Информационно-диагностическая система. Общие сведенья. Система встроенных датчиков

          Преимуществами АИС с иерархической структурой являются возможность передачи водителю большого информационного потока, значительное сокращение "лишней" информации, компактность панели приборов и широкие возможности перестройки информационной системы.                 Недостатками являются необходимость наличия высокоразвитого бортового компьютера и специальных устройств связи со средствами отображения всех ступеней.

         Яркость и контрастность указателей и индикаторов являются важными характеристиками АИС. Они определяют возможность восприятия водителем информации в условиях внешней освещенности.

         Восприятие символов зависит от их контраста по отношению к фону. Значение его находится в диапазоне 0,60...0,95. Снижение этого параметра нецелесообразно, даже когда получен сравнительно высокий уровень яркости.

         Учитывая условия эксплуатации автомобилей, к системе информации и диагностирования предъявляются высокие требования. Приборы и датчики, входящие в систему, должны выдерживать вибрации и тряски, оставаться работоспособными при значительных перепадах температуры, выдерживать воздействие агрессивной окружающей среды, обладать малой чувствительностью к пульсациям и изменению напряжения в бортовой сети автомобиля.

               В современных автомобилях все чаще применяют систему разделения сигналов по приоритетности, различая сигналы высшего уровня (например, о безопасности движения и аварии), второго, третьего и других уровней (информация о техническом состоянии автомобиля, не приводящем к аварии, климатические параметры, местоположение автомобиля и др.). Это позволяет значительно уменьшить число обязательных приборов, а, следовательно, и объем снимаемой с них информации. Остальная информация может быть получена водителем по желанию. Такую работу может выполнить бортовой компьютер. Автомобильные приборы по принципу действия делят на электрические и механические. Наиболее распространены электрические, которые преобразуют неэлектрические сигналы (давление, температуру, частоту вращения и т. п.) в электрические. Они состоят из датчика, преобразователя и соединяющих их проводов и указателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. СИСТЕМА ВСТРОЕНЫХ ДАТЧИКОВ

 

         Система встроенных датчиков впервые стала применяться в отечественном автомобилестроении на автомобилях ВАЗ-2105, -2108. В комплект СВД входят: 12-полюсный штекерный разъем; датчик положения коленчатого вала двигателя (датчик верхней мертвой точки - ВМТ); датчик высокого напряжения; датчик опорного цилиндра; жгут проводов для коммутирования датчиков и контрольных точек.

         Принципиальная электрическая схема СВД представлена на рис. 2.1 (смотри рис. 2.1). Контрольными точками, выведенными на штекерный разъем, являются: клемма "+" генератора, "+" и "-" катушки зажигания, "масса" двигателя, а также выводы датчиков ВМТ, высокого напряжения и опорного цилиндра (на автомобилях ВАЗ датчики высокого напряжения и опорного цилиндра входят в комплект диагностической аппаратуры и устанавливаются только на период диагностирования).                                                 

                                                                                      Рис. 2.1. Принципиальная электрическая схема СВД

 

Система встроенных датчиков позволяет определять:

 напряжение аккумуляторной батареи - без нагрузки, под нагрузкой (включен стартер) и при заторможенном стартере; 

- регулируемое напряжение;  

- исправность диодов выпрямителя  генератора; 

- напряжение на катушке  зажигания - при включении замка  зажигания и при включении  стартера; 

- падение напряжения на  контактах прерывателя; 

- угол замкнутого состояния  контактов прерывателя - при контрольных  значениях частоты вращения двигателя;  

- асинхронизм искрообразования  по цилиндрам; 

- угол опережения зажигания  при контрольных значениях частоты  вращения двигателя; 

- падение частоты вращения  двигателя при отключении цилиндров.

В дальнейшем система СВД  будет совершенствоваться и внедряться на всех автомобилях перспективных  моделей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. МАРШРУТНЫЙ КОМПЬЮТЕР

 

         Маршрутный компьютер является мозгом машины и у него можно спросить, что в машине не работает или не попадает в заданные пределы нормы. Хотя, конечно, это не полный анализ, который может произвести квалифицированный мастер, но все же большую часть о состоянии машины выяснить можно. Количество функций современного бортового компьютера измеряется десятками, а для некоторых моделей переваливает за сотню.

Возможности:

- отображает все доступные параметры  системы

- управляет доступными исполнительными  механизмами

- регулирует СО

- показывает неисправности с  текстовой расшифровкой ошибок!

- сбрасывает вышеуказанные ошибки

- показывает идентификационные  данные блока управления

- пройденное расстояние от начала  маршрута (в метрах).

- время нахождения на маршруте (включенное зажигание).

- время нахождения в движении (скорость движения не равна  нулю).

- текущая скорость движения  автомобиля (в км/час).

- средняя скорость движения  на маршруте (в км/час).

- общий расход топлива на  маршруте (в литрах).

- средний расход топлива на  маршруте (в литрах на 100 км).

- мгновенный расход топлива  (в литрах в час).

- остаток топлива в баке

- пробег на остатке.

- время разгона в указанном  диапазоне скоростей

           Самое первое, на что способен бортовой компьютер, это отображать мгновенные параметры: текущее время, скорость автомобиля, обороты двигателя, температуру двигателя, температуру в салоне и температуру наружного воздуха, остаток топлива в баке, бортовое напряжение и т.д. Многие возразят, что большинство этих значений можно увидеть по показанию индикаторов на панели приборов, и окажутся не правы. Точность показаний штатных систем оставляет желать лучшего, а самое главное, не поддается коррекции.

         Скажем, при установке колес большего диаметра скорость вашего автомобиля при тех же оборотах двигателя будет выше. Однако штатный спидометр ничего не знает о ваших новых колесах и будет отображать неверную информацию. В то время, как большинство бортовых компьютеров позволят внести коррективы в работу и сообщат вам об истинном значении скорости.

         С бортовым компьютером становится доступной информация о текущем расходе топлива, среднем расходе на 100 км, расходе топлива за текущую поездку, времени поездки, пройденном пути. Некоторые бортовые компьютеры умеют не только отображать информацию о совершенной поездке, но и помогут запланировать новую. Например, сообщат время, необходимое для преодоления пути, рассчитают рекомендуемую скорость, сообщат о нужном количестве бензина или о количестве километров, которые удастся преодолеть на остатке топлива.

         Возможность увидеть на экране ряд параметров – это приятно. Однако важно не только увидеть, но и вовремя среагировать на нештатную ситуацию. Здесь крайне полезной окажется возможность бортового компьютера постоянно контролировать ряд параметров и при необходимости оперативно сигнализировать об их изменении.

         При нарушении работы системы охлаждения или в просто очень жаркий день можно не заметить, что температура двигателя превысила норму, в этом случае есть большой риск "закипеть", что в конечном итоге обернется серьезными проблемами для автомобиля. Бортовой компьютер ни на секунду не потеряет контроль над ситуацией и немедленно предупредит вас о перегреве двигателя звуковым сигналом. Точно так же он проконтролирует и предупредит о превышении рекомендуемой скорости движения, о значении бортового напряжения, о необходимости очередного техобслуживания.

         Существуют системы, сохраняющие работоспособность автомобиля даже в случае выхода из строя того или иного датчика, чтобы вы могли добраться до автосервиса или гаража и устранить неисправность. Стратегия состоит в том, что при возникновении неисправности в цепи какого-то датчика компьютер заменит сигнал этого датчика на постоянное значение, хранящееся в памяти (Fale Safe Mode – параметр по умолчанию).

         При переходе в режим ограниченной управляемости двигатель продолжает работать, хотя и с меньшей эффективностью. Некоторые системы управления настолько "сообразительны", что водитель даже может не заметить, что продолжает ехать с неисправностью. Только горящая сигнальная лампочка говорит о том, что с двигателем не все в порядке, либо его параметры работы не соответствуют принятым нормам.

         При неисправности особо важных датчиков, определяющих режим работы двигателя, его экономичность и экологичность, таких как датчик расхода воздуха или датчик давления в коллекторе, температурный датчик – компьютер может ограничить динамические характеристики двигателя. После устранения неисправности система возвращается к нормальному функционированию.

          Для владельцев автомобилей с инжекторными двигателями бортовой компьютер превращается в личного автомеханика, который перед каждой поездкой произведет диагностику двигателя и узлов автомобиля и сообщит о наличии неполадок и причинах, вызвавших их.

        Автомобильный компьютер является прямым родственником настольной персоналки и работают они по схожей схеме. Компьютер получает некоторые исходные данные, обрабатывает их по заданной программе и выводит на экран в форме, понятной любому пользователю.

         В случае с персональным компьютером все достаточно ясно. Данные вводятся с клавиатуры, сканера или считываются с носителей информации, например, жесткого диска. Откуда же берет информацию бортовой автомобильный компьютер, и что она собой представляет? Все очень просто.    Современный автомобиль кишит разного рода датчиками, активаторами и блоками управления. Бортовой компьютер подключается в цепь датчиков, таких как уровень топлива, скорости, к цепи зажигания, к колодке диагностики, к датчику расхода топлива и другим системам. То есть вся информация, которой оперирует бортовой компьютер, была в автомобиле и до появления оного. Но увидеть мы могли лишь ее малую часть.

Обработка данных.

         Здесь стопроцентная аналогия с обычным компьютером. В памяти автомобильного бортового компьютера заложена программа, которая обрабатывает полученные данные. Скажем, получив информацию с датчика уровня и датчика расхода топлива, компьютер дает возможность спрогнозировать пробег на остатке топлива. Так же и по ряду других параметров.

         Самое главное, на что стоит обратить внимание при разработке компьютера, это возможность вносить поправки в полученные данные. Как уже говорилось, бортовой компьютер сам ничего не замеряет, всю информацию о процессах, происходящих с вашим автомобилем, он получает от штатных систем. Как правило, информация эта обладает большой погрешностью. Как следствие, все значения, вычисленные на основании неверных данных, будут иметь мало общего с действительностью.

          Программа хорошего бортового компьютера позволяет подстроить показания по расходу топлива, расчету скорости, пробегу и т.д. Отсутствие данной функции не позволит получить достоверную информацию от вашего бортового компьютера.

       Немаловажную роль играет способ отображения полученной и вычисленной информации. А это напрямую зависит от типа установленного дисплея.

          Дисплей может быть цифровой, трех- или четырехразрядный. Для большей информативности этих дисплеев может быть два. Также встречаются модели с жидкокристаллическим дисплеем, похожие на те, что устанавливаются в мобильные телефоны. Бортовые компьютеры с этим типом дисплея наиболее удобны, однако цена их значительно выше.

 

4. ПРИБОРНАЯ ПАНЕЛЬ

 

           Панель приборов, как средство отображения информации, в наибольшей степени определяет внутреннюю визуальную информативность автомобиля.

Любая автомобильная панель приборов должна обеспечивать хорошую обзорность всех шкал и датчиков, установленных на ней, оставаясь достаточно простой в обращении, выдавать всю необходимую водителю информацию. Это, прежде всего:

• текущее состояние систем автомобиля, непосредственно обеспечивающих безопасность движения (тормозная система, автосигнальное оборудование и система пассивной безопасности);
• характеристики движения (скорость, обороты двигателя, дистанция до впереди идущего объекта);
• правильность эксплуатации двигателя, ходовой части, трансмиссии, электрооборудования и всего автомобиля в целом;
• прочие сведения (текущее время, например).

        Включает в себя обязательные контрольно-измерительные приборы, сигнальные лампы и органы управления основным и дополнительным оборудованием.

Контрольно-измерительные  приборы:

           Тахометр,  Спидометр,  указатель температуры охлаждающей жидкости, указатель давления масла, указатель уровня заряда аккумуляторной батареи, указатель уровня топлива, Одометр. На грузовых автомобилях и большинстве автобусов присутствуют дополнительные приборы: Указатель давления воздуха в   тормозных контурах (передний, задний, стояночный, вспомогательный контуры), указатель давления воздуха в шинах, указатель температуры масла коробки передач. Пример приборной панели автомобиля