Приборы с перемещением железных элементов

Инструментальная система

Приборы и датчики

Введение

Инструментальные системы автомобилей достигли такого уровня развития, что стали предметом для самостоятельного изучения. В этой главе рассказывается о некоторых основных принципах построения инструментальных систем и о связях данной системы с другими автомобильными системами; приведены конкретные примеры таких связей. Можно сказать, что инструментальная система «по определению» должна преобразовывать некие переменные величины удобный или пригодный к показу вил. Например, прибор уровня топлива покажет, обычно в аналоговом виде, наличие топлива в топливном резервуаре, инструментальная система не всегда связана с измерительным прибором или индикатором считывания. Во многих случаях система целиком может использоваться только для того, чтобы управлять всего лишь индикатором предупреждения. Однако если бы индикатор предупреждения о низкой температуре снаружи автомобиля, например, не загорелся в нужное время, то могла бы возникнуть опасной ситуация. Поэтому система должна работать по определенным заданным стандартам. В этой главе рассказывается об инструментальных системах транспортного средства, и обсуждаются проблемы выбора или проектирования данных систем. Неотъемлемой частью инструментальной системы являются датчики, и, может быть, сейчас стоит вернуться к некоторой информации из гл. 2, в которой приведена подро6ная информация о датчиках.

Датчики

Чтобы не увеличивать чрезмерно объем этого раз­ дела, ниже будут рассматриваться только электрические датчики, связанные с эксплуатацией транспортною средства. Датчики используются в транспортном средстве во многих целях. Например, термистор температуры хладагента используется, чтобы предоставить данные для системы управления двигателем, а также для водителя (через соответствующий индикатор). В табл. I3.I при­ веден список измеряемых величин вместе с типичными датчиками современных транспортных средств. На рис. 13.1 показаны некоторые из датчиков, перечисленных в табл. 13.1.

Приборы теплового действия

Приборы теплового действия, идеальные для индикации уровня топлива и температуры двигателя, появились на автомобилях много лет назад. Они продолжают использоваться до сих нор по причине их простой конструкции и присущего им свойства «теплового» демпфирования. Работа прибора основана на нагреве электрическим током биметаллической полосы. Ток течет через нагревательную обмотку катушки, расположенной на биметаллической полосе, и выделяемое тепло заставляет полосу изгибаться. Биметаллическая полоса связана с указателем. Степень изгиба полосы пропорциональна теплу, которое, в свою очередь, пропорционально текущему току. При условии, что датчик может менять свое сопротивление пропорционально измеряемой величине (например уровню топлива), прибор покажет правильное значение, если он был предварительно откалиброван для этой задачи. Типичный тепловой прибор показан на рис. 13.2. Присущее прибору свойство демпфирования создается за счет медленной скорости теплового воздействия на биметаллическую полосу, которое заставляет стрелку очень медленно перемешаться в новое положение. Как говорит, у таких приборов большая постоянная времени. Это — специфическое преимущество, необходимое для того, чтобы показывать правильный уровень топлива. Поскольку переменный резистор » топливном баке перемещается за счет колебаний топлива, обусловленных движением транспортного средства, сели прибор был бы в состоянии реагировать очень быстро, то стрелка постоянно перемешалась. В тепловом при­ боре значения мгновенных уровней за период постоянной времени прибора усредняются, и в результате может быть получено относительно точное показание. Некоторые тепловые топливные расходомеры, приводимые в действие с помощью электроники, демпфируются системой управления и еще большей степени.

Приборы теплового типа используют переменный резистор к поплавок в топливном баке или термистор о рубашке охлаждения двигателя. На рис. 13.3 показана схема этих двух приборов. Сопротивление датчика топливного бака может быть сделано нелинейным, чтобы уравновешивать любой нелинейный отклик прибора. Сопротивление датчика максимально, когда топливный резервуар пуст.

Требуется также большая постоянная времени источника напряжения, чтобы предотвращать изменения напряжении питания прибора, отрицательно влияющие на достоверность показаний. Если бы напряжение приборов увеличилось, текущий так тоже вырос, и, следовательно, приборы давали бы завышенные показания. Большинство стабилизаторов напряжения— простые цепи на основе диодов Зенера (рис. 13.4).

Воздушно-магнитные приборы

Действие воздушно-магнитных приборов основано на том же самом принципе, что и у стрелки компаса, устанавливающееся вдоль линии магнитного поля. Стрелка прибора присоединена к очень маленькому постоянному магниту. Каждая из трех катушек создаст свое магнитное поле. Магнит стрелки установится в соответствии с суммарным магнитным полем этих грех катушек. Текущий ток и число оборотов провода (ампер-витки) определяют силу магнитного потока, созданного каждой катушкой. Поскольку число витков постоянно, ключевым фактором является ток. На рис. 13.6 показаны принципиальное устройство воздушно-магнитного прибора и схема его использования в качестве температурного индикатора. Слева располагается балластный резистор, ограничивающий максимальный ток, а резистор калибровки используется для калибровки шкалы. Термистор выполняет функции температурного датчика. По мере увеличения сопротивления термистора ток во всех трех катушках изменится. Ток через катушку С возрастет, а ток в катушках Л и В уменьшится. Суммарное поде перемещает магнитный якорь. Воздушно-магнитный прибор имеет множество преимуществ. У него почти мгновенная реакция на возмущение, и поскольку стрелка устанавливается в соответствии с результирующим магнитным полем, она не будет перемешаться при изменении положения автомобиля. Прибор может быть устроен так, чтобы даже после выключения показывать последнее положение, или, если используется маленький магнит «отталкивания», стрелка возвратится к своему нулевому положению. Изменение напряжения в системе одинаково влияет на работу всех трех ...пушек, изменения тока взаимно уравновешиваются, устраняя необходимость в стабилизации напряжения. Отметьте, что работ данного прибора аналогична работе прибора с перемещением железного сердечника.

Другие типы приборов

Варна ты любого из вышеупомянутых типов приборов могут быть использованы, чтобы предоставить водителю необходимую информацию, напри­ мер, напряжение в сиги или давление масла. Приборы, показывающие скорость движения или скорость вращения двигателя, должны реагировать на изменения очень быстро. Многие из систем теперь используют дли этой цели шаговые двигатели. хоти в некоторых ос тлись спидометры, приводимые в действие обычным тросом. На рис. 13.7 показана блок-схема спидометра, который использует амперметр в качестве показывающего прибора. В этой системе используется датчик на основе блокируемого генератора колебаний. который создаст сиг нал постоянной амплитуды лаже на очень низкой скорости. Частота сигнала пропорциональна скорости автомобиля. Датчик приводится в действие от коробки передач или ведущей оси. Схема состоит, во-первых, из триггера Шмидта, который формирует сигнал и подавляет любой шум, наводимый и проводах. Одновибратор здесь используется, чтобы генерировать сигналы постоянной формы пропорционально импульсам, которые поступают от генератора импульсов. Перемещающаяся катушка при­ бора показывает среднее число импульсов. Это усредненное значение зависит от частоты входного сигнала, который, в свою очередь, зависит от скорости транспортного средства. Одометр приводится в действие шаговым двигателем, который управляется выходным сигналом с делителя и усилителя мощности. Работа шагового мотора должна быть откалибрована с помощью деятеля. Фактически. спидометр может быть откалиброван в любом транспортном средстве изменением задержки времени одновибратора (см. гл. 2).

Система тахометра подобна системе спидометра. В этом приборе обычно используется импульс от первичной обмотки катушки зажигания. На рис. 13.8 показана типичная блок-схема тахометра.

Цифровая приборная система

На рис, 13.9 показана типичная цифровая приборная система. Формирование всех с и толов и логических функций выполняется в блоке управления двигателем. Обычно он является частью модуля приборной панели. Стандартные датчики обеспечивают подачу информация к ECU, который, в свою очередь, приводит в действие приборы индикации. ECU содержит секцию ROM, которая позволяет запрограммировать его для определенного транспортного средства. Используемые приборы аналогичны описанным ранее.

Часть дополнительных функций, выполняемых этой системой, кратко можно описать следующим образом:

♦ индикатор предупреждения о низком уровне топлива может быть включен при определенном сопротивлении датчика топливного бака;

♦ индикатор предупреждения о высокой температуре двигателя — может быть активирован при заданном сопротивлении термистора;

♦ стабильная индикация температуры тепло­ носителя - предотвращает флуктуацию показаний прибора вследствие работы термостата системы охлаждения г прибор может быть сделан так, чтобы считывать только, скажем, одно на пяти измерений. Например, если входное сопротивление изменится от 240 до 200 Ом в связи с работой термостата. то ECU будет выдавать для прибора только одно показание, соответствующее «нормальному». Если сопротивление будет намного выше или ниже, то прибор будет читать одно из пяти показаний выше млн ниже нормального. Это обеспечивает низ­ кое разрешение, но большое удобство считывания показаний для водителя;

♦ индикатор давления масла или другие индикаторы систолой сигнализации можно заставить вспыхнуть - это с большей вероятностью привлечет внимание водители;

♦ могут использоваться сигналы предупреждения об интервале обслуживания или про­ верки - сигналы активируются, вообще говоря, как функция времени, но, например, интервал обслуживания уменьшается, если двигатель работает на высоких скоростях и/ или при высоких температурах. Датчики со­ стояния масла также используются для помощи в определении интервалов обслуживания;

♦ и иди каюр предупреждения от генератора переменного тока работает как обычно, но тот же самый или дополнительный индикатор может быть активирован, если напряжение снижается, или если проскальзывает приводной ремень от двигателя. Это достигается с помощью дополнительного проводника от одной фазы генератора переменного тока, чей пульсирующий сигнал сравнивается с пульсирующим и талом от системы зажигания. Если отношение импульсов изменилось, это указывает на проскальзывание ремня.

В качестве примера того, как работает одна из таких систем, рассмотрим индикаторы предупреждения световой сигнализации о высокой температуре охлаждающей жидкости на низком уровне топлива. На рис. 13.10 показана блок-схема только этой части обшей системы.

Аналого-цифровой преобразователь обеспечивает временное разделение сигналов датчиков. Сигналы от датчиков температуры и датчиков уровня топлива выдают определенные числовые значения, когда они достигают, скажем ISO Ом (температура около 105 *С> на 200 Ом (осталось 10 литров). Эти числовые значения (отнесенные к переменным «сигнал температуры» и «сигнал уровня топлива») могут затем быть сравнены с предварительно зане­ сенными в память значениями о высокая температура» и «низкий уровень топлива». Следующие упрошенные строки компьютерной программы показывают логический результат (условия включения индикаторов):

♦ ЕСЛИ сигнал «температура* > «высокая температура» ТОГДА сигнал «высокая температура» — Вкл;

♦ ЕСЛИ сигнал «уровень топлива» < «низкий уровень топлива» ТОГДА сигнал «низкий уровень топлива» = Вкл.

Для любых специфических требований транс­ портного средства создается целая программа индикации.

Информация для водителя

Контроль состояния транспортного средства

Контроль состояния транспортного средства (vehi­ cle condition monitoring - VCM) это формат приборного оборудования. Паяная система VCM может включать информацию для водителя о следующих контролируемых системах :

1.высокая температура двигателя;

2.низкий уровень топлива;

3.низкий уровень тормозной жидкости;

4.изношенные тормозные колодки;

5.низкий уровень охлаждающей жидкости;

6.низкий уровень масла;

7.низкий уровень жидкости омывателя ветрового стекла;

8.низкая температура снаружи;

9.отказ ламп;

10.предупреждение, что двери, люк или окно открыты.

На рис. 13.l1 показан дисплей путевого компьютера. который включает также карту транспортного средства {см. следующий раздел).

Схема, показанная на рис. 13.12, может использоваться, чтобы управлять световой сигнализацией об отказе лампы для любой контролируемой цепи. Принцип ее работы заключается в том, что реле срабатывает только тогда, когда проверяемая лампа пропускает ток. Системы. контролирующие уровень жидкости и температуры, работают аналогично ранее описанным подобным системам, но в некоторых случаях уровень жидкости определяет­ ся поплавком и выключателем.

Уровень масла может быть проверен при измерении сопротивления нагретой проволоки на конце измерительного стержня. Через проволоку пропускается небольшой ток. Ее температура и, следовательно, ее сопротивление зависит от того, какая часть проволок покрыта маслом. Многие из контролируемых схем используют систему двойного сопротивлении, позволяющую осуществлять самопроверку схемы. На рис. 13.13 показана эквивалентная схема для этого метода, а в табл. 13.2 приведен перечень входов системы. В схеме реализуется одна из трех возможных ситуаций: высокое сопротивление, низкое сопротивление или показание вне возможного диапазона. Высокие или низкие значения сопротивления используются для получения информации о нормальном иди низком уровне жидкости. Цифра вне этих пределов указывает на ошибку схемы, короткое замыкание или обрыв цепи.

Дисплеем обычно служит набор светодиодов или монитор на жидких кристаллах. Они изготавливаются стандартных видов к размеров, под­ ходящих для изображения схемы или проверяемой системы. Открытая дверь высветит символ, который напоминает открытую дверь на карте транспортного средства (плане автомобиля). Предупреждение о низкой температуре снаружи или о наличии льда - часто символ в виде большой снежинки.

Путевой компьютер

Путевой компьютер, используемый на многих автомобилях высокого класса, является, возможно, дорогой новинкой, но, тем не менее, очень популярной.

Дисплей и клавиатура типичного путевого компьютера показаны на рис. 13.11. Функции, доступные в большинство систем:

♦ время и дата;

♦ истекшее время или время остановки;

♦ предполагаемое время прибытия;

♦ среднее потребление топлива;

♦ дальность поездки на оставшемся топливе;

♦ расстояние поездки

Перечисленные данные обычно м от измеряться о британских, американских млн метрических единицах. Чтобы вычислять упомянутые величины, требуется подать в систему входные сигналы, перечисленные в табл. 13.2. На рис. 13.14 показана блок-схема системы путевого компьютера. Отметим, что некоторые системы используют одни и те же входы, и что некоторые системы «общаются» друг с другом. Это делает полную кабельную сеть автомобиля очень громоздкой, если не сложной. Проблемы взаимодействия и связи между системами стали одной из причин развития мультиплексных методов сетевого общения (см. гл. 3).

Информация о движении

Более чем 25 лет прошло после того, как мы впервые увидели устройство слежения, каторге использовал Джеймс Бонд. Оно показывало яркую точку, пересматривающуюся по экрану на приборкой панели его «Астона Мартина». Достижения и компьютерных технологиях и системах глобального позиционирования (GPS) превратили чудо на экране в реальность. В Калифорнии многие автомобили оборудованы технической новинкой под названием «Навигатор» (Nasigator). которая помогает водителям добираться до пункта назначения, показывая местоположение их автомобили на ярко-зеленой карге. «Навигатор», выведенный на рынок компанией Otafc, является электронной дорожной картой, которая вычисляет местоположение автомобиля посредством точного расчета траектории движения. Данные от компаса, установленного в крыше транспортного средства, и от датчиков, установленных на колесах, обрабатываются компьютером и отображаются на экране приборной панели. Положение автомобиля представляется фиксированным треугольником на карте, которая прокручивается вниз по мере того, как автомобиль продвигается вперед, и сдвигается в сторону, когда автомобиль поворачивает. Компания Toyota уже предлагает компьютеризированную карту приборной панели на дорогой модели, продаваемой только в Японии, но многие из изготовителей размышляют над оснащением автомобилей этим устройством в ближайшем будущем. Компания Jaguar в союзе с другими изготовителями разработала компьютеризированную систему (как часть проекта «Прометей), которая собирает информацию от статических передатчиков. Эта система подсказывает и предупреждает водителя о дорожных перекрестках, знаках и ограничителях скорости. Рассматриваются к другие форматы систем информации, в США одна их которых— «DriverOu- ide*. Можно сказать, что oDriverGuide* является электронным эквивалентом процесса, во время которого водитель сегодня опускает стекло и просит показать дорогу. В системе «DrivcrGutdc* водитель может задать пункт, куда он хочет попасть, делая выбор из меню экрана. Двадцать секунд спустя ему будет распечатана инструкция, основанная на картографической базе данных. Программное обеспечение поиска маршрута очень популярно. Одна из существующих здесь проблем состоит в том, что данные на диске мгновенно устаревают из-за дорожных работ и других ограничений, по ее можно ре­ шить передачей на автомобиль актуальных данных.

Визуальные индикаторы

Проекционные дисплеи

Одна из главных проблем, связанных с любым автомобильным прибором или контрольным дисплеем. заключается в том, что водитель должен ото­ рвать взгляд от дороги, чтобы увиден, информацию. Кроме того, во многих случаях, водитель не обязан все время смотреть на дисплей, и, следовательно, существует возможность пропустить важное предупреждение, например, о низком давлении масла. Для решения данной проблемы могут использоваться многие методы, вроде звуковой сигнализации или инструментов, размещаемых почти в пале зрения водителя, но один из самых инновационных метлой- проекционный дисплей (hcad-up display — HUD). Он был первоначально разработан в авиационной промышленности для летчиков-истребителей; перед конструктора­ ми самолетов стояли похожие проблемы и индикации до 100 сигналов предупреждения в кабине самолета. На рис. 13.22 показан принцип действия проекционного дисплея. Информация от устройства индикации, которое могло бы быть электронно-лучевой трубкой (cathode ray tube — CRT), направляется на полупрозрачное зеркало. Разумеется, изображение в электронно-лучевой трубке должно быть зеркальным отражением прямого изображения для этой системы. В нормальных условиях водитель должен быть в состоянии видеть дорогу через зеркало. Яркость индикации, конечно же, должна быть отрегулирована так, что­ бы соответствовать окружающим условиям освещенности. Такая система под управлением компьютера могла бы представить водителю множество данных.

Проблема, однако, в том, какую информацию представлять таким образом. Спидометр мог бы занимать часть дисплея ниже уровня зрения, а индикатор низкого давления масла мог бы вызвать вспышку прямо перед глазами водителя. Сигнал визуального предупреждения мог бы также появится в поле зрения водители, когда «вперед­ смотрящий»» радар обнаруживает угрозу столкновения. Современные HUD-системы - это инструмент прямого видения, но жидкокристаллические зеркала заднего вила, способные автоматически ослабить и срезать яркий свет фар могут быть эффективным экраном дисплея заднего обзора и мертвых зон, обслуживаемых радаром. Целью одною из наиболее интересных исследований в этой области было точно определить, куда смотрит водитель в произвольный момент времени, чтобы именно туда проецировать необходимую информацию. В этом исследовании используются крошечные видеокамеры, связанные с лазерным лучом, который отражается от роговицы глаза водителя и помогаем точно измерить, куда, он смотрит. Помимо использовании в дан­ ном исследовании, датчик движения глаза является одним из инструментов, используемых в другом биомеханическом исследовании, которое может непосредственно контролировать физическое состояние водителя. Некоторые из этих инструментов могли бы, в конечном счете, активно использоваться для управления автомобилем или будить водителя, если случайно заснет.

Резюме по методам индикации

Большая часть предыдущих разделов была посвящена активации индивидуальных устройств индикации. Однако не менее важны, методы, используемые для индикации и для компоновки всей приборной панели или группы индикаторных панелей. В значительной степени проблема снова упирается в удобство считывания информации. Когда у конструктора в наличии очень много методов, он обычно склоняется к использованию наиболее передового в технологическом отношении. Однако такой подход не всегда является самым лучшим. Благоразумно залить один простой вопрос: какова самая подходящая техника индикации для данного приложения? На рис. 13.23 показан дисплейный модуль, в котором скомбинированы некоторые из ранее обсуждавшихся устройств.

Выбор индикатора но многом определяется предпочтениями конструктора. Меня, например, раздражает цифровой индикатор скорости автомобиля или скорости вращения двигателя. Даже линейные графические дисплеи не столь хороши, как простые аналоговые приборы со стрелкой (впрочем, это толь­ ко мое мнение). Компоновка и способ, которым объединены отдельные инструменты, область, в которой проведены обширные исследования. Изучалось, напри­ мер, время, которое требуется водителю, чтобы получить необходимую информацию при взгляде на набор приборов после того, как он отвел глаз от дороги. На рис. 13.24 показана приборная панель и другие индикаторы считывания. Заметим, что панель очень компактна, поэтому информация может быть воспринята почти мгновенно, водителю нет необходимости сканировать каждое показание по очереди. Эстетические достоинства приборной панели - важный момент при продаже транспортно­ го сродства. В некоторых случаях этот фактор может вступать в противоречие с требованием лучшей читаемости.

Примеры для изучения

Телематика

Информация для этого раздела предоставлена Автомобильной Ассоциацией (АА), весьма уважаемой в Великобритании организацией. Подобные разработки имеют место по всему миру. Было трудно ре­ шить, должна ли тема Telematics быть включена в раздел инструментальных систем или в какой-либо другой раздел, - но ее место, так или иначе, здесь, в этой книге.

Автомобиль - необходимый компонент нашей жизни. За прошедшие 50 лет число автомобилей выросло десятикратно, и к 2030 г. интенсивность движения, как ожидают, увеличится еще на 60%. Стоимость личного транспорта высока; мы теперь должны действовать так, чтобы разгружать дорога от заторов, экономить топливо и защищать окружающую среду. Уже появились технологии некоторых решений этих проблем. Телематические услуги первого поколения либо доступны, либо находятся в развитии. Они включают:

♦ помощь на дороге с помощью голосовой ин­ формации, диспетчерскую службу в чрезвычайных ситуациях , службу транспортной информации и справки по маршруту;

♦ сопровождение путешествия, осмотр достопримечательностей, организацию туров и ин­ формацию о путешествиях;

♦ прослеживание угнанною автомобили со спутника;

♦ Систему Радио-справки (Radio Data System - RDS), встроенную в большинство автомобильных радиоприемников. Плюс недавно был запущен Канал транспортных сообщений (Traffic Message Channel - RDS-TMC).

Одну пятую всего времени движения водители проводят в блужданиях по незнакомым дорогам лаже при том. что сегодня можно указать пункты с точно определенным местоположением, напри­ мер, станции заправки, и затем вести к ним транспортное средство. Небольшой блок телематического управления, установленный в автомобиле, используя совместно средства коммуникации и вычислительные технологии, может открыть водителям новый мир ин­ формационных услуг. Блок связан с приемником, который постоянно вычисляет положение транспортного средства, используя данные, полученные со спутников. Эти данные объединяются с другой информацией и направляются в Центр телематическою обслуживания. Эта информация может ис­ пользоваться. например, «пробы вывести патрульный автомобиль на место аварии. Связываясь с телематическим блоком, центр обслуживания мог бы даже использовать тест-программу, чтобы на расстоянии идентифицировать механическую или электрическую проблему в автомобиле. Как самый большой в Европе распространитель информации о движении транспорта, компания АЛ взяла на себя ведущую роль в девяти отдельных исследованиях транспорта Европейского Союза и создала ряд систем организации дорожного движения в реальном времени, которые обеспечивают актуальную информацию о дорожных проблемах и свободных маршрутах. Когда бортовой телематическим блок связан с системой управления двигателем автомобиля, он в состоянии контролировать качество работы транспортного средства и выдавать заблаговременное предупреждение о механических проблемах. В ближайшем будущем на основе этой технологии может быть предложен широкий диапазон новых жизненно важных услуг:

♦ транспортная информация - водителям прокладывается лучший и самый быстрый маршрут к месту назначения вместе с дорожными условиями на текущий момент времени;

♦ сопровождение по маршруту — центр обслуживании будет и состоянии вычислить лучший маршрут к месту назначения, принимая по внимание транспортные средства по пути и отражая это в виде визуальной и голосовой индикации в автомобиле;

♦ поиск транспортного средства — это технология поиска, которая может проследить украденное транспортное средство и идентифицировать его местонахождение:

♦ дистанционные услуги — можно блокировать, отпирать или останавливать транспортное средство на расстоянии. Оператор будет даже в состоянии зажечь огни транспортного средства. чтобы помочь вам определить его место­ нахождение на автостоянке;

♦ диспетчерская служба чрезвычайных ситуаций — аварийная кнопка в транспортном средстве, которая даст возможность вызвать службы чрезвычайных ситуаций к месту инцидента и определить его местоположение. С другой стороны, службы могли бы быть автоматически оповещены датчиком транспортного средства, связанным со срабатываем подушки безопасности;

♦ дистанционная диагностика автомобиля телематика способна предупредить о возможности выхода из строя транспортного средства и дать сообщение, чтобы патруль встретил вас в удобном близлежащем пункте;

♦ данные о трафике о режиме реального времени— каждое транспортное средство, оснащенное телематическим блоком, могло бы, в конечном счете, оказать помощь в организации транспортного движения благодаря автоматическому и непрерывному предоставлению центру обслуживания подробностей о транс­ портном потоке непосредственно в месте на­ хождения автомобили. Эти данные об условиях трафика далее могли бы быть обработаны и направлены другим водителям, которые, возможно, приближаются к той же самой области и возможному скоплению машин.

(Информация Автомобильной Ассоциации, 1998 г)

Введение

Как и во всех системах, нужно следовать шести стадиям выявления ошибок:

1. Проверить наличие ошибки.

2. Собрать дополнительную информацию.

3. Оценить полученные факты.

4. Выполнить далее тесты в логической последовательности.

5. Устранить проблему.

6. Проверить ее системы.

Процедура, описанная в следующем разделе, связана, прежде всего, со стадией 4 упомянутого процесса. В табл. 13.3 приведен список некоторых общих признаков неисправной инструментальной системы вместе с предположениями относительно возможной ошибки. Ошибки носят весьма общий характер, но будут служить хорошим напоминанием.

Процедура испытаний

Процесс проверки инструментальной системы, состояшей из теплового прибора измерения уровня топлива или прибора измерения температуры, в общем случае, следующий:

1. Прощупать руками и осмотреть (оборванные провода, свободные выключатели и другие очевидные места возможных неисправностей) — все соединения должны быть чисты­ ми и подтянутыми.

2. Либо установить заведомо исправный резистор сопротивлением 200 Ом вместо температурного датчика - датчик должен показывать «полный бак».

3. Либо закоротить проводом датчик топливного бака на землю — прибор должен показать «полный бак».

4. Проверить непрерывность провода от прибора до датчика— сопротивление должно быть от 0 до 0,5 Ом.

5. Проверить напряжение питания прибора- 10 В, стабилизированное в большинстве случаев (импульсное 0-12 В на старых системах).

6. Если все вышеупомянутые тесты прошли успешно, неисправна головка прибор.

Квантование

Квантованием называется процесс преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму. Данный процесс можно назвал, и цифровым кодированием. Цифровое кодирование преобразует осе сигналы в элементарные двоичные знаки (биты), которые можно обрабатывать, сохранять, передавать и декодировать при помощи компьютерных технологий.- Значение аналогового сигнала меняется между нулем и максимумом. Это значение преобразуется в последовательность дискретных значений из 0 или 1 с помощью процесса квантовании. Диапазон значений от нуля до возможного максимума делится на дискретное число шагов, или уровней квантования. Число возможных шагов зависит от размера цифрового снова, с которым цифровые процессоры могут иметь дело. Для 8-битового слова диапазон может быть разделен на 256 шагов (2?*), то есть представляться в виде от 00000000 до 11111111 . Эти цифровые «выборки» должны производиться в два раза чаще частоты изменений аналогового сигнала, чтобы гарантировать его точное воспроизведение. Квантование вводит в процесс обработки с и гнила ошибку, поскольку каждое значение «округляется» к самому близкому уровню квантования. Чем больше число уровней квантования, тем более точно будет воспроизведен процесс, но, очевидно увеличение точности потребует увеличения числа бит в слове.

Голография

Голографическое изображение — это трехмерное представление оригинального предмета. Оно может быть создано при разделении лазерного луча на лучи ссылки и объекта. Эти лучи создают интерференционную картинку, которая может быть сохранена на пластине или спроектирована на специальном экране. В настоящее время предпринят ряд исследований по использованию принципа голографии для повышения безопасности ночного вождения. Информация от инфракрасных камер наружною обзора может быть обработана таким образом» чтобы увеличенное голографическое изображение дороги перед водителем могло быть спроектировано на ветровое стекло транспортного средства.

Дисплейная система Siemens

Спустя какие-то сто лет после изобретения спидометра современные системы управления автомобилей ушли далеко вперед от примитивных инструментальных систем первых легковушек и грузовиков. Хотя круглые приборы с указателями и шкалами все еще встречаются в автомобилях чаше, чем широкие дисплеи и экраны, новые великолепные технологии освещения оптимизируют растушую информационную на1рузку на водите­ ля. Компания Siemens VDO Automotive AC (Sie­ mens) работает над новыми, захватывающими дух устройствами, как-то цветной проекционный дисплей, который кардинально изменит вид ин­ формационного устройства за рулевым колесом (рис. 13.37). Хотя транспортные средства сегодня производят больше данных, команд и сообщений, водитель информируется намного быстрее и более эффективно, чем в прошлом.

В настоящее время принято считать обязательным, что автомобили будут держать водителей в курсе относительно таких важных вещей, как низ­ кий уровень масла или выезд на частную дорогу. Инструменты автомобиля теперь, как правило, более или менее программируемы и предлагают идеальную среду для обмена информацией. Современная инструментальная система, выходящая далеко за рамки обычных требований указателей скорости, оборотов в минуту и потребления топлива, способна осуществлять глубокий анализ механических проблем, при этом она проектирует информацию от бортового компьютера непосредственно в поле зрения водителя. К тому же инструкции по навигации и средства управления дли аудиосистемы и телефона все более и более перемешаются от центральной консоли в приборную группу. Новейшие технологии инструментальной системы развивались очень быстро. Хотя первые дисплейные экраны в середине 1980-х были маленькими и одноцветными, они указали пугь к большим полноцветным мониторам. Последние приборы могут даже создавать трехмерную графику на тонкопленочном транзисторном мониторе (thin film transistor monitor - TFT-мон,поре) с высокой разрешающей способностью. В навигационных целях для сегодняшних систем программируются изображения мегабайтного объем, предлагая водителю разноообразие сценариев, составленных из более чем 300 индивидуальных изображений. Кроме того, навигационные средства; управления используют несколько сотен пиктограмм, а в некоторых случаях анимированные картинки. Предупреждения, связанные с механическими системами, можно наблюдать на приборном кластере - с дополнительной информацией на нескольких языках. Естественно, для обеспечения той огромной графической емкости требуются мощные компьютерные средства. По этой причине компания Siemens стала одним из первых поставщиков, которые используют 32-битовые процессоры, гарантирующие особенно высокие скорости компьютерной обработки. Компания Siemens проектирует инструментальную систему так, чтобы наилучшим образам использовать ограниченное пространство позади руля. Это предотвращает, например, затенение индикатора телефонного справочника. Чтобы круглый сегментный индикатор для автономной системы круиз- контроля не мешал навигационным инструкциям, несколько индикаторов обычно расположены слоями. В свете этих разработок диспл