Цитата(Командир БЧ-2 @ 6.4.2011, 23:36)
Абсолютно.
Тут главное уверенно ....отрапортовать
Мультиплексные системы электрооборудования автомобилей
Журнал "Автомобильная промышленность", 2004 год, № 6
УДК 629.113.004
Канд. техн. наук В.В. ЕРМАКОВ, А.В. КОНЧИЦ, Тольяттинский ГУ
Вместе с растущим числом всевозможных датчиков, электромоторов и регуляторов на автомобиле продолжает удлиняться и сеть проводов. Так, если в 1960 г. электросеть легкового автомобиля составляла - 200 м, то в настоящее время она увеличилась на порядок, а ее общая масса достигла 50 кг. Кроме того, она содержит 2000 контактных разъемов, разветвлений, предохранителей и т. п. Считается, что их число каждые 10 лет удваивается. Что порождает множество проблем, связанных со стоимостью, габаритными размерами, массой, гибкостью, проектированием, производством, монтажом, надежностью и поиском неисправностей в бортовых системах электрооборудования. Поэтому многие специалисты считают, что нужны совершенно новые принципы организации этих систем. И один из предлагаемых ими путей — мультиплексирование, при котором теоретически один единственный канал (шина) способен заменить несколько десятков проводов.
В мультиплексной системе все потребители электроэнергии с одной стороны подсоединены к линии электропитания, которая начинается от аккумуляторной батареи, а с другой — к информационной линии, соединяющей их с управляющим устройством. Находящиеся в непосредственной близости от потребителя программируемые электронные компоненты отфильтровывают предназначенные для них данные из информационной линии и подключают (или отключают) его к (от) источнику питания. То есть в данном случае для реализации каждой отдельной функции органа управления (стеклоподъемник, система замков дверей с центральным управлением, противоугонное сигнальное устройство и т. п.) в исполнительном элементе собственная линия не нужна.
Для того чтобы исполнительные блоки, т. е. потребители и блок управления, могли обмениваться информацией между собой, необходимо выполнить несколько условий. В частности, нужно, чтобы: канал передачи информации обеспечивал высокую скорость передачи данных; информация передавалась посредством физических величии (напряжение, сила тока, освещенность и т. д.); передача данных была регулируемой (кодирование, скорость передачи, аналогово-цифровое преобразование, разбивка и т. д.), т. е. выполнялась по так называемому протоколу.
Комплексный подход к мультиплексированию привел разработчиков к использованию шины с распределенной обработкой сигналов и схемой обнаружения конфликтных ситуаций, позволяя добавлять новые и новые модули, не перегружая систему в целом. (Это "сродни" архитектуре персонального компьютера, где по мере изменения характера решаемых задач можно установить дополнительные платы, не разрушая основу компьютера.)
Понятно, что инициаторами нового направления стали производители дорогих автомобилей — фирмы "Мерседес- Бенц", "Вольво" и др. Например, в 1990 г. на рынке появился "Мерседес-Бенц 500Е", контроллер двигателя которого общался с датчиками через цифровую шину. Всего год спустя, довольные результатом, конструкторы развили идею в автомобилях 8-класса с кузовом W140, где единственная цифровая шина связала между собой системы зажигания, впрыскивания топлива, АБС, ПБС, самодиагностирования, круиз-контроля, климат-контроля, кондиционер, клапаны управления циркуляцией воздуха, а также СD-плейер, сотовый телефон и систему "Лингватроник" распознавания голосовых команд. Здесь, кроме того, впервые была применена технология D2B, использующая не электрические, а световые сигналы. Причем последнее обусловлено несколькими причинами.
Во-первых, множество работающих электродвигателей, реле и прочих исполнительных механизмов излучают огромное количество разнообразных волновых помех. Поэтому нельзя исключить того, что одна из них совпадет с какими-либо бортовым управляющим сигналом. И тогда неожиданно для водителя может сработать, к примеру, один из контуров тормозной системы или подушка безопасности. В оптическом же диапазоне побочных излучений нет, и это обеспечивает надежность цифровой системы.
Во-вторых, передача сложных высокочастотных сигналов аудиосистем требует высокого (свыше 6 Мбит/с) быстродействия, что тоже вполне "доступно" оптическому диапазону.
В-третьих, при отсутствии изломов оптоволокна нет проблемы коротких замыканий, пожароопасное и окисления контактов.
Вторая по быстродействию (500 кбит/с) сеть из применяемых на дорогих автомобилях, CAN-Bus-C, связывает между собой системы управления двигателем, тормозами, автоматического поддержания дистанции между автомобилями ("Дистроник"), подвеской, фарами и т. д. В общем, все то, что необходимо непосредственно для движения.
Наконец, самая медленная (83,3 кбит/с) по действию сеть — CAN-Bus-В. Она объединяет приборы, обеспечивающие комфорт в салоне в том числе: климат-контроль; индикатор парковки ("Парктроник"); управление люком в крыше, стеклоподъемниками, замками, а также комбинацию приборов.
Две последние сети соединены между собой через электронный замок зажигания и могут обмениваться информаци- ей. Более того, аудиовидеосистема подсоединена не только к оптоволоконному кабелю, но и к CAN-Bus-В, а значит, в необходимых случаях возможна передача сигналов всеми тремя сетями.
К началу 1990-х годов стали опасаться, что на пути массового внедрения мультиплексирования возникнет барьер — высокая стоимость системы, естественным образом сказывающаяся на цене самого автомобиля. В связи с этим эксперты прогнозировали появление первого серийного автомобиля с мультиплексной системой не ранее 1995—1997 гг.
По срокам они ошиблись не намного. Частично мультиплексированный серийный автомобиль БМВ-850i был представлен в 1994 г. Модель была оснащена мультиплексной техникой, объединяющей различные функции управления в дверном модуле. Что касается стоимости, то здесь ошибка даже больше. Если, например, необходимо автоматически включить освещение, как только детектор дождя отметил наличие осадков, то достаточно изменить внутреннее программное обеспечение блока, управляющего освещением, — так, чтобы он распознавал сигнал "дождь", уже появившийся, на мультиплексной шине. И это никак не сказывается на стоимости автомобиля. Более того, мультиплексирование может даже удешевить отдельные системы автомобиля. Вот характерный пример: на одном легковом автомобиле представительского класса, оборудованном традиционной системой электрооборудования, в стойке двери был проложен жгут из 50 проводов. Когда же сети объединили, их число сократилось до четырех. И если учесть, что различные расширения функциональных возможностей электрооборудования, которые обычная техника не позволяет реализовывать из-за недостатка места на автомобиле, с помощью мультиплексной техники становятся вполне возможными, то ясно: это — повышение показателя "качество—цена". Со всеми вытекающими отсюда последствиями на рыночный опрос. И хотя для автомобиля БМВ-850i это была всего лишь встроенная в дверь система управления стеклоподъемником и защиты от защемления (например, руки ребенка стеклом), и данные функции объединил дверной модуль, кодированные сигналы которого передавались по двум линиям в основной модуль центрального блока управления, затраты на мультиплексную технику позволили сэкономить в общей сложности 39 линий, из них 14 — в двери водителя, 21 — в двери со стороны пассажира, сидящего рядом с водителем.
Фирма "Вольво" представила свою модель автомобиля (S80) несколько позже — в 1998 г. Но уже с полностью мультиплексированной системой, в состав которой входят 24 модуля, управляющие силовыми цепями. Система работает, в зависимости от возложенных на нее функций, в двухскоростном режиме: для управления двигателем и трансмиссией используется шина данных, рассчитанная на передачу информации со скоростью 250 кбит/с, а для других устройств — более "медленная" (125 кбит/с).
В 1999 г. к БМВ и "Вольво" присоединилась и фирма "Пежо": на двух своих моделях, "Пежо-206" и "Пежо-406", она установила мультиплексную проводку, в которой использованы два дополняющих друг друга сетевых протокола. Так, комплексный контроль работы двигателя, коробки передач и АБС выполняет разработанная фирмой "Бош" шина САN, а шина VAN, разработанная фирмами ПСА и "Рено", — электроникой кузова (кондиционером, системой дверных замков и т. д.) и регулированием устойчивости автомобиля при движении. Причем новые функции осуществлялись уже не за счет встраивания дополнительных электрических приборов, а благодаря требующему меньших затрат программному обеспечению.
Имеющиеся в настоящее время разработки реализованы, в основном, зарубежными производителями. Однако существующие сегодня потребности автомобильного рынка и высокие цены на зарубежную электронику обусловили некоторое развитие и российского производства мультиплексных систем.
Так, в 2003 г. 000 "Технополис" (г. Тольятти) оснастило автомобиль ВАЗ-21113 интерфейсной системой управления электрооборудованием, которая состоит из нескольких микроконтроллеров, объединенных в единую сеть с помощью мультиплексной шины. Система управляет всеми, за исключением систем зажигания и впрыскивания топлива, исполнительными устройствами автомобиля. В результате впервые на отечественном автомобиле без значительного удорожания конструкции были реализованы такие функции, как автосвет, регулирование паузы работы стеклоочистителя в прерывистом режиме, блокирование стеклоподъемников задних дверей (защита от опускания стекол детьми), голосовое сопровождение, полная самодиагностика электрооборудования и др. Благодаря этому число контактных соединений снизилось на 25 %, а масса меди в проводах — на 20 %. Но главное, дальнейшее совершенствование сети электрооборудования автомобиля стало намного проще.
Зы. В Мегане используют CAN HIGH and CAN LOW
