Aiheet:
- esittely
- Toimilaitteen ohjaus releellä, transistorilla ja FETillä
- Toimilaitteen ohjaus ECU:lla
Esipuhe:
Nykyaikaisissa moottoriajoneuvoissa on kymmeniä ohjauslaitteita, jotka vastaavat sekä poltto- että sähkömoottorin toiminnasta sekä mukavuus- ja turvallisuustoiminnoista. Nämä ohjauslaitteet on varustettu ohjelmistolla, joka käsittelee anturien signaalit ja määrittää sen avulla, mitä toimilaitteita on ohjattava. sivulla "Liitäntäpiirit” perehtyy syvemmälle prosessiin, jossa ECU (ohjausyksikkö) käsittelee tulo- ja lähtösignaaleja.
Seuraavassa kuvassa näemme moottorin hallinnan ECU:n keskellä, anturit vasemmalla ja toimilaitteet oikealla.
- Anturit lähettävät matalan virtajännitteen ECU:hun. PWM-signaalin jännitteen taso (vaihtelee 0 - 5 tai 14 volttia), taajuus (nopeus) tai pulssin leveys antaa ECU:lle syötteen anturin mitatusta arvosta.
- Toimilaitteiden kohdalla kyse on enemmän virrasta kuin jännitteestä. Vaikka virran tuottamiseen tarvitaan jännite, toimilaite ei toimi ilman tätä virtaa.
sivulla "Anturityypit ja signaalit” Anturilta ECU:lle tulevia tulosignaaleja käsitellään tarkemmin. Tämä sivu korostaa toimilaitteiden ohjausta.
Toimilaitteen ohjaus releellä, transistorilla ja FETillä:
ECU kytkee toimilaitteen päälle ja pois päältä. ECU:ssa se tehdään a transistori tai a FET sähköliitäntä on tehty tai katkennut.
Transistorin käyttöperiaate on yhtä suuri kuin yksi rele: molempia komponentteja ohjataan ohjausvirralla, jotta ne johtaisivat. Transistorin toiminta eroaa releestä: transistorin sisällä ei ole liikkuvia osia. Transistori kytkeytyy elektronivirralla.
Alla olevissa kolmessa kuvassa näemme yhden relepiiri lampun kanssa.
- Rele pois päältä: ohjausvirtaa ei kulje. Käämi ei ole magneettinen, joten päävirtapuolen kytkin on auki. Päävirtaa ei myöskään ole käynnissä. Lamppu sammuu;
- Rele kytketty päälle: relekäämi saa syöttöjännitteen ja on kytketty maahan. Ohjausvirta kulkee ja kela kuluttaa syöttöjännitteen muuttuakseen magneettiseksi. Magneettikentän seurauksena päävirtaosan kytkin on kiinni. Päävirta alkaa virrata ja lamppu syttyy;
- Tilannepiirros ohjausvirrasta käämin läpi ja päävirrasta lampun läpi.
ECU:ssa transistorit ja/tai FETit kytketään päälle ja pois. Seuraavassa kolmessa kuvassa näemme transistoripiirin, jossa on lamppu kuluttajana. Transistori on NPN-tyyppinen.
- Transistori ei johda: transistorin kantaliitännässä ei ole syöttöjännitettä. Ohjausvirtaa ei kulje, joten transistori ei vaihda päävirtaa;
- Transistori johtuessa: perusliitäntään syötetään syöttöjännite. Ohjausvirta kulkee kannan ja emitterin kautta maahan. Transistori alkaa johtaa kytkemällä lampun maadoitusliitännän piirin maahan. Päävirta alkaa virrata ja lamppu syttyy;
- Tilannepiirros ohjausvirrasta transistorin läpi ja päävirrasta lampun läpi.
Näemme yhä enemmän FET-laitteita käytettävän ECU:ssa. Lyhenne FET tarkoittaa: "Field Effect Transistor". Suurin ero FETin ja transistorin välillä on, että FET kytketään päälle jännitteellä, kun taas transistori vaatii käyttövirran. Heti kun FET tehdään johtavaksi, alkaa elektronivirtaus. Elektronivirta kulkee miinuksesta plussaan (todellisen virran suunta).
- FET ei johda. Portissa ei ole ohjausjännitettä;
- FET johtuessa: hilaan syötetään ohjausjännite. FET alkaa johtaa, jolloin päävirta kulkee lampun läpi;
- Tilannepiirros, jossa näemme elektronin virtauksen suunnan (miinuspisteestä plussaan) FETin läpi.
Toiminta transistori en FET kuvataan erillisillä sivuilla. Tällä sivulla keskitymme yksinomaan toimilaitteiden kytkentäperiaatteisiin.
Toimilaitteen ohjaus ECU:lla:
Transistori ja FET sijaitsevat ECU:n painetussa piirilevyssä, mutta joskus myös toimilaitteissa. Tässä osiossa tarkastellaan lähemmin neljän erityyppisen toimilaitteen ECU-piirejä. Kuvassa näemme kaksi passiivista toimilaitetta, joissa on oma plus ja maadoituspiiri ECU:n kautta.
Passiiviset toimilaitteet on - useimmissa tapauksissa - varustettu kelalla, jolla on oma syöttöjännite ja jonka ECU kytkee maahan. Passiivisessa toimilaitteessa voi olla asentoanturi, mutta tämä on usein myös passiivinen (ulkoinen). potentiometri), ja sitä käsitellään erillisellä signaalijohdolla ECU:n toisessa osassa.
Kun toimilaitteen läpi kulkeva virta lähetetään suoraan ECU:ssa olevan transistorin kautta, tätä kutsutaan tehotransistoriksi. Passiivista toimilaitetta voidaan ohjata myös FETin kautta.
Alla olevissa kuvissa on esimerkkejä passiivisten toimilaitteiden ohjaamisesta.
1. Sytytyspuolan ohjaus: jos sytytyspuola on ilman sisäisiä ohjaimia, ECU vaihtaa sytytyspuolan ensiövirran maahan. Kuvassa on ECU:n (2) tehotransistori, joka on suunniteltu Darlingtonin piiri suuremman vahvistuskertoimen aikaansaamiseksi, joka kytkee sytytyskäämin (3) ensiökäälin maadoitukseen ensiökäämin lataamiseksi. Toisiokäämi on kytketty sytytystulpan puolelle (4).
2. Sähkömoottorin ohjaus: käyttämällä a H-silta Hiiliharjoilla varustettu sähkömoottori voi pyöriä kahteen suuntaan. H-silta voidaan rakentaa transistoreilla tai FETeillä kuvan mukaisesti. Sähkömoottori on varustettu potentiometrillä, joka syöttää asennon takaisin ECU:hun. Käyttökohteita voivat olla: sähkömoottori lämmittimen venttiilille, EGR-venttiili, peililasi, istuimen säätö, kaasuventtiili. Jälkimmäisessä tapauksessa siitä tulee tupla potentiometri haettu turvallisuuden vuoksi. H-silta on yleensä IC, joka on asennettu ECU:n piirilevyyn.
Sivulla H-silta Esimerkkejä H-sillan eri versioista transistoreilla ja FETeillä on kuvattu.
Passiivisten toimilaitteiden lisäksi kohtaamme myös aktiivisia ja älykkäitä toimilaitteita. Alla olevassa kuvassa näemme näiden tyyppien piirin.
Aktiivisilla ja älykkäillä toimilaitteilla ECU kytkee virran epäsuorasti toimilaitteen kautta. ECU:n transistori on suhteellisen kevyt, koska sen läpi kulkeva virta on nolla.
- Aktiivinen toimilaite: tehotransistori ei ole nyt ECU:ssa, vaan itse toimilaitteessa. Esimerkki tästä on sytytyspuola (nastasytytyspuola tai DIS-sytytyspuola sisäisillä ohjaimilla). Tässä tapauksessa aktiivinen toimilaite on kuljettaja. Toimilaite saa jatkuvan virransyötön ja vakiomaadoituksen, ja ECU:n signaalitransistori kytkee tehotransistorin päälle tai pois päältä logiikalla 1 tai 0 (5 volttia tai 0 volttia);
- Älykäs toimilaite: toimilaite on varustettu omalla ECU:lla kytkentätransistorilla. Tiedonsiirto tapahtuu molempien (tai useamman) ECU:n välillä LIN-väylän kautta, jolloin digitaalisia signaaleja vaihdetaan. Esimerkki älykkäästä toimilaitteesta on tuulilasinpyyhkijän moottori. LIN-väylän tiedonsiirron kautta voidaan vaihtaa tietoja, kuten: tuulilasinpyyhkimien varsien nykyinen sijainti, nopeus ja liike nolla-asentoon.
Aiheeseen liittyvä sivu:
