Home Автомобили и Автотехника Автотехника СЕНСОРНАЯ ПРАКТИКА: ДАТЧИКИ
СЕНСОРНАЯ ПРАКТИКА: ДАТЧИКИ PDF Печать E-mail
Полноприводныеверсии Nissan Juke оснащаются одной из самыхпродвинутых на сегодняшний деньтрансмиссий с управляемым векторомтяги. Вместо заднего межколесногодифференциала применяются двемногодисковые муфты, управляемыекомпьютером. В случае необходимостисистема All Mode 4x4-i может направить до 50%крутящего момента двигателя на каждоеиз задних колес, буквально «заправляя»машину в поворот




Nissan JukeКомпактный кроссовер предлагается в переднеприводном или полноприводном варианте с ручной коробкой передач или вариатором

Nissan Juke
Компактный кроссовер предлагается в переднеприводном или полноприводном варианте с ручной коробкой передач или вариатором
Желаемая траекторияУгловые датчики, основанные на эффекте Холла или магнетосопротивлении, дают компьютеру информацию о положении педали газа и рулевого колеса.

Желаемая траектория
Угловые датчики, основанные на эффекте Холла или магнетосопротивлении, дают компьютеру информацию о положении педали газа и рулевого колеса.
Действительная траекторияДатчики угловой скорости И ABS дают информацию о реальной траектории движения автомобиля, а также о пробуксовке или блокировке колес.

Действительная траектория
Датчики угловой скорости И ABS дают информацию о реальной траектории движения автомобиля, а также о пробуксовке или блокировке колес.

Чтобыпринять решение о распределении тяги,компьютер сравнивает скорость инаправление движения, указанныеводителем, с реальной траекториейдвижения. О желаниях водителя системесообщают датчик угла поворота рулевогоколеса и датчик положения педали газа.Информация о реальной траекториидвижения поступает с датчиков скоростивращения колес и датчика угловыхускорений.

Волячеловека

Первыеэлектронные блоки управления двигателем(ECU), появившиеся в 1980-х годах, принималианалоговый сигнал датчика положениядроссельной заслонки и находилисоответствующие выходные данныев таблице, заранее записанной в память.Датчик тогда представлял собой обычныйпотенциометр, или переменный резистор.Дроссельная заслонка соединялась сконтактным ползунком, который перемещалсяпо проводящей дорожке с определеннымсопротивлением. От длины дорожки междуползунком и вторым контактом зависелосопротивление резистора, в соответствиис которым ECU определял параметры работыдвигателя.

Очевидныйнедостаток переменного резистора –контактный принцип работы и, соответственно,трение. Со временем проводящая дорожкаи ползунок истирались, и датчик приходилв негодность. Полностью цифровыеECU, обрабатывающие множествовходных параметров в реальном времени,без помощи заранее записанных в памятьтаблиц, потребовали принципиально инойточности и надежности измерений. Пришловремя магнитных датчиков.

ДатчикХолла основан на принципе, который вупрощенном виде можно описать так.Представим себе, что через металлическийбрус, помещенный в магнитное поле, течетэлектрический ток (это напряжениепитания датчика). Магнитное поле отклоняетэлектроны от линии движения вдольэлектрического поля к одной из гранейбруса. В результате на боковых граняхпоявляется напряжение, величина которогозависит от силы магнитного поля. Еслизакрепить на валу дроссельной заслонкипостоянный магнит, значение напряженияна чувствительном элементе датчикаХолла будет точно определять ее текущееположение.

В1856 году Уильям Томпсон обнаружил, чтоэлектрическое сопротивление материаловможет изменяться в магнитном поле.Анизотропное магнетосопротивлениепредполагает, что сопротивление меняетсяв зависимости от направления магнитногополя. На этом принципе основана работасамых современных угловых датчиков –AMR-сенсоров.

Сопротивлениев опытах Томпсона менялось едва заметно.В современных сенсорах применяютсяферромагнитные проводники. Их магнитныесвойства также меняются в зависимостиот направления внешнего поля, чтоусиливает эффект. Помогают и технологическиеухищрения: тонкую пленку ферромагнетика(10–50 нм) покрывают сетью тончайшихполосок проводников, чтобы придатьэлектрическому полю внутри чувствительногоэлемента нужное направление. Четыречувствительных элемента в одномдатчике объединяются в мост и работаютсообща, и все равно их общее сопротивлениемежду положениями «ноль» и «газ в пол»изменяется всего на 3–4%.

Темне менее этого AMR-сенсорам хватает, чтобыпревзойти датчики Холла и почувствительности, и по разрешению, и поточности. Эти бесконтактные сенсорычрезвычайно надежны и достаточно дешевыпри массовом производстве. Они идеальноподходят на роль датчиков поворота руляи положения педали газа.

ВоляБога

Чтобыузнать, как ведет себя автомобиль насамом деле, компьютер считывает показаниядатчиков скорости вращения колес (ониже датчики ABS) и датчика угловой скорости.Датчики ABS представляют собой простейшиедатчики Холла. На каждую полуосьустанавливается зубчатое колесо. Когдазубец проходит мимо датчика, последнийреагирует на небольшое изменениемагнитного поля и посылает в компьютеримпульс. По частоте таких импульсовсистема точно определяет скоростьвращения каждого колеса, мгновеннофиксируя пробуксовку и блокировку.

Датчикугловой скорости представляет собойвибрационный гироскоп. Его активныйэлемент напоминает два камертона собщей рукояткой. Он сделан изкристаллического кварца, поэтому, когдана одну пару зубцов подается напряжение,элемент вибрирует с заданной частотой.Когда «камертоны» поворачиваются вместес автомобилем, на них начинает действоватьсила Кориолиса, изгибающая зубцы.Благодаря пьезоэлектрическому эффектуна второй паре зубцов возникаетнапряжение, величина которого зависитот скорости вращения автомобиля.