Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Факультет «Автотракторный»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания и электронные системы автомобилей»

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Заведующий кафедрой ______________ / / ______________ 20__ г.

Организация бортовой информационно - управляющей системы Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе ЮУрГУ–140400.2017.ххх.00 ПЗ ВКР

Руководитель работы ______________ /Мартьянов А. С./ ______________ 20__ г. Автор работы студент группы П-410 _______________ /Листунов Л. Н./ _______________ 20__ г. Нормоконтролер ______________/Астафьев Д.В. ______________ 20__ г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

Факультет «Автотракторный»

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания и электронные системы автомобилей»

Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль «Электрооборудование и электронные системы наземных транспортных средств»

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

/Лазарев В.Е/

_____________________20__ г.

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу студента

Листунова Льва Николаевича

Группа П – 410

1Тема работы (проекта) __________________________________________________________________

______________________________(название)____________________________

утверждена приказом по университету от _____________ 20__г. №_________

2 Срок сдачи студентом законченной работы ______________________

3 Исходные данные к работе

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4 Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5 Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей, плакатов в листах формата А4)

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Всего ___листов

6 Дата выдачи задания_________________________________________

Руководитель_______________________________________________________

(подпись) (И.О. Ф.)

Задание принял к исполнению________________________________________

(подпись студента) (И.О. Ф.)

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

Наименование этапов выпускной квалификационной работы	Срок выполнения этапов работы	Отметка о выполнении руководителя

Заведующий кафедрой ______________________________/Лазарев В. Е/

Руководитель работы ______________________________/Мартьянов А. С./

Студент __________________________________________/Листунов Л. Н./

Аннотация

Листунов Л. Н., Организация бортовой информационно - управляющей системы – Челябинск: ЮУрГУ, АТ, П-410; 2025, 83 с.

Аннотация (в соответствии с ГОСТ 7.0-99) включает: характеристику основной темы; проблемы объекта; цели (и задачи) работы; результаты работы; новизну работы в сравнении с другими, родственными по тематике и целевому назначению.

Оглавление

введение 8

1 Особенности различных типов архитектур биус 10

1.1 Элементы системы. 10

1.2 Структурная и логическая организация БИУС 12

1.3 Структурная схема БИУС 16

1.4 Классификация (типы) бортовых систем автотранспортного средства 27

1.4.1 Бортовые системы интеллектуального транспортного средства 27

1.4.2 Системы информирования водителя 29

1.4.3 Cистема сбора и передачи информации 31

2 Виды биус, классификиция, примеры 33

2.1 Классификация современных ботовых электрон­ных систем автомобилей 33

2.2 Электронные системы управления автомобилем 34

2.2.1 Антиблокировочная тормозная система автомобиля 34

2.2.2 Противобуксовочная система автомобиля 35

2.2.3 Система управления курсовой устойчивостью автомобиля 38

2.2.4 Система автоматического управления трансмиссией автомобиля 43

2.2.5 Система автоматического управления подвеской автомобиля 44

2.3 Специализированные бортовые системы автомобиля 46

2.3.1 Электронные противоугонные системы автомобиля 46

2.3.2 Системы бортовой самодиагностики автомобиля 54

2.3.3 Климат-контроль 58

2.3.4 Круиз-контроль 59

2.3.5 Бортовой компьютер 60

2.4 Автомобильные мультиплексные системы передачи информации 61

3 перспективные направления развития БИУС 75

введение

Разнообразные вычислительные устройства успешно используются практически во всех технически сложных изделиях с целью упрощения организации интерфейса пользователя, реализации сложных алгоритмов работы и т. п. В этом смысле не являются исключением изделия транспортных отраслей: автомобильной, железнодорожной, аэрокосмической, морской и других. Современные образцы оказываются насыщенными различными вычислительными устройствами, в том числе объединёнными в единый комплекс. Подобное объединение вычислительных устройств отдельного объекта в единый программно-аппаратный комплекс часто называют бортовой информационно - управляющей системой (БИУС)

БИУС — вид автоматизированной системы управления, предназначенной для автоматизации рабочих процессов управления, диагностики, сбора, обработки и отображения информации на транспортных средствах. БИУС облегчает управление и упрощает эксплуатацию сложных систем, выполняя за водителя часть функций.

Чаще всего БИУС представляет собой распределённую вычислительную сеть для жёстких условий эксплуатации (широкий температурный диапазон, вибрация, удары и другие внешние воздействия), объединяющую центральный процессорный блок и периферийные контроллеры различных агрегатов автомобиля: ДВС, АБС, управление КПП, управление климатом в кабине и предпусковым подогревателем, управление подкачкой колёс и т. д. В качестве физической среды передачи информации в БИУС наиболее широко используется CAN в виде дифференциальной витой пары. Это обусловлено фактическим доминированием в настоящее время данного стандарта промышленной сети в автомобильной технике.

Цель работы: Исследовать особенности различных архитектур, применяемых в БИУС.

Задачи:

1. Изучить виды и типы архитектур БИУС, определить их особенности.

2. Исследовать влияние особенностей различных архитектур на потребительские свойства.

3. Определить пригодность той или иной архитектуры к соответствующим задачам.

4. Определить перспективные направления развития БИУС.

1. Особенности различных типов архитектур биус

   1. Элементы системы.

Бортовая информационно-управляющая система (БИУС) транспортного средства (ТС) – это комплекс средств для автоматической оценки состояния автомобиля и его агрегатов, для оценки параметров движения, для информирования водителя об этих состояниях и выработки управляющий воздействий на исполнительные механизмы автомобиля в процессе выполнения различных функциональных задач.

Принцип работы БИУС заключается в следующем. Сигналы с датчиков, установленных на ТС, поступают в вычислитель, который формирует заключение и выдает его в виде информации о состоянии контролируемого объекта водителю и автоматическим исполнительным системам.

По своей структуре БИУС должна состоять из следующих элементов:

1) комплекта датчиков, воспроизводящих диагностическую информацию от объекта диагностирования;

2) преобразователей, принимающих сигналы от датчиков и преобразующих их в вид, удобный для дальнейшей обработки;

3) устройств обработки информации, проводящих оценку полученных данных диагностирования по заданной программе и выдающих конечные результаты в виде электронных сигналов;

4) устройств выдачи информации, фиксирующих результаты диагностирования на носителе информации.

Для оценки состояния и поведения транспортного комплекса используется информация, получаемая датчиков, как правило, аналоговых и импульсных типов, имеющих различные диапазоны измерения. Многие эти датчики имеют нелинейную характеристику. Используются также дискретные датчики, чаще всего релейного типа. Для подключения датчиков к микропроцессорам/контроллерам, выполняющим сбор и обработку информации с датчиков , а так же формирующие информационные сообщения и управляющие воздействия на исполнительные механизмы, необходимо выполнить обработку сигналов. К обработке сигнала относится нормирование сигнала, т.е. приведение его к определенному значению, фильтрация, линеаризация, аналогово-цифровое преобразование и другие виды обработки.

Из анализа возможных схем построения систем датчиков, преобразователей, вычислителей БИУС можно сделать вывод о целесообразности построения и использования мехатронных модулей (ММ). Каждый ММ выполняется в виде законченного модуля, содержащего непосредственно первичный преобразователь (датчик), устройство преобразования сигналов и вычислитель. Для управления исполнительными устройствами так же создается модуль, в состав которого входит вычислитель, усилитель-преобразователь и исполнительный механизм.

Структурные схемы модулей показаны на рисунке 1.1. каждый модуль выполняется в виде специализированного контроллера, содержащего вычислительное устройство и преобразователь.

Рисунок 1.1 – Мехатронные модули.

При использовании дискретных датчиков не требуется сложных преобразований, и поэтому, рационально их подключить к ММ, который физически расположен ближе к дискретному датчику. Это потребует использование контроллера с несколькими входами. В общем случае все ММ автомобиля по функциональному назначению могут быть отнесены к следующим основным группам:

- системы управления двигателем;

- системы управления трансмиссией и агрегатами;

- системы управления ходовой частью, в том числе и тормозными системами;

- системы управления оборудованием кабины;

- системы диагностики/самодиагностики узлов агрегатов автомобиля.

Использование концепции ММ позволяет в значительной степени абстрагироваться в процессе проектирования сложного объекта (БИУС) от исполнительной и информационных частей (считая, что они компонуются из готовых блоков – мехатронных модулей), а сосредоточить основное внимание на разработке компьютерного управления.