Все электронные системы автомобиля


Электронные автомобильные системы

В настоящее время, автомобиль, практически, уже невозможно представить без электроники, которую можно условно разделить на группы по назначению: управление двигателем, управление движением (трансмиссией), повышение безопасности движения, обеспечение комфортных условий для людей в салоне.

Системы управления автомобилем (например, D-4, DME, DDE) делают его более экономичным и экологичным, увеличивают эксплуатационные характеристики мотора и способствуют плавной его работе, а некоторые из них даже следят за состоянием аккумуляторной батареи.

К электронным системам управления автомобилем можно отнести коробку-автомат, адаптивный круиз-контроль, систему помощи при парковке. Стремительное развитие электронных автосистем постепенно воплощает в реальность создание и применение автопилотов.

Электронные системы управления авто

 Системы повышения безопасности движения состоят из:

  • системы противобусовочной, не позволяющей колёсам пробуксовывать, что особенно актуально при резком разгоне или движении на подъём по скользкой дороге;
  • антиблокировочной системой, которая не допускает блокировки колёс тормозящего автомобиля, сохраняет его управляемость и устойчивость;
  • системой блокировки дифференциала, повышающей общую безопасность автомобиля, улучшающей его тяговые характеристики, облегчающей момент трогания и движение на подъём, обеспечивающей интенсивный разгон;
  • системой распределения тормозных сил, обеспечивающей эффективное сцепление с дорожным покрытием задних колёс и предотвращающей их блокировку и занос;
  • системой удержания автомобиля на склоне и системой помощи при спуске;
  • системы помощи при торможении, она срабатывает в случаях экстренного торможения при недостаточно сильном, но резком нажатии на педаль тормоза. Принцип действия заключается в повышении, при необходимости, давление в тормозной системе;
  • системой курсовой устойчивости, предназначенной для сохранения управляемости и устойчивости автомобиля во время манёвров.

Смотрите видео об электронных системах стабилизации автомобиля.

В салоне для обеспечения комфортных условий используются кондиционеры с климат-контролем, система управления голосом, система контроля загрязнения воздуха снаружи и его очистки.

Основные виды электронных автомобильных систем

К основным видам электронных автомобильных систем управления относят:

  • ЭУ тормозной системой;
  • Электронное рулевое управление;
  • Электронная система управления положением дроссельной заслонки.

Читайте об электронных иммобилайзерах.
А также о том, для чего нужен АБС?

В автомобиле, где установлена полноценная электрическая система управления тормозной системой автомобиля, отсутствует механическая связь между тормозной системой и самой педалью тормоза. При нажатии на педаль в действие приходит электронный переключатель, который усилиями механического привода применяет необходимый уровень торможения.

К вспомогательным системам современного автомобиля относятся автоматическое включение/выключение света фар, датчик дождя, автонавигатор, контроль давления в шинах. Не все из выше перечисленных систем управления машиной могут входить в состав базового оснащения на серийных автомобилях, но они могут быть установлены дополнительно.

Благодаря электронным системам управления автомобилем, механизмы и узлы автомобиля стали надёжнее, а само транспортное средство безопаснее, но следует помнить, что водитель, по-прежнему, должен правильно и быстро оценивать ситуацию на дороге, оперативно реагировать и трезво мылить.

Опубликовано: 02 мая 2017

Автомобильные схемы и системы (автомобильные)

13.2.

Автомобильные схемы и системы

Электрические системы транспортных средств, использовавшиеся до середины 1970-х годов, были относительно просты: в них было всего
электрических цепей для освещения, электродвигателей стеклоочистителей и обогревателей, а также система зажигания точечного типа. 1980-е годы стали свидетелями исключительных достижений в области электронных технологий, которые привели к значительному росту функциональности электрической системы, что привело к быстрому увеличению числа и сложности электрических модулей, встроенных в автомобиль.Вследствие этого системы электропроводки транспортных средств стали угрожающе сложными, включающими в себя все больше разъемов, клемм, реле и блоков управления.

Рис. 13.39. Аккумуляторная цепь.
Для того, чтобы автомобильный техник мог понять, как работает электрическая система транспортного средства, вполне нормально разделить систему на несколько более мелких подсистем, чтобы в случае обнаружения неисправности в электрической цепи ее можно было бы ограничить конкретным пораженным узлом. -системы.
13.2.1.

Автомобильные системы

Основные части, системы и схемы электрических систем автомобиля:
Аккумулятор. Это устройство подает электроэнергию для электрических систем автомобиля во время простоя двигателя. Также он обеспечивает энергию для запуска двигателя во время запуска. Аккумулятор служит накопителем электрической энергии (рис. 13.39).
Зарядная система. После того, как аккумулятор разрядил часть своей энергии, необходимо подать электрическую энергию для восстановления ее полностью заряженного состояния.Система зарядки предлагает эту услугу, а также обеспечивает энергию для всей электрической системы в течение всего времени работы двигателя.
Пусковая система. Вместо ручного запуска двигателя с помощью пусковой ручки, электрическая система запуска запускает двигатель одним нажатием переключателя.
Система зажигания. Для работы двигателя каждый цилиндр нуждается в искре в соответствующее время. Для создания искры необходимо напряжение, намного превышающее то, которое дает аккумулятор.Система зажигания преобразует напряжение аккумулятора в значение, часто превышающее 20 кВ, для образования искры.
Система освещения. В целях безопасности транспортное средство должно иметь различные огни, чтобы показать его присутствие, а также чтобы помочь водителю визуализировать движение транспортного средства. Яркие огни дальнего света не должны ослеплять водителей встречных транспортных средств, и, следовательно, предусмотрена некоторая договоренность о включении дальнего света.
Вспомогательное оборудование. В дополнение к основным системам в автомобиле установлено много других вспомогательных элементов.Эти компоненты были увеличены за последние годы и будут продолжать расширяться для улучшения работы транспортного средства, контроля водителя и комфорта пассажиров.
Оборудование включает в себя стеклоочистители и омыватели ветрового стекла, звуковые сигналы, указатели поворота и системы предупреждения об опасности, системы отопления и вентиляции, исполнительные механизмы запирания дверей, электрические стеклоподъемники, электрорегулировку сидений, электрические зеркала, электропривод крыши на крыше, электроприводное зеркало заднего вида. , датчик дождя, подушка безопасности, предупреждение о типе давления, системы круиз-контроля, адаптивный контроль шума, системы безопасности транспортных средств и другие инструменты.
Автомобильные развлечения и связь. Это часто классифицируется как вспомогательное, но из-за сложности и обширности современного оборудования этот раздел был отделен от общего вспомогательного оборудования. К ним относятся автомобильные развлечения, такие как радиоприемники, магнитофоны, телевизоры и т. Д., Мобильная связь и подавление помех.
Автомобильные цепи.
После идентификации основных систем каждая система обычно объединяется в соответствующую схему. Каждая электрическая цепь требует источника энергии.Однако один электрический провод питания может быть включен в несколько цепей. Если этот питающий провод выходит из строя, то индикация неисправности происходит в нескольких системах.
Электронные системы.
Обычно слово «электронный» применяется к любой части или системе, в которой используется полупроводниковое устройство. В настоящее время эти устройства широко используются в ряде базовых систем автомобиля. Кроме того, «электроника» вносит значительный вклад в управление двигателем, который включает в себя управление системами зажигания и топливом, управление автоматической коробкой передач и многие другие специальные услуги, связанные с измерением или контролем характеристик конкретной детали.
13.2.2.


Система электрораспределения транспортных средств

Расширение применения электрических и электронных систем в автомобилях обусловило необходимость использования сложных электрических распределительных систем. Типичный европейский автомобиль среднего класса средней ценовой категории 1990-х годов использует более 1,5 км проводки и более 2000 клемм, разъемов и реле, а вес такой электрической распределительной системы превышает 30 кг. Жгут проводов является основным компонентом электрической распределительной системы.Он содержит пучки кабелей, которые соединяют все электрические части, датчики и исполнительные механизмы с электронными блоками управления в автомобиле. Он выполняет две основные функции. Они включают в себя (i) работу в качестве сети распределения электроэнергии и (ii) работу в качестве сети распределения информации.
Большинство поломок транспортных средств вызваны неисправностью электрооборудования, поэтому надежность автомобиля критически зависит от правильного проектирования и реализации жгута проводов. Как правило, жгут проводов делится на основной жгут, который проходит по длине транспортного средства, соединяющего аккумулятор с системой зарядки, салона автомобиля, цепей освещения и аксессуаров, а также различные дополнительные жгуты, такие как проводка двери, проводка задней двери и крыша. электропроводка.Для облегчения сборки и обслуживания автомобиля используются соединительные блоки для подсоединения дополнительных жгутов к главному жгуту.

Кабели.

Электрические кабели, используемые в автомобилях, содержат несколько штативов из отожженного медного провода, сгруппированных вместе и заключенных в изолирующее покрытие (обычно ПВХ-поливинилхлорид) толщиной 0,2-0,4 мм. Каждая жила медной проволоки обычно имеет диаметр около 0,32 мм. Количество жил определяет размер и, следовательно, токонесущую способность кабеля.Применяются в приложениях, требующих большей гибкости, например, в подвеске налоговой двери, используется гибкий кабель, изготовленный из отожженных медных жил 0,18 мм. Для высокотемпературных применений (обычно в моторном отсеке) обычная изоляция из ПВХ не подходит, и, следовательно, используются специальные пластики, такие как сшитый ПВХ или полиэтилен с обработкой PTFE, PFA, FED или рентгеновским излучением.
Как правило, кабели указаны в соответствии с диаметром и количеством жил. Кабель со спецификацией 7 / 0,3 изготовлен из семи жил, каждая из которых равна 0.Диаметр 3 мм. Если предусмотрена толщина изоляции 0,35 мм, кабель обычно имеет готовый диаметр около 1,6 мм и подходит для пропускания тока до 4 А.
Для снижения затрат производители используют самый тонкий из возможных кабелей для конкретного применения в транспортное средство, не вызывая слишком большого падения напряжения. Как правило, максимальное падение напряжения на 5% (то есть 0,6 В в системе 12 В) допускается для общего освещения и цепей управления. Обычно предполагается, что номинальный ток составляет около 8,5 А на квадратный миллиметр поперечного сечения кабеля.Для непрерывно нагруженных кабелей учитывается пониженная мощность около 6 А на квадратный миллиметр. В таблице 13.1 приведены типичные размеры, значения тока и сопротивления для часто используемых проводов в автомобилях.

Таблица 13.1. Размеры и текущий рейтинг проводов, используемых в

Автомобильные жгуты.
Размер провода Текущий рейтинг (A) Сопротивление на метр Заявка
7/0.3 4,0 0,032 Боковые / задние фонари,
9 / 0,3 5,5 0,027 сигналов, музыка
14 / 0,3 9,0 0,017 система
28 / 0,3 17,5 0.009 Свет, обогреватель, моторы
44 / 0,3 25,0 0,006
65 / 0,3 35,0 0,004 Генератор, главный
84 / 0,3 42,0 0,003 питание для предохранителя
97/0.3 50,0 0,002 коробка
120 / 0,3 60,0 0,002
37 / 0,9 170,0 0,001 или менее Стартер

Harness Routing.

Обычно жгут проводов с диаметром в диапазоне 10-30 мм используется для жгута проводов.Эта связка аккуратно проложена вокруг автомобиля, избегая мест с винтами, крепежными болтами и экстремальными температурами (выхлопная система, компоненты кондиционера). Через регулярные промежутки времени зажимы используются для правильного крепления жгута к корпусу кузова, чтобы он не давил на провода. Резиновая втулка устанавливается в местах, где жгут проходит через металлическую панель, тем самым защищая жгут от растираний и предотвращая попадание влаги и грязи.
В местах, где проходят многие кабели (например, кластеры задних фонарей), предпочтительным является использование ленточного кабеля.Ленточный кабель - это просто ряд проводников, проложенных рядом, чтобы образовать широкую, плоскую жгут, и этот тип кабеля легко скрыть под ковровым покрытием и вдоль плоских панелей корпуса.

Цветовая маркировка кабеля.

Некоторая форма цветовой маркировки кабеля поставляется с автомобильными жгутами проводов для диагностики неисправностей и ремонтных работ. Используемые цветовые коды неизменно варьируются от одного производителя к другому, а иногда и между разными моделями одного и того же производителя.Поэтому важно обратиться к руководству по ремонту автомобиля, прежде чем приступать к электрическим работам.
Большинство систем кодирования используют базовый кабель для каждого кабеля, а затем добавляют контрастный индикатор. Эти цвета затем обозначаются буквенным кодом на электрической схеме автомобиля, которая обычно выполняется в черно-белом варианте. Например, кабель с маркировкой «BO» на электрической схеме показывает черный цвет с оранжевым индикатором. Чтобы снизить затраты, «трассировщик» может представлять собой тонкую окрашенную линию, добавляемую только в том месте, где кабель входит в разъем.Некоторые производители используют только несколько базовых цветов, а затем кодируют провода, добавляя маленькие цветные рукава на каждом конце. В таблице 13.2 приведены некоторые из основных цветов, используемых для основных цепей.

Таблица 13.2. Цвета для цепей.

Схема BSI Буквенный код Британский Буквенный код немецкий
Заземление черный B SW
Цепи зажигания белый Вт WS
Питание от основного аккумулятора коричневый N BR
Боковые фонари красный R RT
Вспомогательное оборудование, управляемое выключателем зажигания зеленый G GN
Вспомогательное оборудование, не управляемое замком зажигания фиолетовый P VI
Фары синий U BL

Принимая во внимание различные стандарты, используемые производителями, целесообразно обращаться к электрической схеме транспортного средства всякий раз, когда необходимо идентифицировать конкретный кабель или цепь.

Нумерация цепей.

В дополнение к цветовому кодированию некоторые производители также используют цифры для обозначения цепей. В таблице 13.3 приведены основные номера, используемые в соответствии с рекомендациями немецкого стандарта DIN.

Таблица 13.3. Маркировка клемм согласно стандарту DIN.
Номер цепи Заявка
1 Зажигание, сторона заземления катушки
4 Зажигание, мощность HT
15 Зажигание, подача (без плавления)
30 Питание от батареи
31 Земля
51 Выход генератора
54 Зажигание, подача (плавкий)
56 Фары
58 Боковые / задние фонари
75 Аксессуары

Подсети определяются путем добавления номера или буквы после основного номера; е.грамм. 15-4 - это подсхема, основанная на схеме 15, цепи питания зажигания.

Печатные схемы.

Печатная плата (PCB) используется вместо нескольких соединенных кабелей, чтобы обеспечить более компактную и надежную схему соединений. Особенно подходит для приборных панелей и узлов, встроенных в электронные блоки управления (рис. 13.40).

Рис. 13.40. Печатная схема управления стеклоочистителями.
В процессе производства печатная плата изначально имеет изоляционное основание, на котором соединен тонкий слой меди.После печати изображения схемы на слое меди, доска затем погружается в кислоту. Это удаляет нежелательный слой меди и оставляет ряд тонких проводников, на которых припаяны составные части. В случае печатной платы для приборной панели (рис. 13.41) печатная плата подключается к различным кабелям с помощью многополюсного наконечника.
Поскольку слой меди, образующий печатную плату, очень тонкий, с ним следует обращаться осторожно, и он не должен подвергаться воздействию сильного тока. Случайный разрыв медной фольги можно устранить, аккуратно припаяв с использованием минимального количества тепла.

Рис. 13.41. Печатная плата для приборной панели.
Патроны лампочек A:
1. Фонарь спидометра 2. Боковые, задние и габаритные огни
3. Сигнальная лампа фар ближнего света 4. Сигнальная лампа дальнего света
5. Сбойник заднего стекла предупредительный световой сигнал 6. передний противотуманный фонарь предупредительного огня
7. предупредительный световой сигнал о срабатывании тормозного контура и стояночный тормоз
8. предупреждающий сигнал давления масла
9. предупреждающий сигнал о зарядке аккумулятора 10.Контрольная лампа износа тормозных колодок
11. Контрольная лампа аварийной сигнализации
12. Контрольная лампа заднего противотуманного фонаря
13. Предупредительная сигнальная лампа дроссельной заслонки
14. Контрольная лампа малой подачи топлива
15. Аварийное включение автоматической коробки передач сигнальная лампа
16. Индикатор часов
17. Индикатор направления
18. Индикатор температуры охлаждающей жидкости
19. Индикатор уровня топлива
Разъем B:
1. Боковая, задняя и сигнальная лампа номерного знака
2. + после замка зажигания (не используется)
3. Сигнальная лампа ближнего света фар
4.Сигнальная лампа дальнего света фар
5. Сигнальная лампа заднего противотуманного стекла
6. Передний противотуманный фонарь, предупреждающий об опасности
7. Сигнал аварийного и ручного торможения на сигнальной лампе
8. Давление масла сигнальная лампа
Разъем C:
1. сигнальная лампа зарядки аккумулятора
2. сигнальная лампа тормозной колодки-воды
3. + после замка зажигания
4. световая лампа-указатель температуры охлаждающей жидкости
5. световая лампа-указатель
6. Освещение
Разъем D:
1. + после замка зажигания
2.Контрольная лампа низкого уровня топлива
3. Контрольная лампа включения дросселя
4. Контрольная лампа заднего противотуманного света
5. Сигнальная лампа опасности
6. Земля
7. Указатели поворота
8. Часы
9. Тахометр делает и ломает

Клеммы и разъемы.

Клеммы используются для подключения кабелей к компонентам, а разъем используется для соединения кабелей вместе.
Терминалы. Иногда используются клеммы вилочного и ушного типа, а также быстроразъемные или типа Lucar (рис.13.42) чаще используются в автомобильных приложениях.
Подходящий обжимной инструмент (рис. 13.42) используется для установки терминала. Терминал должен иметь прочное соединение с медным сердечником. Он также должен быть надлежащим образом прикреплен к изоляционному покрытию, чтобы противостоять поломке из-за вибрации и защитить его от влаги, которая может вызвать коррозию и обеспечить высокое сопротивление.

Рис. 13,43 Знак клемм.

разъемов.

Пулевые соединители паяных и гофрированных форм все еще используются для соединения двух или более кабелей.Но более эффективные типы разъемов используются для большей безопасности и улучшенной защиты от проникновения соли и влаги, особенно когда разъем должен выдерживать низкие токи. Некоторые разъемы E-типа, показанные на рис. 13.44, являются типами с защитой окружающей среды и доступны в 3, 5, 7 и 9-контактном исполнении.

Рис. 13.43. Обжимной инструмент для монтажа клемм.
Герметизирующие свойства этих разъемов снижают риск электрического повреждения даже при воздействии внешней среды.
Конструктивные особенности разъема Total Terminal Security (TTS) предотвращают разъединение терминала во время сборки разъема. Это отключение, называемое выходом терминала,

Рис. 13.44. Кабельный разъем.
арестован держателями стержней в вилке и розетке. Функции разъема также включают в себя защелку, которая фиксирует вилку и розетку вместе, и положение, которое позволяет только правильное соединение двух частей.
Электронные блоки управления (ESU) для систем управления двигателем включают в себя разъем для подключения до 12 кабелей со встроенным устройством, позволяющим последовательно соединять контакты, когда разъем подключен к блоку управления.Разъем, подходящий для этого применения, показан на рис. 13.45. Этот тип защищен от неблагоприятных условий окружающей среды и использует систему защелки, которая надежно удерживает разъем на месте. Краевые разъемы (рис. 13.46) используются для обеспечения низкоомного контакта с печатной платой.
Высококачественный соединитель иногда требует использования драгоценных материалов, таких как серебро и золото, для лучшей проводимости, но он становится дорогим, так что редко автомобильные производители могут себе это позволить.Более дешевые разъемы можно отсоединять и подключать только около пяти раз, чтобы создать надежное и надежное соединение, что может вызвать проблемы при диагностике неисправностей. Разъем, созданный в соответствии с аэронавигационными характеристиками, можно разъединять много раз, но это более чем в десять раз дороже


Рис. 13.45. Подключение к ЭБУ.

Защита от замыкания.

В случае короткого замыкания из батареи течет более высокий ток, чем обычно, так что кабель перегружается и нагревается.Это может растопить изоляцию кабеля и вызвать пожар. Также батарея быстро разряжается из-за сильного тока, вызывающего обездвиживание автомобиля. Устройство защиты цепи, такое как плавкий предохранитель или тепловой выключатель, в значительной степени уменьшает эти проблемы. Когда предохранитель «перегорает», его следует заменить предохранителем аналогичного класса. Если этот предохранитель также сразу выходит из строя, то цепь

Рис. 13.46. Краевой разъем.
следует проверить на наличие короткого замыкания. Многие неисправности наблюдаются из-за плохой безопасности кабеля или отсутствия защиты в местах, где кабель проходит через отверстия в металлических частях автомобиля.

Предохранители.

Предохранители доступны в различных формах, как показано на рис. 13.47. Тип стеклянного картриджа является самым старым, в котором используется луженая проволока определенной длины, соединенная на каждом конце с металлической крышкой и заключенная в стеклянный цилиндр. Полоска бумаги с цветной маркировкой и маркировкой номиналом предохранителя помещается рядом с проводом. Различные номиналы изготавливаются в соответствии с различными схемами. Если ток превышает номинальное значение, предохранитель «перегорает», то есть провод плавится, и цепь размыкается.
такие же предохранители, например Тип керамики, рассчитаны в соответствии с непрерывным током, который может переноситься предохранителем. Этот ток обычно составляет половину тока, необходимого для плавления предохранителя. Предохранители устанавливаются по центру на плате предохранителей или помещаются в отдельный держатель предохранителей «внутри» для защиты вспомогательного оборудования. Некоторые автомобили устанавливают плавкую вставку в главном выходном проводе от аккумулятора. Этот сверхпрочный предохранитель плавится, если в результате аварии основной кабель замыкается на землю.

Рис. 13.47. Типы предохранителей.
Тепловые автоматические выключатели. Биметаллическая полоса используется в автоматическом выключателе для управления парой контактов в главной цепи. Ток перегрузки нагревает и изгибает полосу, которая размыкает контакты и временно прерывает цепь. Когда это установлено в системе освещения
, короткое замыкание заставляет свет выключаться и включаться многократно, чтобы водитель мог безопасно привести автомобиль в состояние покоя. Один предохранитель обычного типа, установленный в системе освещения, приводит к тому, что свет полностью гаснет в случае его отказа, что создает опасную ситуацию; поэтому для каждой фары используются отдельные предохранители.
13.2.3.

Multiplex Wiring Systems

Поскольку в автомобиле появляется все больше и больше электрической системы, электропроводка, обслуживающая электрооборудование, также увеличилась как по размерам, так и по сложности. С начала 1980-х годов инженеры-автомобилестроители пытаются использовать другие методы для переключения питания на различные цепи вокруг транспортного средства, и мультиплексирование является одним из таких методов.
Многократное использование провода - главная особенность мультиплексной системы электропроводки.Каждый фрагмент информации (от переключателей, датчиков и ECU) преобразуется в цифровой (ON-OFF) сигнал и
передается последовательно по всей системе. Методы проиллюстрированы на простом примере на рис. 13.48.

Рис. 13.48. Использование мультиплексирования для передачи информации о сигнале по одному проводу.
Четыре двигателя A, B, C и D работают от четырех переключателей. Информация о состоянии каждого коммутатора передается отправляющим блоком в заранее определенной последовательности по одной линии передачи, называемой линией данных.Приемный блок декодирует цифровые данные и управляет реле или транзисторными переключателями и подает ток на соответствующий двигатель. Поскольку каждая информация отправляется много раз в секунду, отклик системы кажется почти мгновенным, что касается водителя, создавая ощущение, что переключатели были подключены непосредственно к двигателям. Мультиплексная система на практике включает в себя множество отправляющих и принимающих устройств, расположенных в стратегически важных точках вокруг транспортного средства и подключенных к одной шине данных.система точечного монтажа.
U) Жгуты проводов Multiplex меньше и проще, что позволяет сэкономить на затратах и ​​весе.
(H) Легко иметь автоматическое изготовление жгута. (Привет). Установка жгута на дорожке сборки автомобиля может быть намного быстрее.
(iv) Сокращение количества проводов и разъемов повышает надежность.
(v) Функции самодиагностики могут быть включены в электронику AJB, что помогает технику отслеживать неисправности.

Сеть контроллеров (CAN).

Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) Классифицирует мультиплексные системы проводки типа, описанного выше, как системы класса А. Системы класса A являются «низкоскоростными шинами», но могут передавать несколько тысяч фрагментов данных в секунду. Он также подходит для использования при управлении электронными системами кузова, такими как окна, люк на крыше, освещение и т. Д. Если требуется обмен данными с гораздо более высокой скоростью (как в случае управления двигателем и трансмиссией, ABS и контроля тяги) электроны), то необходимы системы шин класса B или класса C.В течение 1980-х годов многие производители автомобилей предложили ряд таких систем, в частности ABUS (Volkswagen-Audi), VAN (консорциум французских производителей) и J1850 (американские производители), из которых CAN (Bosch) стал наиболее широко принятым стандартом для Европы. ,
Bosch в 1987 году определил Controller Area Network (CAN) как систему класса C для внутрикамерной (внутри транспортного средства) связи. В 1988 году корпорация Intel выпустила первую микросхему сетевого контроллера 82526 CAN IC, чтобы CAN стал практичным предложением для автомобильной электроники.Следовательно, ожидается, что CAN станет стандартной системой шин для Европы, и в 1990 году она была предложена в качестве стандарта ISO (TC22 / SC3 / WG1). В 1991 году Daimler Benz установил сеть CAN в своих новых автомобилях Mercedes-Benz серии S.

Основные понятия CAN.

CAN - это высокоскоростная шина последовательной передачи данных, способная передавать до 1 миллиона бит данных в секунду. ЭБУ управления двигателем и шасси можно подключить к общей шине CAN. Прямой режим связи между компонентами позволяет сократить количество датчиков и исполнительных механизмов путем «обмена» их информацией между различными ЭБУ.Это позволяет проектировать электронные системы автомобиля с использованием ЭБУ от разных поставщиков с минимальной соединительной проводкой. CAN требует только одного датчика для каждой переменной измерения, чтобы обеспечить все системы этим сигналом. Однако, исходя из соображений безопасности и надежности, в CAN могут быть встроены два датчика для двойной проверки одного и того же измеренного параметра. МОЖЕТ обеспечивать следующие основные свойства:
(i) Это система с несколькими хозяевами, то есть каждый ECU может временно контролировать действие всех других ECU.
(«) Когда шина не передает данные, любой ЭБУ может начать передачу. Если два или более ЭБУ начинают передачу одновременно, ЭБУ, имеющий наиболее важные данные, получает доступ к шине.
(Привет). ECU может направить любой другой ECU для отправки данных.
(iv) Система способна обнаруживать и сигнализировать об ошибках передачи данных, которые уже произошли. Если данные уничтожаются из-за ошибок во время передачи, они автоматически передаются повторно.
(v) Система может различать временные ошибки и постоянные неисправности ЭБУ.Дефектные ЭБУ автоматически отключаются.

Работа шины CAN.

CAN использует общую линию шины, состоящую из двух параллельных проводов, которые могут быть экранированы или не экранированы, в зависимости от применения. Отдельные провода обозначены как CAN_L и CAN_H, а соответствующие выводы разъема на ЭБУ также помечены как CAN_L и CAN_H соответственно. Можно использовать провода общей длины до 40 м, и к шине можно подключить до 30 ЭБУ с помощью коротких коротких проводов длиной до 300 мм (рис.13,49). Линия шины заканчивается на каждом конце нагрузочным резистором, чтобы подавить электрические отражения.

Рис. 13.49. Подключение модулей CAN к шине данных CAN.
Каждый ECU включает в себя пару проводов передатчика (с маркировкой Tx) и пару проводов приемника (с маркировкой Rx). Провода передатчика подключены к базовым клеммам дополнительной пары транзисторов npn / pnp, которые могут переключать линию CAN_L на низкое напряжение (близкое к 0 В) и линию CAN_H на высокое напряжение, обозначаемое как Vcc (обычно около 5 В).Провода приемника подключены к линии шины через пару резисторов. CAN передает данные по шине, используя принцип генерации разности напряжений между проводами CANJL и CAN_H. Когда ECU передает логический бит данных «1», он отключает свою пару транзисторов. Сеть резисторов, подключенная к шине, приводит к тому, что оба провода CANJL и CAN_H принимают примерно одинаковый уровень напряжения (около 2,5 В), поэтому между ними нет разности напряжений. Это называется «рецессивным состоянием».
Если на шине должна быть размещена логическая схема «0», включается пара транзисторов ЭБУ, которая выдает ток через согласующие резисторы. Следовательно, между двумя проводами шины создается дифференциальное напряжение от 2 до 3 В. Это называется «доминирующее государство».
Для получения данных от шины «доминирующее» и «рецессивное» состояния управляются резисторной сетью, которая изменяет дифференциальные напряжения на шине на соответствующие уровни «рецессивного» и «доминирующего» напряжения на входе компаратора приемная схема.Компаратор получателя затем генерирует логические данные '1' и логические '0' для использования ЭБУ.
13.2.4.

Основные схемы автомобиля

Система проводки автомобиля может быть разделена на ряд простых цепей, которые соединены последовательно. Каждая из этих цепей состоит из аккумулятора, электрических компонентов и его выключателя, включая следующие три провода или кабеля.
(i) подводящий провод, который соединяет одну из клемм батареи
клеммного выключателя; (ii) провод переключателя, который соединяет переключатель с компонентом;
(Привет) Обратный провод, который соединяет компонент со вторым выводом батареи, либо напрямую (рис.13,50) или опосредованно через раму транспортного средства (рис. 13,51).
В более сложной схеме проводки один выключатель управляет

Рис. 13.50. Изолированная обратная цепь.
несколько подсхем, имеющих два или более компонентов, соединенных последовательно или параллельно (рис. 13.52). Кроме того, он может иметь предохранители от перегрузки. Также один переключатель может иметь два положения «включено» для переключения цепей при необходимости.

Возвращение Земли.

Все электрические цепи содержат как питающий, так и обратный проводник между аккумулятором и компонентом, требующим подачи электрической энергии.Транспортное средство с металлической структурой может использоваться в качестве одного из двух проводящих путей. Это называется возвращением земли (Рис. 13.51). Кабель питания под напряжением образует другой проводник. Для завершения пути возврата заземления один конец короткого толстого кабеля прикреплен болтами к конструкции шасси, а другой конец прикреплен к одной из клемм аккумулятора. Электрооборудование

Рис. 13.51. Контур заземления,
компонент также необходимо заземлить аналогичным образом. Для полной проводной системы транспортного средства необходим только один проводник от аккумулятора к клемме, и аналогичным образом может быть подключено любое количество отдельных цепей заземления.Таким образом, система возврата заземления уменьшает и упрощает количество проводов, что позволяет легко отслеживать электрические неисправности.

Рис. 13.52. Принципиальная схема проводки автомобиля.

Изолированный возврат.

Для некоторых транспортных средств требуется отдельная система изолированных кабелей как для подающего, так и для обратного проводников. Это также безопаснее, потому что с раздельными кабелями подачи и возврата практически невозможно, чтобы кабельные проводники были укорочены, даже если они натерты и касаются какого-либо металлического кузова, так как корпус не находится под напряжением, поскольку он не является частью электрических цепей.Из соображений безопасности изолированный возврат (Рис. 13.50) необходим для транспортных средств, перевозящих легковоспламеняющиеся жидкости и газы, где искра может очень легко вызвать взрыв или пожар. Транспортные средства, такие как туристические автобусы и двухэтажные автобусы, используют большое количество пластиковых панелей. Для этих транспортных средств изолированный возврат более надежен и безопасен. В изолированном обратном ходу используется дополнительный кабель, который делает общий жгут проводов более тяжелым, менее гибким и громоздким, что в некоторой степени увеличивает стоимость.

Разомкнутая цепь.

Если схема проводки не является непрерывной, и ток не течет, тогда система называется разомкнутой. Эта ситуация может быть нормальной, например, когда переключатель размыкает цепь, или она может быть непреднамеренной, из-за плохих соединений, частично оборванных или соединенных клемм, изломанного или перегоревшего провода. Обычно трудно обнаружить периодически возникающие нежелательные разомкнутые цепи, которые могут привести к повреждению других электрических компонентов. Постоянные разомкнутые цепи обычно легче найти.

Короткое замыкание.

Короткое замыкание происходит в проводной системе, когда изоляция кабеля под напряжением повреждена, так что оголенная часть провода либо касается некоторой части металлического заземления, например, корпуса, либо пересекается с другим оголенным участком провода, что приводит к замкнутая цепь с аккумулятором последовательно. Это может вызвать искрение при вибрации кузова автомобиля. Также может произойти перегрев при коротком замыкании, что может растопить изоляцию и обнажить больше оголенного провода или других электрических соединений.Батарея также быстро разряжается из-за постоянного протекания тока. В конечном итоге провода могут плавиться вместе и перегружать замкнутую проводку, так что она снова перегревается и прожигает провод, тем самым становясь потенциальным источником пожара. Поэтому цепи проводки на автомобиле защищены предохранителями, которые перегорают и предотвращают дальнейшее протекание тока в случае короткого замыкания.

,
Принцип работы электрических систем менее чем за 5 минут

Электрическая система автомобиля не так уж сложна

Электрическая система каждого автомобиля состоит из жгута, который соединяет различные компьютеры, контроллеры, фонари, приводы, двигатели и переключатели. это электрическая система интегрирована по всей машине, чтобы общаться с каждой частью, используя центральный компьютер, который управляет двигателем или главным электродвигателем. Батарея отвечает за подачу питания на автомобиль, когда двигатель не работает но в электромобилях батарея выполняет всю работу при питании двигателя.Цепи с высокой силой тока разработаны с более крупными компонентами, чтобы справиться с нагрузкой без терпит неудачу. Общее обслуживание включает в себя проверку электрических разъемов, которые видны включая кабели батареи.

Что не так?

Наиболее распространенные проблемы с электрическими системами - это короткое замыкание или разрыв цепи. Короткое замыкание - это то, что происходит, когда провод протирается до земли, вызывая взрыватель для взрыва. Разомкнутая цепь - это то, что происходит, когда соединение перестает работать из-за сломанный провод или плохая проводимость.Низкое напряжение батареи может вызвать странные проблемы с электрическими компонентами автомобиля из-за недостаточное рабочее напряжение. Из-за конструкции разъемов проводки они могут иногда создают высокое сопротивление, которое вызывает нагрев, из-за чего разъем имеет разомкнутую цепь. когда выполнение ремонт электропроводки схема электропроводки Иногда необходимо отслеживать провода или определить местонахождение компонента.

Давайте начнем

Электрическая система любого транспортного средства выполняет та же функция.Для доставки и контроля электроэнергии на различные устройства и датчики под контролем компьютерная система или пассажир внутри автомобиля.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Жгуты проводов - это группы проводов, которые заклеены в пластиковые трубки и проложены вокруг автомобиля. и во всем моторном отсеке.

Жгут проводов имеет много разъемов, которые может служить продолжением основного жгута, что позволяет прокладывать маршрут к устройствам, которые расположены вне досягаемости основного жгута.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Разъемы отсоединяются нажатием небольшая вкладка на стороне разъема. Разобравшись с мужской стороны разъема разработан с клеммами, которые выступают наружу, которые вставляются в гнезда на женская сторона. Электрические или проводные разъемы могут отличаться от одного терминала ко многим терминалам в зависимости от приложения. Провод и разъемы различаются по размеру из-за различных силовой нагрузки для каждой цепи.

Разъем устройства используется для подключения к определенному элементу в электрической системы, такие как катушки зажигания, которые показаны на рисунке ниже. Безопасность используется надежно прикрепить разъем к устройству, которое добавляет дополнительный уровень защиты от случайного отключения. Этот предохранительный зажим должен быть удален перед разъемом может быть освобожден.

Электронный привод управления дроссельной заслонкой отвечает за измерение потока воздуха в двигатель, который контролирует двигатель скорость.Датчик управления дроссельной заслонкой расположен рядом с педалью подачи данные обратной связи на компьютер, который активирует привод. Система управления дросселем интегрирована в ABS, круиз-контроль и антипробуксовочная система. В более старых транспортных средствах действие дросселя было выполнено трос газа с ручным управлением, который приводится в действие правой ногой водителя.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

антиблокировочная контроллер тормозной системы - это электронная система, которая помогает предотвратить занос в панике остановлен и интегрирован в систему контроля тяги.

Датчики

обеспечивают обратную связь с основными компьютер, который в свою очередь высветит предупреждение о тормозе свет, когда уровень жидкости снизился.

Датчики, такие как датчики угла распредвала, используют тонкие металлические обмотки, которые разрушают магнитное поле при вращении вала вызывая пульс, который воспринимается компьютером.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Центр распределения мощности используется для направления положительного заряда аккумулятора по всему автомобилю с использованием реле и предохранителей.Этот центр питается непосредственно от положительного поста аккумулятор используя положительный кабель аккумулятора.

Внутри PDC много предохранители и реле, которые защищают и управляют многими электрическими цепями, такими как топливный насос и системы впрыска топлива. Предохранители используются для защиты электрических цепей и предназначены для остановки потока напряжения в случае перегрузки или короткое замыкание, защищающее провод цепи от возгорания.

Набор управляющих реле действует как главный центр коммутации электроэнергии. Эти реле действуют как электронные переключатели, которые контролируются компьютером или ручным переключателем. После включения реле подключается схема, которая активирует конкретное устройство.

Набор больших предохранителей силы тока защищает цепи с большой силой тока, такие как охлаждающий вентилятор, соленоид стартера и фары. Предусмотрено смотровое окно для проверки состояния предохранителя.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Предохранители средней мощности используются для защиты цепей средней силы тока, таких как электрические стеклоподъемники и обогреватели сидений. Эти предохранители также предоставить смотровое окно, необходимое для осмотра.

Наконец, предохранители с низкой силой тока используются для защиты цепей меньшей силы тока, таких как задние фонари и внутреннее освещение. Эти предохранители легко проверяются с помощью контрольный свет.

Батарея питает как положительные, так и заземляющие цепи, которые завершают электронный цикл. Положительная сторона Цепь системы начинается с PDC, обеспечиваемого батареей.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Автомобильный аккумулятор Предназначен для хранения электроэнергии и отвечает за подачу электроэнергии, когда двигатель не работает. Все батареи обладают отрицательным (заземление) и положительным (мощность) признаком система электроснабжения.Эти соединения должны быть свободны от коррозии и ржавчина как загрязнение препятствует правильной работе электрических цепей. Периодический осмотр и испытание аккумулятор необходимо избегать обочин дорог. Клеммы батареи могут развиться коррозии из-за потока ионов. Для устранения этого состояния необходима очистка терминала и кабеля.

Отрицательная сторона аккумулятора соединена с кузовом, рамой и блоком двигателя автомобиля.Эти металлические части действуют как проводящий разъем для положительного аккумулятора Мощность, завершающая электрическую цепь.

Thealternator питается от двигателя, подключенного Змеиный пояс. Это устройство создает электроэнергию используя намагниченную арматуру и внешние медные обмотки, которые соединены с аккумулятором с помощью щеток. Во время работы (при работающем двигателе) данное устройство подает электрическую энергию на автомобиль, пока заряжать аккумулятор одновременно.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Стартер двигателя предназначен для поворота двигатель выключен при включении зажигания. Это устройство тянет больше всего сила тока всех компонентов автомобиля, кроме гибридный и электромобили.

Замок зажигания - это то, что управляет электрической системой в замке механизм, который использует ключ для безопасности.Эти ключи обладают частотным чипом в качестве дополнительного средства защиты от кражи.

Информационный центр управления используется для внутренних органов управления, таких как настройки сотового телефона, GPS и аудиосистемы.

Электронный климат-контроль позволяет водителю и пассажиру регулировать температуру в определенной части автомобиля, например, включив кондиционер или обогреватель.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Комбинация приборов автомобиля используется для контроля двигателя и других систем с помощью датчиков и сигнальных ламп.

Есть и много переключателей, которые используются для управления различными предметами, такими как дверные замки и фары. Эти ключи пользовательские контролируется и может быть переопределено главным компьютером.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Элементы управления внутренним освещением автоматически освещаются компьютером BCM. Они также могут контролироваться водителем или пассажиром.

Система освещения используется для освещения автомобиля в целях безопасности и для удобства.Задние фонари включают в себя, задние, тормозные, задние и номерные знаки.

Передняя часть автомобиля оснащена фарами, передним ходом, боковым указателем поворота и поворотными лампами.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Если у вас есть Вопросы по электрической системе, пожалуйста, посетите наш форум. Если тебе надо машина совет по ремонту просим наше сообщество механиков с радостью помочь вам и это всегда на 100% бесплатно.

Мы надеемся, что вам понравилось это руководство и видео. Мы создаем полный набор руководства по ремонту автомобилей. пожалуйста подписаться на наш 2CarPros Канал YouTube и проверяйте часто новые видео, которые загружены почти каждый день.

Статья опубликована 2018-06-29

,
Автомобильный ЭБУ | Путь от механических до электронных блоков управления

Автомобили рассматривались как механические машины до появления электроники в автомобильной промышленности.

Каждый компонент, начиная от двигателя до окна, рулевого управления, тормоза, был механическим компонентом, работающим на шестернях и принципах механики.

Механические системы имели внутренние ограничения и ограниченную точность, которые не только вызывали необнаруженные сбои, но и представляли угрозу жизни потребителей.

Эти ограничения означали, что в автомобильной промышленности было много возможностей для инноваций.

Это в конечном итоге привело к широкому внедрению электроники во всех компонентах и ​​системах автомобиля.

В 1970 году в автомобильной промышленности были внедрены автомобильные электронные блоки управления (ECU), и с тех пор они сыграли фундаментальную роль в эволюции автомобилей - от полностью механического до устройства, доминирующего в электронике.

Современные автомобили имеют более ста встроенных или установленных ЭБУ.

Автомобили класса люкс

, такие как модели BMW 7-й серии, имеют до 150 автомобильных ЭБУ для управления и регулирования функций автомобиля.

Понимание функциональной разницы между механическими и электронными блоками управления:

Источник: Итон

Автомобильный ECU можно разделить на три основные категории,

  • Модуль управления силовой передачей
  • Блок управления кузовом
  • Система шасси.

Рассмотрим блок управления двигателем, который является частью модуля управления силовой передачей (PCM).

В современных транспортных средствах основной принцип работы двигателя по-прежнему основан на сгорании, с той лишь разницей, что теперь этот процесс контролируется ЭБУ.

ЭБУ двигателя управляет открытием и закрытием входного / выходного клапана, принимая данные от педали акселератора транспортного средства.

ЭБУ двигателя также отвечает за часовой механизм количества впрыска топлива и искрового зажигания.

Таким образом, блок управления двигателем обеспечивает точную синхронизацию, повышая мощность, эффективность и высоко функциональные двигатели для транспортных средств.

Таким образом, управляемые ECU транспортные средства способны обеспечить более высокую эффективность по сравнению с механическими автомобилями.

Факторы, которые привели автопроизводителей к переходу с механических на электронные блоки управления:

Смена парадигмы автомобилей с механической машины на электронную систему проложила путь для таких инноваций, как гидроусилитель руля, круиз-контроль, информационно-развлекательная система, HUD, автомобильная связь и мобильность.

В современных подключенных автомобилях автомобильные ЭБУ вместе с технологией датчика LiDAR в конечном итоге превращают автономный автомобиль в реальность.

Итак, оглядываясь назад, легко понять, что электроника в автомобильной промышленности действительно привела к благоприятным результатам.

Но было бы также интересно взглянуть на факторы, которые выделяют эти факторы в автомобильной промышленности.

Источник : блог Chip Estimate, блог

  • Безопасность водителей и пешеходов:

Снижение отвлечения внимания водителей для обеспечения безопасности как водителей, так и пешеходов всегда было главным приоритетом для автопроизводителей и правительственных регулирующих органов.

Некоторые из таких производителей, как Volvo, также официально объявили о своих амбициях сократить к 2020 году коэффициент смертности от автомобилей до нуля.

Автомобильные OEM-производители и поставщики могут общаться друг с другом благодаря возможностям электронных блоков управления в автомобиле.

Автомобильные ЭБУ

наряду с алгоритмами обработки изображений, датчиками и камерой поддерживают ряд усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS), таких как адаптивный круиз-контроль, обнаружение сонливости водителя, предупреждение о выходе из полосы движения, предупреждение о переднем столкновении, обнаружение пешеходов и многое другое

Это был один из основных движущих факторов, поскольку любой компромисс с безопасностью имел бы прямое влияние на само существование автомобилей как вида транспорта.

  • Необходимость соответствия государственным нормативам:

Государственные регулирующие органы являются одним из ключевых участников экосистемы автомобильной промышленности

В качестве OEM-производителя и / или поставщика автомобильной техники обязательно соблюдать такие специфические для региона правила и нормы, касающиеся выбросов, потребления энергии, безопасности и аварийного реагирования и многое другое.

Реализация таких мандатов без использования электронных блоков управления и программных алгоритмов была бы невозможной задачей.

С другой стороны, благодаря появлению электронной автоматизации и возможности подключения к дорожной инфраструктуре, регуляторы также могут контролировать нарушения и лучше реагировать на чрезвычайные ситуации.

Например, для контроля частоты дорожно-транспортных происшествий, связанных с грузовыми автопарками, а также для обеспечения соблюдения политики HOS (часы работы), Федеральное управление безопасности транспортных средств США (FMCSA) выдало мандат ELD.

Все компании автопарка должны выполнить мандат к декабрю 2017 года, установив в своих грузовиках электронное устройство регистрации (ELD).

  • Автомобиль или мобильное устройство на колесах :

В последнее десятилетие, с момента появления мобильных телефонов, для автопроизводителей стало уместным внедрять в автомобиле возможности подключения и больше электроники

Поколение, одержимое интеллектуальными устройствами, возможностью подключения к Интернету, простотой навигации, социальными сетями и потреблением информации на ходу, означало, что автомобиль должен постепенно превращаться в устройство бытовой электроники.

Глобальные OEM-производители и поставщики

смогли отреагировать на такое изменение в предпочтениях клиентов, позволив взрыву электроники поддержать мобильность и возможности подключения в автомобиле.

Инвестиции в НИОКР и инфраструктуру в транспортных средствах гарантировали, что ЭБУ и транспортные сети (FlexRay BUS) поддерживают мультимедийные системы, такие как Infotainment и HUD (Head-up Display)

Это, наряду с приложениями Telematics, открыло для Pandora новые возможности получения дохода для OEM-производителей благодаря дополнительному послепродажному обслуживанию и удаленной диагностике и поддержке.

Временная шкала автомобильной электроники

: путешествие из Кадиллака в Теслу

Числа говорят громче, чем слова! И этот график (от ‘statista) полностью оправдывает влияние электроники в автомобильной промышленности.

Он также предлагает множество идей о путешествии автомобильной электроники с 1950 по 2030 годы.

То, что мы видим здесь, - это доля расходов автомобильного ЭБУ по отношению к общей стоимости автомобиля с 1950 по 2030 год.

Из приведенного выше графика видно, что присутствие электроники в автомобилях не увеличилось за одну ночь.

Потребовалось 3 десятилетия технологических инноваций, постоянных НИОКР в разработке автомобильной продукции наряду с другими движущими факторами, когда электроника в конечном итоге принесла 10% общей стоимости в 1980-х годах ».

Если быть более точным, внедрение блока управления подушками безопасности в 1970-х годах и спрос на экономичные автомобили также способствовали быстрому росту электроники в 1970-1980 годах.

1990-2010 годы можно считать лучшими годами роста для автомобильной электроники.

Автомобильные OEM-производители, такие как Toyota, Ford и Honda, представили модели автомобилей с GPS, мультимедийными (DVD) плеерами, усовершенствованными системами диагностики, резервным датчиком и камерами и системами помощи водителю, такими как системы безопасности перед столкновением, и модуль OnStar (автомобиль General Motors). модели).

Ожидается, что к 2030 году автомобильная электроника составит 50% от общей стоимости автомобиля. Благодаря таким передовым технологиям, как автономные автомобили на основе датчиков LiDAR, автомобиль-невидимка Land Rover и автомобиль Toyota Hovering, к 2030 году

Понятно, что в последние годы автомобильная электроника испытывает мечты.

И как эта история развернулась, все это, кажется, предназначено, чтобы произойти не только для лучшего вождения, но и для более безопасных дорог мира!

,

Смотрите также