Сложное электро-оборудование автомобиля
Описаны разделы электрооборудования:
Автоматическое управление наружным освещением, Системы со встроенным и с выносным датчиком, Встроенный датчик солнечного света, Фотодатчик выносного типа, Газоразрядные лампы высокой интенсивности, Введение, Меры предосторожности, Конструкция системы, Типы ламп, Балластный блок, Автоматический корректор фар, Обзор системы, Исполнительное устройство автоматического корректора и индуктивный датчик высоты, Входные и выходные сигналы, Обслуживание и диагностика неисправностей, Система помощи при движении задним ходом, Обзор системы, Ультразвуковой датчик, Ограничения по использованию системы помощи при движении задним ходом, Диагностика, Электрохромное внутри салонное зеркало заднего вида, Конструкция и принцип работы, Встроенная система памяти, Память сидений и функция помощи при движении задним ходом, Компоненты системы памяти сидений, Элементы системы регулировки наклона и вылета рулевой колонки, Конструкция системы, Программирование IMS, Датчик дождя, Конструкция и принцип действия, Конструкция системы, Маршрутный компьютер, Введение, Входные и выходные сигналы, Сигналы впрыска топлива, Датчик скорости автомобиля и сигнал уровня топлива в баке,Режимы дисплея и способы вычислений.
- Сложное электро-оборудование автомобиля
- Screenshot_1.jpg (180.68 КБ) 1077 просмотров
Автоматическое управление наружным освещением
Системы со встроенным и с выносным датчиком
- Системы со встроенным и с выносным датчиком
- Screenshot_2.jpg (203.24 КБ) 1074 просмотра
На автомобилях KIA применяются два типа систем автоматического управления наружным освещением.
Со встроенным датчиком
Система автоматического управления наружным освещением такого типа установлена, например, на модели OPTIMA. В электронный блок управления встроен фотодиод (датчик солнечного света), включенный в прямой полярности. Если на диод попадает свет, на нем образуется падение напряжения, в результате чего через диод протекает ток. Это явление называют фотоэффектом.
Датчик и контроллер размещены в верхней части приборной панели.
С выносным датчиком
Система автоматического управления наружным освещением такого типа установлена, например, на модели GH (OPIRUS). Блок BCM или ETACSCM подает на фотодиод (фотодатчик), включенный в обратной полярности, напряжение 5 вольт. Если на фотодатчик попадает свет определенной частоты, его сопротивление уменьшается. Схемы, построенные на этом эффекте, более чувствительны к свету, чем те, в которых используется фотоэффект.
Датчик солнечного света установлен на верхней части приборной панели и используется также для регистрации солнечного излучения в автоматических системах кондиционирования воздуха.
Встроенный датчик солнечного света
- Встроенный датчик солнечного света
- Screenshot_3.jpg (137.36 КБ) 1071 просмотр
Если установить переключатель наружного освещения в положение «AUTO», эмиттер транзистора замыкается на «массу». Если транзисторы заперты, на коллекторах обоих транзисторов присутствует напряжение 12 В. Автоматический датчик освещения (датчик солнечного света) передает на встроенный процессор (ЦП) сигнал напряжения, величина которого зависит от освещенности. Если напряжение на выходе датчика солнечного света падает ниже определенного порога, ЦП подает напряжение на базу транзистора, замыкая реле на «массу». При этом включаются фары и/или задние габаритные фонари.
Примечание
Сначала ЦП включает транзистор управления реле задних габаритных фонарей. Если выходное напряжение датчика солнечного света продолжает уменьшаться, включается транзистор управления реле света фар.
Так как датчик солнечного света встроен в блок управления, измерить выходное напряжение невозможно.
Фотодатчик выносного типа
- Фотодатчик выносного типа
- Screenshot_4.jpg (130.48 КБ) 1070 просмотров
В зависимости от модели могут использоваться разные сигналы AUTO переключателя наружного освещения.
Вариант 1. Если многофункциональный переключатель установлен в положение «AUTO», линия сигнала заземляется, что приводит к падению напряжения, которое регистрируется центральным процессором (ЦП), расположенным в контроллере автомобиля/блоке управления задержкой блокировки центрального замка и предупреждения о включенном освещении.
Вариант 2. При установке многофункционального переключателя в положение «AUTO» сигнал по мультиплексной шине передается в ЦП.
ЦП включает транзистор, который обеспечивает подачу питания 5 В на автоматический датчик освещенности (фотоэлемент). В зависимости от яркости наружного освещения сопротивление автоматического датчика освещенности и, соответственно, напряжение, изменяется.
В зависимости от выходного напряжения автоматического датчика освещенности ЦП включает транзисторы управления реле света задних габаритных фонарей и/или фар.
Газоразрядные лампы высокой интенсивности
- Газоразрядные лампы высокой интенсивности
- Screenshot_5.jpg (113 КБ) 1070 просмотров
Введение
- Освещение и видимость
- Screenshot_6.jpg (234.25 КБ) 1068 просмотров
Освещение и видимость
Фары освещают дорогу перед автомобилем. Необходимо, чтобы они удовлетворяли требованиям всех участников дорожного движения. Особые требования предъявляются к фарам ближнего света, так как они не должны ослеплять водителей встречных автомобилей.
Наиболее качественное и яркое освещение обеспечивают системы с ксеноновыми лампами. Оптимальное распределение светового потока в любых условиях эксплуатации обеспечивается вспомогательными системами, наличие которых требуется в соответствии с законодательством.
Преимущества
На сегодняшний день наиболее совершенными являются автомобильные фары с ксеноновыми лампами. Ксеноновые лампы имеют два главных преимущества перед традиционными лампами накаливания: ксеноновые лампы создают вдвое больший световой поток, по сравнению с современной лампой H7, потребляя при этом лишь 2/3 мощности. Улучшенный световыход обеспечивает более яркое освещение дороги и позволяет осветить более широкий участок, при этом спектр излучения ксеноновой лампы, близкий к дневному свету, благоприятно воспринимается глазом. Водитель меньше устает, и управление автомобилем становится менее напряженным. Этим достигается существенное повышение уровня безопасности и комфортабельности управления автомобилем.
По сравнению с галогенными, ксеноновые лампы обладают следующими преимуществами:
– почти в 3 раза больший световой поток (количество света/световыход);
– высокая эффективность освещения (фотометрическая эффективность);
– значительно меньшая потребляемая мощность — всего 35 Вт;
– меньшая тепловая нагрузка на систему;
– значительно больший срок эксплуатации;
– спектр излучаемого света близок к спектру дневного света.
Примечание
В зависимости от модели ксеноновые лампы могут быть установлены только в качестве ламп ближнего света. В этих случаях в качестве ламп дальнего света устанавливается лампа H1 (55 Вт).
В зависимости от страны эксплуатации транспортного средства установка автоматического корректора света фар (AHLS) может быть обязательным условием (например, в Европе)!
Меры предосторожности
- Меры предосторожности
- Screenshot_7.jpg (172.15 КБ) 1068 просмотров
Конструкция системы
- Конструкция системы
- Screenshot_8.jpg (162.5 КБ) 1066 просмотров
Основными компонентами системы HID являются балластный блок, лампа (типа D2S или D2R) и фара (проекционная или рефлекторная).
Проекционные фары
В таких фарах используется отражатель свободной, а не правильной формы. Он собирает свет от источника вблизи первичной фокальной плоскости. Свет проецируется на вторичную фокальную плоскость, на которой имеется экран. Контур экрана проецируется на дорогу за счет линзы.
Рефлекторные фары
Форма поверхности отражателя обеспечивает необходимое направление и распределение светового потока. Большинство отражателей изготовлены из теплостойкой пластмассы. На поверхность отражателя нанесено металлическое покрытие, придающее ему необходимые отражающие свойства. Внутри отражателя установлен экран лампы, который предотвращает выход из лампы нежелательного света (ослепляющего света).
Оба типа фар, как рефлекторные, так и проекционные, могут относиться к так называемым фарам с отражателем произвольной формы (FF). В фарах FF используется отражатель с поверхностями свободной пространственной формы. Их можно рассчитать и оптимизировать только с помощью компьютера. Для определения формы поверхностей отражателя используются различные способы расчета. Почти во всех современных фарах ближнего света рефлекторного типа используются отражатели FF.
Типы ламп
- Типы ламп
- Screenshot_9.jpg (145.03 КБ) 1065 просмотров
На сегодняшний день выпускаются ксеноновые лампы четырех типов:
D2S — используются в проекционных фарах;
D2R — используются в рефлекторных фарах (экран выполнен краской на колбе);
D1S — используются в проекционных фарах (со встроенным блоком высокого напряжения);
D1R — используются в рефлекторных фарах (со встроенным блоком высокого напряжения/экран выполнен краской на колбе).
Лампы типа D2R используются только в рефлекторных фарах, причем для противодействия ослеплению на днище их колбы краской нанесен экран. Лампы типа D2S используются только в проекционных фарах. Ксеноновые фары имеют срок эксплуатации около 2500 часов и создают световой поток 2800 люменов.
Лампа состоит из наружной колбы в виде трубки диаметром около 10 мм (4 дюйма), в которой расположена газоразрядная трубка (внутренняя колба). Наружная колба изготовлена из специального кварца, такого как церийсодержащий кварц, блокирующего большую часть ультрафиолетового излучения, особенно наиболее опасного коротко-волнового и средневолнового, а также излучение ртути с длиной волны 365-366 нм. Газоразрядная трубка или внутренняя колба изготовлена из чистого плавленого кварца. В ней имеются вольфрамовые электроды, расстояние между наконечниками которых составляет около 4,2-5 мм (около 0,2 дюйма или чуть меньше).
Состав газа в колбе
В газоразрядной трубке содержится газ ксенон, находящийся под давлением в пару атмосфер. В колбе также содержится ртуть, и при ее испарении давление увеличивается как минимум на 20 атмосфер. При этом суммарное давление достигает около 30 атмосфер.
В газоразрядной трубке присутствуют также галоиды металлов, соли. В состав наполнения автомобильных HID ламп входят галоиды натрия и скандия и, возможно, минимальные количества других веществ, таких как галоиды лития и таллия.
Ксенон высокого давления используется для получения некоторого полезного светового потока во время прогрева, пока не начали испаряться прочие ингредиенты.
Балластный блок
- Балластный блок
- Screenshot_10.jpg (147.19 КБ) 1064 просмотра
Ксеноновые лампы представляют собой газоразрядные лампы, в которых используется электрическая дуга, а не нить, как в галогенных лампах. Дуга поджигается, а затем поддерживается между двумя точно расположенными электродами. Для этого необходим электронный балластный блок. Для ламп, относящихся к типу D2, требуется пусковой импульс. Средним значением напряжения искры может служить 7 кВ, однако для надежной работы требуется напряжение от 10 до 12 кВ. В автомобилях требуется возможность повторного включения горячей лампы с высоким давлением паров ртути, а для этого требуется еще большее напряжение — от 12 до 15 киловольт и даже выше. Только так можно обеспечить достаточную надежность. Стандартные балластные блоки обеспечивают пусковое напряжение не менее 18 киловольт, при этом обычное значение составляет 20 киловольт. После формирования электрической дуги балластный блок должен ограничить подачу тока. В противном случае по дуге будет протекать крайне сильный ток, что отрицательно скажется на лампе и на других узлах. Напряжение на прогретой лампе обычно составляет 80-90 вольт, однако во время прогрева оно ниже. Балластный блок на начальной стадии прогрева должен поддерживать на лампе напряжение около 16 вольт, хотя обычно это напряжение бывает несколько выше, по крайней мере 20 вольт. Если напряжение на лампе составляет от 70 до 110 вольт, балластный блок должен обеспечить подачу мощности в 35 ватт. Если напряжение ниже, балластный блок должен обеспечить ток не менее 0,5 А, но обычно не более 2 А, при этом мощность должна быть как можно ближе к 35 Вт. Большая сила тока является предпочтительной — частично прогретая лампа с галоидами металла иногда образует неустойчивую дугу при слабом токе. Автомобильные балластные блоки часто обеспечивают более высокую мощность (более 35 Вт) во время прогрева, чтобы обеспечить световой поток, близкий к рабочему. Следует отметить, что ксеноновая дуга или дуга паров ртути не создает видимого света с той эффективностью, с которой это делает дуга галоидов металлов. Автомобильные балластные блоки с увеличенной мощностью этапа прогрева имеют цепь, моделирующую тепловые характеристики лампы.
Во время подачи повышенной мощности на этапе прогрева сила тока не должна превышать максимального значения, безопасного для электродов лампы. Напряжение на лампе превышает 110 В только на ранней стадии формирования дуги или если лампа неисправна. Балластный блок должен обеспечивать мощность, достаточную для прогрева электродов до формирования дуги — чем больше, тем лучше, при этом мощность более 35 Вт приемлема, если ток не превышает допустимого значения. Однако избыточная мощность, поданная на старую лампу, может привести к ее взрыву. Для ламп D2 и для большинства других ламп с галоидами металлов требуется переменный ток. Подача постоянного тока допускается лишь на короткое время и желательно только на холодную лампу. Электрическое поле постоянного тока, горячий кварц или горячее стекло, соли или спирты являются не самым лучшим сочетанием — могут возникнуть эффекты электролиза, которые приведут к образованию темных пятен или трещин на газоразрядной трубке. Переменный ток, подаваемый на лампу типа D2, обычно имеет частоту от пары сотен до нескольких сотен герц. На лампу типа D2 обычно подается переменный ток прямоугольной формы или близкой к ней. Импульс высокого напряжения, необходимый для поджига лампы, обычно формируется цепью высокого напряжения, состоящей из трансформатора высокого напряжения, конденсатора и коммутируемого искрового зазора (SSG), который накладывается на рабочее напряжение лампы. С точки зрения начального значения поджига SSG, напряжение в разомкнутой цепи обычно выбирается так, чтобы превышать номинальное значение SSG на 30%. Это напряжение следует рассматривать как максимальное напряжение зарядки конденсатора. Энергия импульса напряжения должна быть достаточна для поджига лампы с первой попытки — как можно сильнее — даже несмотря на то, что свойства лампы и SSG изменяются в зависимости от температуры и срока эксплуатации. Накапливаемой в конденсаторе энергии от 20 до 50 мДж обычно бывает достаточно для надежного поджига. И конденсатор, и коммутируемый искровой зазор должны быть рассчитаны на эксплуатацию при температуре от -40 до +125°C (часто до +150°C), а также в условиях повышенной вибрации.
Автоматический корректор фар
- Автоматический корректор фар
- Screenshot_11.jpg (54.97 КБ) 1063 просмотра
Обзор системы
- Обзор системы
- Screenshot_12.jpg (179.9 КБ) 1063 просмотра
Безопасность движения в темное время суток зависит от правильной регулировки угла наклона света фар. Только таким образом достигается оптимальное освещение дороги без ослепления водителей движущихся навстречу автомобилей. При ручном корректоре фар, ставшим обычным оборудованием на современных автомобилях, водитель может изменять угол наклона света фар переключателем на панели приборов в зависимости от загрузки автомобиля. Подобные системы автоматически, т. е. без участия водителя, устанавливают оптимальный угол наклона света фар. Так называемый статический корректор фар изменяет угол наклона света фар в зависимости от загрузки и условий движения. Основными компонентами автоматического корректора фар являются датчик высоты кузова, расположенный на правом нижнем рычаге задней оси, и исполнительные устройства корректора, установленные в обеих фарах. В автомобилях KIA используется AHLS статического типа. В AHLS динамического типа используется четыре датчика уровня для определения высоты кузова автомобиля.