Úvodní přednáška 1. Jan Koprnický. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Úvodní přednáška 1

Jan Koprnický TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Úvodní přednáška 1 Úvod Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Informace Vyučující Jan Koprnický: [email protected] Podmínky udělení zápočtu

tel: 3290

Laboratoř LESV (13. 2. – 26. 3.) Vypracované a odevzdané úlohy z LESV do 2. 4. (v elektronické formě) Zpracované a odprezentované úkoly osobní i skupinové Kontrolní test (min. 60 %)

Laboratoře VÚTS (2. 4. – 14. 5.) Laboratorní úlohy ...

Po splnění zadání z LESV a VÚTS uděluje zápočet J. Koprnický

Učební pomůcky Odborná literatura Internet

2 / 60


Obsah předmětu v laboratoři LESV Seznámení s elektrovýzbrojí automobilů Výkonové členy Zdroje energie Elektronika Snímače

Praktická cvičení Zkušenost s diagnostikou vozu Elektrická měření na některých částech vozu

3 / 60


Plán výuky 1

Úvodní přednáška

2

Elektrická instalace

3

Zdroje el. energie

4

Elektrická zařízení (spotřebiče)

5

Elektronické systémy I (řídicí jednotky, sběrnice, snímače, diagnostika)

6

Elektronické systémy II (řídicí systémy)

7

Hybridní vozy a elektrovozy

4 / 60


Obsah první části prednášky

1 Představení laboratoře

Elektrovýzbroj vozu Škoda Superb 1,9 TDI první generace Panel elektrovýzbroje vozu Řídicí systémy vozu Diagnostika vozu Simulace signálů snímačů Řízení CAN sběrnice pomocí systému CANoe

Spalovací motor Škoda Octavia II 1,6 MPI Fyzický model motoru Vývoj řídicí jednotky spalovacího motoru

5 / 60


Obsah druhé části prednášky

2 Elektrovýzbroj vozidel

Současná vozidla Normy a předpisy Využití elektrovýzbroje ve vozidle Rozdělení elektrických zařízení Historický vývoj

6 / 60


Poslední čast – úlohy a samostatné práce

3 Úlohy

4 Samostatné práce

7 / 60

Úvodní přednáška 1 Představení laboratoře Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Elektrovýzbroj vozu Škoda Superb 1,9 TDI1




1

TurboDiesel Injection

8 / 60


Vývoj našeho vozu Na začátku byl plně funkční vůz

Pravostranné řízení Motor 1,9 l TDI Verze B5 Až 24 řídicích jednotek (Současný Superb (B6) 32 ŘJ), 19 na CAN

9 / 60


Vývoj našeho vozu

10 / 60


Vývoj našeho vozu

11 / 60


Vývoj našeho vozu

12 / 60


Vývoj našeho vozu

13 / 60


Řídicí jednotky vozu řídicí jednotka navigačního systému J503

Řídicí jednotky ve vozidle

řídicí jednotka elektricky ovládaného střešního okna J245

řídicí jednotka dveří spolujezdce J387

řídicí jednotka zadních pravých dveří J389

řídicí jednotka pomoci při parkování J446

řídicí jednotka obsluhy telefonu (interface-box) J412

zesilovač R12 autorádio R

řídicí jednotka Climatronic J255 CD-měnič R41 řídicí jednotka airbagu J234

řídicí jednotka nastavení sklonu světlometů J431

řídicí jednotka xenonové výbojky vpravo J344

SP46

řídicí jednotka zadních levých dveří J388

řídicí jednotka automatické převodovky J217

řídicí jednotka dveří řidiče J386

řídicí jednotka dopravního hlášení (TMC-Box) J559

řídicí jednotka ABS/ESP J104

řídicí jednotka xenonové výbojky vlevo J343

řídicí jednotka ventilátoru dochlazování J293

řídicí jednotka motoru J...

centrální řídicí jednotka komfortní elektriky J393

řídicí jednotka panelu přístrojů J285

řídicí jednotka elektricky ovládané sedačky s pamětí J136

14 / 60


Blokové schéma zapojení ŘJ vozu na CAN sběrnice Systém CAN-BUS řídicí jednotka motoru

snímač úhlu natočení volantu G85

J248 vedení W CAN-BUS hnacího ústrojí

řídicí jednotka

vedení K

Gateway

ABS/ESP J104

řídicí jednotka navigačního systému

řídicí jednotka obsluhy telefonu (interface-box)

J503

J412

řídicí jednotka automatické převodovky

řídicí jednotka airbagu J234

J217

řídicí jednotka multifunkčního volantu J453

autorádio R

CAN-BUS komfort

CAN-BUS info

centrální řídicí jednotka komfortní elektriky J393

řídicí jednotka Climatronic J255

řídicí jednotka pomoci při parkování

řídicí jednotka elektricky ovládané sedačky s pamětí

J446

J136 CAN-BUS komfort

řídicí jednotka dveří řidiče

řídicí jednotka dveří spolujezdce

J386

J387

řídicí jednotka zadních levých dveří

řídicí jednotka zadních pravých dveří

J388

J389

15 / 60


Diagnostika vozu Zprovoznění elektroniky vozu Diagnostický systém Diag4t společnosti e4t

16 / 60


Řídicí jednotky a signály z okolí Snímače, čidla a akční členy motoru

Příklad řídicí jednotky motoru a příslušenství.

17 / 60


Simulace signálů snímačů Proč? Odpojený motor Kola se netočí Neprší na čelní sklo ...

Náhrada reálných signálů ze snímačů Zprovoznění elektroniky vozu

18 / 60


Řízení CAN sběrnice pomocí systému CANoe ŘJ napojené na CAN sběrnici Systém CANoe Simulace řídicích signálů a ŘJ na CAN sběrnici Sledování CAN sběrnice Zásah do řízení toku dat na sběrnici

19 / 60


Řízení spalovacího motoru Škoda Octavia II 1,6 MPI




20 / 60


Vývoj vozu Na začátku byl plně funkční vůz

21 / 60


Spalovací motor Škoda Octavia II 1,6 MPI

22 / 60



23 / 60



24 / 60


Vývoj řídicí jednotky spalovacího motoru Zpracování signálů z čidel a snímačů na motoru Ovládání akčních členů na motoru Tvorba algoritmu řízení Jednoduchý pracovní režim (volnoběh)

25 / 60


Přehled systému motoru Snímače, čidla a akční členy benzínového motoru

26 / 60

Úvodní přednáška 1 Elektrovýzbroj vozidel Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Obsah

2 Elektrovýzbroj vozidel

Současná vozidla Normy a předpisy Využití elektrovýzbroje ve vozidle Rozdělení elektrických zařízení Historický vývoj

27 / 60


Současná vozidla Soustava zařízení s různými funkcemi Typické mechatronické zařízení Vysoké nároky na: Bezpečnost Spolehlivost Robustnost Hospodárnost Jízdní pohodlí

Elektrická a elektronická zařízení jsou nepostradatelnou součástí Kategorie vozidel – M, N, O, L, T, S, R (Odlišnost od skupin řidičského oprávnění)

Pozn. Nutno si uvědomit, že existují i jiné automob. než jen osobní.

28 / 60


Mechatronický systém Kombinace různých systémů Elektronický Hydraulický Mechanický Pneumatický

Př.:

Elektrohydraulický systém ABS Elektromechanický spouštěč Hydraulický posilovač řízení Hydropneumatické pérování

mechanika

elektronika

hydraulika

pneumatika

29 / 60


Rozdělení vozidel do kategorií Příloha zákona 56/2001 Sb. o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích Příloha 18 zákona 341/2002 Sb. o schvalování technické způsobilosti vozidel Kategorie L – motorová vozidla zpravidla s méně než čtyřmi koly Kategorie M – motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu osob Kategorie N – motorová vozidla, která mají nejméně čtyři kola a používají se pro dopravu nákladů Kategorie O – přípojná vozidla Kategorie T – traktory zemědělské nebo lesnické Kategorie S – pracovní stroje Kategorie R – ostatní vozidla, která nelze zařadit do výše uvedených kategorií

30 / 60


Elektrovýzbroj vozidla I Řídí se zákonem 341/2002 Sb. o schvalování technické způsobilosti vozidel Normami ČSN 30 – Silniční vozidla Normami ČSN 35, 36 – Elektrotechnika 30 40 Elektrická výstroj, všeobecně 30 4002 Elektrická zařízení motorových vozidel 30 4003 Zkouška elektrického a světelného zařízení motorového vozidla ... 30 41 Zapalovací soustava 30 42 Spouštěče, dynama, elektromotorky 30 43 Světlomety a svítilny

31 / 60


Elektrovýzbroj vozidla II 30 30 30 30 30 30 36 36 36 36 36 36 36 36

44 45 46 47 50 51 01 02 03 04 05 06 38 41

Pojistky, spínače, spojení a svorkovnice Vysokonapěťové součástky Stěrače, houkačky a přerušovače Odrušovací součástky Měřicí přístroje, všeobecně Elektrické měřicí přístroje Žárovky Výbojky a zářivky Součásti, patice, objímky světelných zdrojů Vnitřní a venkovní osvětlení Terminologie svítidel a předřadníku Elektrická svítidla Elektrické sirény Primární články a baterie

32 / 60


Elektrovýzbroj vozidla III 36 43 Akumulátory 36 78 Navigační a bezpečnostní systémy ...

Pozn. Většina těchto norem byla zrušena bez náhrady. Platí interní normy výrobců vycházejících z předpisů EHK.

33 / 60


Homologace podle ustanovení EHK Zkušebny v ČR provádějící homologaci

Pět zkušeben různého rozsahu pověření ke schvalování Elektrotechnický zkušební ústav Ústav pro výzkum motorových vozidel (TÜV) Ústav silniční a městské dopravy Institut gumárenské technologie a testování Státní zkušebna zemědělských, potravinářských a lesnických strojů

Homologace podle ustanovení EHK – Evropské hospodářské

E , Francie – E , ...) Německo –

komise OSN (ČR má přiděleno E8 , Slovensko – E27 , 1

2

Platné předpisy jsou ve vyhlášce č. 341/2002 Sb.

34 / 60


Elektrovýzbroj vozidla Dále si zodpovíme následující otázky: 1

Jak jsou využívána elektrická zařízení ve voze?

2

Kde bylo poprvé nasazeno v automobilu elektrické zařízení?

3

Je možné si nyní představit vůz bez elektřiny?

35 / 60


Využití elektrovýzbroje ve vozidle K dosažení: Zvýšení bezpečnosti – prvky aktivní a pasivní Zvýšení hospodárnosti – snížení spotřeby paliva Zvýšení jízdního komfortu – pohodlí, informace, internet, multimedia Zlepšení životního prostředí – zmenšení emisí V oblastech: Hnací ústrojí (spouštěč, . . . ) Komunikace (rádio, . . . ) Komfort (posilovač, klimatizace, . . . ) Bezpečnost (osvětlení, . . . )

36 / 60


Rozdělení elektrických zařízení 1

Zdroje elektrického proudu

2

Spouštěcí zařízení

3

Zapalování (u zážehových motorů)

4

Provozní spotřebiče – usnadnění provozu vozidla, zvýšení bezpečnosti

5

Informační a diagnostická zařízení

6

Elektronicky řízené systémy

37 / 60


Rozdělení elektrických zařízení I 1

Zdroje elektrického proudu Nezávislé na provozu vozidla Elektrochemické – akumulátor Sluneční články Palivové články

Závislé na provozu vozidla Dynamo Alternátor Magneto 2

Spouštěcí zařízení Stejnosměrné elektromotory Střídavé 3fázové elektromotory

38 / 60


Rozdělení elektrických zařízení II 3

Zapalování (u zážehových motorů) Bateriové zapalování Klasické Elektronické

Zapalovací magneto 4

Provozní spotřebiče – usnadnění provozu vozidla, zvýšení bezpečnosti Osvětlení Světelná a informační zařízení Stírače a ostřikovače Klimatizace

39 / 60


Rozdělení elektrických zařízení III 5

Informační a diagnostická zařízení Informace o činnosti motoru Rychlost vozidla Rozhlas (vnější jednosměrný kom. sys.) Televize (vnější jednosměrný kom. sys.) Telefon (vnější obousměrný kom. sys.) Palubní diagnostické centrum OBD (On Board Diagnostic)

6

Elektronicky řízené systémy Zvýšení bezpečnosti, hospodárnosti jízdy Aktivní podvozek Systém ABS Řízení motoru

Zlepšení pohodlí posádky

40 / 60


Historický vývoj elektrovýzbroje automobilů 1828 první model elektrického vozidla 1860 první pokusy se zapálením směsi paliva a vzduchu elektrickou jiskrou 1887 nízkonapěťové magneto pro stacionární plynový motor 1897 první použití zapalování v motorovém vozidle 1902 zapalovací svíčky a vysokonapěťové magneto 1907 objev žárovky s wolframovým vláknem 1913 startování spalovacího motoru elektrickým spouštěčem 1917–1930 zdokonalení parametrů elektrovýzbroje: zdroje proudu, zapalování, spouštěč, stírače, signalizace a osvětlení 1948 vynález tranzistoru (obrat ve vývoji elektrovýzbroje) od 50. let nasazování elektroniky a mikroelektroniky

41 / 60


První model elektrického vozidla A. Jedlika z roku 1828 (zdroj Wiki)

42 / 60


První použití magnetického zapalování na tříkolce Dion-Bouton v r. 1897 (foto Bosch)

43 / 60


Dynamo pro napájení osvětlení vozidla, typ D, r. 1913 (foto Bosch)

44 / 60


Světlomet, rok 1913 (foto Bosch)

45 / 60


Automobilový klakson, rok 1921 (foto Bosch)

46 / 60


Autorádio s jedním vlnovým rozsahem, r. 1932 (foto Bosch)

47 / 60


Porovnání systémů ABS z roku 1978 (vlevo + střed) a 2003 (vpravo) (foto Bosch)

48 / 60


Nasazování elektroniky a mikroelektroniky Překážky

Elektronická zařízení musí spolehlivě pracovat při: 1

Velkých rozdílech teplot

2

Proměnlivé vlhkosti

3

Vysoké prašnosti

4

Silném působení vibrací

5

Přítomnosti agresivních plynných a kapalných látek

49 / 60


Nasazování elektroniky a mikroelektroniky Historický vývoj

Současnost Řízení motoru (1967 systém vstřikování Jetronic) Aktivní a pasivní bezpečnost (1978 ABS) Zvýšení komfortu posádky Telematika a multimédia Budoucnost Mechatronická řešení Drive By Wire (Podoba s Fly By Wire, používáno v letectví) Brake By Wire Steer By Wire

Propojení vozidla s okolím ?

50 / 60


Budoucnost Pozn. Ať bude technika vozů jakákoli, odpovědnost bude vždy na řidiči. (Vídeňská úmluva o silničním provozu 1968)

51 / 60


Polet na FM

52 / 60

Úvodní přednáška 1 Úlohy Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Úlohy 1

Diagnostika automobilu pomocí DIAG4t

Úloha č. 1

2

Měření na sběrnici CAN

Úloha č. 2

3

Měření na plně elektronickém zapalování

Úloha č. 3

4

Práce s elektrotechnickou dokumentací

Úloha č. 4

5

Seznámení se systémem CANoe

Úloha č. 5

53 / 60

Úvodní přednáška 1 Úlohy Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Zpracování úloh Standardní zpracování formou technické zprávy (tabulky, grafy, atd.) Zpracované všechny úlohy (odevzdané v e-formě)

54 / 60

Úvodní přednáška 1 Samostatné práce Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Samostatné práce I Zadání 1

Otevřené řídicí jednotky hnacího ústrojí

2

Crash Test Dummies

3

Systémy sledování jízdního pruhu

4

Měniče DC/DC a DC/AC v mobilních aplikacích

5

KERS systémy

6

Systémy Car2Car

7

Systém ACC (Adaptive Cruise Control)

8

Elektronické systémy zabezpečení vozidel (imobilizér, atd.)

9

Automobilové černé skříňky (Black Box)

10

Systém eCall

11

Analýza vozu z filmu „Já, robot“

55 / 60


Samostatné práce II Zadání 12

13

14 15 16 17 18 19 20 21

Systémy řízení dopravy světelnou signalizací – otázka preferencí vozů MHD (princip systému) Problematika nabíjení (resp. rychlonabíjení) elektrovozů – Kde by se dala v Liberci postavit dobíjecí stanice a proč? Mobilní radarové systémy Stacionární radarové systémy Antiradary Kamerové systémy ve voze Systémy sledování únavy řidiče Způsoby elektrického vyhřívání vozu a částí vozu Alkohol testery – principy, přesnost, spolehlivost Motocyklové airbagy

56 / 60


Zpracování Zpracování formou prezentace (s poznámkami) Do konce 5. týdne semestru Krátká prezentace (max. 10 min.) První slajd – jméno, název tématu a datum řešení Úvod do problému Komerční řešení Případně přehled výrobců Shrnutí

Obrázky s odkazem na citaci Odkazy na výrobce Citace – ne jen jedna (při Wiki citaci, ověřit zdroje)

57 / 60

Úvodní přednáška 1 Konec Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Děkuji za pozornost.

58 / 60

Úvodní přednáška 1 Literatura Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Literatura I Back to the Future Part II Poster – Internet Movie Poster Awards Gallery. [online], [2008] [cit. 2009-01-26]. URL: http://www.impawards.com/1989/posters/back_ to_the_future_part_ii_ver4_xlg.jpg BOSCH: Innovations yesterday and today. [online], [cit. 2008-09-22]. URL: http://rb-k.bosch.de/en/service/ innovationsyesterdayandtoday MD ČR: Zkušebny v ČR provádějící homologaci. [online], [cit. 2008-09-22]. URL: http://www.mdcr.cz

59 / 60

Úvodní přednáška 1 Literatura Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Literatura II Portál veřejné správy ČR: Zákony ČR. [online], [cit. 2008-09-22]. URL: http://portal.gov.cz Škoda Auto a.s., Mladá Boleslav: Dílenské učební pomůcky. ČNI: Seznam technických norem ČSN. [online], [cit. 2008-09-22]. URL: http://www.technickenormy.cz/

60 / 60

Úvodní přednáška 1. Jan Koprnický. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Recommend Documents