Мехатронные системы автомобиля что это

Новости Республики Коми | Комиинформ

Этот термин появился в Японии в 1969 году. Образовался от двух слов: «МЕХАника» и «элекТРОНИКА». Ныне он подразумевает достижения не только этих двух наук, но и цифровых систем управления, а также автоматизированного проектирования.

Каждая машина состоит приводной механической части и системы управления. Механика включает рабочий орган, который выполняет определенную работу: перемещает груз, обрабатывает детали и др., и механическую передачу, влияющую на скорость и характер движения.

В последние годы в машиностроении прослеживается тенденция к передаче функций механических узлов к компьютерным, электронным, информационным, т.е. интеллектуальным. Такие машины называю мехатронными.

Поэтому мехатроника – это научно-техническая отрасль, которая работает над созданием и обслуживанием машин с компьютерным управлением движения. Она базируется на знаниях в области электромеханики, электроники, автоматики, микропроцессорной техники, а также ІТ-технологий.
Одним из примеров мехатронной системы являются роботы и манипуляторы. Их все больше используют для различных видов работ на производстве и в быту.

Области применения мехатронных систем

Мехатронные модули распространены в таких сферах:

автомобилестроение (автопилоты, системы автоматической парковки и др.);
ЗД – принтеры;
транспортные средства нового поколения (дроны, электровелосипеды, инвалидные коляски, сегвеи и др.);
техника для офиса (копировальные машины, факсимильные аппараты);
технологические линии для пищевой промышленности;
полиграфические машины;
бытовая электроника (стиральные машины, посудомоечные, швейные и др.);
фото- и видеооборудование;
медицинская техника;
тренажеры для подготовки операторов, пилотов и т.д.

Востребованные профессии в мехатронике

Если вы решили посвятит себя этой науке, то работать мехатроником можно, получив образование: инженера-электроника, программиста, электротехника, конструктора, кибернетика, робототехника.
ВУЗ или специализированные курсы помогут получить вам необходимые знания. Надо разбираться в следующих направлениях:

разработке микропроцессорных пакетов модульных систем;
написании программного обеспечения по организации контроля устройств мехатронного типа;
разработке мехатронных систем, их модернизации и наладке;
составлении необходимой документации (лицензий и паспортов, инструкций и т.д.).

Не каждому дано стать специалистом широкого профиля, но овладев данными навыками, вы сможете занять свою нишу в мехатронике, став наладчиком станков с ЧПУ, проектантом, конструктором и др.

Как связаны мехатроника и робототехника?

Эти два термина зачастую используют вместе. Объяснение простое: роботехника – самое популярное направление в мехатронике. А название специальности говорит о том, что специалист буде работать над разработкой роботов, станков с ЧПУ и подобных устройств.
Популярность роботов и другой умной техники говорит о том, что мехатроника – очень популярная сфера деятельности. Можно создавать новые системы и внедрять свои идеи в жизнь, создавая стартапы. Можно работать на предприятии и при этом хорошо зарабатывать.
К примеру, японские роботехники имеют среднюю зарплату 4 тыс.дол., а американские коллеги – 10.
В любом случае, вам есть к чему стремиться!

Особенности диагностики мехатронных систем автомобилей Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Текст научной работы на тему «Особенности диагностики мехатронных систем автомобилей»

ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИКИ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЕЙ

В.П. Волков, профессор, д.т.н., Н.Н. Алекса, профессор, к.т.н., А.В. Мищенко, инженер, А.Ю. Рыжко, студент, ХНАДУ

Аннотация. На примере мехатронной системы управления двигателем и трансмиссией автомобиля показаны особенности технологии их диагностирования.

Ключевые слова: автомобиль, мехатроника, диагностика, методы исследования, принципы построения.

Мехатроника возникла как комплексная наука от слияния отдельных частей механики и микроэлектроники. Её можно определить как науку, занимающуюся анализом и синтезом сложных систем, в которых в одинаковой степени используются механические и электронные управляющие устройства.

Все мехатронные системы автомобилей по функциональному назначению делят на три основные группы [1]:

— системы управления двигателем;

— системы управления трансмиссией и ходовой частью;

— системы управления оборудованием салона.

Система управления двигателем подразделяется на системы управления бензиновым и дизельным двигателем. По назначению они бывают монофункциональные и комплексные.

В монофункциональных системах ЭБУ подает сигналы только системе впрыска. Впрыск может осуществляться постоянно и импульсами. При постоянной подаче топлива его количество меняется за счет изменения давления в топливопроводе, а при импульсном — за счет продолжительности импульса и его частоты.

В комплексных системах один электронный блок управляет несколькими подсистемами: впрыска топлива, зажигания, фазами газораспределения, самодиагностики и др.

Система электронного управления дизельным двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива, момент начала впрыска, ток факельной свечи и т.п.

В электронной системе управления трансмиссией объектом регулирования является главным образом автоматическая трансмиссия. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля ЭБУ выбирает оптимальное передаточное число трансмиссии, что повышает топливную экономичность и управляемость.

Управление ходовой частью включает в себя управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Они воздействуют на подвеску, рулевое управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание заданной скорости движения.

Управление оборудованием салона призвано повысить комфортабельность и потребительскую ценность автомобиля. С этой целью используются кондиционер воздуха, электронная панель приборов, мультифункцио-нальная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывистым режимом работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятствий при движении задним ходом, противоугонные устройства, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, стекло-

подъёмники, сиденья с изменяемым положением, режим безопасности и т. д.

Цель и постановка задачи

То определяющее значение, которое принадлежит электронной системе в автомобиле, заставляет уделять повышенное внимание проблемам, связанным с их обслуживанием.

Решение этих проблем заключается во включении функций самодиагностики в электронную систему. Реализация этих функций основана на возможностях электронных систем, уже использующихся на автомобиле для непрерывного контроля и определения неисправностей в целях хранения этой информации и диагностики.

Самодиагностика мехатронных систем автомобилей

Развитие электронных систем управления двигателем и трансмиссией привело к улучшению эксплуатационных свойств автомобиля.

На рис. 1 показан пример электронной системы управления трансмиссией автомобиля [2]. На основании сигналов датчиков ЭБУ

вырабатывает команды на включение и выключение сцепления. Эти команды подаются на электромагнитный клапан, который осуществляет включение и выключение привода сцепления. Для переключения передач используются два электромагнитных клапана. Сочетанием состояний «открыт-закрыт» этих двух клапанов гидравлическая система задает четыре положения передач (1, 2, 3 и повышающая передача). При переключении передач сцепление выключается, исключая тем самым последствия изменения момента, связанного с переключением передач.

Законы управления (программы) переключения передач в автоматической трансмиссии обеспечивают оптимальную передачу энергии двигателя колесам автомобиля с учетом требуемых тягово-скоростных свойств и экономии топлива. При этом программы достижения оптимальных тягово-скоростных свойств и минимального расхода топлива отличаются друг от друга, так как одновременное достижение этих целей не всегда возможно. Поэтому в зависимости от условий движения и желания водителя можно выбрать с помощью специального переключателя программу «экономия» для уменьшения расхода топлива, программу «мощность»

Ключ зажигания 0—0^0—

Переключатель режимов работы трансмиссии

Датчик угла открытия дроссельной заслонки

Переключатель ускоряющей передачи

Индикатор включения ускоряющей передачи

Схема восстановления содержимого памяти

Рис. 1. Система управления трансмиссией: ^ — датчик температуры охлаждающей жидкости; 02 — датчик скорости автомобиля, установленный в спидометре; 03 — датчик скорости автомобиля, установленный в автоматической трансмиссии

Рис. 2. Структурная схема самодиагностики мехатронных систем автомобилей

— для улучшения тягово-скоростных свойств или программу «ручное», чтобы перейти на переключение передач водителем.

На рис. 2 приведена структурная схема самодиагностики мехатронных систем автомобилей [3].

Электронный блок управления (ECU) производит самопроверку своего функционирования следующим образом: программируемые чипы памяти снабжены тестовыми комбинациями, которые могут восстанавливаться и использоваться в целях сравнения. Для запоминающих устройств применяется сравнение с итоговыми данными испытаний для гарантии того, что все данные и программы хранятся в этих устройствах правильно.

Возможности самодиагностики включают: идентификацию системы и ECU; распознание, хранение и считывание информации о статических и единичных нарушениях работы; считывание текущих реальных данных, включающих условия окружающей среды и спецификации; моделирование функций системы; программирование параметров системы.

Отдельные программы для испытательного блока хранятся в подключаемых модулях, в

то время как корректировка и передача данных в системе осуществляются посредством интерфейса данных.

Бортовая система контроля и диагностики (БСКД), например автомобиля МАЗ, предназначена для:

— обеспечения диагностирования бортовых электронных систем по интерфейсу КО 9141 непосредственно на автомобиле;

— контроля осевой нагрузки и режимов работы автомобиля;

— отсчета текущего времени и соответственно отображения контролируемых параметров и текущего времени на ЖК-индикаторе (экране) блока контроля, установленного на панели приборов без применения внешних устройств.

Система БСКД позволяет произвести диагностику электронных систем автомобиля (ABS/ASR, ECAS, EDC двигателя) по протоколу КО 9141. Диагностика включает в себя чтение данных из энергонезависимой памяти электронных блоков: серийный номер блока; версия программного обеспечения блока; дата изготовления блока; чтение памяти ошибок; стирание памяти ошибок.

Процесс диагностики начинается с инициализации систем — обнаружения их в составе

электрооборудования автомобиля. При успешной инициализации возможно: прочитать память ошибок; произвести стирание памяти ошибок; просмотреть данные следующей обнаруженной системы или выйти в главное меню; изменить показания выбранного разряда; осуществить коррекцию текущего времени; произвести коррекцию текущей даты и выполнить ряд дополнительных функций.

Одной из важных особенностей двигателя MAN D2866-LF2, установленного на автомобиле МАЗ, является наличие Electronic Diesele Control (EDC) — электронной системы управления (ЭСУ) со встроенной системой диагностики. При каждом включении или выключении замка включения стартера и приборов, а также на протяжении всего периода работы двигателя с помощью ЭСУ осуществляется диагностика состояния электрических цепей и параметров встроенных датчиков (температуры, давления наддува и т. д.) и исполнительного механизма подачи топлива двигателя. В случае возникновения неисправностей или нарушения заданных параметров загорается контрольная лампа, корректируется режим работы двигателя (например, уменьшается подача топлива, снижается мощность) и записывается код неисправностей в память электронного блока управления (ЭБУ).

Коды неисправностей записываются в двух микросхемах памяти. Одна из микросхем памяти содержит коды, другая — информацию о неисправностях, которую можно считать и стереть только с помощью компьютерной контрольно-диагностической системы MAN-CATs. Стирание содержимого памяти первой микросхемы не влияет на содержание памяти второй микросхемы. Одновременно в памяти одной микросхемы может содержаться информация только о пяти неисправностях. При устранении (исчезновении) неисправности, записанной однажды в памяти микросхемы, информация о ней автоматически стирается из памяти обеих микросхем (если в течение 100 включений или выключений замка включения стартера и приборов данная неисправность не повторялась).

Простейшая диагностика неисправностей EDC может быть произведена нажатием кнопки диагностики EDC панели приборов.

При этом коды неисправностей определяют по числу и длительности вспышек контрольной лампы «EDC», а виды неисправностей определяются по таблицам кодов.

Углубленная диагностика и установка параметров (параметрирование) системы могут быть произведены с помощью компьютерной контрольно-диагностической системы (КДС) MAN-CATs.

Упрощенная диагностика неисправностей с помощью световых мигающих кодов. Диагностика неисправностей с помощью световых мигающих кодов может производиться как при работающем, так и при неработающем двигателе.

Для входа в режим диагностики необходимо в течение 3 с (но не более 10 с) нажать на кнопку диагностики EDC, а затем отпустить. Во время нажатия кнопки на щитке приборов загорается контрольная лампа «EDC», которая после отпускания кнопки гаснет (это позволяет также проверить исправность лампы). Если в системе есть неисправность, то по истечении 3 с после отпускания кнопки лампа «EDC» начинает мигать, выдавая световой код неисправности длинными (в течение 2 с) и короткими (в течение 0,5 с) вспышками. При этом сначала выдается код только одной (последней) неисправности. Для вызова кода следующей неисправности необходимо вновь нажать и отпустить кнопку диагностики EDC. Процесс вызова кодов неисправностей необходимо продолжать до тех пор, пока не повторится код, вызванный первым.

В качестве примера считывания светового кода приведена временная диаграмма (рис. 3) кода 2 — 4 (неисправность выключателя холостого хода датчика положения педали подачи топлива).

После нажатия и отпускания кнопки диагностики EDC происходит следующее: пауза перед началом выдачи кода — 3 с; длинная вспышка — 2 с; пауза между вспышками -1 с; длинная вспышка — 2 с; пауза между вспышками — 5 с; четыре короткие вспышки по 0,5 с с паузами по 0,5 с.

Рис. 3. Временная диаграмма светового кода 2 — 4

После считывания кодов и устранения неисправностей производится очистка памяти ошибок (световых кодов). При этом все коды устраненных неисправностей стираются из памяти ЭБУ. Если после стирания в памяти остались какие-либо коды, значит какая-то неисправность не устранена и стереть ее код можно лишь после устранения неисправности.

При возникновении трудностей в определении неисправности по световым мигающим кодам проводятся анализ вероятных причин и комплексная диагностика EDC с помощью КДС MAN-CATs.

— преобразовании информации в сигналы стандарта 232С;

— обработке этих данных по заданной программе и отображении результатов на экране ПЭВМ.

Линия диагностического интерфейса КО-9141 используется для передачи команд и данных в электронный блок, а линия через адаптер — для приема данных от электронного блока, их ретрансляции и передачи по интерфейсу ЯБ-232С в ПЭВМ. При параметри-ровании систем эта линия может также использоваться для передачи данных в электронный блок.

Компьютерная (углубленная) диагностика электронных систем автомобилей также может быть проведена с помощью специального компьютерно-диагностического комплекса, выполненного на базе ПЭВМ.

Работы по компьютерной диагностике могут производиться непосредственно на автомобиле (на открытых площадках), а также в сервисных центрах и мастерских по ремонту автомобилей, цехах, отделах технического контроля и лабораториях. Для обеспечения контроля работы систем на автомобиле в дорожных условиях, например при обкатке автомобиля, используется ПЭВМ типа Notebook.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Принцип компьютерной диагностики (рис. 4) основан на следующем [3,4]:

— создании и передаче под управлением ПЭВМ через диагностический интерфейс (адаптер), выполненный в соответствии со стандартом ISO 9141, электрических сигналов, инициализирующих связь с конкретным электронным блоком;

— приеме информации от электронного блока, поступающей по диагностическому каналу;

Диагностическая программа позволяет получить информацию о текущих неисправностях системы (активные неисправности), если они имеются, а также информацию о неисправностях, которые были, но в данный момент отсутствуют (пассивные неисправности). Кроме того, могут быть получены сведения о номере электронного блока, его изготовителе и дате изготовления, версии программного обеспечения, дате последнего изменения параметров.

С электронного блока системы управления двигателем могут быть считаны данные об общей наработке двигателя (суммарное число полных оборотов коленчатого вала, моточасы работы), в том числе на холостом ходу, общем пробеге автомобиля, пробеге после последнего ТО и т. д.

Диагностика неисправностей и установка параметров с помощью компьютерной контрольно-диагностической системы MAN-CATs

В состав компьютерной контрольно-диагностической системы (КДС) MAN-CATs входят: компьютер (ПК) типа «NOTEBOOK»; интерфейсный блок ISO-9141; переходной, комму-

Рис. 4. Структурная схема компьютерной диагностики мехатронных систем автомобиля МАЗ с двигателем MAN D2866-LF20

тационный блок; комплект соединительных кабелей; программное обеспечение (ПО).

Информация о содержании версий ПО получается аналогично после выбора указанного режима

Программное обеспечение КДС совместимо с операционной системой Windows ’98. В комплект программ входят инсталляционный пакет и пакет программ для электронных систем и их модификаций. Связь с ЭБУ осуществляется по каналу в соответствии со стандартом ISO-9141.

После завершения загрузки ПО на экране ПК появляется основное меню режимов: диагностика; программирование параметров в режиме EOL (end of line); инсталляция системы; информация о содержании версий ПО MAN-CATs. Выбрав требуемый режим работы, например «Мот», в режиме «Диагностика» и версию EDC, далее можно выйти в диалоговый режим с ПК, который позволяет произвести диагностику системы или программирование параметров в режиме EOL.

Инсталляция системы производится после выбора указанного режима и нажатия кла-

виши Enter. При этом на экране появляется информация о порядке работы с инсталляционными дискетами.

Самодиагностика является стандартной для всех микропроцессорных систем управления. При нормальной работе функции самопроверки обеспечиваются параллельно с другими функциями, такими, как впрыск топлива и зажигание; управление подвеской; работа АБС/ПБС и др. Самодиагностика характеризуется выполнением нескольких требований:

1) контроль за работой сложных систем и узлов. Все усложняющаяся конструкция двигателя делает возможности самодиагностики весьма важными для обнаружения и устранения неисправностей. Целью является интегрирование всей системы в процесс диагностики;

2) защита узлов и деталей, подвергающихся особому риску в случае появления неисправностей. Например, можно привести защиту каталитического нейтрализатора, реагирующего на пропуски зажигания в двигателе. Система реагирует на определенную частоту

появления пропусков зажигания, отключая подачу топлива в неисправный цилиндр для предотвращения перегрева нейтрализатора;

3) работа в аварийной ситуации осуществляется по величинам, принимаемым по «умолчанию». Например, при выходе из строя датчика нагрузки (определяющего массовый расход воздуха), генерируется сигнал его замены, базирующийся на значениях частоты вращения коленчатого вала и положения дроссельной заслонки;

4) информация водителя о неисправностях системы диагностики с помощью индикаторных ламп, дисплеев и акустических приборов предупреждения. В США определены требования к бортовой диагностике автомобилей. В Европе разрабатываются аналогичные нормы для выявления нарушений в устройствах для снижения токсичности отработавших газов;

5) хранение точной информации. Система хранит в ЕСУ предупреждающую информацию и данные об отдельных неисправностях. Также в запоминающем устройстве хранятся данные об условиях работы двигателя на момент первоначального обнаружения ошибки. Тип и полнота информации регламентируются стандартами КО;

6) доступ к хранимым ошибкам. Данные, хранящиеся в памяти системы самодиагностики во время работы автомобиля, могут быть переданы на диагностический стенд с дисплеем через последовательно подключенный многоканальный вход (порт). Необ-

ходимые для этого протоколы обмена приведены в стандартах КО-9141 и К0-14230;

7) наиболее простым вариантом передачи данных об ошибках является сообщение в форме мигающего кода на приборном щитке измерительной аппаратуры. Это помогает обслуживающему персоналу ускорить диагностику путем сужения поля возможных источников неисправностей.

1. Бутылин В.Г., Иванов В.Г., Лепешко И.И.

и др. Анализ и перспективы развития мехатронных систем управления торможением колеса // Мехатроника. Механика. Автоматика. Электроника. Информатика. — 2000. — №2. — С. 33 — 38.

2. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное обо-

рудование иностранных автомобилей: Системы управления трансмиссией, подвеской и тормозной системой. — М.: Транспорт, 1998. — 78 с.

3. Данов Б. А. Электронные системы управ-

ления иностранных автомобилей. — М.: Горячая линия — Телеком, 2002. — 224 с.

4. Сига Х., Мидзутани С. Введение в авто-

мобильную электронику: Пер. с японск.

— М.: Мир, 1989. — 232 с.

Рецензент: М.А. Подригало, профессор,

Статья поступила в редакцию 31 октября 2007 г.

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2020

1 Курганский институт железнодорожного транспорта филиал Уральского государственного университета путей сообщения. Курган.

Работа в формате PDF

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

В работе рассматриваются классификация технологических комплексов с применением роботов, этапы проектирования технологических комплексов, особенности роботизации технологических комплексов в действующих производствах.

The paper deals with the classification of technological complexes with the use of robots, stages of design of technological complexes, features of robotization of technological complexes in operating industries.

Мехатроника появилась как групповой урок от соединения отдельных частей механики и микроэлектроники. Её возможно квалифицировать как науку, занимающуюся анализом и синтезом трудных систем, в коих в схожей 0степени применяются механические и электрические управляющие приборы.

Все мехатронные системы автомашин по активному предназначению разделяют на 3 главные группы :

— системы управления двигателем;

— системы управления коробкой и ходовой частью;

— системы управления оборудованием салона.

Система управления двигателем разделяется на системы управления бензиновым и дизельным двигателем. По предназначению они случаются монофункциональные и групповые.

В монофункциональных системах ЭБУ подает сигналы лишь только системе впрыска. Впрыск имеет возможность реализоваться каждый день и импульсами. При неизменной подаче горючего его численность изменяется за счет конфигурации давления в топливопроводе, а при импульсном — за счет длительности импульса и его частоты. Но сейчас одним из более многообещающих направлений приложения систем мехатроники считаются авто. В случае если рассматривать автопромышленность, то внедрение аналогичных систем дозволит придти к необходимой эластичности изготовления, чем какого-либо другого улавливать тренда моды, скорее вводить передовые выработки научных работников, конструкторов, и что наиболее получать свежее качество для клиентов машин. Саму автомашину считают объектом пристального рассмотрения с конструкторской точки зрения. Прогрессивное внедрение автомашины настоятельно просит от него завышенных притязаний к защищенности управления, в мощь все растущей автомобилизации государств и ужесточения нормативов по экологической чистоте. Наиболее это животрепещуще для крупных городов. Ответом на нынешние вызовы урбанизма и призваны системы мобильных следящих систем, контролирующих и подкорректирующих свойства работы узлов и агрегатов, достигая подходящих характеристик по экологичности, защищенности, эксплуатационной комфортности автомашины. Несущая надобность комплектовать двигатели автомашин больше сложными и дорогими топливными системами во многом разъясняется вступлением все больше строгих притязаний по содержанию вредоносных препаратов в отработавших газах, что, к огорчению, лишь только начинает отрабатываться.

Электрический блок управляет несколькими подсистемами: впрыска горючего, зажигания, фазами газораспределения, самодиагностики и др. Система электрического управления дизельным двигателем держит под контролем численность впрыскиваемого горючего, момент начала впрыска, ток факельной свечки и т.п. В электрической системе управления коробкой объектом регулировки считается ключевым образом самодействующая коробка. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомашины ЭБУ избирает подходящее передаточное количество коробки, собственно что увеличивает топливную экономичность и маневренность. Управление ходовой частью подключает в себя управление процессами перемещения, конфигурации линии движения и торможения автомашины. Они влияют на подвеску, управляющее управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание данной скорости перемещения. Управление оборудованием салона призвано увеличить комфортабельность и потребительскую значение автомашины. С данной целью применяются электрическай тротуар устройств, мультифункцио-нальная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывающимся режимом работы, индикатор перегоревших ламп, прибор обнаружения преград при перемещении задним ходом, противоугонные прибора, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, стекло- подъёмники, сидения с изменяемым положением, режим защищенности и т. д.

Рис.1 Установка тормозной системы.

То определяющее смысл, которое принадлежит электрической системе в автомашине, вынуждает уделять завышенное забота задачам, связанным с их сервисом. Заключение данных задач заключается в подключении функций самодиагностики в электрическую систему. Осуществление данных функций базирована на способностях электрических систем, уже применяемых на автомашине для нескончаемого контроля и определения поломок в целях сбережения данной информации и диагностики. Самодиагностика мехатронных систем автомашин. Становление электрических систем управления двигателем и коробкой привело к улучшению эксплуатационных качеств автомашины.

На основании сигналов датчиков ЭБУ производит команды на подключение и выключение сцепления. Эти команды сервируются на электрический клапан, который воплотит в жизнь подключение и выключение привода сцепления. Для переключения передач применяются 2 электрических клапана. Сочетанием состояний «открыт-закрыт» данных 2-ух клапанов гидравлическая система задает 4 положения передач (1, 2, 3 и повышающая передача). При переключении передач сцепление отключается, исключая что наиболее результаты конфигурации этапа, связанного с переключением передач.

Рис.2 C амостоятельная диагностика машин.

Законы управления (программы) переключения передач в Законы управления (программы) переключения передач в самодействующей коробки обеспечивают лучшую передачу энергии мотора колесам автомашины с учетом требуемых тягово-скоростных качеств и экономии горючего. При данном программки заслуги подходящих тягово-скоростных качеств и малого затраты горючего выделяются приятель от приятеля, например как одновременное достижение данных целей не всякий раз вполне вероятно. В следствие этого в зависимости от критерий перемещения и стремления водителя возможно избрать с поддержкой особого переключателя программку «бережливость» для сокращения затраты горючего, программку «мощность». Сейчас системные блоки конца XX века кажутся атавизмом и претендуют неужели собственно что на роль печатной машинки. Подобное состояние дел с авто электроникой.

Современную автомашину нельзя предположить без малогабаритных управляющих блоков и исполнительных устройств — актюаторов. Не обращая внимания на кое-какой скептицизм, их внедрение идет маленькими шагами: нас уже не удивишь электрическим впрыском горючего, сервоприводами зеркал, люков и стекол, электроусилителем руля и мультимедийными вселительными системами. А как не припомнить, собственно что внедрение в автомашину электроники, по существу было начато с самого ответственного органа — тормозов. В данный момент уже в дальнем 1970 году совместная разработка «Бош» и «Мерседес-Бенц» под непрезентабельной аббревиатурой Abs произвела переворот в обеспечивании интенсивной защищенности. Антиблокировочная система не только обеспечила маневренность машины с нажатой «в пол» педалью, но и направила к созданию нескольких соседних приборов — к примеру, систему тягового контроля (TCS). Данная мысль была в первый раз продана ещё в 1987 году одним из фаворитных создателей бортовой электроники — фирмой «Бош». В существе, тяговый контроль — противоположный АБС: последняя не выделяет колесам скользить при торможении, a TCS — при разгоне. Блок электроники выслеживает тягу на колесах при помощи нескольких датчиков скорости. Стоит шоферу посильнее простого нажать на педаль акселератора, создав опасность проскальзывания колеса, прибор просто остановит двигатель. Конструкторский «голод» рос из года в год. Всего сквозь некоторое количество лет была сотворена ESP — программка курсовой стойкости (Electronic Stability Program). Снабдив автомобиль датчиками угла поворота, скорости вращения колес и поперечного ускорения, тормоза стали помогать шоферу в образующихся более трудных обстановках. Подтормаживая то или же другое колесо, электроника объединяет к наименьшему угрозу сноса машины при высокоскоростном прохождении трудных поворотов. Грядущий период: бортовой компьютер обучили подтормаживать. в одно и тоже время 3 колеса. При кое-каких жизненных обстоятельствах на проезжей части лишь только например возможно застабилизировать автомашину, который центробежные силы перемещения станут пробовать увести с неопасной линии движения. Но пока же электронике доверяли только «надзорную» функцию. Нажим в гидравлическом приводе шофёр все еще делал педалью. Традицию не соблюдала электро-гидравлическая SBC (Sensotronic Brake Control), с 2006 года серийно устанавливаемая на кое-какие модели «Мерседес-Бенц». Гидравлическая доля системы представлена вакуумом давления, ключевым тормозным цилиндром и трассами. Электронная — насосом, формирующим нажим 140-160 атм., датчиками давления, скорости вращения колес и хода педали тормоза. Нажимая последнюю, шофер не перемещает обычный шток вакуумного усилителя, а надавливает ногой на «кнопку», подавая знак компьютеру, — так как будто управляет каким-то домашним устройством. Данный же компьютер планирует подходящий нажим для всякого контура, а насос при помощи управляющих клапанов подает жидкость к трудящимся цилиндрам.

Плюсы и свежие релизы — быстродействие, совмещение функций Abs и системы стабилизации в одном приборе. Есть и другие выдающиеся качества. К примеру, в случае если быстро убрать ногу с педали газа, тормозные цилиндры подведут колодки к диску, приготавливаясь к критическому торможению. Система связана в том числе и с стеклоочистителями. По интенсивности работы «дворников» компьютер готовит вывод о перемещении в ливень. Реакция — краткие и неприметные для водителя касания колодок о диски для просушки. Ну а в случае если встать в пробку на горке, не стоит беспокоиться: автомат не откатится обратно, пока же шофер станет выносить ногу с тормоза на газ. В конце концов, при скорости наименее 15 км/ч возможно активировать функцию например именуемого плавного сдерживания: при сбросе газа автомашину станет становиться например мягко, собственно что шофер в том числе и не почувствует финишного нажатия.

А в случае если электроника выйдет из строя? Ничего ужасного: особые клапаны всецело раскроются, и система станет трудиться аналогично классической, не все, без вакуумного усилителя. Пока же еще конструкторы не принимают решение всецело отречься от гидравлических приборов тормозов, но именитые компании уже давно разрабатывают «безжидкостные» системы. К примеру, «Делфай» огласила о заключении большинства технических задач, ещё не так давно казавшихся тупиковыми: массивные электромоторы — заменители тормозных цилиндров разработаны, а электронные исполнительные механизмы получилось устроить в том числе и больше малогабаритными чем гидравлические.

Рис3. Принцип работы АВ S .

1. Бутылин В.Г., Иванов В.Г., Лепешко И.И. и др. Анализ и перспективы развития мехатронных систем управления торможением колеса // Мехатроника. Механика. Автоматика. Электроника. Информатика. — 2000. — №2. — С. 33 — 38.

2. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных автомобилей: Системы управления трансмиссией, подвеской и тормозной системой. — М.: Транспорт, 1998. — 78 с.

3. Данов Б. А. Электронные системы управления иностранных автомобилей. — М.: Горячая линия — Телеком, 2002. — 224 с.

Мехатронные системы в мобильных машинах

будущем автоматики, а вместе с ней и развития на них мехатронных систем.

Уже утвердившееся в техническом мире понятие «мехатроники» в

самом общем толковании состоит в следующем: всякий мехатронный объект,

или иначе мехатронный комплекс, представляет собой неразрывное единство

трёх компонентов — механических агрегатов, электро- или

электрогидравлических устройств управления ими и автоматики управления.

Эти три составляющие находятся в сложном синергичном

взаимодействии и неразрывной функциональной и информационной связи.

Ведущую и определяющую роль в этой триаде по нашему убеждению играет

автоматика, самая молодая из них, собственно и породившая это техническое

Появление в мировом авто- и тракторостроении автоматики, особенно

компьютерной микропроцессорной автоматики, привело к перестройке и

зарубежной системы проектирования, к переводу её на мехатронные рельсы,

т. е. на методы единого комплексного проектирования всех трёх

составляющих мехатронных комплексов.

Методология проектирования в технике вообще консервативна, а наши

проектировщики, как показывает сегодняшняя практика проектирования

автомобилей и тракторов, не обучены комплексному, системному,

«мехатронному» подходу к проектированию. Мехатронное проектирование

требует от проектировщиков каждой из трёх областей мехатроники

расширения их знаний на сопредельные мехатронные области, что требует от

них повышения квалификации, не принятой пока в области технической

подготовки (как в медицине), а от нашей системы высшей школы —

подготовки более универсальных специалистов, чем она готовит сейчас.

Развитие мехатроники на автомобилях и на производственных машинах

имеет свои особенности. На автомобилях экспансия автоматики, а

следовательно, и мехатроники, преимущественно началась в сфере устройств

комфорта, на тракторах — в сфере силовых агрегатов.

Первым из мехатронных агрегатов, как это исторически повелось, там

стал двигатель с системой топливоподачи и автоматикой её регулирования.

Вторым — система силового управления навесным устройством (EHR),

мировым лидером в производстве которой является фирма Bosch.

Третьим — трансмиссия. Тут процесс начался с появления

механических трансмиссий с переключением ступеней под нагрузкой. На

них появились гидравлические, затем электрогидравлические устройства

переключения, а затем и электронная автоматика управления

переключениями. Западные фирмы (Германская ZF и другие) начали

поставлять автомобильным и тракторным заводам и производить на продажу

трансмиссии в таком именно полном комплекте. С появлением затем в

зарубежном тракторостроении бесступенчатых трансмиссий (пока ещё

только гидрообъёмных двухпоточных) это явление упрочилось.

Сила и выгода мехатронного исполнения агрегатов особенно ярко видна

на примере трансмиссий, которые при наличии и отсутствии автоматики

управления при одинаковых других компонентах комплекса являют

разительный контраст в характеристиках как их самих, так и оборудованных

ими тракторов и автомобилей. В мехатронном виде они обеспечивают на

порядок более выгодные характеристики практически по всем показателям

работы машин: техническим, экономическим и эргономическим.

Сравнивая мехатронные комплексы с их не мехатронными прообразами

по техническому совершенству легко увидеть, что первые значительно

превосходят последних не только по общим показателям, но и по уровню и

качеству проектирования. Это не удивительно: синергический эффект

проявляется не только в конечном продукте, но и в процессе проектирования

вследствие и нового подхода к проектированию и более высокой по

необходимости квалификации проектировщиков.

Сравнение цены этих объектов ещё более разительно. Мехатронные

комплексы вследствие применения в автоматике микропроцессорной

технологии, дающей весьма дешёвые устройства автоматики, по цене очень

не много дороже прообразов, зато по совокупному показателю цена/качество

превосходят их на порядок.

Это обстоятельство снимает вопрос об экономической эффективности

мехатронных агрегатов, оставляя только вопрос о готовности современной

промышленности к организации и выполнению проектирования и

изготовления таких технических систем.