Презентация на тему Электрооборудование автомобилей

Содержание

Презентация на тему «Электрооборудование автомобилей»

Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.

Аннотация к презентации

Скачать презентацию (0.27 Мб). Тема: «Электрооборудование автомобилей». Содержит 16 слайдов. Посмотреть онлайн с анимацией. Загружена пользователем в 2017 году. Оценить. Быстрый поиск похожих материалов.

Содержание

Электрооборудование автомобилей

Слайд 2

Введение

В последние годы быстрыми темпами развиваются электронные системы, используемые на автомобиле. Совершенствование таких систем привело к возникновению новой области техники автомобильной электроники. Понятие «автомобильная электроника» широко распространено в современной технической литературе, но его определение не сформулировано. По мнению большинства авторов под автомобильной электроникой следует понимать комплексное научно-техническое направление, связанное с проектированием, производством и эксплуатацией автомобильных электронных систем. Основные причины ускоренного развития автомобильных электронных систем можно разделить на субъективные и объективные. К субъективным причинам относится распространение средств вычислительной техники в современном обществе, стремление придать автомобилю черты индивидуальности и законодательные меры.

Слайд 3

Большие возможности вычислительной техники и умение их использовать широкими кругами населения привели к тому, что во многих странах автомобиль без электронных систем стал неконкурентоспособным. Потребителю он кажется архаичным, не соответствующим современному развитию техники. Поэтому требование использования электронных систем можно рассматривать не как преходящую моду, а как постоянно наблюдаемое следствие научно-технического прогресса. Если внешний вид автомобилей одного класса становится все более сходным в связи с улучшением аэродинамических свойств, то электронные системы отличаются большим разнообразием. Это позволяет делать автомобили оригинальными, устанавливая различные модели электронных систем. В особой мере такими достоинствами должны обладать электронные системы, с которыми общаются водители, пассажиры: электронные системы на панели приборов, электронные системы повышения комфортабельности, безопасности, связи и т.д.

Слайд 4

Развитие электронных систем способствовало и появлению нормативных документов, в которых регламентированы предельно допустимые технико-экономические показатели автомобилей. Некоторые из таких нормативов не могут быть соблюдены без использования электронных систем. На пример, во многих странах ограничивается токсичность выхлопных газов и максимальный расход топлива. Нарушение норм максимальной токсичности выхлопных газов, как правило, не допускается, а топливной экономичности влечет значительный штраф. Так, покупатели автомобилей с повышенным расходом топлива в США платят существенный дополнительный налог

Слайд 5

Однако, отсутствие субъективных причин развития автомобильной электроники не затормозило бы широкого распространения электронных систем. Это можно объяснить тем, что применение электронных систем позволяет добиться значительного улучшения эксплуатационных свойств автомобиля: снижения токсичности выхлопных газов, обеспечение бесшумности, повышения топливной экономичности, безопасности движения, комфортабельности, проходимости, простоты технического обслуживания, улучшения тягово-скоростных и тормозных свойств, управляемости и устойчивости, удобства посадки и высадки, легкости управления автомобилем, маневренности, видимости автомобиля и из автомобиля, защищенности от неправильных и недопустимых действий водителя, злоумышленников и т.д.

Слайд 6

Улучшение эксплуатационных свойств автомобиля достигается применением электронных систем, обладающих следующими функциями: управление работой двигателя, агрегатов автомобиля; отображение информации водителю, пассажирам, пешеходам, водителям других автомобилей; хранение информации; приема информации в автомобиль от внешних ин формационно-управляющих дорожных систем; передачи информации из автомобиля. Наибольшее распространение получили функции управления и отображения информации. Электронные системы управляют работой двигателя, трансмиссии, ходовой части, рулевого управления, тормозной системы, кузова, системы электропитания и коммуникаций. Все более популярными становятся электронные системы для отображения информации.

Слайд 7

Визуальные индикаторы показывают цифровые значения множества разнообразных параметров: от традиционных (например, скорость движения и частота вращения коленчатого вала) до не применявшихся ранее (например, на автомобилях фирмы «Форд» индицируется момент воспламенения смеси в каждом цилиндре). Значение параметра кодируется яркостью, длиной и шириной линии и т.п. После сообщения водителю о наступлении события (например, неисправности в какой либо системе), система «рекомендует» водителю целесообразные действия по устранению неисправности. Широко используются текстовые сообщения, отображение схематического характера (например, автомобиль в плане с указанием не исправного узла). Учитывая загруженность зрительных анализаторов водителя, на многих автомобилях используются акустические индикаторы, подающие в случае необходимости звуковой сигнал.

Слайд 8

Получили распространение синтезаторы речи, вырабатывающие речевые сообщения, например, об открытой двери, о необходимости пристегнуть ремни безопасности, превышения допустимой температуры охлаждающей жидкости. Пользуются популярностью развлекательные электронные системы: радиоприемники, телевизоры, магнитофоны. Электронные системы хранят необходимую информацию в полу проводниковых запоминающих устройствах (ППЗУ), на магнитных лентах, на дисках и дискетах. Водитель имеет возможность записать на машинном носителе информации сведения о будущем маршруте движения, расположении автозаправочных станций, список необходимых дел. Эти сведения выводятся на экран дисплея по команде водителя или при наступлении заданных водителем событий (момента времени, преодоления автомобилем заданного расстояния).

Слайд 9

Для выявления причин дорожно-транспортного происшествия в электронной системе хранится информация о предшествующих аварии режиме движения, действиях водителя, техническом состоянии транспортного средства. Электронные системы передают информацию из автомобиля в АСУ дорожным движением для организации оптимального управления светофорами, дорожными знаками (оперативно изменяется допустимая скорость, запрашивается или разрешается проезд по некоторым маршрутам и т.п.). С помощью передающих устройств из автомобиля по желанию водителя можно вызвать скорую помощь, пожарных, милицию, вести телефонные переговоры.

Слайд 10

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ В результате быстрого совершенствования параметров полупроводниковых устройств, используемых при разработке микро ЭВМ, стали вполне достижимыми высокая надежность, низкая себестоимость и малые размеры систем автомобильной электроники. Сегодня электроника в автомобиле играет роль одного из главных элементов систем управления. Она подразделяется на три части: систему управления двигателем и трансмиссией, систему управления ходовой частью и систему оборудования салона (рис.1.1).

Слайд 11

На рис.1.1 представлены следующие системы автомобильной электроники: А — управление силовой установкой — управление двигателем; управление трансмиссией; Б — управление ходовой частью — управление подвеской; стабилизация заданной скоростью движения; регулирование рулевого управления; блокировка колес при торможении; В — управление оборудованием салона — кондиционер; электронная панель приборов; многофункциональная информационная система; навигационная система. Кроме перечисленных систем, за последнее время добавились системы предупреждения столкновения (в том числе и локационные системы), системы безопасности (в том числе и управление подушками безопасности), радиотелефоны (в том числе и для сотовой связи) и т.д.

Слайд 12

Содержание учебной программы по дисциплине представляется в укрупненных дидактических единицах (или учебных модулях), а требования к компетенциям по дисциплине – в знаниях и умениях. Общие требования к автомобильному электрооборудованию. Классификация электрооборудования. Назначение основных подсистем и приборов электрооборудования. Система энергоснабжения и потребители энергии на автомобиле. Их принцип действия, устройство, конструктивные особенности. Характерные неисправности и способы их обнаружения. Проверка на стендах и с помощью приборов основных систем и узлов электрооборудования автомобилей: аккумуляторных батарей; генераторов и реле-регуляторов, электростартеров и устройств для облегчения запуска двигателя при низких температурах; систем зажигания, электронных системам управления двигателем; систем освещения, световой и звуковой сигнализации. Информационно-измерительная система. Электропривод вспомогательного оборудования автомобиля. Схемы электрооборудования. Коммутационная и защитная аппаратура.

Слайд 13

В результате изучения дисциплины студент должен знать: теорию, принцип действия и конструкцию системы электрооборудования автомобилей в целом, отдельных её подсистем и узлов; преимущества и недостатки различных моделей и модификаций узлов и систем электрооборудования; принцип действия, устройство, конструктивные особенности приборов электрооборудования; уметь: обеспечивать правильную экусплуатацию, техническое обслуживание и ремонт приборов и узлов электрооборудования; выявлять преемствееность и тенденции развития основных систем и узлов электрооборудования; разбираться в устройстве и особенностях эксплуатации новых приборов в системах автомобильного электрооборудования.

Слайд 14

Для успешного усвоения и понимания курса студенты должны иметь хорошую подготовку по таким дисциплинам, как «Физика». «Химия», «Электротехника и электроника». «Высшая математика», «Материаловедение». Дисциплина «Электрооборудование автомобилей» позволяет сформировать базовые знания и навыки для изучения в дальнейшем таких дисциплин, как «Техническая эксплуатация автомобилей», «Технология производства и ремонта автомобилей». «Проектирование, расчет и эксплуатация технологического оборудования».

Слайд 15

Современными тенденциями развития отечественного автомобилестроения являются: -повышение технического уровня; -экономия материалов и трудовых затрат при производстве; -охрана окружающей среды; -повышение требований к электрооборудованию и электронным системам при эксплуатации; -возможность бортовой диагностики для устранения неисправностей двигателя, трансмиссии и электрооборудовании.

Слайд 16

Литература

В.Е. Ютт «Электрооборудование автомобилей» ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ, ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ И БОРТОВАЯ ДИАГНОСТИКА АВТОМОБИЛЯ Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 190201 (150100) – «Автомобиле- и тракторостроение»

Электронная архитектура в автомобилестроении

В связи с ростом требований к безопасности, комфорту, уровню развлечений и охране окружающей среды электронные системы в автомобилях получают все больше функций и характеризуются высоким уровнем сложности. Для сохранения этого уровня в будущем требуются самые современные технологии, методы и инструменты системной архитектуры. Вот о том, как выглядит современная электронная архитектура в автомобилестроении, мы и поговорим в этой статье.

История развития электронной архитектуры автомобиля

На протяжении многих десятилетий в истории автомобилестроения использовалось совсем небольшое количество электрических систем: зажигание, освещение, стеклоочистители, звуковой сигнал, датчик уровня топлива, различные индикаторы и радиоприемник. Полупроводники — за исключением радиоприемников — изначально использовались только для выпрямления (генератор постоянного тока был заменен генератором переменного тока лишь в 1963 году) и затем для электронного управления (транзисторное зажигание появилось в 1965 году).

Реализовать некоторые автомобильные функции электромеханическими средствами и дискретными электронными компонентами либо не удалось вовсе, либо удалось лишь при несопоставимо высокой сложности. К примеру, первая электронная антиблокировочная система (ABS) была разработана еще в 1970 году, но так и не дошла до серийного производства из-за своего размера, массы и стоимости. К середине 70-х годов развитие интегральных схем для широкого спектра областей применения дошло и до автопрома и вызвало революционные изменения в автомобильной электронике.

Один из первых примеров объединения электронных систем в сеть появился при разработке системы управления тяговым усилием (TCS). Это объединение в сеть было изначально реализовано чисто механическими средствами. Дроссельная заслонка в воздухозаборной системе ДВС была оснащена устройством, которое можно было активировать непосредственно через систему управления тяговым усилием. Системе управления двигателем было невозможно распознать, чем вызвано перемещение дроссельной заслонки — нажатием педали газа или вмешательством системы управления тяговым усилием.

Следующим этапом стала реализация электронного подключения к блоку управления двигателем через интерфейс ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для улучшения динамической реакции. Его можно было использовать для передачи сигнала на блок управления двигателем для уменьшения крутящего момента двигателя. Тогда оно было реализовано в виде дросселирования подачи воздуха, уменьшения впрыска или опережения момента зажигания.

Из-за постоянного ужесточения требований к составу отработавших газов те возможности, что имелись на момент соединения системы управления тяговым усилием и системы управления двигателем были уже недостаточны. Теперь требовалось сообщить системе управления двигателем, как уменьшение крутящего момента, запрашиваемое системой управления тяговым усилием, осуществляется в воздушном, топливном каналах или цепи зажигания. Поэтому было необходимо создать более мощный интерфейс, через который система управления тяговым усилием могла бы передать системе управления двигателем запрос на необходимый крутящий момент и динамическую реакцию. I/I наоборот, фактический момент, обороты двигателя и резерв настройки тока должны были передаваться на блок управления TCS. Это оказалось сложно и дорого в плане количества проводов, необходимых для передачи этих разных данных через дискретные и, к примеру, ШИМ-интерфейсы. Система шин CAN (сеть контроллеров) была представлена в 1991 году в качестве альтернативы дискретным проводам. Так был заложен фундамент для современного объединения автомобильных систем в сеть.

Электронная архитектура сегодня

В современных автомобилях практически все ЭБУ прямо или косвенно (например, через шлюзы) соединены друг с другом (рис. » Соединение ЭБУ между собой в современном автомобиле среднего класса» ). Объединение в сеть дошло до того, что 60 и более ЭБУ общаются между собой по нескольким шинам CAN и другим шинам — FlexRay, MOST (транспорт для медиа ориентированных систем) и LIN (локальная сеть взаимодействия). Так, например, блок управления системы динамической стабилизации (ESP) передает в сеть информацию о скорости автомобиля. Автомобильный радиоприемник может использовать эту информацию, к примеру, для адаптации громкости к скорости автомобиля.

Благодаря объединению ЭБУ в мощную сеть можно реализовать множество новых функций без какого-либо дополнительного оборудования, т.е. исключительно путем обмена данными и с помощью программного обеспечения. Одним из примеров служит открывание дверных окон путем более длительного нажатия кнопки на брелоке дистанционного управления. Таким образом, например, можно равномерно вентилировать салон летом, когда открываются двери. Для этого блоки стеклоподъемников и система центрального запирания обмениваются необходимой информацией. Программное обеспечение запускается либо на ЭБУ системы центрального запирания, либо на ЭБУ стеклоподъемников. Во многих автомобилях эти две системы имеют общий ЭБУ, в этом случае новые программные функции можно реализовать даже еще проще.

Это демонстрирует тенденцию, изначально встречавшуюся в кузовной электронике: интеграция отдельных ЭБУ с образованием центрального ЭБУ (рис. «Сравнение децентралихованного и централизованного управления» ). Эти центральные ЭБУ соединяются с датчиками и исполнительными механизмами либо через дискретные, аналоговые провода, либо через шины. Последние значительно уменьшают количество штырьков в разъеме ЭБУ и, соответственно, стоимость проводки. Датчики и исполнительные механизмы, подключаемые через шины, также называют «интеллектуальными». Для подключения к шине они должны иметь электронную схему, которая во многих случаях также включает в себя функции кондиционирования сигнала датчика или функции драйвера исполнительного органа. Но в то же время использование электронной схемы означает рост затрат на датчики и исполнительные механизмы. Таким образом, минимизация суммарных затрат, в том числе на электронику и провода, является важной задачей при определении концепций организации сети.

К примеру, логическая цепь для функции защиты пальцев у блоков стеклоподъемников во многих исполнениях расположена прямо в ЭБУ на электроприводе стеклоподъемника. Сигнал активации нормальной работы, например, при упомянутом выше открывании стекол с брелока, передается по шине LIN с центрального ЭБУ кузовной электроники (ВСМ). В этом отношении речь идет о серверной архитектуре.

Тенденции развития электронной архитектуры

Упомянутая выше централизация и использование интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов в области кузовной электроники нашла распространение в других функциональных областях автомобиля (информация для водителя, динамика движения и безопасность) и продолжит расширяться в ближайших поколениях автомобилей. В дополнение к комбинации функций различных ЭБУ в одном центральном ЭБУ используются локальные главные компьютеры (рис. «Возможный сценарий для автомобиля представительского класса в будущем» ).

ЭБУ интеллектуальных датчиков и исполнительных органов автомобиля зависят от этих главных компьютеров (ВСМ, IHU и т.д.). Функции, требующие высокой степени интеграции команд управления информацией в основном воспроизводятся на этих главных компьютерах в программном обеспечении. Чтобы эти функции могли работать и на ЭБУ других платформ, требуется стандартная программная архитектура. Добиться этого можно посредством инициативы AUTOSAR (см. раздел «AUTOSAR» ниже).

Архитектура электронных систем автомобиля

С увеличением количества электроники в автомобиле растет и потребность в мощных процессах разработки и методах их описания для архитектуры электрических и электронных систем.

Понятие «архитектура» обычно обозначает искусство строительства. В строительстве архитектор проектирует здание, создавая чертежи в различных проекциях, и строители-подрядчики выполняют работу в соответствии с пожеланиями заказчика и граничными условиями. Проект абстрагируется от реальности в плане конкретных аспектов (например, геометрических условий или электропроводки). Здание может быть возведено окончательно на основании проектов всех необходимых аспектов.

Применительно к автомобилям это называется «Е/Е-архитектурой». «Е/Е» означает электрические и электронные аспекты автомобиля. «Проекты» Е/Е-архитектора в дальнейшем мы будем называть общим понятием «модель».

У автопроизводителей и их поставщиков разные взгляды на то, сколько и каких моделей требуется для полного описания электрических и электронных систем автомобиля. Представленные ниже модели хорошо зарекомендовали себя на практике и являются необходимой основой для описания объема Е/Е-архитектуры.

Понятие архитектуры часто используется в литературе и публикациях для обозначения самих моделей. Здесь четко различают рабочую операцию (разработка архитектуры) и представление результата (модель).

Модели Е/Е-архитектуры

Модели Е/Е-архитектуры отражают результаты различных аспектов интеграции электронных систем в автомобиле (рис. «Модели Е/Е-архитектуры» ). Эти аспекты обычно рассматриваются одновременно, так, как и геометрия (структура кузова) и новые системы анализируются на этапе разработки концепции. В процессе разработки автомобиля может возникнуть ситуация, когда электронная система в выбранной технологии не вписывается в имеющееся пространство. В этом случае нужно найти компромисс.

Функциональная сеть

Функциональные модели — предварительная стадия конкретных технических систем. Они описывают элементы, необходимые для реализации необходимых характеристик, не вдаваясь в конкретную технологию. На примере рулевого управления с наложением это означает разбивку на такие элементы, как:

Переменное передаточное отношение;
Управление стабилизацией;
Модель автомобиля;
Исполнительный механизм;
Автомобиль;
Водитель.

Функциональные модели (рис. «Схема протекания сигнала со стандартными элементами на примере рулевого управления с наложением» ) обычно создаются в виде схемы прохождения сигналов по DIN 19226.

Сеть компонентов

Технологическая модель

Технологическая модель описывает, какая техническая реализация используется для указанных элементов без объединения их в модули, такие как электронные блоки управления (ЭБУ). Создаются «технологические блоки».

Таким образом, фильтрацию сигналов можно реализовать с дискретными компонентами с помощью цифровой цепи или фильтрующего программного обеспечения в микроконтроллере. С помощью цифровой цепи или микроконтроллера можно даже реализовать функцию контроллера. Стабилизации напряжения можно добиться либо с помощью сглаживающего конденсатора, либо конвертера напряжения DC/DC.

На выбор технической реализации с одной стороны влияет функция, а с другой — затраты. Прежде чем сгруппировать технологические блоки в модули в виде ЭБУ, первым делом нужно попытаться найти синергизм с технологическими блоками, интегрируемыми в будущем. Создается технологическая активная цепь (рис. «Пример технологической активной цепи» ). Если, к примеру, имеется конкретная сенсорная технология для звена активной цепи, сигнал которого нужен другой активной цепи, то она тоже будет использоваться. Это происходит даже при переопределении этого датчика под дополнительного пользователя, т.е. при менее строгих требованиях, например, к дальности приема сигналов или к точности.

Вместе с тем, важно хранить исходное требование в базе данных, так как этого синергизма может не оказаться в другом автомобиле.

В автомобильной промышленности для описания оборудования обычно используется номенклатура по DIN EN 60617.

Узловая модель

Звенья технологических активных цепей объединяются в группы в различных местах, называемых узлами. Здесь поддерживается строгое соблюдение оптимальных затрат на интеграцию технологических блоков. Например, делаются попытки интеграции программных частей нескольких технологических активных цепей на общем микроконтроллере. Там, где это возможно, используются сигналы датчиков и исполнительные механизма. Но история показывает, что замечательного синергизма можно добиться даже в области механики — например, в создании вакуума для пневматического усилителя тормозов через впускной трубопровод двигателя с искровым зажиганием.

Аппаратная модель ЭБУ

Эта модель описывает структуру электронного оборудования ЭБУ. Она создается путем отнесения конкретных электронных компонентов из технологических активных цепей электронному модулю в узле. Поэтому ЭБУ, вообще говоря, является сборным пунктом электронных компонентов различных систем, «интеграционной платформой».

Программное обеспечение для управления различными системами из различных источников (автопроизводителей или их поставщиков) интегрируется в микроконтроллеры, размещенные в ЭБУ. Путем объединения ЭБУ в сеть можно реализовывать сложные распределенные функции, использующие датчики и исполнительные механизмы из различных мест установки в автомобиле.

На стадии разработки для электрических и электронных компонентов ЭБУ изначально используются традиционные электрические схемы. Затем определяется механика ЭБУ, дизайн и технология подключения. Модель на ранней стадии разработки ограничивается очень грубым представлением.

Программная модель ЭБУ

Из классической информационной технологии (для систем персональных компьютеров) имеется несколько признанных методов разработки архитектуры программного обеспечения с соответствующими моделями (например, Product Line Approach). Однако до сих пор не было разработано стандарта на разработку архитектуры программного обеспечения в автомобилестроении. С появлением стандарта AUTOSAR архитектура программного обеспечения в автомобиле в настоящее время определяется непосредственно.

Стандарт AUTOSAR определяет структуру программного обеспечения близко к уровню аппаратной части и интерфейсы между функциями приложений (рис. «Изображение архитектуры AUTOSAR» ). Кроме того, AUTOSAR определяет стандартизированные форматы обмена, поддерживаемые популярными инструментами моделирования.

Различают базовое и прикладное программное обеспечение. Блоками базового программного обеспечения являются, например, драйверы устройств, программное обеспечение для связи, операционная система и аппаратная абстракция.

Сетевая модель связи

Поскольку все технологические блоки автомобиля на предыдущих этапах были распределены между ЭБУ, мы получаем сеть этих ЭБУ с их коммуникационными взаимосвязями. Сетевая модель связи представляет все ЭБУ в автомобиле, подключенные к шине и, соответственно, прямо или косвенно соединенные друг с другом.

Каждый сигнал, передаваемый между двумя или несколькими ЭБУ, относится к подходящей шинной системе. В этом плане AUTOSAR определяет стандартизированные форматы обмена, позволяющие описать связь по шине. Формат обмена AUTOSAR, начиная с версии 3.0, содержит стандарт ASAM FIBEX.

Электрическая схема

Отнесение технологических блоков к ЭБУ и модулям датчиков и исполнительных механизмов также привело к появлению сети электрических нагрузок/потребителей, требующей подходящего энергоснабжения. С одной стороны, важно защитить отдельные электрические цепи, чтобы короткое замыкание не повлияло на всю сеть. С другой стороны, не на все цепи, должна подаваться электроэнергия в каждом рабочем режиме.

Для этого был введен принцип «выводов». К примеру, на вывод 15 электроэнергия подается только при включении зажигания.

Электрическая схема (рис. «Электрическая схема на примере автомагнитолы» ) показывает электрическое соединение и защиту предохранителями отдельных модулей без учета монтажного положения. Здесь можно увидеть цвета проводов (на рисунке не показаны) и соответствие выводу или предохранителю. Выводы обозначаются по DIM 72552.

Плюс напряжения питания обычно изображается в верхней половине, а минус (масса) — в нижней.

Жгут проводов и пространство установки

Эта модель группирует электрические и электронные модули в определенном месте в автомобиле (рис. «Пример двухмерной пространственной модели» ). Таким образом, провода, соединяющие между собой ЭБУ, и провода питания нагрузок/потребителей сводятся вместе на станках для скрутки жгутов. Так получаются жгуты проводов. Здесь необходимо соблюдать множество разных граничных условий:

Концепция изготовления (одно- или многосоставный жгут проводов);
Поперечные сечения (гибкость);
Электромагнитная совместимость (ЕМС);
Рассеяние тепла;
Масса;
Стоимость (например, меди);
Устройство автомобильного жгута проводов.

Структура описывает возможные пути прокладки проводов в кузове, например, структура Н, состоящая из двух основных ветвей от передней до задней части автомобиля и перекрестной ветви, идущей с левой стороны автомобиля к правой.

На стадии разработки общей концепции автомобиля обычно достаточно двухмерны моделей; подробные трехмерные модели используются на более поздних стадиях проектирования.

Процесс разработки Е/Е-архитектуры

Процесс разработки Е/Е-архитектуры соединяет между собой отдельные стадии проектирования на логической и временной основе и обеспечивает критерии качества в начале и в конце стадии проектирования.

Поскольку Е/Е-архитектура для автомобилестроения — все еще молодая дисциплина, процессы у автопроизводителей и их поставщиков пока сильно разнятся. Это относится и к количеству, и последовательности стадий проектирования, и к критериям качества.

Управление требованиями

Требования решающим образом определяют действия Е/Е-архитектора. Рекомендуется различать функциональные и нефункциональные требования. Функциональные требования означают желаемые характеристики при эксплуатации автомобиля. Нефункциональные требования означают техническое решение и поэтому их также называют проектными ограничениями.

Таким ограничением может быть, например, свободное пространство в центральной консоли для установки ЭБУ. Другим ограничением может быть максимально допустимое рассеяние тепла в месте, которое влияет на размещенную там силовую электронику.

Таким образом, например, аудиоусилители часто устанавливаются в багажниках, так как тепло в области панели приборов не может адекватно рассеиваться.

После подготовки документации по функциональным и нефункциональным требованиям начинается фактическая разработка Е/Е-архитектуры.

Разработка Е/Е-архитектуры

Разработка Е/Е-архитектуры может идти двумя путями: по принципу «снизу-вверх», т.е. начиная с существующих компонентов, и по принципу «сверху вниз», т.е. с реализацией всех ранее описанных этапов моделирования, начиная с функциональных и нефункциональных требований.

Принцип «снизу-вверх», вовремя создания Е/Е-архитектуры, начиная с функциональности существующих компонентов, предусматривает дополнение этих компонентов функционально-коммуникативными аспектами и прохождение соответствующих этапов моделирования. Этот подход обычно выбирается для создания Е/Е-архитектур последующих поколений существующих автомобильных платформ.

Принцип «сверху вниз» фокусируется на сложности функций и обычно выбирается для создания Е/Е-архитектур новых автомобильных платформ.

Использование Е/Е-концепций позволяет обмениваться данными с партнерами- разработчиками электронных компонентов и жгутов проводов.

Презентация на тему; Электрооборудование автомобилей; к уроку

Посмотреть и скачать бесплатно презентацию по теме «Электрооборудование автомобилей». pptCloud.ru — каталог презентаций для детей, школьников (уроков) и студентов.

Содержание

Электрооборудование автомобилей

Введение

Литература

Электронные системы управления: как облегчить управляемость транспортным средством, повысить безопасность езды?

Электронные системы управления автомобилем предназначены для осуществления контроля и управления за его различными механическими, гидравлическими и пневматическими системами. Задача электронных систем управления — облегчение управляемостью транспортным средством, увеличение контроля за ситуацией на дороге, повышение безопасности езды, улучшение тяговых характеристик авто.

Управление электроникой

Модуль, приводы и датчики, входящие в электронную систему управления автомобиля, применяются для управления целого ряда узлов, агрегатов и систем автомобиля:

Двигателя. Специальные датчики позволяют произвести измерения конкретных параметров работы двигателя. Количество датчиков впечатляет разнообразием. Среди самых распространённых – датчик давления топлива в контуре низкого давления, датчик давления во впускном коллекторе, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха .
Подвески . Электронные средства важны для управления кинематикой подвески, стабилизаторами поперечной устойчивости, гасящими и упругими элементами подвески. Напрямую с управлением подвески связаны вопросы устойчивости автомобиля.
Трансмиссии. Благодаря компьютерным системам, например, оперативно оптимизируется процесс управления фрикционными сцеплениями. В процессе разгона транспортного средства отпадает надобность в получении разности частот вращения коленвала двигателя и ведущего вала коробки передач.
Рулевого управления. В том числе, доступно электронное управление подачей тока к соленоиду обводного клапана.
Тормозной системы . С помощью современных электронных систем можно регулировать тормозное давление на каждом отдельном колесе, влиять на пробуксовку задних колес в режиме притормаживания и оптимизировать управляемость транспортным средством при торможении непосредственно до наступления момента блокировки колес.
Инструментальной панели (информационных и предупреждающих приборов).
Удерживающих устройств . Как системы безопасности водителя, так и пассажиров.
Осветительного оборудования. Компьютерные системы помогают современному водителю управлять светом, внутренним освещением салона, омывателями, стеклоочистителями, системами.

Кроме того, электроника обеспечивает своевременное информирование водителя об изменениях, касающихся погоды, техсостояния механизмов, агрегатов и систем автомобиля.

Установка электронных систем управления авто – это возможность снабдить транспортное средство средствами самодиагностики, предупредить водителя о потенциальных сбоях функционировании систем, сделать более рациональной работу персонала автосервиса.

Современные автомобильные компьютеры способны мгновенно оценивать дорожную ситуацию и отклонения от нормального режима управления автомобилем. Они способны вывести автомобиль из сложного заноса, перехватывая управление автомобилем, своевременно предупреждают водителя об опасности, согласуют управление автомобиля с движущимися по соседней полосе автомобилями, и позволяют выбрать наиболее выгодный режим разгона или замедления на слиянии, пересечении дорог.

Компоненты электронной системы управления автомобилем: что есть что?

Современный автомобиль оснащен несколькими электронными модулями управления, десятками датчиков и актуаторами – исполнительными устройствами, способными передавать данные главному процессору.

Сенсоры (датчики) – устройства, которые предназначены для ввода информации. Устройства необходимы для отправки сигналов от устройств во внешнюю среду. Датчики способны преобразовать в электрические сигналы перемещение, температуру, давление, скорость, изменение позиционирования. Образно их можно назвать органами чувств автомобильных компьютерных систем. Это «нос», «глаза» и «уши» транспортного средства.

Электронный модуль управления представляет собой компьютер (комплекс электронных схем). Объединяет программное и аппаратное обеспечение. Используя сигналы от входящих устройств (датчиков), электронный модуль осуществляет управление различными системами, подсистемами, устройствами вывода (приводами). Позволяет управлять и контролировать мощность, расход топлива, состав отработавших газов и другие важные параметры. Электронный модуль управления является «мозгом» компьютерной автомобильной системы. При этом при существенных изменениях: например, установке турбокомпрессора, электронный модуль управления может быть перепрограммирован.
Актуаторы (приводы) – исполнительные устройства, которые представлены миниатюрными электромоторами, электромагнитами. Они и преобразуют электрические сигналы в движение или перемещение органов управления. Приводы справедливо сравнивают с «руками» компьютерных автомобильных систем.

Компьютерная система управления, представленная на схеме, позволяет оценивать сигналы, поступающие от различных датчиков:

U= Напряжение (от датчика холостого хода и от датчика полной нагрузки);
Q = электросигнал, поступивший от датчика массового расхода воздуха;
nK = сигнал, идущий от датчика частоты вращения коленчатого вала;
TM = сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости в двигателе;
TL = сигнал от датчика температуры воздуха;
RAM = Random Access Memory = оперативная память – хранит информацию о быстро-изменяющихся параметрах состояния двигателя и внешней среды;
ROM = Read-Only Memory = Постоянное запоминающее устройство – хранит информацию о практически неизменных параметрах;
ECU = Электронный модуль управления – процессор, способный вычислить длительность впрыска топлива каждой из топливных форсунок (инжекторов), опираясь на информацию, хранящуюся в оперативной памяти и в постоянном запоминающем устройстве.

Выходным сигналом в системе является электрический импульс, (ECU посылает его к электромагнитному клапану инжектора), исполнительным устройством (приводом) в данной системе выступает форсунка.

Длительность открытого состояния инжектора ti = 2,4 мс позволяет сформировать необходимое соотношение воздуха и топлива в цилиндре двигателя.

Controller Area Network

Современные транспортные средства активно освещают локальной системой связи (Controller Area Network). Мощный процессор, направлен на комплексное управление электронными системами и механизмами автомобиля.

Для обмена информацией модули управления системами автомобиля подключают к этой локальной сети. В этом случае легко решается вопрос с получением сигналов от датчиков и реагированием на изменения положения органов управления.

В случае выявления ошибки электронным модулем управления центральный процессор сразу же видит сигнал и запускает процесс, направленный на сохранение работоспособности той или иной системы и поддержание безопасности во время движения. Водитель о возникшей неисправности также сразу получает соответствующий сигнал.

Считывать информацию о неисправностях, получить данные с датчиков и исследовать форму электросигнала исходящего от них можно посредством мотор-тестеров. Умения пользоваться этими устройствами становятся необходимыми для каждого современного диагноста, мехатроника.

Среди образовательных продуктов SENSYS на базе платформы ELECTUDE обязательно обратите внимание на тренинг «Автодиагност. Диагностика электронных систем управления двигателя при помощи мотор-тестера» . Это эффективная тренировка навыков в области диагностики автомобиля с электронными системами управления.

Система электрооборудования автомобиля

Система электрооборудования

Э лектрооборудование автомобиля — предназначено для выработки и передачи электрической энергии потребителям различных систем и устройств автомобиля.

Устройство электрооборудования автомобиля:

В се перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

Э лектрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Ц епь низкого напряжения обеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации, а также работу системы пуска.

Система пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска.

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Ц епь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси и применяется на бензиновых двигателях. Воспламенение горючей смеси происходит по мере подачи искры зажигания в цилиндры, от сюда и название система искрового зажигания . Другими словами система зажигания служит для создания тока высокого напряжения, распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты. На современных автомобилях используют контактно-транзисторную и бесконтактную системы зажигания. Для более подробного изучения — устройство системы зажигания автомобиля .

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Г енератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

К элементам управления относятся щитки предохранителей, блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Б лок управления служит для:

контроль потребителей;
контроль напряжения;
регулирование нагрузки;
управление системой комфорта;

П отребители энергии бывают : Основные, длительные, кратковременные.

О сновные:

— электроусилитель рулевого привода;

Д ополнительные:

— система активной безопасности;

— система пассивной безопасности;

К ратковременные:

— системы комфорта;

Подкатегории

Устройство контактной системы батарейного зажигания 1

Контактная система батарейного зажигания

Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.

При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.

Устройство контактной системы батарейного зажигания :

Схема устройства контактной системы батарейного зажигания :

а) схема ; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера ; 1 – рычажок прерывателя ; 2 – подвижный контакт ; 3 – неподвижный контакт ; 4 — кулачок ; 5 – прерыватель низкого напряжения ; 6 — конденсатор ; 7, 14, 23 – провода ; 8 – выключатель зажигания ; 9 – добавочный резистор ; 10 – первичная обмотка ; 11 – вторичная обмотка ; 12 – катушка зажигания ; 13 — магнитопровод ; 15 – выключатель добавочного резистора ; 16 — амперметр ; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ) ; 18 – выключатель электродом ; 19 – ротор с электродом ; 20 — распределитель ; 21, 24 – подавительные резисторы ; 25 – свеча зажигания ; 26 – ключ выключателя зажигания.

Контактная система батарейного зажигания состоит из : аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта : неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.

При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.

Цепь низкого напряжения следующая : положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.

При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.

Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.

Цепь высокого напряжения : вторичная обмотка 11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.

В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.

Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения : 0 – зажигания выключено ; 1 – зажигание включено ; 2 – включены зажигание и стартер ; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.

Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.

Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?

Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания :

Источник https://pptcloud.ru/raznoe/elektrooborudovanie-avtomobiley

Источник https://press.ocenin.ru/elektronnaya-arhitektura-v-avtomobil/

Источник https://avtomire.ru/elektronika/prezentaciya-na-temu-elektrooborudovanie-avtomobilej-k-uroku/