинальную мощность, выраженную в амперах, которая соответствует нормальной номинальной мощности.
В случае, если ток, протекающий по проводу, преодолевает его сопротивление, или если сам провод порвался, перегорел лампочка или начал возгорание, работа предохранителя состоит в том, чтобы «принести в жертву» себя, взорвав и разорвав цепь, таким образом предотвращая дальнейшее ток от протекания.
Если мощность течет по петле вокруг системы, почему сопротивление, с которым она сталкивается, не влияет на ее способность запитывать, например, две фары автомобиля с одинаковой силой света?
Если бы мощность текла напрямую от одной лампочки к другой, сопротивление удвоилось бы, а ток уменьшился бы вдвое к тому времени, когда она достигнет второй лампочки, что означает, что она будет гореть менее ярко. Компоненты, в которых ток течет от одного к другому, называются «последовательными».
Чтобы избежать этой проблемы, они подключаются «параллельно» или бок о бок, так что в случае двух лампочек ток течет напрямую к каждой независимо, а не через одну к другой.
Почему электрика автомобиля не работает, пока я не поверну ключ зажигания?
Большинство компонентов вспомогательной цепи подключены к замку зажигания, поэтому они работают только при повороте ключа. Это препятствует тому, чтобы они оставались включенными и разряжали аккумулятор после того, как вы припарковали машину и выключили двигатель. Исключение составляют боковые и задние фонари, которые вам, возможно, придется оставить включенными при определенных обстоятельствах.
Почему я могу включить магнитолу, не включая зажигание?
Потому что он запрограммирован на включение, когда вы поворачиваете ключ наполовину во вспомогательное положение.Он не потребляет много энергии, поэтому вы можете использовать его, не запуская двигатель.
Электрооборудование автомобиля: определение, функции, работа, компоненты
В автомобилях, особенно современных, разновидности деталей относятся к электронным и работают от электричества. Ну, системы зарядки — это основная электрическая система в автомобиле, которая включает в себя генератор переменного тока, аккумулятор и регулятор напряжения. Эти компоненты являются источником питания для других электрических компонентов автомобиля.Хотя в генератор включены регуляторы напряжения, которые служат преобразователями энергии. Существует множество электрических компонентов, которые зависят от электрической системы автомобиля. Я предполагаю, что это наша цель здесь, так что позвольте погрузиться!
Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, компонентами, схемой и работой электрической системы транспортного средства. вы также узнаете о его преимуществах и недостатках.
Подробнее: понимание системы зарядки в автомобильном двигателе
Определение бортовой сети автомобиля
Автомобильные электрические системы— это устройства с электрическим управлением в транспортном средстве, они получают энергию от аккумулятора и возвращают ее обратно в аккумулятор через очаг.Система зарядки состоит из генератора и аккумулятора. Эта батарея используется для питания стартера, помогает двигателю начать работу, в то время как генератор используется для зарядки аккумулятора и других электрических компонентов в автомобиле.
Помимо этой зарядки, некоторые автомобильные автомобили имеют зажигание от магнита, которое генерирует мощность, питающую свечу зажигания в камерах сгорания. Он также используется для питания некоторых электрических компонентов, что помогает экономить заряд батареи.Хотя какая-то система зажигания зависит от заряда аккумулятора.
Все электрические цепи в транспортных средствах размыкаются и замыкаются переключателями или реле, а предохранители используются для предотвращения их перегрузок.
Подробнее: Понимание системы трения и рекуперативного торможения
Приложения
Основное использование электрической системы — питание всех электрических и электронных устройств в автомобиле. начиная с электродвигателя, датчиков, манометров, нагревательного элемента, фар, тормозных и светофоров, радио, телевидения, системы кондиционирования воздуха, вентиляторов, внутреннего освещения, системы холодильника, системы зажигания и т. д.все эти компоненты получают питание от аккумулятора, а аккумулятор заряжается от генератора.
Обратите внимание, когда двигатель работает, все электрические устройства получают питание от регулятора генератора. Это связано с тем, что при работающем двигателе выходная мощность генератора больше, чем ток аккумуляторной батареи.
Функции
Ниже приведены функции бортовой сети автомобиля:
- Основная функция бортовой сети — генерировать, хранить и подавать электрический ток на различные электрические устройства в автомобиле.
- Он управляет всеми электрическими частями / компонентами транспортного средства.
- Опять же, электрические системы автомобиля помогают поддерживать устройства в хорошем рабочем состоянии, поскольку они могут выполнять некоторые функции.
Подробнее: Общие сведения о гидравлической тормозной системе
Компоненты бортовой сети автомобиля
Основными электрическими частями транспортного средства с перечисленными выше компонентами являются генератор, аккумулятор и регулятор.
Магнето
Магнито-система зажигания или магнето высокого напряжения — это система зажигания, которая использует магнето для создания высокого напряжения для выработки электричества.Вырабатываемая электроэнергия в дальнейшем используется для работы транспортных средств и других электрических компонентов системы.
Магнито представляет собой комбинацию распределителя и генератора, построенного как одно целое, что отличает его от обычного распределителя, который создает искровую энергию без внешнего напряжения. Есть серия вращающихся магнитов, которые разрывают электрическое поле, вызывая электрический ток в первичных обмотках катушки. Текущий заряд будет умножаться при переходе на вторичные обмотки катушки.Это связано с тем, что количество обмоток во вторичной цепи во много раз больше, чем в первичной цепи, что затем приводит к тому, что магнето с умноженным зарядом создает искру с более высоким напряжением, чем было создано в первичных обмотках.
Подробнее: Понимание работы антиблокировочной тормозной системы (ABS)
Генератор:
Генератор переменного тока — одна из основных и неизбежных частей системы зарядки автомобиля, поскольку он играет лучшую роль.Электроэнергия, которая заряжает аккумулятор, исходит от генератора переменного тока, но вырабатывается переменный ток (AC). Эта мощность переменного тока немедленно преобразуется в постоянный ток (DC), потому что в автомобилях используется электрическая система постоянного тока на 12 вольт. Полностью разряженный аккумулятор не означает, что с ним что-то не так. Это просто отсутствие заряда, поэтому генератор также проверяется, если автомобиль не заводится.
Регулятор напряжения:
Регулятор напряжения управляет выходной мощностью генератора.Хотя это устройство часто находится в генераторе переменного тока, поскольку оно регулирует напряжение зарядки, которое генерирует генератор. Он поддерживает напряжение от 13,5 до 14,5 вольт для защиты электрических частей автомобиля. в современных транспортных средствах, которые используют ECU, чтобы определить, когда аккумулятор должен быть заряжен, как контролирует подаваемое напряжение. Контрольная лампа на приборной панели указывает на то, что с системой зарядки что-то не так. Часто контрольная лампа указывает на неисправный генератор, что приводит к разряженной батарее.
Батарея:
Аккумулятор — еще один важный компонент в системе зарядки автомобиля, поскольку он служит резервуаром электроэнергии. Стартер двигателя подключается непосредственно к положительной клемме. Это помогает провернуть компонент, запускающий двигатель. Во время работы двигателя генератор напрямую заряжает аккумулятор. Аккумулятор также может обеспечивать питание электрических компонентов, когда двигатель не работает.
Подробнее: Понимание работы автомобильного мозга
Схема бортовой сети автомобиля:
Принцип работы
Работа электрической системы автомобиля менее сложна и понятна.Все электрические устройства в транспортном средстве оснащены переключателями или релейной системой, и все они получают питание от основного источника энергии (батареи). Итак, двигатель немедленно запускает стартер, который представляет собой электрическое устройство, которое получает питание от аккумулятора. В процессе сгорания двигатель продолжает работать, а генератор используется для зарядки аккумулятора. Напряжение этого генератора ниже напряжения аккумуляторной батареи, когда двигатель не работает. Это связано с тем, что ток от аккумулятора используется для питания нагрузок автомобиля, а не генератора.Генераторы разработаны с диодами, которые предотвращают протекание в них тока.
В ситуации, когда двигатель работает, выходной ток генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Ток течет от генератора к электрической нагрузке в автомобиле и к аккумулятору для его зарядки. Обычно выходное напряжение генератора выше напряжения аккумуляторной батареи при работающем двигателе.
Теперь вы можете видеть, что на электрическую нагрузку транспортного средства по-прежнему подается питание, даже если двигатель не работает, поскольку аккумулятор достаточно заряжен.Хотя для питания различных электрических систем транспортного средства требуется большое количество энергии. Батареи могут по-прежнему соответствовать разумным требованиям к электричеству в зависимости от их мощности.
Подробнее: Общие сведения об автомобильном реле
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о том, как работает электрическая система автомобиля:
Заключение
Электрические системы транспортных средств состоят из множества компонентов, от генераторов до электрических проводов до разъемов и многого другого.В этой статье мы рассмотрели определение, функции, приложения, компоненты и принцип работы электрической системы автомобиля.
Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то прокомментируйте, пожалуйста, свой любимый раздел этого поста. И, пожалуйста, не забудьте поделиться. Спасибо!
Автомобильные электрические системы | Valeo Service
Обладая прочным лидерством в области оригинального оборудования и более 30 лет в области восстановления, Valeo предоставляет вторичному рынку одно из лучших предложений в области стартеров и генераторов: более 100 000 стартеров и генераторов переменного тока в день по всему миру производятся. таким образом признана ключевым игроком на мировом рынке и лидером в Европе.Каждый третий автомобиль оснащен машиной Valeo в качестве оригинального оборудования.
Двойная линейка Valeo, New for New и Standard Exchange, включает в себя последние инновации в области энергоэффективных машин O.E. качественные запасные части к системам Stop-Start и поставляем их всем основным производителям легковых, легких коммерческих и тяжелых грузовиков от бюджетных до роскошных автомобилей.
ПредложениеValeo на вторичном рынке включает новые и модернизированные продукты, а также ряд инновационных услуг, таких как система идентификации сердечника и сбор сердечника.
Комбинированное предложение «новое на новое» и модернизированных продуктов или продуктов «стандартная замена» позволяет Valeo удовлетворить все потребности вторичного рынка.
Ассортимент продукции «Новое за новое» состоит из многочисленных номеров деталей для профессиональных транспортных средств (легкие коммунальные услуги, грузовики, автобусы, сельскохозяйственные машины, тракторы, вилочные погрузчики …). Это 100% оригинальное изделие. качество, чтобы удовлетворить ремонтников и водителей, которым нужна оригинальная продукция. Только.
Valeo продолжает инициативу по продвижению на рынок, предлагая заменяемую деталь одновременно с выпуском новой модели автомобиля.
Серия «Standard Exchange» представляет собой экономичное решение, независимо от того, какой автомобиль ремонтировать.
Обладая более чем 30-летним опытом, глубокими знаниями в области методов ремонта и собственными знаниями в производстве электрических систем в качестве оригинального оборудования, Valeo обеспечивает высокое качество восстановления в полном соответствии с требованиями O.E. стандарты на протяжении всего процесса.
Используя тот же процесс проверки, очистки и электрических / электронных испытаний, Valeo может обновить технологии своих конкурентов.
В основе этого процесса лежитядер. После сбора стартеры и генераторы отправляются в определенные производственные подразделения, поскольку они требуют различной производственной обработки. Вся продукция Valeo на 100% не содержит асбеста.
Чтобы сделать сбор старых машин (стартеров, генераторов, а также компрессоров) более эффективным, Valeo разработала систему eCORPS: комбинацию мобильного терминала и программного обеспечения, обеспечивающую надежное распознавание и передачу данных собранных деталей в реальном времени. кредит под доплату за 48 часов.
«Снова в коробке» — это эффективный способ вернуть ядра, защитить их и внести активный вклад в идентификацию ядер. Это гарантия быстрого возврата денег, что позволяет избежать обесценивания и неправильной идентификации.
Seeley Automotive Services | Электрические и электронные системы, Люненбург, Массачусетс
Выберите услугу из следующего списка: — выберите услугу — Диагностика предупреждения на приборной панели Замена лампы головного света Ремонт внутреннего и наружного освещения Ремонт механических замков Ремонт люка с электроприводом Ремонт стеклоподъемников
Описание электрических и электронных систем
Электрические и электронные системы в вашем автомобиле отвечают за маршрутизацию питания и информации, чтобы определять поведение определенных систем.Электрические системы связаны между собой проводкой, предохранителями, автоматическими выключателями и реле. Ослабленная или сломанная проводка, плохая посадка контактов, сломанные разъемы или переключатели могут привести к перебоям в подаче электроэнергии или к полному выходу системы из строя. Когда вы начинаете испытывать проблемы с электрическими и электронными системами, задайте себе следующие вопросы: Как часто возникает эта проблема и как долго она сохраняется? Чем больше информации вы сможете предоставить нашим сотрудникам во время обслуживания электрических и электронных систем, тем быстрее мы сможем воссоздать те же условия и, в конечном итоге, отточить точную проблему.
Преимущества электрических и электронных систем
Если в вашем автомобиле произошел сбой в электрической или электронной системе, полезно быстро устранить проблему. Автомобиль с электрическими проблемами может не заводиться или выйти из строя. Наши специалисты могут диагностировать и устранять проблемы во время обслуживания электрических и электронных систем. Мы можем обнаружить короткие замыкания, заземления, обрывы и проблемы с сопротивлением в электрических и электронных цепях, а также отремонтировать жгуты проводов и разъемы, а также выполнить ремонт электропроводки и пайки.Наши сотрудники также могут диагностировать причину неравномерной яркости фар, прерывистого света, тусклого света и неработающего освещения. Кроме того, мы можем обслуживать фары и лампы, а также исправлять прерывистый сигнал поворота и работу аварийной световой сигнализации. Цепи вспомогательных устройств с приводом от двигателя, работа с подогревом стекла и работа электрического замка — все это заботы наших сотрудников, когда мы начинаем диагностировать электрические и электронные проблемы. В конце концов, наши сотрудники будут усердно работать, чтобы вы снова стали водить безопасный и функциональный автомобиль.
Компания Seeley Automotive Services с гордостью обслуживает потребности клиентов в электрических и электронных системах в Люненбурге, Массачусетс, Эйере, Массачусетсе, Ширли, Массачусетс, и прилегающих районах.
Обслуживаемых площадей: Луненбург, Массачусетс | Айер, Массачусетс | Ширли, Массачусетс | и прилегающие районы
Электронные системы, которые заставляют современные автомобили двигаться (и останавливаться)
Электронные системы в современных легковых и грузовых автомобилях — находящиеся под новым пристальным вниманием, поскольку регулирующие органы продолжают вызывать озабоченность по поводу автомобилей Toyota — содержат до 100 миллионов строк компьютерного кода и т. Д. чем в некоторых истребителях.
«Можно было бы легко сказать, что современный автомобиль — это компьютер на колесах, но это больше похоже на 30 или более компьютеров на колесах», — сказал Брюс Эмаус, председатель комитета SAE International по стандартам встраиваемого программного обеспечения.
Даже в базовых автомобилях есть не менее 30 таких устройств с микропроцессорным управлением, известных как электронные блоки управления, а в некоторых роскошных автомобилях их насчитывается до 100.
Эти электронные мозги управляют множеством функций, включая тормоза, круиз-контроль и развлекательные системы. .Программное обеспечение в каждом блоке также предназначено для работы с другими. Так, например, когда водитель нажимает кнопку на брелоке, чтобы отпереть двери, модуль в багажнике может активировать отдельные компьютеры, чтобы отпереть все четыре двери.
Электроника управления автомобилем развивалась быстрыми темпами. Американское техническое издание IEEE Spectrum сообщило, что доля электроники в стоимости транспортных средств выросла до 15 процентов в 2005 году с 5 процентов в конце 1970-х годов — и будет выше сегодня.
Oldsmobile Toronado 1977 года имел очень простой компьютерный блок, который использовался для измерения времени зажигания, а в следующем году Cadillac Seville предложил дополнительный бортовой компьютер, который использовал микросхему Motorola.
По словам Боба Хртанека, представителя автомобильного поставщика Delphi Powertrain Systems, первые агрегаты Delphi были представлены примерно в 1980 году для улучшения систем выбросов.
Технология управления дроссельной заслонкой, также известная как электронное управление дроссельной заслонкой, заменяет кабели или механические соединения. В современных системах, когда водитель нажимает на педаль акселератора, датчик в педали отправляет сигнал в блок управления, который анализирует несколько факторов (включая скорость двигателя и скорость автомобиля), а затем передает команду корпусу дроссельной заслонки.Помимо прочего, дроссельная заслонка по проводам упрощает для автопроизводителей добавление расширенных функций круиз-контроля и контроля тяги.
Эти системы разработаны для защиты от ложных сигналов или электронных помех, которые могут вызвать внезапное ускорение.
Г-н Эмаус говорит, что автомобили спроектированы с использованием «защитного программирования» для противодействия ошибочным сигналам. «Для защиты от проблем необходимы огромные инженерные усилия, а также тестирование и валидация», — сказал он. «Но, учитывая сложность машины, смогут ли они проверить все возможные обстоятельства? Возможно нет.
Г-н Эмаус сказал, что, возможно, одна из 100 новых моделей микропроцессоров имеет «проблему» и может нуждаться в перепрограммировании или замене, обычно до того, как она попадет к клиентам.
И он определил соединения «металл-металл» между электронными блоками управления и жгутом проводов как потенциальное слабое место.
Автомобильная электроника, аксессуары, GPS, видеорегистраторы, сигнализация
Автоэлектроника
Для удовлетворения ваших потребностей в мобильных развлечениях доступен широкий спектр автомобильной электроники, от аксессуаров Bluetooth, усилителей, динамиков и GPS-навигации до спутникового радио, радар-детекторов и систем бортовых камер.
Головные устройства и приемники
Вчерашний выбор автомобильной аудиосистемы бледнеет по сравнению с текущей партией продуктов, доступных на рынке. Вы можете положиться на Newegg, который поможет вам в процессе покупки. Для штатных головных устройств необходимы такие функции, как Bluetooth и USB. Расширенные функции, такие как совместимость со смартфонами Android и Apple CarPlay, могут превратить ваш автомобиль в центр мобильной связи с помощью функции громкой связи и возможности использовать Google Maps / Apple Maps прямо на вашем встроенном мониторе.
Автомобильная аудиосистема
В современных динамиках и сабвуферах высокого класса используются такие экзотические материалы, как кевлар и алмаз, для обеспечения максимально чистого звука. Выбирая систему, не забывайте о высокочастотных динамиках. Эти динамики могут быть небольшими, но они помогут улучшить высокие частоты в вашей музыке.
Далее следует рассмотреть усилители и кроссоверы для улучшения вашей автомобильной аудиосистемы. Усилители — отличный способ повысить уровень мощности, особенно если вы переходите на более мощные динамики и сабвуферы.Кроссоверы помогут разделить низкие, средние и высокие частоты и передать правильное звучание на твитеры, сабвуферы и среднечастотные динамики.
Бортовые камеры
Еще одно новшество в автомобильной электронике — бортовые камеры. Видеорегистраторы и резервные кулачки становятся нормой на современных автомагистралях и не только помогают безопасно припарковать автомобиль и контролировать его, но также могут быть использованы в качестве доказательства в случае аварии для определения неисправности. Некоторые важные функции, на которые следует обратить внимание в этих камерах, включают:
- Разрешение (SD, HD 720p vs.1080p)
- Угол обзора камеры (стандартный против широкоугольного)
- Монтажные позиции (приборная панель, бампер, зеркало заднего вида)
- Источник питания (проводной по сравнению с батареей)
- Регистратор непрерывного цикла
- с поддержкой GPS
- канал (однонаправленная или двойная запись [передняя и задняя])