Мультиплексное соединение датчиков

Из-за постоянного усложнения измерительных и других электрических систем автомобиля возрастает сложность автомобильной электропроводки, а также ее размеры и вес. В современном автомобиле количество отдельных проводов превышает тысячу. Например, жгут приборного щитка имеет около 100 проводов. Большое число проводов и соединителей ухудшает надежность и повышает стоимость автомобиля.

Выходные сигналы некоторых датчиков могут использоваться несколькими электронными системами. При этом целесообразно контроллеры отдельных электронных блоков управления связывать друг с другом коммуникационной шиной для обмена данными. Датчики и исполнительные механизмы, подключенные к этой шине через специальные согласующие устройства, становятся доступными для всех электронных блоков управления. В результате образуется локальная вычислительная сеть на борту автомобиля.

Мультиплексное соединение означает наличие последовательного канала передачи данных между различными электронными устройствами автомобиля. Несколько проводов, по которым передаются управляющие сигналы, заменяются одной шиной для обмена данными.

Сравним традиционную и мультиплексную схемы. На рис. 1.6 показан пример традиционной схемы электропроводки.

Рис. 1.6. Традиционная схема электропроводки

В традиционной схеме электропроводки информация и питание передаются по одним и гем же проводам, а управляющие ключи включают и выключают электропитание нагрузок непосредственно.

В мультиплексной схеме, пример которой приведен на рис. 1.7, сигналы и электропитание разделены.

Рис. I.7. Мультиплексная схема электропроводки

В мультиплексных системах управляющие ключи непосредственно не включают и не выключают электропитание нагрузок. Электронная схема может постоянно считывать состояние управляющего ключа, даже когда большая часть электрооборудования обесточена. Например, положение ключа центрального замка дверей определяется на парковке, когда многие системы автомобиля выключены. Электропроводка упрощается за счет приема и передачи различных сигналов между узлами по одной и той же шине данных, т. е. по одному проводу.

Доступ к локальной сети автомобиля осуществляется через узлы (рис. 1.8), содержащие микропроцессор, подключенный к шине, и электронные цепи, управляющие работой датчиков, подключенных к узлу.

Рис. 1.8. Подключение датчиков через узлы

К входам узлов могут подключаться любые датчики, а к выходам — дисплеи.

Международное общество автомобильных инженеров SAE (, Society of Automotive Engineers) делит мультиплексные автомобильные системы на три класса:

• • Класс, А — системы, в которых автомобильная электропроводка упрощается за счет использования коммуникационной шины, по которой сигналы передаются между узлами, отсутствующими при традиционной схеме.
• • Класс В — системы, в которых информационные данные передаются между узлами для устранения избыточности датчиков и иных элементов по сравнению с традиционной схемой электропроводки. В этом случае узлы существуют и в традиционной системе в виде несвязанных элементов.
• • Класс С — системы с высокой скоростью обмена данными, осуществляющие управление в реальном масштабе времени.

Системы класса, А используются для включения и выключения различных нагрузок со скоростью передачи по шине не более 10 кбит/с. В системах класса В осуществляется обмен информацией между подсистемами, когда требуется скорость передачи данных до 250 кбит/с. В системах класса С осуществляется распределенное управление в реальном масштабе времени со скоростью обмена данными порядка Мбит/с. Стандартом для мультиплексных систем класса С является шина CAN, которую поддерживают крупнейшие производители автомобильного электронного оборудования и комплектующих, такие как Bosch, Delco, Intel и Motorola.

Контрольные вопросы

• 1. Какие измерительные устройства относятся к системе управления двигателем?
• 2. Что означает мультиплексное соединение?
• 3. Чем отличаются возможности стрелочных и электронных индикаторов?
• 4. В чем состоит метод отображения информации HUD?
• 5. На какие классы делятся мультиплексные автомобильные системы?