Есть датчики, которые определяют положение сидений.

После ноявления антиблокировочной систе.мы торможения и активной подвески потребовались датчики д,тя определения скорости вращения колес, высоты кузова по отношению к шасси, давления в шинах.

Датчики удара и акселерометры нужны для правильного функционирования фронтальных и боковых воздушных мешков безопасности. Для переднего пассажирского сиденья с помощью датчиков определяют наличие пассажира, его вес. Эта информация используется для оптима.чьного натдува мешка безопасности на переднем сидепьи. Другие датчики используются для боковых и потолочных воздушных .мешков безопасности, а также специа.льных воздушных мешков для защиты шеи и головы.

На современных автомобилях антиблокировочные системы торможения заменяются более сложными и эффективны.ми системами управления стабильностью движения автомобиля. Возникает необходимость в новых датчиках. Разрабатываются и уже имеются датчики скорости вращения автомобиля вокруг вертикачьной оси, датчики для предупреждения столкновений (напри.мер радарные), датчики для определения близости других автомобилей, датчики положения рулевого колеса, бокового ускорения, скорости вращения каждого колеса, крутянгего момента на валу двигателя и т. д. Управление тормозной системой автомобиля становится частью более общей и эффективной системы электронного управления курсовой устойчивостью и стабильностью движения.

Из сказанного ясно, что сегодня датчики устанавливаются практически во всех системах автомобиля.

На рис. 2.1, а показано наиболее рациона.тьное расположение различных датчиков на автомобиле.

► Датчики автомобильных электронных систем .можно кчассифицировать по тре.м признакам: принципу действия, типу энергетического преобразования и основному назначению.

По принципу действия датчики подразделяют на электроконтактные, поте1щи-ометрические, оптические, оптоэлектро1Н1ые, электромагнитные, индуктивные, магииторезистивпые, магнитострикционные, фото- и пьезоэлектрические, датчики на эффектах Холла, Доплера, Кармана, Зеебека, Вито1ща.

В зависимости от энергетического преобразования (рис. 2.1, б) датчики (Д) бывают активными (поз. 2 на рис. 2.1, б), в которых выходной электрический сигнал (ЭС) возникает как следствие входного неэлектрического воздействия (НВ) без приложения сторонней электрической энергии за счет внутреннего физического эффекта (например фотоэффекта), и пассивными (поз. 3 иа рис. 2.1, 6), в которых электрический сигнат (ЭС) есть следствие модуляции внешней электрической энергии (ВЭ) управляющим неэлектрическим воздействием (НВ). Например, потощиометрический датчик, показанный на рис. 2.1, о (поз. 5), является пассивным преобразователем утла поворота оси потенцио.мет-ра (чувствительного элемента ЧЭ) в электрический сигна.!. Электрический сиг-на..! (ЭС) появится на выходе потенциометра только после того, как на рези-стивную дорожку (П) будет подано внешнее напряжение (ВЭ). Следует отметить, что внутри датчика, посредством чувствительного элемента (ЧЭ), всегда имеет место внутреннее преобразование внешнего )1еэлектрического ввздействия (НВ) в промежуточный неэлектрический сигнал (НС), что показано на рис. 2.1, (поз. 1). Применительно к датчику угла поворота, угловое положение оси потенцио.метра является неэлектрическим сигналом (НС) на выходе чувст-

. 2, 3. 4, 5. 6

38 31 18,20,28 29 40

7, 8, 9,

12, 1

11,15,16 32,37 34,35,36 17

19,21,23

22, 24

27, 29

25, 26

Рис. 2.1, а. Расположение датчиков на автомобиле

1 - датчик конфигурации впускного коллектора с управляемой геометрией, 2 - датчик тахометра, 3 - датчик положения распределительного вала, 4 - датчик нагрузки двигателя, 5 - датчик положения коленчатого вала, 6 - датчик крутящего момента двигателя, 7 - датчик количества масла, 8 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 9 - датчик скорости автомобиля,

10 - датчик давления масла, 11 - датчик уровня охлаждающей жидкости, 12 - радарный датчик системы торможения, 13 - датчик атмосферного давления, 14 - радарный датчик системы предотвращения столкновений, 15 - датчик скорости вращения ведущего вала коробки передач, 16 - датчик выбранной передачи в коробке передач, 17 - датчик давления топлива в рампе форсунок, 18 - датчик скорости вращения руля, 19 - датчик положения педали, 20 - датчик скорости вращения автомобиля относительно вертикальной оси, 21 - датчик противоугонной системы, 22 - датчик положения сиденья, 23 - датчик ускорения при фронтальном столкновении, 24 - датчик ускорения при боковом столкновении, 25 - датчик давления топлива в баке, 26 - датчик уровня топлива в баке, 27 - датчик высоты кузова по отношению к шасси, 28 - датчик угла поворота руля, 29 - датчик дождя или тумана, 30 - датчик температуры

забортного воздуха, 31 - датчик веса пассажира, 32 - датчик кислорода, 33 - датчик наличия пассажира в сиденье, 34 - датчик положения дроссельной заслонки, 35 - датчик пропусков воспламенения, 36 - датчик положения клапана рециркуляции выхлопных газов, 37 - датчик абсолютного давления в впускном коллекторе, 38 - датчик азимута, 39 - датчик скорости вращения колес, 40 - датчик давления в шинах

витсльного элемента (ЧЭ). Этому неэлектрическому сигналу (НС) соответствует выходной электрический сигнал (ЭС) датчика, если поданное на рсзистивную дорожку (П) внешнее напряжение (ВЭ) постоянно (рис. 2.1, б, поз. 4). Линейная характеристика преобразования (рис. 2.1, б, поз. 6) может быть легко изменена на квадратичную, ступенчатую и любую нелинейную с заданной крутизной, что достигается 1юдбором конструктивных размеров (дичины, ширины, толщины) рсзистивной дорожки.

3C = f(HB) = (Rj3/R,2)S3; ВЭ = const

4) 5)

Г-----------]

. t !

Т1Г нс эс

ВЭ = const ЭС = (О...ВЭ)В НС = z 0...300°

1 3 2

Рис. 2.1, б. Модели датчиков ЭСАУ

Из приведенного примера ясно, что любой датчик всегда состоит, как минимум, из двух частей - из чувствительного элемента (ЧЭ), способного воспринимать входное неэлектрическое воздействие (НВ), и из преобразователя (П) ироме-жуточ1Юго неэлектрического сипиига (НС) от чувствительного элемента в выходной электрический сиг}1ат (ЭС).

По назначению датчики ктассифицируются по типу управляющего неэлектрического воздействия: датчики краевых положений, датчики угловых и линейных перемещений, датчики частоты вращения и числа оборотов, датчики относительного или фиксированного положения, датчики .механического воздействия, датчики давлеття, датчики температуры, датчики влажности, датчики концентрации кислорода, датчик радиации и др.

► Датчики подключаются к ЭБУ или средствам индикации ляя передачи информации о параметрах контролируемой среды. В автомобильных системах цепа и надежность имеют огромное значение и при прочих равных условиях всегда выбирают датчик с наименьшим числом соединителей. Если к датчику следует под-кночить 5-6 проводов (например, ЛДТ), целесообразно разместить микросхему обработки cnrntuia непосредственно на датчике и передавать дашшге контроллеру через последовательный интерфейс.

При подключении датчиков к ЭБУ следует иметь в виду, что шасси (масса) автомобиля не может быть использована в качестве из.мерительной зе.м.чи. Между точкой подюночения ЭБУ к массе и датчиком нанряжепие может падать до 1 В за счет токов силовых элементо1( по массе, чго недопустимо как при штатной работе датчика, так и при его диагностике.

Подавляющее большинство датчиков из числа вышеперечисленных уже достаточно широко используется на современных импортных и отечественных автомобилях. Их устройство, работа и принципы диагностирования подробно описаны в [3] и [4. Но есть и такие, которые появились относительно недавно и находятся на стадии внедрения в новейшие автомобильные системы. Описанию именно таких датчиков уделено наибольшее вни.мание в дайной главе.