Предметы:
- введение
- Управление исполнительным механизмом с помощью реле, транзистора и полевого транзистора
- Управление исполнительным механизмом с помощью ЭБУ
Инлейдинг:
В современных автомобилях имеются десятки устройств управления, отвечающих за работу как двигателя внутреннего сгорания, так и электродвигателей, а также функций комфорта и безопасности. Эти устройства управления оснащены программным обеспечением, которое обрабатывает сигналы датчиков и использует их для определения того, какими исполнительными механизмами необходимо управлять. На странице "Схемы интерфейса» глубже углубляется в процесс обработки входных и выходных сигналов ЭБУ (блоком управления).
На следующем изображении мы видим ЭБУ управления двигателем посередине, датчики слева и исполнительные механизмы справа.
- Датчики посылают низкое напряжение в ЭБУ. Уровень напряжения (в диапазоне от 0 до 5 или 14 В), частота (скорость) или длительность импульса ШИМ-сигнала подает в ЭБУ информацию об измеренном значении датчика.
- В случае приводов речь идет больше о токе, чем о напряжении. Хотя для генерации тока требуется напряжение, без этого тока привод не будет работать.
На странице "Типы датчиков и сигналыВходные сигналы от датчика в ЭБУ рассмотрены подробнее. На этой странице описано управление приводами.
Управление исполнительным механизмом с помощью реле, транзистора и полевого транзистора:
Привод включается и выключается ЭБУ. В ЭБУ это делается с помощью транзистор или FET электрическое соединение установлено или разорвано.
Принцип действия транзистора равен одному реле: оба компонента управляются управляющим током, чтобы сделать их проводящими. Работа транзистора отличается от реле: в транзисторе нет движущихся частей. Транзистор переключается с электронным током.
На трех изображениях ниже мы видим один релейная схема с лампой.
- Реле выключено: ток управления не течет. Катушка не является магнитной, поэтому переключатель на стороне основного тока разомкнут. Также отсутствует основной ток. Лампа выключена;
- Реле включено: катушка реле получает напряжение питания и замыкается на массу. Протекает управляющий ток, и катушка потребляет напряжение питания, чтобы стать магнитной. В результате воздействия магнитного поля выключатель в основной силовой части замыкается. Начинает течь основной ток и лампа загорается;
- Схема ситуации управляющего тока через катушку и основного тока через лампу.
В ЭБУ транзисторы и/или полевые транзисторы включаются и выключаются. На следующих трёх изображениях мы видим транзисторную схему, потребителем которой является лампа. Транзистор типа NPN.
- Транзистор не проводит ток: на базе транзистора отсутствует напряжение питания. Управляющий ток не протекает, поэтому транзистор не переключает основной ток;
- Транзистор в проводящем состоянии: на основное соединение подается напряжение питания. Ток управления протекает через базу и эмиттер на землю. Транзистор начинает проводить ток, соединяя заземляющее соединение лампы с землей схемы. Начинает течь основной ток и лампа включается;
- Схема ситуации управляющего тока через транзистор и основного тока через лампу.
Мы все чаще видим, как полевые транзисторы используются в ЭБУ. Аббревиатура FET расшифровывается как «Полевой транзистор». Основное различие между полевым транзистором и транзистором заключается в том, что полевой транзистор включается напряжением, а транзистору требуется управляющий ток. В тот момент, когда полевой транзистор становится проводящим, начинается поток электронов. Поток электронов движется от минуса к плюсу (фактическое направление тока).
- FET не проводит ток. На затвор не подается управляющее напряжение;
- Полевой транзистор в состоянии проводимости: на затвор подается управляющее напряжение. Полевой транзистор начинает проводить ток, вызывая протекание основного тока через лампу;
- Схема ситуации, на которой мы видим направление потока электронов (от минуса к плюсу) через полевой транзистор.
Операция транзистор en FET описаны на отдельных страницах. На этой странице мы фокусируемся исключительно на принципах переключения исполнительных механизмов.
Управление исполнительным механизмом с помощью ЭБУ:
Транзистор и полевой транзистор расположены на печатной плате ЭБУ, но иногда также встроены в исполнительные механизмы. В этом разделе мы более подробно рассмотрим схемы ЭБУ для четырех различных типов приводов. На изображении мы видим два пассивных актуатора со своим плюсом и цепью массы через ЭБУ.
Пассивные приводы в большинстве случаев оснащены катушкой, которая имеет собственное напряжение питания и подключается к массе ЭБУ. Пассивный привод может иметь датчик положения, но часто он также пассивный (внешний). потенциометр), и обрабатывается по отдельному сигнальному проводу в другой части ЭБУ.
Когда ток через исполнительный механизм подается непосредственно через транзистор в ЭБУ, это называется силовым транзистором. Пассивным приводом также можно управлять через полевой транзистор.
На изображениях ниже показаны примеры управления пассивными приводами.
1. Управление катушкой зажигания: при использовании катушки зажигания без внутренних драйверов первичный ток катушки зажигания переключается на массу ЭБУ. На рисунке показан силовой транзистор в ЭБУ (2), выполненный в виде Схема Дарлингтона чтобы обеспечить больший коэффициент усиления, который переключает первичную обмотку катушки зажигания (3) на землю для зарядки первичной катушки. Вторичная катушка подключается к стороне свечи зажигания (4).
2. Управление электродвигателем: с помощью H-мост Электродвигатель с угольными щетками может вращаться в двух направлениях. H-мост может быть построен на транзисторах или полевых транзисторах, как показано на рисунке. Электродвигатель оснащен потенциометром для передачи положения обратно в ЭБУ. В число приложений могут входить: электродвигатель клапана отопителя, клапан EGR, стекло зеркала, регулировка сиденья, газовый клапан. В последнем случае он становится двойным. потенциометр применяется в целях безопасности. H-мост обычно представляет собой микросхему, установленную на печатной плате ЭБУ.
Страница op H-мост описаны примеры различных вариантов H-моста на транзисторах и полевых транзисторах.
Помимо пассивных актуаторов мы также встречаем активные и интеллектуальные актуаторы. На изображении ниже мы видим схему этих типов.
При использовании активных и интеллектуальных исполнительных механизмов ЭБУ переключает ток косвенно через исполнительный механизм. Транзистор в ЭБУ относительно легкий, так как ток, через который он проходит, будет равен нулю.
- Активный актуатор: силовой транзистор теперь находится не в ЭБУ, а в самом актуаторе. Примером этого является катушка зажигания (штыревая катушка зажигания или катушка зажигания DIS с внутренними драйверами). Активным исполнительным механизмом в данном случае является водитель. Исполнительный механизм получает постоянное питание и постоянное заземление, а сигнальный транзистор в ЭБУ включает или выключает силовой транзистор с помощью логической 1 или 0 (5 вольт или 0 вольт);
- Интеллектуальный привод: привод оснащен собственным ЭБУ с переключающим транзистором. Связь осуществляется между обоими (или более) ЭБУ через шину LIN, посредством чего происходит обмен цифровыми сигналами. Примером интеллектуального привода является электродвигатель стеклоочистителя. Посредством связи по шине LIN можно обмениваться такими данными, как: текущее положение рычагов стеклоочистителей, скорость и перемещение в нулевое положение.
Связанная страница:
