Предмети:
- Вступ
- Управління приводом за допомогою реле, транзистора і польового транзистора
- Управління приводом за допомогою ECU
Вступ:
У сучасних автомобілях є десятки контрольних пристроїв, що відповідають за роботу двигунів внутрішнього згоряння та електродвигунів, а також за функції комфорту та безпеки. Ці пристрої керування оснащені програмним забезпеченням, яке обробляє сигнали від датчиків і використовує це для визначення приводів, які потрібно контролювати. На сторінці "Інтерфейсні схеми” заглиблюється в процес, у якому вхідні та вихідні сигнали обробляються ЕБУ (блоком керування).
На наступному зображенні ми бачимо ЕБУ керування двигуном посередині, з датчиками ліворуч і приводами праворуч.
- Датчики посилають низьку напругу струму до ECU. Рівень напруги (від 0 до 5 або 14 вольт), частота (швидкість) або ширина імпульсу ШІМ-сигналу надає ECU вхідні дані щодо виміряного значення датчика.
- З актуаторами мова йде більше про струм, ніж про напругу. Хоча для генерування струму потрібна напруга, привод не працюватиме без цього струму.
На сторінці "Типи датчиків і сигнали” більш детально розглянуті вхідні сигнали від датчика до ЕБУ. На цій сторінці описано керування приводами.
Управління приводом за допомогою реле, транзистора та польового транзистора:
Актуатор вмикається і вимикається ЕБУ. В ECU це робиться за допомогою a транзистор або a FET встановлено або порушено електричне з’єднання.
Принцип руху транзистора дорівнює одиниці реле: обидва компоненти керуються керуючим струмом, щоб зробити їх провідними. Робота транзистора відрізняється від реле тим, що в транзисторі немає рухомих частин. Транзистор перемикається електронним струмом.
На трьох зображеннях нижче ми бачимо одне релейна схема з лампою.
- Реле вимкнено: контрольний струм відсутній. Котушка не є магнітною, тому перемикач на стороні основного струму відкритий. Також відсутній основний струм. Лампа вимкнена;
- Реле ввімкнено: котушка реле отримує напругу живлення та з’єднана з землею. Керуючий струм тече, і котушка споживає напругу живлення, щоб стати магнітною. Внаслідок дії магнітного поля замикається вимикач у головній силовій частині. Починає протікати основний струм і лампа загоряється;
- Ескіз ситуації контрольного струму через котушку та основного струму через лампу.
У ECU транзистори та/або польові транзистори вмикаються та вимикаються. На наступних трьох зображеннях ми бачимо схему транзистора з лампою як споживачем. Транзистор типу NPN.
- Транзистор не проводить: на базі транзистора немає напруги живлення. Керуючий струм не протікає, тому транзистор не комутує основний струм;
- Транзистор в провідності: напруга живлення прикладена до основного з'єднання. Керуючий струм протікає через базу та емітер до землі. Транзистор починає провідність, з'єднуючи заземлення лампи з землею схеми. Починає протікати основний струм і лампа включається;
- Ескіз ситуації керуючого струму через транзистор і основного струму через лампу.
Ми все частіше бачимо використання польових транзисторів у ECU. Абревіатура FET розшифровується як «польовий транзистор». Основна відмінність між польовим транзистором і транзистором полягає в тому, що польовий транзистор включається за допомогою напруги, тоді як для транзистора потрібен струм руху. У той момент, коли польовий транзистор стає провідним, починається потік електронів. Потік електронів проходить від мінуса до плюса (дійсний напрямок струму).
- FET не проводить. Ворота не забезпечені керуючою напругою;
- FET в провідності: керуюча напруга подається на затвор. Польовий транзистор починає проводити, змушуючи основний струм протікати через лампу;
- Ескіз ситуації, на якому ми бачимо напрямок потоку електронів (від мінуса до плюса) через польовий транзистор.
Операція в транзистор en FET описані на окремих сторінках. На цій сторінці ми зосереджуємося виключно на принципах перемикання приводів.
Керування приводом за допомогою ECU:
Транзистор і польовий транзистор розташовані на друкованій платі ECU, але іноді також вбудовані в виконавчі механізми. У цьому розділі ми детальніше розглянемо схеми ECU для чотирьох різних типів приводів. На зображенні ми бачимо два пасивні приводи з власним плюсом і ланцюгом заземлення через ECU.
Пасивні приводи - в більшості випадків - оснащені котушкою, яка має власну напругу живлення і перемикається на землю ECU. Пасивний привод може мати датчик положення, але він часто також пасивний (зовнішній). потенціометр), і обробляється через окремий сигнальний дріт в іншій частині ECU.
Коли струм через привод проходить безпосередньо через транзистор в ECU, це називається силовим транзистором. Пасивним приводом також можна керувати через польовий транзистор.
На зображеннях нижче показано приклади керування пасивними приводами.
1. Керування котушкою запалювання: з котушкою запалювання без внутрішніх драйверів первинний струм від котушки запалювання перемикається на масу за допомогою ECU. На малюнку показаний силовий транзистор в ЕБУ (2), виконаний як Автодром Дарлінгтона щоб забезпечити більший коефіцієнт посилення, який перемикає первинну котушку котушки запалювання (3) на землю для заряджання первинної котушки. Вторинна котушка підключена до сторони свічки запалювання (4).
2. Керування електродвигуном: за допомогою a Н-міст Електродвигун з вугільними щітками може обертатися в двох напрямках. H-міст може бути побудований з транзисторів або польових транзисторів, як показано. Електродвигун оснащений потенціометром для передачі позиції в ECU. Застосування можуть включати: електродвигун клапана обігрівача, клапан EGR, скло дзеркала, регулювання сидінь, газовий клапан. В останньому випадку він стає подвійним потенціометр застосовується для безпеки. H-міст зазвичай є мікросхемою, яка встановлюється на друкованій платі ECU.
На сторінці Н-міст описані приклади різних версій H-мосту з транзисторами та польовими транзисторами.
Окрім пасивних приводів, ми також зустрічаємо активні та інтелектуальні приводи. На зображенні нижче ми бачимо схеми цих типів.
З активними та інтелектуальними приводами ECU перемикає струм опосередковано через привод. Транзистор в ECU відносно легкий, оскільки струм, через який він проходитиме, дорівнюватиме нулю.
- Активний актуатор: силовий транзистор тепер не в ЕБУ, а в самому актуаторі. Прикладом цього є котушка запалювання (штирькова котушка запалювання або котушка запалювання DIS із внутрішніми драйверами). Активним приводом у цьому випадку є драйвер. Привід отримує постійне джерело живлення та постійне заземлення, а сигнальний транзистор в ECU вмикає або вимикає транзистор живлення за допомогою логічної 1 або 0 (5 вольт або 0 вольт);
- Інтелектуальний привід: привід оснащений власним ЕБУ з перемикаючим транзистором. Зв'язок відбувається між обома (чи кількома) ECU через шину LIN, за допомогою якої відбувається обмін цифровими сигналами. Прикладом інтелектуального приводу є двигун склоочисника. За допомогою зв’язку по шині LIN можна обмінюватися такими даними, як: поточне положення важелів склоочисників, швидкість і рух до нульового положення.
Пов'язана сторінка:
