ЯКОВЛЕВ В.Ф., СИДОРЕНКОВ А.В. ДАТЧИКИ СКОРОСТИ НА АВТОМОБИЛЯХ


ЯКОВЛЕВ В.Ф., СИДОРЕНКОВ А.В. ДАТЧИКИ СКОРОСТИ НА АВТОМОБИЛЯХ


Библиографическая ссылка на статью:
// Современная техника и технологии. 2012. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/07/1239 (дата обращения: 03.10.2017).

Вадим Фридрихович Яковлев, доцент

Антон Викторович Сидоренков, студент 3-ЭТ-5

Самарский государственный технический университет

 

Датчики скорости и расстояния широко используются для обеспечения оптимального управления двигателем и безопасности движения, пассажиров. Датчики угловой скорости используются для управления двигателем, ABS, коробкой передач. Датчики линейной скорости – в системах контроля скорости автомобиля, круиз контроля, для обнаружения препятствий.

На автомобиле датчик должен выдерживать воздействие внешней среды, колебания температуры, грязь, пыль, масло и т.д. Это сужает выбор возможных вариантов. Например, по указанным причинам почти не применяются оптические и контактные датчики.

Традиционно на автомобилях широко используются электромагнитные датчики скорости вращения. По сути это генераторы переменного тока с напряжением, пропорциональным скорости вращения. Они работают в диапазоне частот 10…50000 Гц, при температуре –40…+190°С. Датчики рассчитываются под минимальные обороты, при максимальных – выходное напряжение превышает 150 В. Магнитоэлектрические датчики экономичны, но не работают на нулевой частоте, требуют специальных цепей для обработки выходного сигнала.

Датчики на эффекте Холла и магниторезисторы работают на нулевой частоте и выпускаются в интегральном исполнении.

Датчики числа оборотов работают в диапазоне 50…8000 об/мин. Разрешение в 10 об/мин уже требует иметь погрешность не хуже 0.2%. Угловое положение коленчатого вала определяется с погрешностью 1…2%.

Ультразвуковые системы излучают звуковой сигнал на частоте 40 кГц. Для определения скорости и расстояния до обнаруженных по отраженному сигналу объектов используется эффект Доплера. Скорость распространения волны (340 м/с при 15°С) зависит от свойств атмосферы. Устройства на радиочастотах (около 100 ГГц) работают аналогичным образом.

По эффекту Доплера определяется скорость движения автомобиля относительно препятствия. Идея автоматического обнаружения препятствий не нова. Еще в 1969 году фирма Lukas устанавливала экспериментальный радар с частотой 24 ГГц на автомобиле Ford Zodiak для получении информации о скорости и расстоянии до объектов перед автомобилем. На поворотах радар часто давал ложные сигналы тревоги, когда деревья и дорожные знаки отражали сигнал излучателя.

Рис.1.Схема работы радара

В современных системах эта проблема решается за счет сложной цифровой обработки сигнала и высокой частоты излучения ( в Европе диапазон 77 ГГц ), что дает лучшее разрешение. В излучателях используются или три антенны, смонтированные под пластиковым передним номером, посылающие вперед радиолуч размером 3ºх9º (Рис.1), или сканирующая антенна. Эти радиосигналы отражаются от других автомобилей, неподвижных препятствий и обрабатываются в ЭБУ примерно 20 раз в секунду с учетом собственной скорости автомобиля и положения руля. Радар дает информацию об объектах перед автомобилем, деревья и дорожные знаки на обочине не вызывают ложных срабатываний предупреждающего сигнала.

Современные системы обнаруживают препятствия на расстоянии до 150 метров, определяют расстояние до объекта с точностью до 1 метра и скорость с точностью до 1 км/час. Информация о скорости и положении препятствия относительно автомобиля поступает в ЭБУ, который через исполнительный механизм управляет дроссельной заслонкой, поддерживая заданную безопасную дистанцию до впереди идущей машины. В случае возможного столкновения ЭБУ использует средства звукового и визуального предупреждения.

На рисунке 2 представлен радарный датчик для адаптивного круиз-контроля фирмы BOSCH. В блоке размещены приемопередающая антенна диаметром 75 мм, радар с модуляцией частоты, контроллер.

Рис.2.Радарный датчик АСС с контроллером

Линейную скорость автомобиля разумно измерять с точностью до 1 км/час.

 

Литература

1. Соснин Д.А., Яковлев В.Ф.Новейшие автомобильные электронные системы.  М.: Солон-Пресс, 2005. 256 с.

2. Ютт В.Е., Электрооборудование автомобилей, 2-е издание. М.: Транспорт, 2003. 365 с.

3. Ribbens W. B. Understanding automotive electronics.Burlington,USA: Newnes publications, 2009. 481 с.



Все статьи автора «Яковлев Вадим Фридрихович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: