Subyek:
- Inleiding
- Kontrol aktuator oleh relay, transistor dan FET
- Kontrol aktuator oleh ECU
Perkenalan:
Pada kendaraan bermotor modern, terdapat puluhan perangkat kendali yang bertanggung jawab atas pengoperasian motor bakar dan motor listrik, serta fungsi kenyamanan dan keselamatan. Perangkat kontrol ini dilengkapi dengan perangkat lunak yang memproses sinyal dari sensor dan menggunakannya untuk menentukan aktuator mana yang perlu dikontrol. Di halaman "Sirkuit antarmuka” menggali lebih dalam proses di mana sinyal input dan output diproses oleh ECU (unit kontrol).
Pada gambar berikutnya kita melihat ECU manajemen mesin di tengah, dengan sensor di kiri dan aktuator di kanan.
- Sensor mengirimkan tegangan arus rendah ke ECU. Tingkat tegangan (mulai dari 0 hingga 5 atau 14 volt), frekuensi (kecepatan) atau lebar pulsa sinyal PWM memberikan masukan kepada ECU tentang nilai terukur dari sensor.
- Dengan aktuator, ini lebih tentang arus daripada tegangan. Meskipun tegangan diperlukan untuk menghasilkan arus, aktuator tidak akan berfungsi tanpa arus ini.
Di halaman "Jenis dan sinyal sensorSinyal input dari sensor ke ECU dibahas lebih detail. Halaman ini menyoroti kontrol aktuator.
Mengontrol aktuator dengan relay, transistor dan FET:
Aktuator dihidupkan dan dimatikan oleh ECU. Di ECU dilakukan dengan cara a transistor atau a FET sambungan listrik dibuat atau diputuskan.
Prinsip penggerak transistor sama dengan satu menyampaikan: kedua komponen dikontrol dengan arus kontrol untuk menjadikannya konduktif. Pengoperasian transistor berbeda dengan relai: tidak ada bagian yang bergerak di dalam transistor. Transistor beralih dengan arus elektron.
Dalam tiga gambar di bawah ini kita melihat satu rangkaian relai dengan lampu.
- Relai dimatikan: tidak ada arus kontrol yang mengalir. Kumparannya tidak bersifat magnetis, sehingga saklar di sisi arus utama terbuka. Juga tidak ada arus utama yang berjalan. Lampu dimatikan;
- Relai dihidupkan: koil relai menerima tegangan suplai dan dihubungkan ke ground. Arus kontrol mengalir dan koil mengkonsumsi tegangan suplai menjadi magnetis. Akibat adanya medan magnet tersebut, saklar pada bagian daya utama ditutup. Arus utama mulai mengalir dan lampu menyala;
- Sketsa situasi arus kendali yang melalui kumparan dan arus utama yang melalui lampu.
Di ECU, transistor dan/atau FET dinyalakan dan dimatikan. Pada tiga gambar berikutnya kita melihat rangkaian transistor dengan lampu sebagai konsumennya. Transistornya bertipe NPN.
- Transistor tidak menghantarkan: tidak ada tegangan suplai pada sambungan basis transistor. Tidak ada arus kontrol yang mengalir, sehingga transistor tidak mengalihkan arus utama;
- Transistor dalam konduksi: tegangan suplai diterapkan ke sambungan dasar. Arus kontrol mengalir melalui basis dan emitor ke ground. Transistor mulai menghantarkan arus, menghubungkan sambungan ground lampu ke ground rangkaian. Arus utama mulai mengalir dan lampu menyala;
- Sketsa situasi arus kendali yang melalui transistor dan arus utama yang melalui lampu.
Kita semakin sering melihat FET digunakan di ECU. Singkatan FET adalah singkatan dari: “Field Effect Transistor”. Perbedaan utama antara FET dan transistor adalah FET dihidupkan dengan tegangan, sedangkan transistor memerlukan arus penggerak. Saat FET dibuat konduktif, aliran elektron dimulai. Aliran elektron berjalan dari minus ke plus (arah arus sebenarnya).
- FET tidak berjalan. Gerbang tidak dilengkapi dengan tegangan kontrol;
- FET dalam konduksi: tegangan kontrol diterapkan ke gerbang. FET mulai mengalir, menyebabkan arus utama mengalir melalui lampu;
- Sketsa situasi dimana kita melihat arah aliran elektron (dari minus ke plus) melalui FET.
Pengoperasian transistor en FET dijelaskan pada halaman terpisah. Pada halaman ini kami fokus secara eksklusif pada prinsip peralihan aktuator.
Mengontrol aktuator oleh ECU:
Transistor dan FET terletak di papan sirkuit cetak ECU, namun terkadang juga tergabung dalam aktuator. Pada bagian ini kita akan melihat lebih dekat rangkaian ECU untuk empat jenis aktuator yang berbeda. Pada gambar kita melihat dua aktuator pasif dengan nilai tambah masing-masing dan sirkuit ground melalui ECU.
Aktuator pasif - dalam banyak kasus - dilengkapi dengan koil, yang memiliki tegangan suplai sendiri dan dialihkan ke ground oleh ECU. Aktuator pasif mungkin memiliki sensor posisi, tetapi seringkali juga pasif (sensor eksternal). potensiometer), dan diproses melalui kabel sinyal terpisah di bagian lain ECU.
Ketika arus yang melalui aktuator dikirim langsung melalui transistor di ECU, ini disebut transistor daya. Aktuator pasif juga dapat dikontrol melalui FET.
Gambar di bawah menunjukkan contoh bagaimana aktuator pasif dikendalikan.
1. Kontrol koil pengapian: dengan koil pengapian tanpa driver internal, arus primer dari koil pengapian dialihkan ke ground oleh ECU. Gambar menunjukkan transistor daya di ECU (2), dirancang sebagai Sirkuit Darlington untuk memberikan faktor penguatan yang lebih besar, yang mengalihkan koil primer koil penyalaan (3) ke ground untuk mengisi koil primer. Kumparan sekunder dihubungkan ke sisi busi (4).
2. Pengendalian motor listrik : menggunakan a H-jembatan Motor listrik dengan sikat karbon dapat berputar ke dua arah. H-bridge dapat dibangun dengan transistor atau FET seperti yang ditunjukkan. Motor listrik dilengkapi dengan potensiometer untuk mengumpankan posisi kembali ke ECU. Aplikasinya dapat meliputi: motor listrik untuk katup pemanas, katup EGR, kaca spion, penyetelan kursi, katup gas. Dalam kasus terakhir ini menjadi ganda potensiometer diterapkan untuk keselamatan. H-bridge biasanya berupa IC yang dipasang di papan sirkuit cetak ECU.
Di halaman H-jembatan contoh versi berbeda dari jembatan-H dengan transistor dan FET dijelaskan.
Selain aktuator pasif, kami juga menemukan aktuator aktif dan cerdas. Pada gambar di bawah kita melihat rangkaian jenis ini.
Dengan aktuator aktif dan cerdas, ECU mengalihkan arus secara tidak langsung melalui aktuator. Transistor pada ECU relatif ringan karena arus yang melewatinya adalah nol.
- Aktuator aktif: transistor daya sekarang tidak ada di ECU, tetapi di aktuator itu sendiri. Contohnya adalah koil pengapian (koil pengapian pin, atau koil pengapian DIS dengan driver internal). Aktuator yang aktif dalam hal ini adalah pengemudi. Aktuator menerima catu daya konstan dan ground konstan, dan transistor sinyal di ECU menghidupkan atau mematikan transistor daya dengan logika 1 atau 0 (5 volt atau 0 volt);
- Aktuator cerdas: aktuator dilengkapi dengan ECU sendiri dengan transistor switching. Komunikasi terjadi antara kedua (atau lebih) ECU melalui bus LIN, dimana sinyal digital dipertukarkan. Contoh aktuator cerdas adalah motor wiper kaca depan. Melalui komunikasi bus LIN, data seperti: posisi lengan wiper kaca depan saat ini, kecepatan dan pergerakan ke posisi nol dapat dipertukarkan.
