Emner:
- Potensiometer
- Motstandsprogresjon
- Signalspenning
- Spenningsdeler
- Potensiometer for speiljustering
- Potensiometre for gassjusteringsmotoren
Potensiometer:
Et potensiometer kalles også potensiometer eller vinkelsensor og brukes ofte innen bilteknologi som posisjonssensor av for eksempel gasspedalen, gassventilen eller for tanknivået. Løperen (dragkontakten) beveger seg over karbonbanen ved hjelp av en justerbar del, hvor en motstandsendring oppnås og dermed kan posisjonen bestemmes. De tre bildene nedenfor viser et faktisk potensiometer, delene i et potensiometer og symbolet på et potensiometer.
Motstanden til signalforbindelsen endres når løperen roteres til en annen posisjon på karbonbanen. En kontrollenhet kan imidlertid ikke "lese" motstand. En kontrollenhet bytter en referansespenning på 5 volt og jord til de to ytre koblingene til potensiometeret. Fordi det nå går strøm gjennom karbonbanen, forbrukes 5 volt spenningen i karbonbanen. Det var en spenning på 5 volt ved inngangen og 0 volt ved utgangen. Halvveis gjennom karbonsporet er halvparten av spenningen forbrukt: her er spenningen halvparten av referansespenningen, nemlig 2,5 volt. Spenningen som sendes til kontrollenheten via viskeren og signalforbindelsen gir kontrollenheten tilstrekkelig informasjon til å nøyaktig bestemme posisjonen på graden. Denne brukes blant annet til gasspedal og gassposisjonssensorer.
Spenningen på 5 volt er en vanlig verdi, fordi ombordspenningen forblir over 5 volt under alle driftsforhold. Hvis viktige sensorer skulle operere med en spenning på 12 volt, kan de fungere feil ved start av motoren: startspenningen om vinteren med et middels batteri kan falle til 10 volt.
En annen mulighet er at potensiometeret gir en spenning for en elektrisk krets med for eksempel en op-amp, som i frontlys justering. I så fall fungerer potensiometeret med en spenning på 12 til 14 volt.
Potensiometeret kan ofte gjøre en sving på 270 grader. Her antar vi et potensiometer med lineær gradient. Animasjonen viser utgangsspenningen ved syv forskjellige posisjoner av løperen:
- 0 grader: 0 volt
- 45 grader: 0,8 volt
- 90 grader: 1,7 volt
- 135 grader: 2,5 volt
- 180 grader: 3,3 volt
- 225 grader: 4,2 volt
- 270 grader: 5 volt
I virkeligheten endres utgangsspenningen med hver grad av rotasjon av løperen over karbonbanen:
- Totalt slag er 270 grader;
- Motstanden er 10 kΩ (10.000 XNUMX Ω)
- For hver rotasjonsgrad endres motstanden med 37 Ω
- Spenningen endres med 18,5 mV (0,0185 V) for hver rotasjonsgrad.
I animasjonen ovenfor ser vi at ved 0 % vridning er signalspenningen 0 volt og ved 100 % er den 5 volt. Dette kan imidlertid også være omvendt: 0 % vridning 5 volt og 100 % 0 volt.
Motstandsprogresjon:
Med et lineært potensiometer tilsvarer hver grad av vinkelrotasjon en viss fast verdi. For eksempel gir et 270 Ω potensiometer som kan gjøre en sving på 270° 1 Ω forskjell i motstand per rotasjonsgrad. Med et logaritmisk potensiometer er motstandsendringen ikke direkte proporsjonal, men progressiv.
I det neste bildet ser vi den lineære progresjonen (rød) til potensiometeret i forrige avsnitt. I tillegg kan den logaritmiske progresjonen (grønn) til den andre typen potensiometer også sees. Det logaritmiske potensiometeret brukes hovedsakelig til å simulere fysiske prosesser.
Signalspenningen til disse potensiometrene er proporsjonal med motstanden.
Signalspenning:
Potensiometeret kobles til på følgende måte:
- Forsyningsspenning på 5 volt fra kontrollenheten;
- Masse på 0 volt via kontrollenheten;
- Løperen overfører den analoge spenningen fra 0 til 5 volt til signaltilkoblingen til kontrollenheten.
Arbeidsområdet til potensiometeret er mellom 0,5 og 4,5 volt. Produsenter kan også velge andre ekstreme verdier, for eksempel: 0,4 til 4,6 volt. Signalet fra potensiometeret må aldri gå utover dette arbeidsområdet. Hvis kontrollenheten oppdager at signalspenningen kommer inn i forbudsområdet, gjenkjenner den dette som feil og lagrer en feilkode.
- Signalspenning 5 volt: indikerer en avbrutt jordledning eller positiv krets;
- Signalspenning 0 volt: indikerer en avbrutt forsyningsledning eller jordkortslutning.
For å sikre påliteligheten til signalet brukes et dobbelt potensiometer på en gasspedal eller en gassventil. Signalene kan speiles vertikalt i forhold til hverandre (som i figuren), eller proporsjonalt på et annet spenningsnivå. I alle fall er de kanskje ikke like. ECU-en sammenligner signalspenningene.
I det øyeblikket ECU-en oppdager et signal på en av de to potensiometrene som er uvirkelig (spikes, eller signalet havner i det forbudte området), går den inn i såkalt nødmodus og bruker det andre signalet.
På siden: gasspedal og gassventil bruken av potensiometeret diskuteres i detalj, inkludert "throttle by wire" og scope-bilder av signaler med feil.
Se også: sensortyper og signaler.
Spenningsdeler:
En seriekrets bestående av motstander oppfører seg som en spenningsdeler. Forsyningsspenningen fordeles over motstandene i henholdsvis denne seriekretsen. spenningsdeler. Den minste motstanden har det minste spenningsfallet og den største motstanden har det største spenningsfallet.
Bildene nedenfor viser potensiometeret i faktisk situasjon og i skjematisk representasjon, som er koblet til en 12 volt spenningskilde. Potensiometerløperen er halvveis. I det midterste bildet ser vi potensiometeret i skjematisk form. Til høyre ser vi spenningsdeleren med to separate motstander med kobling 3 i mellom. De tre diagrammene er likeverdige med hverandre.
Fordi potensiometeret har en fast motstandsverdi, er summen av motstandene (R1 + R2) lik den totale motstanden. Løperens bevegelse forårsaker en endring i motstand på R1 og R2 (høyre diagram). Utgangsspenningen på pinne 3 er høy når viskeren er på toppen og motstandsverdien R1 er liten.
Potensiometer for speiljustering:
To elektriske motorer gir horisontale og vertikale justeringsmuligheter for speilglasset. I moderne kjøretøy skjer styringen via en kontrollenhet. I diagrammet under ser vi denne kontrollenheten (J386). Styreenheten aktiverer aktuatoren så snart:
- føreren betjener speiljusteringsknappen, eller:
- revers gires og et speilglass må pekes nedover (vanligvis det på passasjersiden);
- må settes til en annen ønsket posisjon av minnefunksjonen. Dette identifiseres vanligvis med nøkkelen (fjernkontroll);
- teknikeren kontrollerer aktuatormotoren via en aktuatortest ved hjelp av en avlesningscomputer.
For å få speilglasset i ønsket posisjon, er det nødvendig å gjenkjenne posisjonen til speilglasset. Potensiometrene G791 og G792 sender signalet via de grå/gule og blå/røde ledningene til kontrollenheten. Når speilposisjonene til to forskjellige sjåfører er lagret på hvert sitt nøkkelnummer, justerer aktuatoren seg til riktig posisjon så snart den aktuelle sjåføren låser opp dørene med fjernkontrollen. I tillegg til de riktige speilglassposisjonene, er den elektriske rattstammejusteringen og seteposisjonsjusteringen (hvis den finnes) også satt til innstilt posisjon. På siden: utvendige speil og speiljustering kontrollmetodene til speiljusteringsmotorene er beskrevet.
Teksting:
- J386: dørkontrollenhet;
- V17: motor for horisontal justering av speilglass;
- G791: horisontalt speilglassjusteringspotensiometer;
- G792: vertikalt speilglassjusteringspotensiometer;
- V149: motor for vertikal speiljustering;
- V121: foldefunksjon for motorspeil;
- Z4: speilvarmeelement;
- L131: indikatorlamper i utvendig speilhus.
I ovenstående elektrisk diagram elektrisk motor V121 (speilfoldefunksjon) er også synlig. Fordi det ikke kreves mellomposisjoner for sammenfoldingsfunksjonen, er tilbakemelding fra en posisjonssensor ikke nødvendig. Tross alt er speilene enten utfoldet eller brettet. Når endeposisjonen er nådd, øker strømmen til den elektriske motoren, noe som får ECU til å "gjenkjenne" at endeposisjonen er nådd og dermed avslutte kontrollen.
Potensiometre for gassjusteringsmotoren:
Potensiometeret til gassjusteringsmotoren har blitt brukt som eksempel før på denne siden. Følgende diagram viser aktuatoren (venstre) og de to potensiometrene med felles strøm og jord og to signalforbindelser (høyre). Signalforbindelsene (pinne 4 og 5 i potensiometerpluggen) gir signaler med en annen spenningsprofil:
- progresjonen er lineær ved et annet spenningsnivå, med spenningene som stiger og faller samtidig, eller;
- signalspenningene er motsatte hverandre.
De tre bildene nedenfor viser tre målinger av gassposisjonssensorene og deres felles strømforsyning og jord. Tilførselsspenningen er igjen 5 volt og signalspenningene er innenfor toleransene.
Ved feil kan signalspenningen variere. To situasjoner er mulig:
- En av signalledningene har en feil. Fordi ECU-en sammenligner de to signalspenningene, gjenkjenner den dette feilsignalet og går i slapp modus. Dette er ledsaget av et opplyst motorstyringslys og redusert motoreffekt;
- Strøm- eller jordledningen inneholder en overgangsmotstand: i dette tilfellet er det et spenningstap over den aktuelle ledningen, som betyr beide potensiometre gir for lavt signal. Fordi signalspenningene sammenlignes med hverandre og de er i forhold til hverandre niet forskjellig, dette bestemmes av ECU niet kjente igjen. Signalspenningene som er for lave aksepteres av ECU og resulterer i feil styring av strupeventilen. ECU fortsetter å kontrollere gassventilaktuatoren til ønsket posisjon er nådd. Dette kan forårsake påfølgende feil i sensorer og aktuatorer relatert til lufttilførselen på grunn av en blanding som er for mager (positiv drivstofftrim), feil i lambdakretsen, feil knyttet til MAP-sensoren eller EGR.
Feilen i situasjonen ovenfor kan løses ved å skifte jordledningen mellom pinne B85 på kontakten på ECU og pinne 1 på kontakten på gassventilen.
