Локальный интеллект

Необходимо решить, где именно в автомобиле будет расположен этот «интеллект». Первое решение состоит в том, чтобы использовать местный модуль, контролирующий определенную подсистему. Он будет подсоединен посредством обычных проводов. Это решает проблему числа проводов, идущих из салона транспортного, например, в дверь, по все еще необходимо большое количество кабелей и разъемов в двери, что может снизить надежность.

Второе решение состоит в том, чтобы использовать интеллектуальные приводные механизмы. Эта система включает в себя электронное управление интеллектуальные способности интегрируются непосредственно внутрь привода. Другими словами, рабочий элемент приобретает функции, которые необходимы для декодирования команд и их реализации. Приводы со встроенной электроникой управления выполняют функциональные действия, например, регулировку положения зеркала или открытие и закрытие окон.

Интеллект, интегрированный во все основные компоненты в виде микропроцессора с интерфейсом базовой CAN-системы, позволяет вести детальную самодиагностику. Благодаря этим интеллектуальным способностям возможны как полная

проверка транспортного средства при окончании сборки на заводе изготовителе, так и быстрое обнаружение ошибок в мастерской. На рис. 4.25 представлены оба метода.

Важное место занимает сегодня разработка интеллектуальных приводов и датчиков, поскольку этот метод, по видимом у, является наилучшим решением для будущего. На рис. 4.26 показан вариант реализации полной мультиплексированной подсистемы.

Оптические волокна для мультиплексной шины

«Оптические волокна» — это техника использования тонких стеклянных или пластмассовых волокон, которые перелают свет по всей своей длине благодаря внутренним отражениям преимущество оптических волокон для использования в качестве шины данных - их невосприимчивость к воздействию электромагнитного излучения (electromagnetic radiation - EMR) или интерференции.

Кроме того, можно передавать значительный объем данных с очень высокой скоростью. Вот почему оптоволоконная технология получила широкое распространение в телекоммуникационных системах.

Недостатки, однако, обнаружены и в оптоволоконных

системах связи, кроме того, копирующие устройства и декодеры для «размещения» сигналов на шину данных более сложны, чем в

случае применения обычного медного провода.

На рис. 4.27 показаны некоторые современные

истоды соединения оптоволоконных кабелей.

Потребность в мультиплексировании

Пример того, как возрастает потребность в мультиплексных системах, приведен на рис. 4.28. На рисунке изображена блок-схема интеллектуальной системы освещения. Отметим, сколько требуется для нее входных датчиков. Большая часть этой информации могла бы быть доступной через шину данных.

Указанная проблема - одна из главных причин

дли развития мультиплексных систем.

Резюме по системе CAN

CAN шина раздельной передачи информации, которая работает со скоростью до 1 МБит/с. Передача информации базируется на посылке сообщений (или фреймов) переменной длины (от 0 до8 байт). Каждый фрейм имеет уникальным идентификатор, то есть два узла на одной и той же шине не должны посылать сообщения с тем же самым идентификатором. Интерфейс между CAN- шиной и центральным процессором обычно называют СА N -контроллером.

CAN-протокол имеет две версии: CAN 1.0 и CAN 2.0. Протокол CAN 2.0 совместим с протоколом CAN 1.0, и самые новые контроллеры уже поддерживают CAN 2.0. Стандарт CAN 2.0 содержит две модификации: А и В. При работе с CAN 1.0 и CAN 2.0А идентификаторы должны иметь длину 11 бит. В CAN 2.0В идентификаторы могут быть длиной 11 бит («стандартный» идентификатор) или 29 бит («расширенный» идентификатор). Чтобы соответствовать требованиям стандарта CAN 2.0, контроллер должен быть либо пассивной, либо активной частью 2.0В. Если он пассивный, то должен игнорировать расширенные фреймы (контроллеры CAN 1.0 в этом случае будут генерировать сообщения об ошибке ). Если же контроллер активный, тогда он должен разрешать прием и передачу расширенных фреймов. Есть некоторые правила совместимости для отправки и

получения двух типов фреймов:

- архитектура контроллеров не закрывается CAN-стандартом, так что возможны различные варианты их применения. 1 ем не менее, существует два общих подхода: Basic CAN и Ful 1 CAN (не путать с CAN 1.0 и 2.0 или со стандартными и расширенными идентификаторами), которые отличаются методом буферизации сообщений;

- в контроллере типа Basic CAN архитектура подобна UART. за исключением того, что вместо символов посылаются полные фреймы: имеется {как правило) единственный буфер

передачи и сдвоенный буфер приема. Центральный процессор должен управлять передачей и приемом и вести обработку сохраняемых фреймов. Центральный процессор помешает фрейм в буфер передачи и блокирует прерывание на время посылки фрейма. Центральный процессор также получает

фрейм в буфер прием», отрабатывает прерывание и освобождает буфер (прежде чем будет получен следующий фрейм);.

- в варианте Full CAN фреймы сохраняются в контроллере. Работать можно с ограниченным числом фреймов (обычно с 16-ю) из-за того, что в сети может быть еще много фреймов.

Каждый буфер помечен уникальным идентификатором. Центральный процессор может обновить фрейм в буфере и пометить его «для передачи». Буферы сканируются с

целью подтверждения того, был ли получен фрейм с соответствующим идентификатором. На рис. 4.29 представлена система с двойной шиной данных, где быстродействующая

тина используется для устройств двигателя и шасси, а более медленная шина — для других систем.

Электронные схемы и символы

Символы

В гл. 3 приведены некоторые графические символы, нашедшие широкое применение. Некоторые изготовители используют собственные их модификации, но стандарт развивается. Идея символа заключается в том, чтобы представить компонент в очень простой, легко распознаваемой форме. Символ для двигателя или для маленькой электронной единицы оборудования преднамеренно не учитывает внутреннюю схему, чтобы сконцентрировать ваше внимание на взаимосвязи между различными устройствами.

В следующих трех разделах приводятся примеры тот, как эти символы используются в трех различных типах монтажных схем. По причине сложности современных систем разводки кабелей теперь стало обычной практикой показывать на одном

листе только часть всей системы. Например, приборы освещения на одной странице, вспомогательные цепи на следующей и т. д.

Принципиальные схемы

На принципиальной схеме изображаются электрические

соединения схемы, но не делается никакой попытки показать различные узлы в каком-либо особом порядке или специфическом положении. На рис. 4.30 приведен пример схемы этого типа.

Монтажные схемы

В монтажных схемах делается попытка показать основные электрические компоненты и положении, подобном фактическому размещению на транспортном средстве. Вследствие сложных схем и большого количества отдельных проводов не которые изготовители теперь используют две схемы: одну чтобы показать электрические соединения, другую— чтобы показать фактическое расположение кабельных жгутов и компонентов. Компания Citroen первой начала использовать эту систему. Пример изображен на рис. 4.31.

Схемы связи

На схемах связи показаны только точки подключения устройств и никакие другие соединения. Вывод каждого представленного устройства отмечен колом. Этот код указывает вывод устройства назначения, код устройства назначения и обозначение его вывода, в некоторых случаях также и код цвета соединительного провода. На рис. 4.32 приведен пример такой схемы.

Токовые схемы

Токовые схемы теперь весьма популярны. Страница вытягивает в длину, чтобы показать течение токов сверху вниз. Обычно эти схемы сверху страницы имеют две линии источников тетания: отмеченные кодом 30 (положительная клемма питания от главной батареи) и 15 (источник питания

управляется ключом зажигания). В нижней части страницы - линия, отмеченная кодом 31 (земля или соединение с шасси). На рис. 4.33 приведен пример такой схемы.

Примеры для изучения

Интеллектуальная электрическая система будущего- Volvo S80

Хотя автомобиль не оценивается в первую очередь по его электрической системе, революционно электрическая система в Volvo S80 занимает естественное равное положение по своему совершенству в одном ряду с двигателей, трансмиссией и шасси. Чтобы представить, что произошло с электрической системой в автомобилях за эти голы, скажем, что в 1927 г первый «Вольно» имел четыре плавких предохранителя, защищающих всего 30 м электрического кабеля.

Семьдесят лет спустя «Вольво» 1997 г. имел уже S4 плавких предохранителя для 1200 м кабелей и контроллер функции, которые были абсолютно неизвестны в 1927-ом. По традициям каждая функция обслуживалась собственной системой. Если

провести аналогию с компьютером и измеряв емкость электрической системы как сумму числа компонентов, го она превысила 6 Мб. Естественно, так ни могло продолжаться, полому назрела потребность в радикальной перемене.

Была необходима новая система, которая могла управляться со всем оборудованием. Все компоненты должны были быть в состоянии общаться между собой и «понимать» язык друг друга так же хорошо, как если бы они были одним целым. Volvo S80 не только имеет новую электрическую систему —многие автомобили имеют современные электрические системы по и использует мультиплексную своему коммуникаций.

Электрическая система разработана как сеть коммуникации 18 компьютерной с центральными блоками

управления и не менее 24 модулей для выполнения большинства электрических функций. На рис. 4.22, приведенном ранее в данной главе, показаны связи между этими системами.

Мультиплексная технолог ни включает в себя только два кабеля. Один из них в состоянии одновременно передавать все сигналы в системе. Другой - электрический кабель, который перелает необходимую энергию. Эти кабели пролегают по

всему автомобилю и известны, как шина данных.

Информация движется в цифровых пакетах. Все

малые модули сети в состоянии распознать «свой»

сигнал к действию и сделать то, что нм «говорят».

Когда приходит, например, сигнал «открыть левое

переднее окно», только один модуль (в передней двери) реагирует на этот сигнал, получает его и передает «заказ» на электрический двигатель, чтобы опустить стекло окна. Благодаря высокой информационной емкости системы сигналы могут приводить в готовность и активизировать различные модули, причем в зависимости от выполняемой функции используются разные скорости. Управление двигателем и трансмиссией использует быстродействующую шину данных, тогда как все другие функции используют более медленную шину данных.

Мультиплексная система обладает значительными

преимуществами:

♦ меньше кабелей и связей в автомобиле:

♦ повышенная надежность;

♦ связь между всеми компонентами;

♦ адаптация программного обеспечения;

♦ улучшенные возможности повторною выполнения электрических функций.

Система также имеет полезное свойство самодиагностики

всех функций, включая управление двигателем, что делает блок OBD (бортовой диагностики) еще более важной единицей, чем прежде. Чем проще ставить диагноз оборудованию, тем

легче обслуживать автомобиль. Любая информация об ошибке или нарушении функционирования доводится до водителя индикаторными лампами и выводом сообщения па приборную панель. Все кабели в системе проложены в хорошо защищенных кабельных трубах. Мультиплексная система

в каждом автомобиле запрограммирована согласно спецификациям модели и установленным опциям.

Электромагнитная совместимость

Определения

Электромагнитная совместимость (ЭМ С)—способность устройства или системы функционировать без ошибок в определенной окружающей электромагнитной среде.

Электромагнитная интерференция (ЭМИ)-электромагнитное излучение от устройства или системы, которое оказывает воздействие на функционирование другого устройства или системы.

Примеры проблем ЭМС

Рассмотрим примеры проблем электромагнитной

совместимости:

♦ компьютер подвержен интерференции с радиоприемником

FM:

♦ автомобильное радио гудит, когда вы ведете машину под линией электропередачи:

♦ автомобиль даст осечки зажигания, когда вы двигаетесь под линией электропередачи;

♦ вертолет выхолит из-под контроля, когда пролетает

слишком близко от радиомачты;

♦ переговоры на полицейской волне проявляются

При стереозвучании;

♦ изображение на видеодисплее дрожит, когда включены газоразрядные световые приборы;

♦ происходит сброс часов каждый раз, когда отключается кондиционер;

♦ ноутбук интерферирует с системой управления рулем самолета

♦ радар аэропорта оказывает воздействие на изображение на ноутбуке;

♦ электрокардиостимулятор реагирует на звонки

мобильных телефонов!