Tárgyak:
- bevezetés
- Aktor vezérlése relével, tranzisztorral és FET-tel
- A működtető vezérlése ECU-val
Bevezetés:
A modern gépjárművekben több tucat vezérlőberendezés felel mind a belsőégésű, mind a villanymotorok működéséért, valamint a kényelmi és biztonsági funkciókért. Ezek a vezérlőeszközök olyan szoftverrel vannak felszerelve, amely feldolgozza az érzékelőktől érkező jeleket, és ennek alapján határozza meg, hogy mely aktuátorokat kell vezérelni. Az oldalon "Interfész áramkörök” behatóbban foglalkozik azzal a folyamattal, amelyben a bemeneti és kimeneti jeleket az ECU (vezérlőegység) dolgozza fel.
A következő képen a motorvezérlő ECU-t látjuk középen, az érzékelőket a bal oldalon, a működtetőket pedig a jobb oldalon.
- Az érzékelők alacsony áramfeszültséget küldenek az ECU-nak. A feszültség szintje (0 és 5 vagy 14 volt között), a frekvencia (sebesség) vagy a PWM jel impulzusszélessége bemenetet biztosít az ECU számára az érzékelő mért értékéről.
- Az aktuátoroknál inkább az áramról, mint a feszültségről van szó. Bár az áram generálásához feszültség szükséges, az aktuátor nem működik ezen áram nélkül.
Az oldalon "Érzékelő típusok és jelek” az érzékelőtől az ECU-ba küldött bemeneti jeleket részletesebben tárgyaljuk. Ez az oldal az aktuátorok vezérlését mutatja be.
Aktor vezérlése relével, tranzisztorral és FET-tel:
Az indítószerkezetet az ECU kapcsolja be és ki. Az ECU-ban ez a tranzisztor vagy a FET elektromos csatlakozás jön létre vagy megszakad.
A tranzisztor hajtási elve eggyel egyenlő relé: mindkét alkatrészt vezérlőárammal vezérlik, hogy vezetőképesek legyenek. A tranzisztor működése eltér a relé működésétől: a tranzisztorban nincsenek mozgó alkatrészek. A tranzisztor elektronárammal kapcsol.
Az alábbi három képen egyet látunk relé áramkör lámpával.
- Relé kikapcsolva: nem folyik vezérlőáram. A tekercs nem mágneses, ezért a főáram oldalon lévő kapcsoló nyitva van. Szintén nem folyik főáram. A lámpa ki van kapcsolva;
- Relé bekapcsolva: a relé tekercs tápfeszültséget kap és földelve van. Vezérlőáram folyik, és a tekercs felveszi a tápfeszültséget, hogy mágnesessé váljon. A mágneses tér hatására a fő tápegység kapcsolója zárva van. Egy főáram kezd folyni, és a lámpa kigyullad;
- A tekercsen átmenő vezérlőáram és a lámpán keresztüli főáram helyzetének vázlata.
Az ECU-ban a tranzisztorok és/vagy a FET-ek be- és kikapcsolhatók. A következő három képen egy tranzisztoros áramkört látunk fogyasztóként lámpával. A tranzisztor NPN típusú.
- A tranzisztor nem vezet: a tranzisztor alapcsatlakozásánál nincs tápfeszültség. Nem folyik vezérlőáram, így a tranzisztor nem kapcsolja át a főáramot;
- Vezető tranzisztor: az alapcsatlakozásra tápfeszültség kerül. A bázison és az emitteren keresztül vezérlőáram folyik a földre. A tranzisztor vezetni kezd, összekötve a lámpa testcsatlakozását az áramkör földelésével. A főáram elkezd folyni, és a lámpa bekapcsol;
- A tranzisztoron átmenő vezérlőáram és a lámpán áthaladó főáram helyzetrajza.
Egyre gyakrabban látjuk, hogy FET-eket használnak az ECU-ban. A FET rövidítés jelentése: „Field Effect Tranzistor”. A fő különbség a FET és a tranzisztor között az, hogy a FET feszültséggel van bekapcsolva, míg a tranzisztor meghajtó áramot igényel. Abban a pillanatban, amikor a FET vezetőképessé válik, megindul az elektronáramlás. Az elektronáramlás mínusztól pluszig tart (tényleges áramirány).
- A FET nem vezet. A kapu nem rendelkezik vezérlőfeszültséggel;
- FET vezetésben: a kapura vezérlőfeszültség kerül. A FET vezetni kezd, aminek következtében egy főáram folyik át a lámpán;
- Szituációs vázlat, amelyben látjuk az elektronáramlás irányát (mínuszból pluszba) a FET-en keresztül.
A működés a tranzisztor en FET külön oldalakon vannak leírva. Ezen az oldalon kizárólag az aktuátorok kapcsolási elveire koncentrálunk.
A működtető vezérlése ECU-val:
A tranzisztor és a FET az ECU nyomtatott áramköri lapján található, de néha beépítve a működtetőkbe is. Ebben a részben közelebbről megvizsgáljuk az ECU áramköreit négy különböző típusú működtetőelemhez. A képen két passzív működtetőt látunk saját pluszjellel és egy földelő áramkörrel az ECU-n keresztül.
A passzív működtetők a legtöbb esetben tekerccsel vannak felszerelve, amelynek saját tápfeszültsége van, és az ECU földre kapcsolja. A passzív aktuátornak lehet helyzetérzékelője, de ez gyakran passzív is (külső). potenciométer), és az ECU egy másik részében lévő külön jelvezetéken keresztül dolgozzák fel.
Ha az aktuátoron áthaladó áramot közvetlenül az ECU-ban lévő tranzisztoron keresztül továbbítják, ezt teljesítménytranzisztornak nevezik. A passzív aktuátor FET-en keresztül is vezérelhető.
Az alábbi képek példákat mutatnak be a passzív aktuátorok vezérlésére.
1. Gyújtótekercs vezérlés: belső meghajtók nélküli gyújtótekerccsel a gyújtótekercsből származó primer áramot az ECU földre kapcsolja. Az ábra az ECU-ban (2) lévő teljesítménytranzisztort mutatja, amelyet a következőképpen terveztek: Darlington körút nagyobb erősítési tényező biztosítására, amely a gyújtótekercs (3) primer tekercsét testre kapcsolja az elsődleges tekercs feltöltéséhez. A szekunder tekercs a gyújtógyertya oldalához csatlakozik (4).
2. Elektromos motor vezérlése: a H-híd A szénkefés villanymotor két irányba tud forogni. A H-híd az ábrán látható módon tranzisztorokkal vagy FET-ekkel is megépíthető. Az elektromos motor egy potenciométerrel van felszerelve, amely visszaadja a pozíciót az ECU-nak. Az alkalmazások a következők lehetnek: elektromos motor a fűtőszelephez, EGR szelep, tükörüveg, ülésállítás, gázszelep. Ez utóbbi esetben duplává válik potenciométer biztonság kedvéért jelentkezett. A H-híd általában egy IC, amelyet az ECU nyomtatott áramköri lapjába szerelnek be.
Az oldalon H-híd példákat ismertetünk a tranzisztoros és FET-ekkel ellátott H-híd különböző változataira.
A passzív aktuátorok mellett aktív és intelligens hajtóművekkel is találkozunk. Az alábbi képen ezeknek a típusoknak az áramkörét látjuk.
Az aktív és intelligens működtetőelemekkel az ECU közvetetten kapcsolja át az áramot az aktuátoron keresztül. Az ECU-ban lévő tranzisztor viszonylag könnyű, mivel az áram, amelyen áthalad, nulla lesz.
- Aktív működtető: a teljesítménytranzisztor most nem az ECU-ban van, hanem magában a működtetőben. Példa erre a gyújtótekercs (tüskés gyújtótekercs vagy DIS gyújtótekercs belső meghajtókkal). Az aktív működtető ebben az esetben a vezető. Az aktuátor állandó tápellátást és állandó testet kap, az ECU-ban lévő jeltranzisztor pedig logikai 1-gyel vagy 0-val (5 volt vagy 0 volt) kapcsolja be vagy ki a teljesítménytranzisztort;
- Intelligens működtető: az aktuátor saját ECU-val van felszerelve kapcsolótranzisztorral. A kommunikáció mindkét (vagy több) ECU között a LIN-buszon keresztül történik, ezáltal a digitális jelek cseréje történik. Az intelligens működtető szerkezetre példa az ablaktörlő motor. A LIN busz kommunikáción keresztül olyan adatok cserélhetők, mint: az ablaktörlő karok pillanatnyi helyzete, sebesség és a nulla pozícióba való mozgás.
Kapcsolódó oldal:
