Информационно-диагностическая система. Общие сведенья. Система встроенных датчиков

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

                               Сургутский институт нефти и газа (филиал)

 

 

 

 

 

 

Кафедра «ЭТТМ»

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине: «Электроника»

 

Тема: «Информационно-диагностическая система. Общие сведенья. Система встроенных датчиков. Маршрутные компьютеры. Панель приборов»

 

 

 

 

 

 

                                                                              Выполнил студент СТЭзс - 10

                                                                              А.А.Семенихин

                                                                              Принял                                                                               

                                                                              Р.А.Зиганшин

 

 

 

Сургут 2012

                                                        СОДЕРЖАНИЕ

 

 ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………...3

1. ИНФОРМАЦИОННО-ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. ОБЩИЕ СВЕДЕНЬЯ …………………………………………………………………………....4

2. СИСТЕМА ВСТРОЕННЫХ ДАТЧИКОВ ……………………………………….10

3. МАРШРУТНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ …………………………………………….…11

4. ПАНЕЛЬ ПРИБОРОВ ……………………………………………………………..15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………..……………………….......18

ИСТОЧНИКИ....................…………………………………………..………………..19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

ВВЕДЕНИЕ

           Для контроля за режимом движения, техническим состоянием автомобиля и отдельных систем служит бортовая система информации и диагностирования. Бортовая система контроля информирует водителя о скорости движения автомобиля, частоте вращения вала двигателя, напряжении бортовой сети, количестве топлива в баке, температуре охлаждающей жидкости, давлении масла.     С помощью бортовых систем возможен автоматизированный контроль уровня эксплуатационных жидкостей в заправочных емкостях, состояния тормозных накладок, исправности ламп приборов светосигнальной аппаратуры, состояния фильтров. К системе контроля и диагностирования предъявляются высокие требования: приборы и датчики должны выдерживать вибрации и тряски; работоспособность при значительных перепадах температур; выдерживать воздействие агрессивной окружающей среды; быть малочувствительными к пульсациям и изменению напряжения в бортовой сети; быть надежными, долговечными и простыми в обслуживании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИНФОРМАЦИОННО-ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБЩИЕ СВЕДЕНЬЯ

          Автомобильная информационно-диагностическая система (АИС) является составной частью современного автомобиля и предназначена для сбора, обработки, хранения и отображения информации о режиме движения и техническом состоянии автомобиля, а также окружающих его внешних факторах. Для этой цели на автомобиле устанавливаются контрольно-измерительные приборы (КИП) и различные дополнительные устройства: бортовая система контроля (БСК), система встроенных датчиков (СВД), маршрутный компьютер (МК), навигационная система.   

          С точки зрения характера отображаемой информации она подразделяется на оперативную, дополнительную (в том числе контрольно-диагностическую) и внешнюю. Устройства и приборы, предоставляющие водителю информацию, определяют структуру АИС:

- оперативная информация - электромеханическая комбинация  приборов, электронный щиток приборов, ветровое стекло;

- дополнительная информация - БСК, СВД и контрольных точек  (КТ), МК;

- внешняя информация - телевизионная  установка заднего вида, радиотелефон  и развлекательные устройства, навигационные,  локационные и другие устройства.

         Контрольно-измерительные приборы информируют водителя о скорости движения автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, напряжении бортовой сети, количестве топлива в баке, температуре охлаждающей жидкости, давлении масла. Кроме того, КИП информируют о возникновении аварийных режимов: в системе смазки двигателя - о падении давления масла, в системе охлаждения - о перегреве охлаждающей жидкости.

           Бортовая система контроля - это развивающаяся система. В ее функции входит информирование водителя о ряде параметров систем и агрегатов автомобиля, изменение состояния которых не создает аварийного режиме работы и не требует немедленного вмешательства, а предупреждает о необходимости принятия мер по техническому обслуживанию. С помощью БСК возможен автоматизированный контроль уровня эксплуатационных жидкостей в заправочных емкостях, состояния тормозных накладок, исправности ламп приборов светосигнальной аппаратуры, состояния фильтров.

           Для снижения трудоемкости и уменьшения времени диагностирования автомобиля оборудуют системой встроенных датчиков, имеющих выходы на штекерный разъем. К штекерному разъёму при диагностировании подключается диагностическая аппаратура, что дает существенные преимущества по сравнению с традиционными способами подключения с помощью зажимов и фиксаторов. При наличии на борту автомобиля диагностического прибора, подсоединенного к СВД, водитель может самостоятельно с минимальными затратами времени оценить техническое состояние автомобиля.

          В последнее время для автомобилей стали разрабатываться устройства, предоставляющие водителю дополнительную информацию, связанную со скоростью движения, расходом топлива, пройденным расстоянием и временем. Подобные устройства получили название маршрутных компьютеров.

        Современная концепция единой системы "водитель - автомобиль - дорога - среда" предполагает наличие не только оперативной и контрольно-диагностической информации о режиме движения и состоянии автомобиля, но также внешней информации о состоянии дорог (обледенения, заторы, ремонт), карте дорог, оптимальном маршруте следования и погодных условиях. Эта информация поступает в АИС извне (от системы датчиков, размещенных вдоль автомагистрали на всем ее протяжении, специальных радиопередающих станций, по спутниковой связи либо из специально записанной в память системы базы данных). Подобные системы, называемые навигационными, следует считать новейшим направлением в развитии АИС.

           Не следует забывать и такие информационные возможности современного автомобиля, как телевизионная установка заднего вида (применяется, как правило, на большегрузных автопоездах), которая во время стоянки превращается в обычный телевизор, а также радиотелефон, компьютерные игры и т.п. Основными характеристиками информационно-диагностической системы автомобиля как единого целого являются быстродействие, точность воспроизведения и считывания информации, время считывания информации, информационная емкость, яркость и контрастность изображения.

          Быстродействие измерительного прибора определяют как интервал времени с момента измерения значения контролируемого параметра до фиксации этого изменения на указательной части прибора. Для создания водителю оптимальных условий при принятии решений быстродействие системы должно быть максимальным и зависеть от характера отображаемой информации (например, влияет ли информация на безопасность дорожного движения, либо носит второстепенный предупредительный характер). Быстродействие зависит от технических характеристик приборов, в основном от инертности используемых датчиков. 

         Точность воспроизведения информации (точность прибора) характеризует степень соответствия результата измерения действительному значению измеряемого показателя. Точность измерительного прибора определяется его основной погрешностью. Погрешность прибора непосредственно связана с его чувствительностью, которая определяется как отношение изменения показаний прибора к соответствующему изменению измеряемого показателя. В общем виде погрешность используется в качестве характеристики текущей точности прибора, которая называется его разрешающей способностью.

        Точность считывания информации в значительной степени зависит от водителя, поэтому требования, предъявляемые к информационно-диагностической системе, должны учитывать его возможности. На точность считывания информации влияют число и взаимное расположение элементов АИС (т.е. эргономические характеристики панели приборов), качество приборов (размах шкалы указателя, яркость и контраст световых индикаторов).

          Например, исследования информационных свойств сигнализаторов показали, что наибольшее значение вероятности обнаружения сигнала при однорядном расположении сигнализаторов убывает слева направо. Наибольшую же вероятность не опознания сигнала имеют сигнализаторы, расположенные вертикально в правой части панели приборов.

         Время считывания информации с прибора непосредственно влияет на безопасность дорожного движения. Его можно уменьшить за счет уменьшения доли избыточной информации, отображаемой прибором, а также за счет обеспечения водителю оптимальных условий работы с прибором (размах шкалы, яркость, контраст, дополнительные звуковые сигналы для привлечения внимания).

          Одной из важных характеристик АИС является частота обращений водителя к приборам. Под частотой обращения подразумевается число сознательных или рефлекторных актов получения водителем информации о состоянии автомобиля, двигателя или других агрегатов и систем посредством контрольных приборов за единицу времени. Частота обращения водителя к приборам при управлении автомобилем является одним из показателей, характеризующих степень необходимости приборов, а также дает количественную характеристику процесса восприятия информации.

         Частота обращения к приборам зависит от условий движения, исправности двигателя и контролируемых систем, а также от профессиональной подготовленности водителя. Чем чаще водитель контролирует состояние системы, тем меньше вероятность ее аварийной поломки. Но поскольку слишком частое обращение к контрольным приборам приводит к ухудшению условий безопасности дорожного движения, можно предположить, что водитель интуитивно, основываясь на личном опыте, выбирает частоту обращения, обеспечивающую достаточно надежный контроль при минимальных затратах времени и внимания.

          Информационная емкость определяет максимальное количество информации, отображаемое информационно-диагностической системой. Информационная емкость зависит от структуры и количества контрольно-измерительного оборудования. Однако чрезмерное увеличение этого показателя может привести к информационной перегрузке водителя и снижению безопасности дорожного движения. Поэтому для современных    АИС с большим количеством отображаемой информации становится актуальным разработка специальных форм и алгоритмов (способов) отображения информации водителю.

          По способу отображения информации разделяются АИС с индивидуальным, иерархическим способами отображения информации и с регулируемым потоком информации.

          При индивидуальном способе предъявления информации состояние каждого контролируемого параметра отображается индивидуальными средствами отображения - контрольно-измерительными приборами или сигнализаторами.   Номенклатура КИП и сигнализаторов в этом случае определяется числом контролируемых параметров. Положительными сторонами таких АИС являются простота построения и полнота отображения информации. К недостаткам относятся: большой объем избыточной информации; трудность соотношения между собой множества отдельных показаний для оценки ситуации в целом; большая площадь, занимаемая КИП и сигнализаторами, что увеличивает время поиска водителем необходимого сообщения, и габаритные размеры панели приборов.

          В АИС с регулируемым потоком информации происходит искусственное разделение большого информационного потока с помощью устройств коммутации на ряд мелких, предъявляемых водителю последовательно одним и тем же средством отображения. В этих системах информация предъявляется либо с "приоритетом" (наивысший приоритет имеют параметры, связанные с безопасностью дорожного движения). либо только о тех параметрах, которые вышли за допустимые пределы (информация о работе сигнализаторов аварийных режимов). Положительными сторонами указанного способа являются: существенное сокращение передаваемого потока информации и уменьшение площади панели приборов. К недостаткам можно отнести большое время поиска причин выхода за допустимые пределы контролируемых параметров из-за ограниченного числа средств отображения на приборной панели и необходимость применения коммутирующих устройств со сложной адресацией и управлением.

           С увеличением информационных потоков, передаваемых водителю, наиболее перспективным является иерархический (ступенчатый) способ предъявления информации. На первой ступени при таком способе предъявления отображается информация о техническом состоянии автомобиля в целом (без детализации), на второй - информация о состоянии его узлов и агрегатов.     При этом предъявляется только та информация, которая необходима водителю после ознакомления с общей ситуацией. Третья ступень - по запросу водителя - отображает информацию о состоянии элементов и агрегатов автомобиля в количественной или качественной форме.

           Построение АИС с иерархической структурой предполагает работу с бортовым компьютером, устройства обработки информации которого могут реализовать заданные алгоритмы и программы за короткое время (при учете большого числа контролируемых параметров).