Современное состояние автомобильной электроники

Управление ходовой частью

Управление ходовой частью подразумевает управление процессами движения, изменение траектории при поворотах и торможении автомобиля. Электронные системы управления ходовой частью улучшают управляемость, устойчивость и комфортабельность автомобиля. Они выполняют управление подвеской, колесами, тормозами, поддержание заданной скорости движения и т.п. Управление подвеской обеспечивает ее оптимальную работу при раз­личных скоростях и загрузке автомобиля. Электронные системы управляют высотой кузова относительно дороги, другими элементами и степенью демп­фирования амортизаторов.

Управление высотой кузова относительно дороги обеспечивает посто­янство этого параметра независимо от загрузки автомобиля. Уменьшение высоты кузова при движении с большой скоростью приводит к снижению аэродинамических потерь и повышению устойчивости автомобиля на дороге. Использование электронной системы управления автоматически обеспечива­ет оптимальную высоту кузова над дорогой. Сигналы от датчиков высоты кузова и скорости поступают на вход электронного блока управления, вы­ходной сигнал которого подается в исполнительный механизм, который чаще всего представляет собой диафрагму, перемещаемую под действием сжатого воздуха, подаваемого насосом. Управление другими элементами подвески и степенью демпфирования амортизаторами повышает устойчивость автомобиля и препятствует измене­ниям положения кузова при резких поворотах, ускорениях и торможении.

Следует отметить, что для повышения комфортабельности подвеска должна быть мягкой, но, с другой стороны, для лучшей устойчивости она, напротив, должна быть достаточно жесткой. Поэтому электронный блок управления, на основе сигналов от датчика скорости, угла поворота рулевого колеса, угла открытия дроссельной заслонки, а также от концевого переключателя педали тормоза, воздействует на исполнительные устройства, которые изменяют параметры упругих элементов подвески и амортизаторов каждого из колес. Чаще всего это осуществляется с помощью электромагнитных клапанов или малогабаритных электродвигателей, которые изменяют сечение отверстий в пневматических упругих элементах, изменяя тем самым их упругость, или в гидравлических усилителях, варьируя их демпфирование.

Электронный блок управления регулирует усилие на рулевом колесе (при наличии гидроусилителя) или поворот четырех колес и т.п. Управление усилием на рулевом колесе сводится к его уменьшению, когда автомобиль стоит или движется с малой скоростью и, наоборот, к его увеличению при 10 больших скоростях, что обеспечивает курсовую устойчивость и управляе­мость. Можно также изменять усилие на руле по желанию водителя. Система управления тормозами, главным образом, предотвращает блокирование колес при торможении, тем самым обеспечивая повышение устойчивости автомобиля при торможении.

Такая система носит название антиблокировочной. Состояние блокирования колес можно определить, сравнивая поступательную скорость автомобиля и угловую скорость колеса. Но из-за трудности определения скорости автомобиля по причине проскаль­зывания колес, в качестве базовой обычно используется расчетная средняя скорость колес. На основе сигналов датчика скорости вращения колес электронный блок управления выявляет состояние блокирования какого-либо колеса и по­сылает сигнал исполнительному устройству, которое снижает давление тор­мозной жидкости в тормозном цилиндре данного колеса. Как только ско­рость колеса увеличится, давление тормозной жидкости снова возрастает, и процесс повторяется.

Поскольку при этом предотвращается блокирование и управляемых колес, обеспечивается повышение не только устойчивости к заносам, но и управляемости автомобиля. Еще одним преимуществом системы управления тормозами является наличие устройства, поддерживающего постоянным давление тормозной жидкости при торможении, после остановки (до начала движения), что удоб­но на уклонах. Система поддержания заданной скорости движения управляет дрос­сельной заслонкой, обрабатывая сигналы датчика скорости, выключателя и указателя режима, управляет исполнительным устройством, связанным с дроссельной заслонкой. В исполнительных устройствах используется ваку­умный привод, малогабаритные электродвигатели и т.д.

Управление оборудованием салона и кузова

Системы управления оборудованием салона и кузова призваны повы­сить комфортабельность и потребительскую ценность автомобиля. В зависи­мости от класса автомобиля используются такие устройства с электронным управлением, как кондиционер воздуха, панель приборов, управляемое сиде­нье водителя, мультифункциональная информационная система на базе элек­тронного дисплея, компас, фары, стеклоочиститель с различными режимами работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятст­вий при движении задним ходом, противоугонные устройства, аппаратура связи, централизованная блокировка замков дверей, стеклоподъемники, рем­ни и подушки безопасности и т.д. Перечисленные устройства обеспечивают автоматизацию работы во­дителя, повышая удобство эксплуатации автомобиля, уменьшая трудности 11 управления им. Они используются главным образом в автомобилях высшего класса. 2.

С каждым годом требования к компактности, весу и малому потребле­нию электроэнергии электронных блоков управления возрастают. Для удов­летворения этих потребностей можно увеличить число слоев в структурах больших интегральных схем (БИС), переводить БИС на КМОП технологию, использовать в качестве выходных управляющих устройств мощные полевые транзисторы и т.п. Объединение в сеть многих блоков управления, установленных в авто­мобиле, дает возможность для общего использования информации, взаимной диагностики, выполнения функций вышедшего из строя блока управления другим блоком системы. Кроме того, используя для внешней связи радиотелефон, установленный в автомобиле, можно получить на дисплее информацию о дороге, дополни­тельных услугах и т.д. Анализируется также система воздействия извне на устройства автомобиля. Перестала быть мечтой навигационная система, ко­торая, принимая сигналы искусственного спутника Земли глобальной систе­мы местоопределения, сообщает водителю координаты автомобиля.

На рис. 2.1 показан пример использования системы внешней связи ав­томобиля при следующих обозначениях: 1 — жилой дом; 2 — охранно-сигнальная система; 3 — домашняя ЭВМ; 4 — кондиционер; 5 — спутник гло­бальной системы местоопределения; 6 — служба сети; 7 — дорожная ин­формация; 8 — дисплей; 9 — электронный блок управления дисплеем; 10 -электронный блок управления радиотелефона; 11 — электронный блок управ­ления глобальной системы местоопределения; 12 — блок управления навига­ционной системы; 13 — блок диагностики; 14 — внутренняя сеть автомобиля; 15 — персональная ЭВМ; 16 — служба автоматизированной диагностики.

В последнее время появились сообщения в журналах о том, что внедря­ется система типа навигационной, позволяющая оптимизировать курс на ос­нове спутниковой системы и CD-rom, на котором записаны карты местности. Спутниковая система позволяет определить место нахождения автомобиля, а затем из памяти вызывается участок карты с названиями улиц, определяется кратчайший путь до точки следования с учетом расположения автозаправоч­ных станций. Кроме таких систем разрабатываются устройства типа автопи­лота, позволяющие управлять автомобилем без участия водителя на основе сигналов, поступающих из кабельной системы, смонтированной под полот­ном автострады.

В.П. Федосов В.Д. Сытенький Автомобильная электроника. Учебное пособие

Управление ходовой частью

Управление ходовой частью подразумевает управление процессами движения, изменение траектории при поворотах и торможении автомобиля. Электронные системы управления ходовой частью улучшают управляемость, устойчивость и комфортабельность автомобиля. Они выполняют управление подвеской, колесами, тормозами, поддержание заданной скорости движения и т. п.

Управление подвеской обеспечивает ее оптимальную работу при различных скоростях и загрузке автомобиля. Электронные системы управляют высотой кузова относительно дороги, другими элементами и степенью демпфирования амортизаторов.

Управление высотой кузова относительно дороги обеспечивает постоянство этого параметра независимо от загрузки автомобиля. Уменьшение высоты кузова при движении с большой скоростью приводит к снижению аэродинамических потерь и повышению устойчивости автомобиля на дороге. Использование электронной системы управления автоматически обеспечивает оптимальную высоту кузова над дорогой. Сигналы от датчиков высоты кузова и скорости поступают на вход электронного блока управления, выходной сигнал которого подается в исполнительный механизм, который чаще всего представляет собой диафрагму, перемещаемую под действием сжатого воздуха, подаваемого насосом.

Управление другими элементами подвески и степенью демпфирования амортизаторами повышает устойчивость автомобиля и препятствует изменениям положения кузова при резких поворотах, ускорениях и торможении. Следует отметить, что для повышения комфортабельности подвеска должна быть мягкой, но, с другой стороны, для лучшей устойчивости она, напротив, должна быть достаточно жесткой. Поэтому электронный блок управления, на основе сигналов от датчика скорости, угла поворота рулевого колеса, угла открытия дроссельной заслонки, а также от концевого переключателя педали тормоза, воздействует на исполнительные устройства, которые изменяют параметры упругих элементов подвески и амортизаторов каждого из колес. Чаще всего это осуществляется с помощью электромагнитных клапанов или малогабаритных электродвигателей, которые изменяют сечение отверстий в пневматических упругих элементах, изменяя тем самым их упругость, или в гидравлических усилителях, варьируя их демпфирование.

Электронный блок управления регулирует усилие на рулевом колесе (при наличии гидроусилителя) или поворот четырех колес и т.п. Управление усилием на рулевом колесе сводится к его уменьшению, когда автомобиль стоит или движется с малой скоростью и, наоборот, к его увеличению при больших скоростях, что обеспечивает курсовую устойчивость и управляемость. Можно также изменять усилие на руле по желанию водителя.

Система управления тормозами, главным образом, предотвращает блокирование колес при торможении, тем самым обеспечивая повышение устойчивости автомобиля при торможении. Такая система носит название антиблокировочной. Состояние блокирования колес можно определить, сравнивая поступательную скорость автомобиля и угловую скорость колеса. Но из-за трудности определения скорости автомобиля по причине проскальзывания колес, в качестве базовой обычно используется расчетная средняя скорость колес.

На основе сигналов датчика скорости вращения колес электронный блок управления выявляет состояние блокирования какого-либо колеса и посылает сигнал исполнительному устройству, которое снижает давление тормозной жидкости в тормозном цилиндре данного колеса. Как только скорость колеса увеличится, давление тормозной жидкости снова возрастает, и процесс повторяется.

Поскольку при этом предотвращается блокирование и управляемых колес, обеспечивается повышение не только устойчивости к заносам, но и управляемости автомобиля.

Еще одним преимуществом системы управления тормозами является наличие устройства, поддерживающего постоянным давление тормозной жидкости при торможении, после остановки (до начала движения), что удобно на уклонах.

Система поддержания заданной скорости движения управляет дроссельной заслонкой, обрабатывая сигналы датчика скорости, выключателя и указателя режима, управляет исполнительным устройством, связанным с дроссельной заслонкой. В исполнительных устройствах используется вакуумный привод, малогабаритные электродвигатели и т.д.

Система электронного управления ходовой частью

Под управлением ходовой частью понимается управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Электронные системы управления ходовой частью улучшают управляемость, устойчивость и комфортабельность автомобиля. Они выполняют управление подвеской, колесами, тормозами, поддержание заданной скорости движения и т. п.

Управление подвеской обеспечивает ее оптимальную работу при различных скоростях и массе груза и автомобиля. Электронные системы управляют высотой кузова относительно дороги, упругими элементами и демпфированием амортизаторов.

Управление высотой кузова относительно дороги обеспечивает постоянство этого параметра независимо от загрузки автомобиля. Уменьшение высоты кузова при движении с высокой скоростью приводит к снижению аэродинамических потерь и повышению устойчивости автомобиля на дороге. Системы с ручным заданием высоты применялись и ранее на автомобилях «Ситроен» и других. Использование электронной системы управления автоматически обеспечивает оптимальную высоту кузова над дорогой. Сигналы от датчиков высоты кузова и скорости поступают на вход ЭБУ, выходной сигнал из которого подается в исполнительный механизм, который обычно представляет собой диафрагму, перемещающуюся под действием сжатого воздуха, подаваемого насосом.

Управление упругими элементами подвески и демпфированием амортизаторов повышает устойчивость автомобиля и препятствует изменениям положения кузова при резких поворотах, ускорениях и торможениях. С одной стороны, для повышения комфортабельности движения подвеска должна быть мягкой, но, с другой стороны, для лучшей устойчивости она, напротив, должна быть достаточно жесткой. Поэтому ЭБУ, получая на вход сигналы от датчиков скорости угла поворота рулевого колеса, угла открытия дроссельной заслонки, а также от концевого переключателя педали тормоза, управляет исполнительными устройствами, которые соответственно изменяют параметры упругих элементов подвески и амортизаторов каждого из колес. Обычно это осуществляется с помощью электромагнитных клапанов или малогабаритных электродвигателей, которые изменяют сечения отверстий в пневматических упругих элементах, изменяя тем самым их упругость, или в гидравлических амортизаторах, варьируя их демпфирование.

Системы управления подвеской в Японии начали особенно широко применяться в 80-е гг., в США несколько позже и только частью компаний, в Европе же такие системы пока почти не применяются.

ЭБУ в рулевом управлении регулирует усилие на рулевом колесе (при наличии гидроусилителя) или поворот четырех колес и т. п. Управление усилием на рулевом колесе сводится к его уменьшению, когда автомобиль стоит или движется с малой скоростью и, наоборот, к его увеличению при больших скоростях, что обеспечивает курсовую устойчивость и управляемость. Возможно, также изменять усилие на руле по желанию водителя.

Поэтому с начала 80-х гг. автомобильные компании Японии стали применять системы управления, состоящие из ЭБУ, датчиков скорости и угла поворота рулевого колеса, переключателя режимов работы рулевого управления, а также гидроцилиндра с электромагнитным клапаном, используемого в качестве исполнительного устройства.

На рисунке 9.9 показана
схема такой системы.

1 — индикаторная лампа, управляемая сигналом с датчика скорости; 2 — датчик включения стоп-сигнала; 3 — датчик угла поворота рулевого колеса; 4 — исполнительные устройства амортизаторов передних колес; 5 — датчик угла открытия дроссельной заслонки; 6 — переключатель коробки передач; 7 — переключатель режимов работы подвески; 8 — ЭБУ; 9 — исполнительные устройства амортизаторов задних колес.

Рис. 9.5 Система управления демпфированием амортизаторов

Система управления тормозами главным образом предотвращает блокирование колес при торможении, тем самым обеспечивая повышение устойчивости автомобиля при торможении. Такая система называется антиблокировочной. Состояние блокирования колеса можно определить, сравнивая поступательную скорость автомобиля и угловую скорость колеса. Но так как скорость автомобиля определить весьма трудно из-за проскальзывания колес, вместо нее в качестве базовой обычно используется расчетная средняя скорость колес.

На основании сигналов датчиков скорости вращения колес ЭБУ выявляет состояние блокирования какого-либо колеса и посылает сигнал исполнительному устройству, которое снижает давление тормозной жидкости в тормозном цилиндре данного колеса. Как только скорость колеса увеличится, давление тормозной жидкости снова возрастает и процесс повторяется.

Контроль проскальзывания колес при торможении применяется сравнительно давно. Начиная с автомобилей Форда в 1968 г. эти системы нашли распространение в Японии, США и Европе. Вначале предотвращалось блокирование только двух задних колес автомобиля, но в последние годы в связи с использованием микроЭВМ в основном применяются системы управления тормозами всех четырех колес. При этом, поскольку предотвращается блокирование и передних (управляемых) колес, обеспечивается повышение не только устойчивости к заносам, но и управляемости автомобиля.

Еще одним преимуществом системы управления тормозами является наличие устройства, поддерживающего постоянным давление тормозной жидкости при торможении, после остановки (до начала движения), что удобно на уклонах и т. п.

Система поддержания заданной скорости движения управляет дроссельной заслонкой, обрабатывая сигналы датчика скорости, выключателя и указателя режима, управляет исполнительным устройством, связанным с дроссельной заслонкой. В исполнительных устройствах используются вакуумный привод, малогабаритные электродвигатели и т. п.

Дата добавления: 2018-05-31 ; просмотров: 292 ; Мы поможем в написании вашей работы!