Samochodowe systemy elektroniczne (cz. II)

Fot. Delphi

Centralny moduł sterujący

Pierwszym w dziejach motoryzacji elektronicznym urządzeniem sterującym był system Motronic firmy Bosch, zastosowany w 1979 roku w samochodzie BMW 732i do sterowania dopływem powietrza i paliwa oraz zapłonem.

Centralne moduły sterujące

Od końca lat 70. ubiegłego wieku ilość układów elektronicznych w konstrukcji pojazdów systematycznie rosła. Znajdowały one zastosowanie już nie tylko w sterowaniu silnikiem, lecz także w systemach zwiększających bezpieczeństwo oraz w urządzeniach komfortu jazdy łącznie z rozrywką i multimediami. Dzisiaj wiele tradycyjnych rozwiązań mechanicznych zastępuje się elektronicznymi, ponieważ są one bardziej niezawodne, wytrzymałe, wydajne i tańsze, a przy tym lepiej służą redukcji zużycia paliwa i emisji spalin, pozwalając sprostać coraz ostrzejszym regulacjom prawnym i normom ekologicznym.

Spośród wielu urządzeń elektronicznych montowanych we współczesnych samochodach na szczególną uwagę zasługuje centralny moduł sterowania, określany czasami mianem komputera pokładowego. Wbrew temu, jak się powszechnie uważa, rola komputera pokładowego nie ogranicza się tylko do pokazywania chwilowego zużycia paliwa w czasie jazdy samochodem lub zliczania przebytego dystansu.

ZOBACZ TAKŻE:

Głównym zadaniem centralnego modułu sterowania jest kompleksowe sterowanie elektroniką samochodową. Do wypełniania funkcji związanych z centralnym sterowaniem, zarządzaniem energią, zabezpieczeniem samochodu, wymianą danych pomiędzy modułami oraz realizacją udogodnień dla użytkownika – wykorzystuje on dane wejściowe zebrane z różnych czujników oraz innych modułów elektronicznych i manipulatorów obsługiwanych ręcznie. Należy podkreślić, że centralny moduł sterowania w czasie swojej pracy przeprowadza testy diagnostyczne, co umożliwia szybkie wykrycie i lokalizację usterek oraz poinformowanie kierowcy o konieczności udania się do serwisu.

Na pierwszej z załączonych ilustracji przedstawiono umiejscowienie centralnego modułu sterującego (BCM) w architekturze elektryczno-elektronicznej samochodu wraz z elementami standardowego wyposażenia, z którymi BCM najczęściej współpracuje. W zależności od modelu samochodu centralny moduł sterujący może skupiać w sobie więcej lub mniej funkcjonalności, a poszczególne elementy wyposażenia mogą pracować w trochę innej konfiguracji niż tutaj przedstawiona.

Centralny moduł sterujący wraz z elementami standardowego wyposażenia samochodu, z którymi ten moduł najczęściej współpracuje

^{Rys.: Centralny moduł sterujący wraz z elementami standardowego wyposażenia samochodu,
z którymi ten moduł najczęściej współpracuje}

Zintegrowany zestaw wskaźników

We współczesnym samochodzie zachodzi nieustanna wymiana danych między poszczególnymi układami elektronicznymi. Część z nich przekazywana jest kierowcy za pomocą zintegrowanego zestawu wskaźników, w skład którego wchodzą: panel z zegarami, kontrolkami i wyświetlaczem elektronicznym. Zestaw ten ma na celu przekazywać kierowcy niezbędne w czasie jazdy informacje, takie jak: prędkość, obroty silnika, poziom paliwa, temperaturę silnika, stan lampek kontrolnych i ostrzegawczych. Informacje pomiędzy zestawem wskaźników a innymi modułami elektronicznymi są przesyłane magistralą CAN.

Zintegrowany zestaw wskaźników tablicy rozdzielczej

^{Rys.: Zintegrowany zestaw wskaźników tablicy rozdzielczej}

Moduł stacyjki

Główną jego funkcją jest sterowanie wyłącznikiem zapłonu. Dodatkowo, w przedniej części stacyjki, zainstalowana jest cewka immobilizera. Urządzenie to zabezpiecza pojazd przed kradzieżą, uniemożliwiając uruchomienie silnika w przypadku użycia nieautoryzowanego kluczyka. Bezstykowe połączenie między cewką immobilizera a transponderem umieszczonym w kluczyku zapewnia szybką autoryzację użytego kluczyka. Dzięki funkcji rozpoznawania kluczyków możliwa jest personalizacja ustawień elementów pojazdu, takich jak: radio (zestaw zaprogramowanych stacji), ustawienie lusterek, strefowa klimatyzacja, poziom podświetlenia klawiszy dla poszczególnych użytkowników pojazdu.


^{Rys.: Moduł stacyjki}	^{Rys.: Aktuator zamka centralnego}

Zdalny kluczyk (pilot) umożliwia kontrolę nad centralnym zamkiem, opuszczaniem lub podnoszeniem szyb oraz systemem alarmowym samochodu. Wbudowany nadajnik fal radiowych wysyła sygnał do centralnego modułu sterowania, który odpowiedzialny jest za sterowanie zamkami w drzwiach i bagażniku, szybami oraz aktywację i dezaktywację systemu alarmowego. W celu podniesienia bezpieczeństwa sygnały radiowe zabezpieczone są zmiennym kodem.

Zintegrowany przełącznik kolumny kierownicy

Zawiera najważniejsze urządzenia do ręcznego sterowania samochodu: dźwignie kierunkowskazów, wycieraczek oraz spryskiwaczy szyb, pokrętła i przyciski do świateł zewnętrznych i tempomatu. Wewnątrz modułu znajduje się taśma połączeniowa w kształcie sprężyny zegarowej, za pomocą której przekazywane są do centralnego modułu sterowania sygnały z modułu poduszki powietrznej, klaksonu i przycisków na kierownicy.

Zintegrowany przełącznik kolumny kierownicy

^{Rys.: Zintegrowany przełącznik kolumny kierownicy}

Wycieraczki

Współczesne samochody osobowe najczęściej wyposażone są w dwie przednie wycieraczki, z których jedna przeciera lewą, a druga – prawą część szyby, oraz w jedną wycieraczkę tylną. Ruch wycieraczek wymuszany jest przez silnik elektryczny z przekładnią. Wycieraczki włączane są przez kierowcę za pomocą przełącznika przy kierownicy. Mogą one pracować w jednym z trzech trybów: automatycznym (przy udziale czujnika deszczu), wolnym oraz szybkim. Oprócz wycieraczek montuje się również spryskiwacze szyb, które ułatwiają oczyszczanie szyb z błota oraz osadzającego się na nich kurzu i pyłu. Za pracę wycieraczek i spryskiwaczy odpowiedzialny jest centralny moduł sterowania.

Napęd elektryczny przednich wycieraczek

^{Rys.: Napęd elektryczny przednich wycieraczek}


^{Rys.: Napęd elektryczny tylnej wycieraczki}	^{Rys.: Czujnik deszczu}

Czujnik deszczu

Działanie wycieraczek przedniej szyby (w automatycznym trybie wycieraczek) zależy od intensywności opadu. Dane wejściowe przekazywane są do centralnego modułu sterowania przez czujnik deszczu, który zainstalowany jest na przedniej szybie wewnątrz pojazdu w okolicy lusterka wstecznego. Komunikacja pomiędzy czujnikiem a BCM odbywa się magistralą LIN.

Przednie oświetlenie

System przedniego oświetlenia zawiera następujące rodzaje świateł: pozycyjne, mijania, drogowe, kierunkowskazy oraz przeciwmgielne. Centralny moduł sterowania odpowiedzialny jest za sterowanie oświetleniem samochodu. Żarówki świateł pozycyjnych i kierunkowskazów sterowane są z reguły bezpośrednio, natomiast żarówki świateł mijania, drogowych i przeciwmgielnych – poprzez dodatkowe przekaźniki. Centralny moduł sterowania odpowiedzialny jest również za diagnostykę poszczególnych elementów oświetlenia (przepalenie żarówek, zwarcia, niewłaściwa moc użytych żarówek).


^{Rys.: Moduł lampy dla przedniego oświetlenia}
Tylne oświetlenie System tylnego oświetlenia zawiera następujące rodzaje świateł: pozycyjne, cofania, kierunkowskazy, przeciwmgielne oraz hamowania. Aktywacja świateł hamowania następuje, gdy kierowca naciska pedał hamulca. Centralny moduł sterowania odpowiedzialny jest za sterowanie oświetleniem samochodu oraz diagnostykę poszczególnych jego elementów (przepalenie żarówek, zwarcia, niewłaściwa moc użytych żarówek).
	^{Rys.: Moduł lampy dla tylnego oświetlenia}

Centralny panel sterujący

Głównymi elementami panelu są przyciski dostosowane stylistyką, kolorystyką i wykończeniem do charakteru wnętrza pojazdu. Są to przyciski służące do przełączania trybu wspomagania układu kierowniczego, sterowania ogrzewaniem tylnej szyby, włączania i wyłączania świateł awaryjnych oraz przednich i tylnych świateł przeciwmgielnych.

centralny panel sterujący