Subsistemul de Management al Energiei Autovehiculului (sme)

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

Istoria automobilului se împarte în două mari perioade: perioada de început (clasică), cuprinzând epocile veterană, edwardiană, vintage, antebelică și postbelică ce au fost marcate de tipul dominant al propulsiei autovehiculelor și perioada a doua (modernă) definită mai ales de tendintele stilului exterior și al dimensiunilor precum și de preferintele utilitare.

Perioada clasică este presărată de multe nume de inventatori: Nicolas-Joseph Cugnot, proiectantul primul automobil cu motor cu abur (1769); Karl Benz, recunoscut ca inventatorul automobilului modern; Nikolaus Otto, creatorul motorului cu combustie internă pe benzină în patru timpi; Rudolf Diesel, inventatorul motorului în patru timpi pe motorină; Ányos Jedlik, inventatorul motorului electric; Gaston Planté, inventatorul bateriei acid-plumb (1859).

Indiferent de epoca în care s-a fabricat, orice automobil are în componentă sisteme de: propulsie, transmisie, direcție, frânare, suspensie, răcire, eșapament și electric. Controlul acestor sisteme se făcea la început numai prin subsisteme mecanice, electromecanice sau hidraulice. Pe măsura avansului tehnologic o parte din sarcinile controlului sistemelor automobilului au fost preluate de subsisteme electronice. Cu avantaje certe față de sistemele de conducere clasice, sistemele electronice analogice nu au putut totuși realiza în unele cazuri funcționalitate și performanțe competitive. Acoperirea neajunsurilor a fost făcută de microcontrolere, care au revoluționat tehnologia începând de acum 20 ani, prin posibilitatea pe care au oferit-o de a implementa algoritmi avansati de control.

Creșterea cerințelor de mediu de reducere a poluării și a consumului de combustibil a fost una din rațiunile pentru care industria auto a fost cea mai rapidă în introducerea noilor tehnologii bazate pe microcontrolere. Activitatea de cercetare viguroasă din domeniu și implementarea rapidă a soluțiilor permite aprecierea că autovehiculele de astăzi sunt mașini computerizate, având un număr foarte mare de microcontrolere incluse.

Sistemele de control ale autovehiculelor sunt concepute având în vedere trei obiective fundamentale: eficiența(consum redus de combustibil), emisii reduse(protejarea mediului înconjurător), siguranța pasagerilor, dar și un număr de alte obiective cum ar fi: confortul, ușurința șofatului, zgomotul redus, disponibilitatea, durata de exploatare extinsă.

Subsistemul modernizat de management al demarajului ce utilizează supercondensatoare prezintă următoarele avantaje: permite folosirea bateriilor îmbătrânite, exploatate intensiv sau descărcate parțial inutilizabile pentru pornirea motoarelor cu combustie internă; mărește durata de viață a bateriei de 2-3 ori(astfel numărul de baterii auto acid-plumb, se micșorează în aceeași măsură); permite utilizarea bateriilor cu capacitate mai mică (rezultând reducerea volumul cu circa 10-30% și a greutății cu circa 25-40%, deci reducerea cantitătii de plumb și acid sulfuric și a masei totale a mașinii); îndeplinirea condițiilor de mediu, deoarece supercondensatorul nu emite substanțe nocive nici pe durata funcționării și nici a stocării; energia electrică cu care se încarcă supercondensatorul este energie recuperată la frânare și la coborârea pantelor.

Subsistemul de management al preîncălzirii convertorului catalitic are în structură un supercondensator care prin descărcare pe o rezistentă realizează încălzirea rapidă a convertorului catalitic până la temperatura minimă de lucru. În absenta preîncălzirii, în intervalul de timp de la pornire până la atingerea temperaturii optime de lucru a catalizatorului, se emite în atmosferă cea mai mare parte din cantitatea totală de noxe produsă de autovehicul.

CAPITOUL II

INSTALAȚIA ELECTRICĂ A AUTOMOBILULUI

Destinație. Structură generală.

Instalația electrică a automobilului este ansamblul tuturor echipamentelor electrice și electronice, generatoare și receptoare instalate la bordul său și interconectate prin cabluri și/sau conductori electrici având ca scop:

producerea(generarea) și stocarea energiei electrice la bordul automobilului;

alimentarea cu energie electrică a tuturor receptorilor la o valoare cât mai constantă a tensiunii de alimentare, atât în mers cât și în staționare;

asigurarea pornirii și funcționării motorului cu ardere internă de tip MAS(scânteie) și respectiv MAC (compresie Diesel) al automobilului;

controlul (măsurare, afișare) a parametrilor funcționali ai motorului și a celorlalte sisteme ale automobilului;

iluminarea drumului și a vehiculului(în interior și exterior) la circulația nocturnă, semnalizare optică și acustică;

asigurarea confortului ambiental(șofer plus pasageri) independent de condițiile de funcționare ale motorului și de condițiile climatice externe.

Echipamentul electric presupune orice dispozitiv implicat în de producere, transport/distribuție și utilizare a energiei electrice.

Generatorul electric este echipamentul electric ce transformă o anumită formă de energie(mecanică, termică, luminoasă, etc.) în energie electrică.

Receptorul electric este echipamentul electric ce transformă energia electrică în alte forme de energie (mecanică, termică, luminoasă) pentru utilizare.

Consumatorul electric reprezintă totalitatea receptorilor din cadrul unei instalații electrice interconectați conform unui scop comun.

Echipamentele electrice și electronice din cadrul instalației electrice auto se grupează în sisteme electrice funcționale; o imagine sintetică a structurii generale este reprezentată

în schema-bloc din fig. 1.

Sistemul de alimentare cu energie electrică: produce, furnizează și înmagazinează energia electrică necesară alimentării tuturor receptorilor instalați pe autovehicul;

Sistemul de pornire: realizează punerea în mișcare (funcționare) a MAS/MAC cu ajutorul unui motor electric („demaror”) prevăzut cu dispozitiv electromecanic de cuplare a pinionului cu coroana dințată a volantei de pe arborele cotit al MAI;

Sistemul de aprindere realizează la momente precise, succesiv în fiecare cilindru, scânteile necesare aprinderii amestecului carburant din cilindrii MAI tip MAS;

Sistemul de carburație electronică: permite dozarea precisă și reglarea optimă a amestecului (carburant – aer) în funcție de mai mulți parametrii ca: turația AC(arbore cotit), debit de aer admis (depresiunea din galeria de admisie), temperatura motorului și a aerului ambiant, poziția clapetei de accelerație, compoziția gazelor de eșapament. Se compune din: injectoare, ventile electromagnetice și circuite de comandă electronice aferente;

Sistemul de măsură și control a parametrilor,semnalizare internă a avariilor: realizează măsurarea și afișarea la bord a parametrilor funcționali ai motorului și ai autovehiculului în general. Se compune din: traductoare specifice (mărimi fizice neelectrice→mărimi electrice) conectate la bornele aparatelor indicatoare,lămpilor sau avertizoarelor;

Sistemul de iluminare și semnalizare: asigură (pe timpul nopții sau în condiții de vizibilitate redusă) iluminarea drumului și a autovehiculului (exterior/interior), precum și semnalizarea optică (schimbarea de direcție, frânare, mers înapoi) și acustică. Se compune din: corpuri de iluminat echipate corespunzător cu surse electrice de lumină (faruri, lămpi de poziție, direcție, frână, mers înapoi etc.), aparataj electric aferent, claxon și/sau sirenă;

Sisteme auxiliare: au rol de a facilita conducerea automobilului și de a spori siguranța circulației rutiere precum și de a asigura confortul ambiental în habitaclu.

Se referă la:

ștergătore de parbriz acționate electric;

electropompă pentru spălarea parbrizului,farurilor,etc.;

rezistori pentru dezghețare/dezaburire lunetă;

aerotermă / sistemul de climatizare;

brichetă electrică;

sistem electric/electronic de securizare/antifurt;

echipamente radio/audio, cass,TV,telefon,etc.

fig.1 Schema bloc a instalației electrice auto.

CAPITOLUL III

SISTEME DE CONTROL AUTO

Un sistem de control auto are în structură un microcontroler, dispozitive de achiziție a informațiilor din proces (senzori) și dispozitive de acționare asupra procesului (actuatori).

Microcontrolerul dispune și de cel putin o interfață de comunicație serială pentru comunicații în rețeaua specializată, Fig.1.1

Din motive de simplitate constructivă, funcțională și cost redus, se folosesc senzori și actuatori cu electronică “inteligentă” înglobată, care pot să comunice pe magistrale și să rezolve o multitudine de sarcini (condiționare semnale, etalonare, memorare parametri).

Fig.1.1. Schema bloc a unui sistem de comandă bazat pe microcontroler.

Pentru a face posibilă verificarea stării sistemelor de control, precum testarea actuatorilor respectiv a senzorilor și nu în ultimul rând verificarea parametrilor privind buna funcționare a autovihiculelor, siguranța în trafic cât și confortul pasagerilor, este nevoie de dispozitve/interfețe de diagnosticare.(OpCom pentru grupul GM: Opel, Chevrolet, Saab sau VAGCom pentru grupul VAG: Volkswagen, Audi, Seat, Skoda).

Opel OpCom PRO S 2014 + VAGCom Pro 2014

Interfață diagnoză Opel OpCom PRO S-model 2014

Funcționează cu softul oficial VauxCom(Opcom) Professional 131223d, de asemenea, funcționează și cu software-ele oficiale Opcom Professional 131223e English și Opcom Professional 121231h Romanian.

Suplimentar, față de versiunile anterioare OpCom (standard), noua versiune vine cu următoarele îmbunătățiri:

– suportă modele 2011, 2012, 2013 si 2014 (Astra J, Insignia, Ampera, Adam);

– vizualizarea în timp real sub formă de grafice a datelor mașinii(live graphics);

– mult mai multe codări;

– extragere coduri PIN;

– vine standard cu firmware 1.61.

Aspecte privind update-ul de firmware precum și importanța controlului electronic privind siguranța pasagerilor și, de asemenea, siguranța în trafic a autovehiculelor:

Multiple modificări în fimware-ul nou pentru protocoalele vechi, cum ar fi KW9141-2 pentru Astra-H, Zafira-B, referire pentru modulele AFL/AHL cu lista cod index actualizată.

Identificarea transmisiilor automate este complet automatizată pe baza datelor de la modul și este independentă de selectarea de către utilizator pentru modelele: Astra-H, Zafira-B, Vectra-C, Corsa-D

Actualizarea fișierelor de coduri la modulele următoare:

majoritatea modulelor de Antara

Corsa-D cu codurile motor: A12XER, A13DTE, Z13DTE

Zafira-B pentru AHL

modulele EDC16 (Z17DTH, Z17DTL, Z19DT, Z19DTH, Z19DTL) pentru Vectra-C

Astra-H – AFL

Meriva-B – ATM

Meriva-B – BCM

Meriva-B – EBCM

Meriva-B cu codurile de motor: A14NEL, A17DTS

Meriva-B – EPB

Meriva-B – EPS

Meriva-B – HVAC

Meriva-B – HVSM_F

Meriva-B – IPC

Meriva-B – SAS

Meriva-B – TIM

Meriva-B – UPA

Meriva-B – VPS

Vectra-C – CDC

Astra-H – CDC

Zafira-B – CDC

Insignia – SADS

Insignia – IMU

Insignia – RADIO

Astra-J – ATM

Astra-J – BCM

Astra-J – EBCM

Astra-J cu coduri de motor: A14NEL, A14NET, A14XEL, A17DTJ, A20DTH, A20DTJ, A20DTR

Astra-J – EPB

Astra-J – EPS

Astra-J – FSCM

Astra-J – HCM

Astra-J – HBSM

Astra-J – HVAC

Astra-J – HVSM_F

Astra-J – IMU

Astra-J – IPC

Astra-J – MSM

Astra-J – PAS

Astra-J – RADIO

Astra-J – SDM

Astra-J – UPA

La modulul TIM opțiunile de programare au fost actualizate pentru: Insignia, Astra-J, Meriva-B

Resetare intervale de servisare modificată/îmbunătățită la Corsa-D(Z13DTx resetare viața ulei motor)

Resetare uzură ulei motor la toate modelele noi

Codare variantă modificată/perfecționată la Corsa-D – BCM

Codare variantă modificată/perfecționată la Vectra-C – BCM

Codare variantă modificată/perfecționată la Astra-H – REC

Pprogramare cod index la Vectra-C – EHPS

Programare cod index la CD70/DVD90 – EHU.

Codare variantă modificată/perfecționată la Insignia/Astra-J – IPC

Valori reale și test actuatori adaugate la urmatoarele sisteme:

Astra-H – CD

Zafira-B – CDC

Insignia – SADS

Astra-H – TPMS

Vectra-C – TPMS

Corsa-B GSI cu cod motor C16XE

Coduri, valori reale la Tecshift MTA ,Vivaro si Movano

Coduri, valori reale la M9R 980 Vivaro motor, EDC16CP33

Coduri, valori reale la G9U 630 Movano motor, EDC16C36

Vectra-C – AHS.

Tigra-B cu plafon hidraulic

Insignia – HCM.

Meriva-B – ABS/ESP

Meriva B – EPS

Meriva-B – UPA

Meriva-B – HVSM_F

Interfață diagnoză VAGCom Pro 2014

Reprezintă o interfață pentru diagnoză similară 100% cu interfața originală a grupului VAG (VW, AUDI, SKODA, SEAT), orice model până în 2014, inclusiv cu protocolul de comunicație CAN.

Aspecte privind specificațiile tehnice, respectiv caracteristicile interfeței VCDS:

– manual utilizare pentru activări, codări;

– interfața face legătura între mufa USB de la calculator și mufa de diagnoză OBD;

– versiunea este superioară față de anterioarele, prin codările care le efectuează, coduri de defecte, regenerare filtru particule DPF la noile motoare TDI, măsurători active, live data – parametrii de funcționare ai motorului în mers și compararea lor cu valorile de fabrică rezultând defectele, depistare si resetare erori stocate în memoria ECU;

– măsurători valori debitmetru, presiune turbină, cantități injectate și starea injectoarelor, compresia motorului, pompa injecție, modificare cantitate injectată la relanti și turație motor, afișarea avansului real TDI, relanti-modificare, calcul al cuplului pe motor, diagnoză complexă la cutii automate, diagnoză complexă sistem climatronic, senzorii acestuia, inclusiv test compresor, existență airbaguri sau depistarea substituției lor prin rezistențe, logare pe ABS și verificarea senzorilor, dacă montura lor pe fuzetă este incorectă pentru a nu fi schimbat inutil, instrumentele de bord și activare diverși martori ascunși, citire kilometri reali ( pentru EDC15-EDC16 diesel 2000 -2014);

– codări, adaptări, modificări limbă în bord, service interval reset-programare;

– oferă posibilitatea diagnosticărri oricărui automobil din gama Vw/Audi/Seat/Skoda produs între anii 1996 și 2014 (și cele dinainte de 1996 dar cu mufa ISO);

– găsește orice defect apărut la automobil prin citirea codurilor de eroare (Diagnostic Trouble Codes), la aprinderea indicatorul Check Engine, oferă posibilitatea de a efectua diverse adaptări (funcții ascunse ale închiderii centralizate, luminile de pe bord, schimbarea limbii computerului de bord, adaptarea clapetei de accelerație, modificarea poziției de referință pentru Xenon, modificarea distanței senzorilor de parcare, modificarea turației la relanti, a cantității de combustibil injectate în cilindrii la relanti);

– compatibil cu autovehicule mai vechi ce folosesc protocoalele din gama K-line, L, K+L, Dual-K;

– compatibil cu ultimele auto ce necesită protocolul CAN (automobilele de concepție dupa 2004);

– diagnoză, adaptare, recodare pe module Motor, Airbag, ABS, Clima, A/C, Radio, Navi, Servodirecție, Confort;

– citește kilometri din ECU (EDC 15) (nu cei care sunt afișați în bord);

– permite diagnoză și pentru autovehicule Dacia LOGAN, Renault Clio/Megane/Laguna2 (la nivel general prin mufa OBD2);

Avantajele acestor interfețe pentru diagnosticarea și controlul autovehiculelor:

– manevrabilitate simplistă;

– instalare automată a driverului USB (livrat pe CD împreună cu cablul și programul de diagnoză precum și manual de utilizare pentru acesta);

– compatibilitate cu orice sistem de operare Windows;

– permit urmărirea parametrilor motorului în timp real și scanarea modulelor funcționale;

– economisiți bani diagnosticând singuri problemele mașinii, înainte de a o duce la service;

– puteți testa gratuit mașinile second-hand înainte de a le cumpară, cu avantaje evidente;

– vă ajută la întreținerea motorului și mașinii în cele mai bune condiții, prin inspecția periodică;

– în cazul cumpărării unui autoturism, vă ajută la depistarea unor probleme ascunse de către vânzător și astfel evitați alte cheltuieli necesare reparațiilor;

– în cazul vânzării unui atutoturism, puteți demonstra cumpărătorului că mașina nu are nimic de ascuns;

– stinge lampa de service, pentru intervalele de service fixe și variabile;

– se pot trasa grafice și stoca informații în timp real cu mașina pornită;

– citește automat codurile de eroare de la toate sistemele din mașină într-o singură căutare.

Sistemele de control ale autovehiculelor

Multitudinea de sisteme de control existente în autovehicule poate fi structurată pe categorii funcționale: vehicul(datele de identificare ale autovehiculului); motor(parametrii măsaurați in timp real); cutia de viteze(parametrii măsurați cu senzori pe ansamblul transmisie); șasiu(siguranța și confortul pasagerilor); caroserie(instrumentele de bord).

Sistemul de tracțiune al autovehiculelor

Subsistemele de comandă ce compun sistemul de tracțiune al autovehiculului sunt dedicate pentru: managementul motorului (ECU/PCM/ECM); încărcare a bateriei și management al energiei; control al elementului de preîncălzire la motoarele Diesel; frâna electrică pentru parcare; răcirea motorului; recircularea gazului eșapat; aprindere; admisia de amestec combustibil; transmisie; demaraj; schimbătorul automat de viteze electronic.

Sistemul șasiu și siguranța pasagerilor

Subsistemele ce participă la funcționarea elementelor de pe șasiu și la siguranța autovehiculului sunt dedicate pentru: modulul de comandă a ambreiajului diferențial spate (RDCM); frâna electrică de parcare (EPB); modulul de comandă al sistemului electronic de frână (EBCM); modulul de comandă al sistemului de servodirecție variabilă (VES); modulul accelerație multi-axială (IMU); modulul senzorului pentru unghiul la volan (SAS); modulul pentru sistemul electronic de suspensie (SADS).

Sistemul corp al autovehiculului și confortul ocupanților

Se compune din subsisteme pentru controlul: modulului caroserie (BCM); instrumente de bord (IPC); modul sistem AirBag(SDM); modul de comandă faruri (HCM); modul comandă fază lungă (HBSM); modul comandă interfață remorcă (TIM); modul sistem încălzire și aer condiționat telecomandat (HVAC); modul de comandă hayon; modul de comandă a memoriei scaun șofer; modul de comandă sistem încălzire scaune față (HVSM_F); modul asistență la parcare (UPA); modulul sistemului de direcție cu cameră (LDW).

Sistemul de informare și multimedia

Subsistemele componente ale acestui sistem sunt: modul radio (analogic/digital); modul control alarmă radio; unitate de citire si player-re CD-uri, DVD-uri, memory stick; modul receptor radiodigital (DAB); modul de comandă a telefonului mobil (UHP); modulul bluetooth; portalul telefonului mobil (UHP 2); sistemul de navigație.

Senzori și actuatori pentru autovehicule

Primul senzor utilizat în autovehicule a fost senzorul de presiune din camera de admisie (MAP) în 1979. În anii 90, se produceau în masă accelerometre pentru sistemele airbag, în varianta capacitivă, obținute prin tehnologia MEMS de microprelucrare a suprafeței.

MEMS-urile sunt dispozitive ce au în structură componente cu dimensiuni între 1-100 microni și la care datorită raportului foarte mare suprafață/volum domină efectele electrostatice și de umezire. Acestea combină procesarea de semnal și comunicația de date pe un singur chip de siliciu sau într-o singură capsulă și contribuie esențial la: creșterea fiabilității, consumul eficient de carburant, reducerea noxelor gazelor eșapate și creșterea siguranței și confortului autovehiculelor. Ele răspund cerințelor aspre de sub capotă: temperaturi extreme, șocuri, vibrații, umiditate, mediu coroziv, interferențe electromagnetice și de radiofrecvență; au de asemenea o perioadă de exploatare mare și preț mic.

Rețele de comunicație în autovehicule

Cele mai utlizate rețele utilizate astăzi în diagnosticarea autovehiculelor sunt: BTS (Bosh-Siemens-Temic), CAN (Controller Area Network), DSI (Distributed Systems Interface), K-Line, LIN (Local Interconnect Network), OBD II (On Board Diagnostics II).

Controller Area Network (CAN)

Protocolul CAN a fost conceput de firma Bosch în 1983, fiind oficial definit de SAE în 1986. Este un protocolul de transmisie orientat pe mesaj ce are, pe lângă conținut, un identificator unic în întreaga rețea.

CAN-ul este bazat pe mecanismul de comunicare prin „difuzare largă” (Broadcast Communication); orice stație a rețelei poate să asculte mesajul stației transmitțătoare și poate prelua mesajul funcție de setările din Filtrul de Acceptare (Acceptance Filtering) implementat. În serviciul clasic de comunicație, Write Object, un nod producător (producer) trimite cadre către unul sau mai multe noduri consumatoare (consumers), fără ca acest lucru să implice interesul anterior al vreunei stații în aceste mesaje. În al doilea serviciu de comunicație, Read Object, un nod solicită un mesaj specific printr-un Remote Frame. Nodul care este proprietarul informației va răspunde prin transmiterea mesajului Data Frame corespunzător. Mesajul de răspuns, poate fi recepționat de asemenea și de alți consumatori interesați.

Metoda de acces utilizată în CAN este non-distructivă cu arbitraj la nivel de bit. Când rețeaua este liberă, orice nod poate porni transmisia mesajului, chiar simultan cu alte noduri, evitându-se coliziunea prin metoda CSMA/CA+AMP implementată. Prioritatea mesajului este dată de identificatorul mesajului. Deoarece fiecare nod citește de pe magistrală bit după bit întregul mesaj și îl compară bitul transmis, biții cu valoarea dominantă se suprascriu (în transceiver) peste aceia cu valoarea recesivă. Dacă valoarea citită este diferită de cea transmisă nodul pierde competitia și trece în regim de ascultare.

Mesajul Data Frame este produs de un nod când acesta dorește să transmită data sau când acesta este interogat de un alt nod. El are următoarea structură: Start of Frame (SOF), Arbitration field, Control field, Data Field, CRC Field, Acknowledge Field, End of Frame.

Fiecare producător de rețele deține propria sa bază de date cu definiția cadrelor și semnalelor care, în mod obișnuit, este confidențială.

Metoda de codare a biților în semnale este NRZ. Cum sincronizarea este asigurată de tranziții, iar la un număr mare de biți succesivi cu aceeași valoare sincronizarea se poate pierde, se utilizează regula bit-stuffing ce introduce un bit complementar la fiecare 5 biți de același valoare.

Temporizarea biților (Bit timing) în CAN presupune împărțirea duratei bitului în 4 segmente ce conțin un număr de cuante de timp (câte două impulsuri de tact) astfel: SYNC_SEG (o cuantă; utilizat pentru sincronizarea nodurilor rețelei); PROP_SEG (1/8 cuante; utilizat pentru compensarea întârzierilor semnalului de-a lungul magistralei); PHASE_SEG1 (1/8 cuante; utilizat la compensarea erorilor de fază ale fronturilor; poate fi lungit pe durata resincronizărilor); PHASE_SEG2 (lungimea maximă a segmentului anterior și a timpului de procesare a informației; utilizat pentru compensarea erorilor de fază ale fronturilor, putând fi scurtat pe durata resincronizării). Prin programarea momentului eșantionării (Sample Point) se poate optimiza temporizarea biților: o eșantionare întârziată permite maximizarea lungimii magistralei; o eșantionare timpurie permite realizarea de fronturi scurte ale impulsurilor.

Fig.1.2. Utilizarea retelelor CAN într-un autovehicul.

Standarde pentru rețelele CAN din autovehicule

CAN de mare viteză, cu caracteristicile: viteză maximă 1 Mbps; lungime magistrală 40m; transmisia diferențială pe două fire; necesită utilizarea a doi terminatori;

CAN tolerant la defecte. Caracteristici: se folosește pe distante scurte; nu necesită terminatori; consum mic al driverelor; poate face transmisie asimetrică pe un fir dacă unul din cele două fire se întrerupe accidental; viteza maximă 125kbps; lungimea magistralei depinde de viteza de transmisie și de numărul de noduri; număr maxim de noduri 32;

CAN pe un singur fir. Caracteristici: viteaza 33,3kbps (83,3kbps în modul viteză mare la diagnoză); număr de noduri 32; transmisia de date se face chiar pe firul de alimentare.

Local Interconnected Network (LIN)

Protocolul LIN, este proiectat ca o rețea ieftină, de scurtă distanță și viteză mică. Are o arhitectură cu un singur Master și mai mulți Slave, destinată conectării senzorilor și actuatorilor din unele aplicații auto. Nodul Master conectează rețeaua LIN cu rețelele de nivel înalt, ca de exemplu CAN.

Poate înlocui cu succes retelele CAN tolerant la defecte și CAN pe un singur fir.

Fig.1.3. Configurația tipică a rețelei LIN

Caracteristici: microcontrolerele utilizate sunt pilotate de oscilatoare RC foarte ieftine; rata de transfer este de până la 20Kbaud; lungimea rețelei este de până la 40m; protocolul este o combinație între I2C și RS232 și include autocontrolul vitezei de transmisie; poate lucra în modul SLEEP pentru evitarea descărcării bateriei. Magistrala constă într-un singur fir (Fig.1.3.), conectat în driverele open-colector, la alimentare, prin rezistoare. Starea dominantă este semnalată prin comanda tranzistorului oricărui nod, care pune la masă colectorul (implicit magistrala), iar starea recesivă se stabilește prin rezistoare la valoarea VBAT=918V, atunci când niciun tranzistor nu este comandat. Magistrala poate suporta și tensiune de 40V, microcontrolerul fiind izolat de magistrală printr-un transceiver ce permite ca microprocesorul să opereze la 5V.

Protocolul la nivel de bit presupune că fiecare byte transmis este încadrat de un bit de start și unul de stop (similar transmisiei asincrone RS 232). În cadrul fiecărui byte, biții se transmit în ordinea LSB – MSB. Bitul de start are valoarea 0, iar bitul de stop 1.

În cadrul protocolului la nivel de mesaj, masterul interoghează nodurile Slave pentru partajarea datelor lor cu restul rețelei. Nodurile Slave transmit date numai comandate de Master- ul ce permite comunicația bidirecțională fără un mecanism avansat de arbitraj. Transferul mesajului începe cu câmpul Synch Break prin care Master-ul informează Slave-urile că începe transmisia unui mesaj. Urmează câmpul Synch Field ce este destinat sincronizării ceasurilor nodurilor Master și Slave între care poate exista o derivă mai mare de 15%. Slave-urile determină rata de transfer a Master-ului și-și ajustează frecvența de ceas proprie. ID Field este câmpul care dă informații despre lungimea în byte a câmpului de date pe care-l solicită și adresa nodului de la care așteaptă răspuns. După interogarea de către Master a unui Slave, acesta depune datele pe magistrală ele ajungând la toate nodurile, deci și la nodul destinație.

Master-ul poate trece toate nodurile în modul economic Sleep prin trimiterea codului 80h. În acest mod nodurile au consum foarte redus de energie. Orice nod poate “trezi” rețeaua prin trimiterea caracterului 80h.

Printre utilizările rețelei LIN se numără: subsistemele din plafon (senzorul de ploaie, senzorul de lumină, controlul luminilor, controlul decapotării, etc.), subsistemele din portiere (controlul oglinzilor, controlul geamurilor, blocarea ușilor, etc.), subsistemul de climat (senzori de temperatură și umiditate, control servomotoare), subsistemele de pe volan (control traseu, ștergătoare de parbriz, semnalizatoare, și opțional controlul climatului, radioului, telefonului, etc.), subsistemul scaune (senzorul ocupanților, panoul de control, controlul poziției ocupanților), subsistemul motor (senzori și servomotoare).

Microcontrolere utilizate în sistemele de control ale autovehiculelor

Factorii care determină specificul microcontrolerelor utilizate în sistemele de control ale autovehiculelor

Comunicațiile

Datorită numărului mare de sisteme și subsisteme de comunicație interconectate, microcontrolerele pentru autovehicule au o zonă destinată capabilităților de comunicație mai mare decât cea dedicată CPU. Aceste interfețe de comunicație sunt autonome, astfel încât CPU se eliberează în bună măsură de managementul comunicației.

Algoritmii de conducere

Algoritmii sistemelor de conducere auto trebuie să manipuleze intrările de la mai mulți senzori și de la mai multe sisteme de comunicații, să execute în timp real cicluri de control și să controleze ieșirile către mai multi actuatori. Complexitatea algoritmilor a condus de asemenea la implementarea de sisteme de operare adecvate, cum ar fi sistemul de operare combinat cu sistemul de management al rețelei OSEK/VDX ce facilitează reutilizarea și portabilitatea software-ului precum și predictibilitatea comportării sistemului.

Senzori și actuatori inteligenți

Datorită creșterii numărului de senzori și actuatori, probleme cum ar fi: manipularea întreruperilor intrărilor sau eșantionarea ieșirilor, furnizate de interfețe diferite pentru fiecare senzor/actuator; procesarea/partajarea informației(uzual analogică) ce se schimbă între CPU și fiecare senzor/actuator, au putut fi rezolvate prin implementarea senzorilor și actuatorilor inteligenți care includ în același cip un CPU (MEMS) ce poate fi conectat cu ECU prin intermediul magistralei.

Siguranța în funcționare

Sistemele de pe autoturisme trebuie să prezinte o funcționare sigură la defecte(de exemplu ECU-ul ABS-ului comută pe sistemul clasic la apariția unui defect electric) sau să fie tolerante la defecțiuni(care recunoaște producerea unui defect electric, dar continuă să opereze sigur).

Performanță și preț de cost

Utilizarea CPU RISC ce execută o instrucțiune într-un singur ciclu de tact, duce la dimensiuni mici ale cipului și viteză mare de procesare. Procesoarele RISC de astăzi pot executa instrucțiuni complexe ca MUL și DIV(dar în câteva cicluri), prezintă foarte înaltă putere de calcul, capabilități de manipulare rapidă a întreruperilor, și cod dens, eficient.

Memoriile

Dimensiunile ROM-ului continuă să crescă pentru a putea găzdui programele ce implementează algoritmii complecși, lăsând CPU-ului să ocupe o porțiune din ce în ce mai mică.

Soluții mecatronice

Mecatronica, care vede sistemul ca un tot unitar și nu ca o colecție de părți componente (electrice, electronice, mecanice) interfațate, are soluții potrivite pentru împachetarea microcontrolerelor. Ea integrează componente individuale de naturi diferite într-un tot unitar încă în faza de proiectare, obtinându-se sisteme robuste cu număr redus de conexiuni.

Perturbațiile

Pentru îmbunătătirea EMC (impusă de creșterea numărul de procesoare și de viteza lor de operare), la nivelul proiectării circuitelor integrate se iau în considerație: folosirea a cât mai puține generatoare de tact și oprirea acestora când nu sunt utilizate, reducerea puterii buferului de ieșire, folosirea surselor multiple și a mai multor pini de masă precum și reducerea impedantei traseelor acestor pini, eliminarea circuitelor de schimbare de sarcină integrate și poziționarea semnalelor de înaltă frecvență în apropierea traseului de masă.

Consumul de energie

Ținând cont de numărul mare de sisteme care trebuie să funcționeze, unele chiar atunci când motorul este oprit (putând descărca rapid bateria), MCU-urile sunt optimizate din punct de vedere al consumului de energie. Astfel, când cipul este inactiv, se oprește generatorul de tact. Pe de altă parte, ECU-ul airbag-ului funcționează și în eventualitatea unui accident care întrerupe alimentarea de la baterie, prin comutarea pe un condensator de valoare mare (sau supercondensator), ce poate asigura și umflarea airbag-urilor.

Integrarea funcțiilor

În microcontrolerele destinate aplicațiilor auto diverse funcții (de putere, analogice, numerice, de procesare, de memorare, de comunicație, de protecție, etc.) sunt integrate într-un “cip sistem” ce include diferite tipuri de tehnologii, implementate în aceeași pastilă de siliciu.

Tipuri de microcontrolere destinate aplicațiilor auto

În aplicațiile auto se utilizează deopotrivă microcontrolere pe 8, 16 și 32 biți.

Aplicațiile tipice în care se utilizează microcontrolere pe 8 biți sunt: controlul ventilației, controlul climatului, comanda ștergătoarelor, comanda protecției solare, acționarea geamurilor, senzorul de ploaie, funcțiile necritice de pe bord, controlul scaunelor, controlul modulelor din zona ușilor.

Microcontrolerele pe 16 biți sunt ideale pentru controlul motorului, cu soluții pentru ambele tipuri de motoare (pe benzină și pe motorină) și pentru controlul direct al injecției. Aceste microcontrolere combină înaltele performanțe ale CPU cu înalta funcționalitate a perifericelor și cu capabilitățile de intrare/ ieșire îmbunătățite.

Microcontrolerele pe 32 biți pot fi utilizate la sistemului de tracțiune și în aplicațiile ITS (Intelligent Transportation System).

CAPITOLUL IV

SISTEMUL DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRICĂ

Sistemul de alimentare cu energie electrică (SAE) al oricărui autovehicul furnizează energia electrică necesară funcționării (la parametrii adecvați) tuturor receptorilor instalați/conectați la bordul acestuia.

Se compune din (fig.2):

fig.2 Schema electrică a sistemului de alimentare cu energie electrică.

GE – generator electric rotativ(„alternator”);

RRT- releu regulator de tensiune;

BA- bateria de acumulatoare;

Rd- redresor.

Bateria de acumulatoare (BA) cu rolul de a:

-alimenta electromotorul (demarorul) și sistemul de aprindere la pornire, precum și restul receptorilor de pe autovehicul în staționare(cu motorul oprit);

-contribuie (alături de releul regulator de tensiune) la menținerea unei tensiuni continue constante (6,12V sau 24V) în ansamblul instalației electrice a auto, independent de variația turației și de numărul variabil de receptori alimentați;

-prelua vârfurile de sarcină (de încărcare) ce apar când puterea electrică absorbită de receptoare depășeste puterea electrică maximă debitată de generator (noaptea,iarna).

Bateria de acumulatoare, conectată în paralel cu generatorul electric rotativ (conexiune în “tampon”), stochează energie electrică și alimentează consumatorii în repaus (pe durata opririi motorului MAS/MAC);

Generator electric rotativ (GE) (în c.c.-dinam sau în c.a. alternator cu redresor înglobat) antrenat în mișcare de motorul cu ardere internă al automobilului transformă energia mecanică în energie electrică cu care se alimentează toate receptoarele de la bordul autovehicului și încarcă bateria de acumulatoare la tensiuni relativ constante (6V sau 12V sau 24V). Avantajele alternatoarelor: mai robuste, mai fiabile, construcție și întreținere mai simplă, puterea specifică (W/kg) de 3-5 ori mai mare ca dinamul, funcționare bună (I,U) într-o plajă largă de turații (950-10000 rot./min).

Releu regulator de tensiune (RRT ) (electric sau electronic) – cu rol de a stabiliza tensiunea electrică (în general prin reglarea excitației GE) debitată de generator. Variațiile de tensiune depind de turația MAI și de sarcină.

Elemente componente de cablaj și conectică: conductori, cabluri, papuci, conectori, siguranțe fuzibile, întrerupătoare și comutatoare.

SUBSISTEMUL DE ÎNCĂRCARE AL BATERIEI ȘI DE MANAGEMENT AL ENERGIEI

Acest subsistem este parte a sistemului de control al tractiunii autovehiculelor și este destinat producerii de energie electrică pentru încărcarea bateriei și alimentarea sistemului electric al autovehiculului. Subsistemul nu are în nucleu un microcontroler, dar este cuplat cu ECU care monitorizează tensiunea de excitație Fig.2.1.

Componentele cheie ale subsistemului convențional sunt: alternatorul, regulatorul de tensiune și acumulatorul electric (bateria).

Figura 2.1. Schema bloc a sistemului de încărcare al bateriei și de management al energiei.

Alternatorul

Alternatorul este un generator sincron, trifazat de curent alternativ, cuplat la axul motorului, utilizat la încărcarea bateriei și la alimentarea sistemul electric pe perioada funcționării motorului. Se rotește cu o viteză de 2-3 mai mare decât a motorului, astfel încât furnizează tensiune și când motorul funcționează la relanti. Redresarea tensiunii furnizate de alternator se face cu o punte trifazată bialternantă cu 6 diode redresoare.

Randamentul alternatorului este de 50-62% funcție de dimensiunea sa și depinde de turație fiind limitat de pierderile în ventilator, rulmenti, miezul feromagnetic, conductoarele de cupru ale înfășurărilor și căderilor de tensiune pe diodele redresoare. De asemenea valoarea curentului debitat de alternator depinde de turație.

În construcție clasică, alternatoarele pot livra un curent de maxim 32A, dar astăzi sunt alternatoare (pentru autovehicule de pasageri sau camioane) ce pot produce 50-70A. Foarte multe alternatoare pot avea sisteme de răcire cu apă sau ulei.

Regulatorul de tensiune

Regulatorul de tensiune (de exemplu L9407F din Fig.2.1.) montat în interiorul carcasei alternatorului împreună cu diodele redresoare, modulează curentul de excitație pentru a menține constantă tensiunea livrată de alternator. Pe lângă bornele de alimentare A+ și GND el dispune de terminale pentru sesizarea comenzii de pornire D+, comanda înfășurării de excitație DF, monitorizare a tensiunii de excitație DFM și detecție a fazei PH.

Multe regulatoare de tensiune actuale sunt conectate la computerul de bord și astfel factori cum ar fi temperatura aerului și sarcina motorului sunt luate în considerare la ajustarea tensiunii de ieșire, implicit a tensiunii de încărcare a bateriei.

Bateria

Bateria(acumulatorul electric) constituie o soluție practică și eficientă de stocare a energiei electrice ce este transformată în energie chimică în cursul încărcării acumulatorului.

La descărcare, prin alimentarea consumatorilor, în regim intermitent sau continuu, energia chimică este convertită în energie electrică. Pentru demarajul automobilelor, se folosesc aproape în exclusivitate acumulatoare acide cu electrozi de plumb, care la un cost scăzut, asigură o densitate de energie rezonabilă.

Construcția și funcționarea acumulatorului electric acid-plumb

Un element acumulator constă dintr-o cuvă cu soluție apoasă de acid sulfuric în care sunt imersați doi electrozi tip placă(catod și anod). Între electrozi se interpun membrane microporoase, care permit transferul de ioni, dar împiedică scurtcircuitul. Prin încărcare, sulfatul de plumb din plăcile pozitive se transformă în acid sulfuric și bioxid de plumb, iar la plăcile negative în plumb și acid sulfuric. Pe măsură ce se încarcă acumulatorul, tensiunea la borne crește până la cca 2,1-2,15V/ element. Pentru încărcări prelungite, tensiunea pe element depășește 2,35V și se inițiază un proces secundar de electroliză ce conduce la pierderea de apă; astfel crește concentratia acidului, ce duce la scăderea duratei de viață și a performanțelor bateriei. În procesul de descărcare, atât plăcile catod cât și cele anod se sulfatează progresiv, parțial sau total, în funcție de profunzimea descărcării. Sulfatul de plumb format acoperă superficial sau profund electrozii, iar apa formată mărește diluația electrolitului și face să crească rezistenta internă și să scadă tensiunea la borne până la valoarea de oprire care este cu atât mai redusă cu cât curentul de descărcare este mai mare.

Parametrii de bază ai acumulatoarelor electrice

Tensiunea electrică, depinde de gradul de descărcare al bateriei, de regimul de descărcare și de temperatură. La demaraj este importantă dependența tensiunii de regimurile de descărcare severe, specifice regimului de lucru în scurtcircuit al demarorului, Fig.2.2.

Capacitatea electrică (Ah), reprezintă cantitatea de electricitate pe care o poate debita un element complet încărcat în regim de descărcare de 20h până la tensiunea nominală de 1,75V, la temperatura de 25ºC.

Capacitatea disponibilă este capacitatea debitată de un element în regimuri mai severe de descărcare; depinde de temperatură și de regimul de descărcare.

Rezistența internă, are valori mici, de ordinul mΩ și depinde de construcție, regimul funcțional, starea de încărcare și temperatură.

Randamentul funcțional, este raportul dintre cantitatea de electricitate disponibilă în starea încărcat și cantitatea de electricitate consumată pentru încărcare (80-90%).

Randametul energetic, este raportul dintre energia disponibilă a unui acumulator în starea încărcat, în regim nominal de descărcare și energia consumată la încărcare (65-75%).

Conservarea capacitații dependentă de temperatură fiind de 6% la 10ºC și 40% la 25ºC la acumulatoarele de demaraj actuale.

Durata de viață, este de aproximativ 2-6 ani funcție de intensitatea solicitărilor și de modul de întreținere și exploatare.

Fig.2.2. Curbele de descărcare a bateriei la curenți mari, la -17,8ºC.

Supercondensatoarele sunt astăzi, în unele aplicații, inclusiv în aplicații auto, alternativa la utilizarea bateriilor pentru stocarea energiei. Sunt utilizate astăzi supercondensatoare la: pornirea motoarelor cu combustie internă; stocarea energiei recuperate la frânare și coborârea pantelor și utilizarea ei la accelerare în automobilele electrice sau hibride; alimentarea airbag-urilor laterale ca sursă de energie independentă de sursa centrală; sursele de alimentare ale sistemelor multimedia.

Construcția și parametrii supercondensatoarelor

Supercondensatorul (ultracapacitorul) este un condensator electrochimic care prezintă o densitate de energie mult mai mare (de câteva mii de ori) decât condensatoarele electrolitice de cea mai mare capacitate.

În principiu, un supercondensator electric constă într-o structură cu strat dublu cu suprafață foarte mare și distantă de separatie foarte mică (de ordinul nanometrilor), ambii parametri contribuind la obținerea capacității foarte mari. Totuși, tensiunea dintre cele două straturi este mică și de aceea pentru realizarea unor supercapacitoare care să lucreze la tensiuni mai mari este necesară înserierea mai multor celule.

Fig.2.3. Modelul circuitului de ordinul I al supercondensatorului.

Rezistența internă a supercondensatorului este foarte mică, motiv pentru care, încărcarea și descărcarea acestuia se face foarte rapid. Descărcarea rapidă a unei cantități relativ mari de energie înseamnă de fapt putere mare pentru un timp scurt.

În modelul supercondensatorului (Fig.2.3.) Rc este rezistența serie, inductanta serie Lc (ce depinde de constructie) poate fi ignorată la operare la joasă frecvență ca și rezistența de pierderi Rp la funcționări de scurtă durată. La supercondensatoarele actuale, curentul de scurgere pentru o capacitate de peste 500F este mai mic de 10mA iar curentul de încărcare/ descărcare de sute de amperi.

Încărcarea supercondensatoarelor

Dacă descărcarea rapidă a supercondensatoarelor este benefică în aplicațiile unde se cere putere mare pe durată mică totuși, o provocare a supercondensatoarelor o reprezintă încărcarea acestora, mai ales atunci când sunt complet descărcate (când se prezintă practic ca un scurtcircuit). Încărcarea cu circuite liniare a supercondensatoarelor se face cu randament foarte scăzut de cca 49%. Aternativa la sistemul de încărcare cu circuite liniare a supercondensatorului este SMPS.

CAPITOLUL V

SUBSISTEMUL DE PORNIRE A MOTORULUI CU COMBUSTIE INTERNĂ

Subsistemul de pornire al motorului cu combustie internă face parte din sistemul de tracțiune al autovehiculului. Componentele acestui sistem (Fig.3.1.) sunt: M – motorul de curent continuu; B – bateria; KStart – comutatorul de pornire; RC – releu de cuplare. M

și RC sunt inseparabile formând împreună demarorul (car starter).

Fig.3.1. Schema de principiu a sistemului de pornirea a motorului cu combustie internă.

La închiderea contactului KStart, bobina RC este alimentată de la baterie iar contactul său se închide și permite alimentarea demarorului cu un curent de circa 200- 300A. La atingerea turației de automentinere, curentul absorbit scade la valori de ordinul zecilor de amperi, iar demarorul este deconectat de la baterie prin deschiderea contactului RC cu ajutorul unui mecanism inertial.

Demarorul

Demarorul este un motor de curent continuu cu excitație serie, care inițiază rotirea motorului cu ardere internă până la turația de la care acesta își poate întreține funcționarea. Este dimensionat pentru un curent mare (sute de amperi) deci cuplu mare, pe durată mică (secunde).

Alimentarea demarorului la sistemele convenționale se face de la bateria automobilului, a cărei durată de viață este afecată datorită numărului și profunzimii descărcărilor. Funcționarea demarorului este relevată de caracteristicile tensiunii:

Uborne(Iabs) – A; turației n(Iabs) – B; puterii utile Pu(Iabs) – C; cuplului M(Iabs) – D

Regimurile de funcționare ale demarorului sunt:

Scurtcircuit, caracterizat de valorile: n=0, Iabs=Isc, M=Mmax, Pu=0;

Sarcină, când motorul începe să se rotească, cuplul rezistent scade, se dezvoltă putere care este maximă, pentru curentul absorbit Iabs=Isc/2;

Mers în gol, când motorul a pornit, cuplul activ și puterea utilă a demarorului se anulează, curentul Igol fiind consumat doar pentru compensarea pierderilor demarorului.

Valorile parametrilor Isc, Igol, Usc, Ugol diferă funcție de: puterea motorului și a demarorului, starea de întreținere și uzura sistemului mecanic și electric, temperatură, starea de descărcare a bateriei. Comportarea demarorului din punct de vedere electric, este definită de caracteristica A (Fig.3.2.) și de durata procesului de pornire.

Rezistența echivalentă a demarorului pe durata procesului de pornire poate fi pusă în relație cu curentul absorbit și are valoarea dată de formula: Rd (I ) U b Rb I / I

Pornirea autovehiculului cu demarorul alimentat de la baterie

Modelul demarorului

S-a luat în considerare, la comportarea demarorului la pornire, ecuatia (3.1) și valorile parametrilor de intrare Isc, Igol și td (durata demaraj) rezultând modelul dat de ecuația:

Rd Ub td /I sc td I sc I gol t Rb .

Fig.3.3. Programul în LabView pentru simularea pornirii cu demaror alimentat de la baterie, a motorului cu combustie internă.

Modelarea demarajului pe baterie

Comportarea sistemului baterie – demaror cuplat la arborele motorului cu combustie internă a fost simulată pe modelul implementat în LabView (Fig.3.3.). Energia consumată de demaror depinde de factori intrinseci (tipul motorului, tipul demarorului) și extrinseci (uzura sistemului mecanic și electric, calitatea întreținerii motorului și a uleiului, temperatura).

Pentru un ansamblu motor-demaror bine cunoscut, variabila ce determină energia necesară pornirii și durata procesului de pornire, este temperatura. Cu modelul sistemului de demaraj pe baterie implementat în LabView, s-au simulat porniri la temperaturi din domeniul 20/40°C pentru câteva valori ale energiei utile și Ub=12,6V, Rb=10m, Isc=250A, Igol=40A,td=1s.

CAPITOLUL VI

SUBSISTEMUL DE MANAGEMENT AL PREÎNCĂLZITORULUI CONVERTORULUI CATALITIC

Subsistemul de reglare a compoziției amestecului combustibil

Acest subsistem face parte din sistemul de management al motorului și are funcția de a menține raportul aer/combustibil cât mai aproape de valoarea stoichiometrică (14,7/1). Informația despre conținutul de oxigen al gazelor eșapate (dată de senzorului lambda montat în amonte de convertorul catalic), precum și informațiile despre cantitatea și temperatura aerul pentru combustie, poziția clapetei de admisie a amestecului combustibil și presiunea din camera de admisie, permit reglarea adecvată a injecției cantității corespunzătoare de combustibil. Bucla de reglare a raportului aer/combustibil previne supraîncălzirea convertorului catalitic și asigură funcționarea optimă a motorului la pornirea, la rece, la sarcini moderate și mari, la accelerație și decelerație.

Un element cheie pe traseul de evacuare al gazelor arse este convertorul catalic (catalizatorul), care are rolul de a reduce emisiile de combustibilul nears și CO prin transformarea lor în CO2 și H2O de către catalizatorii de paladiu și platină; catalizatorii trivalenți (platina și rodiu) transformă oxizii de azot în azot și oxigen.

Temperatura la care lucrează catalizatorul este de 750°C (900°C pentru catalizatoarele de fabricație mai recentă) și este influențată de continutul de CO din gazele eșapate, ce nu trebuie să depășească un anumit prag pentru a preveni supraîncălzirea catalizatorului.

Schema bloc a subsistemului de management al preîncălzitorului convertorului catalitic.

Subsistemul de management al preîncălzirii catalizatorului propus, are în structură un supercondensator, prin descărcarea căruia pe o rezistență, se aduce rapid la temperatura minimă de lucru (250°C) convertorul catalitic. În absența preîncălzirii, în intervalul de timp de la pornire până la atingerea temperaturii optime de lucru a catalizatorului, se emite în atmosferă cea mai mare parte din cantitatea de noxe produsă de autovehicul. Cu preîncălzire, cantitatea de noxe emise se micșorează substanțial, catalizatorul lucrând aproape de regimul nominal încă de la pornirea motorului.

Energia electrică acumulată în supercondensator este dată de alternator în regimurile Normal și Recuperare.

În regimul Accelerare, supercondensatorul este deconectat de la alternator, iar pe perioada staționării (Predemaraj) este mentinut încărcat de bateria autovehiculului.

Fig.5.1. Schema bloc a subsistemului de management a preîncălzirii catalizatorului.

Subsistemul (Fig.5.1.) are în componență:

RPÎ – rezistența de preîncălzire;

SCPÎ – supercondensatorul dedicat preîncălzirii;

TT – traductor de temperatură;

KPÎ – comutator static de conectare/deconectare de la supercondensator a rezistenței;

KM – comutatorul de pornire al autovehiculului, poziția funcționare motor;

CÎ-PÎ – circuit de încărcare a supercondensatorului dedicat preîncălzirii;

LSPÎ – lampă (LED) de semnalizare a preîncălzirii catalizatorului;

C – microcontrolerul sistemului de management al energiei.

Funcție de temperatura inițială a catalizatorului, SCPÎ se descarcă complet sau parțial prin RPÎ, înainte de pornirea motorului. Perioada descărcării este semnalizată prin aprinderea lămpii LSPÎ și condiționează demarajul prin controlul comutatorului KS (subsistemul de demaraj).

Selecția traductorului de temperatură

Termocuplul de tip K, cu domeniul -200 / +1250 °C este potrivit pentru măsurarea temperaturii convertorului catalitic ce poate ajunge la 900°C. Pentru a evita utilizarea de cabluri și cuple speciale se poate folosi un termocuplu de tip K conectat la un amplificator THAK 1250, cu următoarele caracteristici: tensiunea de alimentare 5-16V, semnalul la ieșire 0-5V pentru temperaturi între 0 și 1250°C, precizie 2%, sensibilitatea 4mV/°C, curent consumat <10mA.

Funcționarea subsistemului

Algoritmul de conducere al subsistemului

În Fig.5.3. este prezentat algoritmul de comandă a subsistemului de preîncălzire a convertorului catalitic.

Fig.5.3. Algoritmul de comandă a sistemului de preîncălzire a catalizatorului.

CAPITOLUL VII

SUBSISTEMUL DE MANAGEMENT AL ENERGIEI AUTOVEHICULULUI (SME)

Modulul de control al motorului autovehiculului (ECM)

ECM face parte din sistemul de tracțiune al autovehiculului și este unul din cele mai complexe sisteme de conducere, fiind dezvoltat în jurul unui microcontroler puternic pe 16 biti conectat la rețeaua CAN de mare viteză, Fig.6.1.

Mulți dintre parametrii achiziționati de ECM sunt utilizați și de alte subsisteme prin intermediul magistralei CAN. Trei dintre parametrii protocolați pe magistrala CAN, viteza autovehiculului (Vehicle Speed), turația motorului (CrankShaft Signal) și nivelul de apăsare al pedalei de accelerație (Pedal Position), sunt utilizați și în SME. Ei pot fi preluați de pe magistrala CAN, în modul ascultare sau prin serviciul ReadObject cu solicitarea de date controlerului ECM prin mesaje Remote.

Fig.6.1. Schema bloc a ECM

În cazul inexistenței sau inaccesibilității ECM, parametrii pot fi preluați direct de la senzorii dedicați; viteza de la senzorul Reed (sau optic sau inductiv) montat pe cablul vitezometrului; turația motorului de la senzorul inductiv montat pe axul motorului; poziția pedalei de accelerație de la senzorul rezistiv (sau Hall) montat pe pedala de accelerație. Informația despre accelerație poate fi furnizată și de senzorului de poziție al clapetei de admisie a amestecului combustibil (TPS).

Funcțiile și structura sistemului modernizat de management al energiei autovehiculului

Concepția SME a vizat două cerințe majore actuale, respectiv utilizarea eficientă a energiei și protecția mediului. Subsistemul are în nucleu un microcontroler și include cele două subsisteme funcționale sintetizate: subsistemul de management al demarajului (SMD) și subsistemul de management al preîncălzirii convertorului catalitic (SMPCC).

SME identifică starea motorului autovehiculului (Pornit/ Oprit) și regimul de lucru (Normal/ Recuperare/ Accelerare) pe baza informațiilor primite de la ECU, prin rețeaua CAN (varianta 1 – Fig.6.2.), sau direct de la senzori (varianta 2), despre parametrii viteză (v), turație (n), pedală de accelerație neapăsată (pan) și apăsare pedală de accelerație (apa). Informațiile despre stare și regim sunt utilizate și de modulele SMD și SMPCC.

Funcționarea și algoritmul de comandă al sistemului modernizat de management al energiei autovehiculului:

SME determină starea și regimul de funcționare al autovehiculului și apelează apoi secvențial rutinele de deservire a SMD și SMPCC.

Starea Oprit/Pornit este definită funcție de turația motorului, regimurile Normal (autovehiculul staționează dar motorul autovehiculului funcționează sau autovehiculul se deplasează iar pedala de accelerație este apăsată), Recuperare (autovehiculul se deplasează cu motorul în funcțiune fără ca pedala de accelerație să fie apăsată la coborârea pantelor sau la decelerare lentă când autovehiculul funcționează în regim de frână de motor, când pedala de frână nu este apăsată, sau decelerare rapidă când se apasă și pedala de frână) și Accelerație (pedala de accelerație este apăsată profund), sunt definite de viteza autovehicului și apăsarea pedalei de accelerație. În regim Accelerație sistemul deconectează supercondensatoarele SCSt și SCPÎ precum și bateria de la alternator, pentru a maximiza puterea disponibilă a motorului.

Fig.6.2. Schema bloc a sistemului de management al energiei autovehiculului, varianta 1.

Modulul ECAN (Enhanced CAN)

Modulul ECAN poate asigura viteză de comunicație programabilă de până la 1 Mbps și suportă protocoalele CAN 1.2, CAN 2.0A, CAN 2.0B pasiv și CAN 2.0B activ.

El constă dintr- un motor de protocol și un tampon pentru mesaje și control. Secvența următoare ilustrează pașii necesari pentru inițializare înainte ca modulul CAN să fie folosit pentru transmisie și recepție de mesaje.

Inițializare biti LAT și TRIS pentru RX și TX CAN;

Asigurarea că modulul ECAN este în modul configurare;

Selecția modului operațional pentru CAN;

Setarea registrelor Baud Rate;

Setarea registrelor Filter și Mask;

Setarea modulului ECAN în modul normal sau oricare mod cerut de logica aplicației.

Modul Configurare al modulului CAN poate fi selectat prin următoarea secvență:

Transceiver-ul CAN

Pentru interfațarea controlerului CAN al microcontrolerului utilizat și magistrala CAN a sistemului de control al tracțiunii se poate utiliza circuitul transceiver CAN MCP2551.

Acest circuit furnizează capabilitățile de transmisie și recepție diferențială ale protocolului CAN, fiind complet compatibil cu standardul ISO-11898 inclusiv cu cerințele de 24V. El poate opera la viteze de până la 1Mbps. Circuitul se constituie de asemenea ca un tampon între controlerul CAN și vârfurile de tensiune înaltă ce pot apărea pe magistrala CAN provocate de sursele exterioare (interferențe electromagnetice – EMI, descărcări electrostatice – ESD, fenomene electrice tranzitorii, etc.).

Condiționarea semnalelor

Intrările analogice necesită un nivel în domeniul 05V și o impedanță de ieșire a sursei de semnal de 2,5kW, iar intrările digitale nivelul de 0V pentru 0 logic și 5V pentru 1 logic. În schema de condiționare a semnalelor analogice și numerice (Fig.6.4.) s-a utilizat amplificatorul operațional quadruplu unipolar TLC27M4ACD. Pentru semnalele analogice cu limita inferioară 0V și cea superioară 7V – 48.6V, s-a folosit o configurație ce implementează funcții Vo(Vi) de forma:

VO R2 /R1 R2 1R4 / R3 Vi ,

în care rezistențele R1 și R2 asigură coborârea nivelului semnalului de intrare Vi în domeniul 0- 1V, iar rezistențele R3 și R4 ridicarea în domeniul 0-5V.

Pentru semnalul analogic VIAlt (2,5V – 4,5V) s-a folosit configurația ce implementează funcția Vo(Vi):

VO 1 R2 / R1 Vi R2 / R1 Vref ,

Fig.6.4. Schema electronică a modulului de condiționare a semnalelor.

Adaptarea semnalelor de intrare digitale se face prin etaje cu tranzistoare bipolare în montaj emitor comun cu colectorul alimentat de la sursa de 5V.

Circuitul integrat U2 ce condiționează semnalele VIAlt și VSCPÎ și circuitul divizor rezistiv asociat sunt alimentate de la sursa VDD1 validă doar pe perioada când aceste semnale sunt necesare, respectiv când contactul KM este închis.

Sursa de alimentare a modulului electronic al sistemului

Schema electronică a sursei de alimentare a microcontrolerului și a modulului de condiționare a semnalelor de intrare este prezentată în Fig.6.5. Sursa VDD1 este validată de semnalul VKm dat de comutatorului de pornire. Ea alimentează circuitele care au rol numai în perioada de funcționare a autovehiculului.

Ambele surse (VDD și VDD1) furnizează 5V prin regulatoarele de tensiune LM7805 alimentate de la bateria autovehiculului. Fiecare din cele două circuite pot furniza 1A.

Comutatorul static BTS308 (clasa PROFET) are rezistenta ON, 300m; curentul de sarcină 1,6A; tensiunea de comandă pe terminalul IN: -10 +16V; curentul consumat prin intrarea de comandă: 5mA; pragul tensiunii pe intrarea de comandă pentru starea ON: 1,5 +2,4V; pragul tensiunii pe intrarea de comandă pentru starea OFF: 0,8V;

Fig.6.5. Schema electronică a surselor de alimentare VDD și VDD1.

Montajul sistemului

O posibilă configurației a modulului electronic al SME cu amplasarea componentelor majore este prezentată în Fig.6.6.

Fig.6.6. Schița montajului sistemului modernizat de management al energiei autovehiculului.

Conectorii au următoarea destinatie: A – conexiuni de forță cu bateria, supercondensatorul pentru demaraj, supercondensatorul pentru preîncălzirea catalizatorului, rezistența de preîncălzire a catalizatorului, alternator și comutatorul de pornire al autovehiculului; B – conexiuni senzori (alimentare și semnal); C – Magistrala CAN.

SME împreună cu bateria (de capacitate redusă cu cca 50%) și supercondensatoarele SCSt

și SCPÎ pot fi plasate în aceeași locatie, în locul a bateriei de capacitate mai mare (Fig.6.7.).

Fig.6.7. Poziționarea SME și a componentelor aferente.

CAPITOLUL VIII

CONCLUZII FINALE ȘI CONTRIBUȚII

Concluzii finale

Autovehiculele moderne sunt echipate cu microcontrolere, care satisfac cu succes cerințele de mediu, de eficiență energetică și siguranță a pasagerilor. Suplimentar acestor cerințe majore, a sporit și confortul, comoditatea șofatului și durata de exploatare.

Numărul automobilelor convenționale din întreaga lume se apropie de un miliard și crește rapid (mai ales în China și India) amplificând fenomenul de încălzire globală prin emisiile de gaze toxice, alături de celelalte surse de poluare.

De aceea, cercetările actuale se concentrează pe două direcții majore: descoperirea de surse de energie curată și care asigură o bună eficiență energetică și proiectarea de sistemele de control pe autovehiculele cu propulsie clasică, care să satisfacă cele trei cerințe majore.

Astăzi, sunt dezvoltate și chiar produse și vândute automobile ce sunt propulsate cu energie electrică, cu hidrogen sau cu aer comprimat.

Pe de altă parte, numeroase tehnologii au fost dezvoltate și utilizate la creșterea eficienței energetice a autovehiculelor conventionale: frâna regenerativă; tehnologia BMW Turbosteamer; motorul hibrid cu aer comprimat; motoare ce utilizează căldura disipată prin intermediul aburului, a motoarelor stirling, a diodelor termice; instalarea dispozitivelor de prevenire a vortex-urilor.

Lucrarea de față se încadrează în contextul de acomodare a autovehiculelor cu motoare cu combustie internă, la două din exigentele majore ale epocii actuale și anume: utilizarea eficientă a energiei și protecția mediului înconjurător.

Se propune modernizarea subsistemului de pornire și de management al energiei actual, precum și implementarea unui subsistem nou, de preîncălzire a convertorului catalitic prin implicarea unei componente cu utilizare în plină expansiune, supercondensatorul. Prezenta lucrare este formată din 8 capitole sugestive dupa cum urmează:

Capitolul I face un scurt istoric in ceea ce înseamnă tainele dezvoltării automobilelor pe cele 2 epoci: clasiă și modernă.

Desprindem cu ușurința ideea că indiferent de epocă, la baza automobilelor, sistemul electric a avut și incă are o importanță deosebită și pune apăsat amprenta asupra tuturor sistemelor de control, de siguranță și de confort. Aspecte legate de sistemul eletric al automobilelor au fost scurt descrise in Capitolul II.

Pentru a creiona o imagine asupra locului ocupat de susbsistemele propuse în lucrare, în Capitolul III se prezintă un sumar al sistemelor de control prezente astăzi pe autovehicule.

Multitudinea de sisteme de control specializate de pe autovehicule este structurată funcțional în următoarele patru sisteme:

Sistemul de tracțiune ce are în componență subsisteme specializate pentru managementul motorului, managementul transmisiei;

Sistemul șasiu și siguranța pasagerilor ce are în componență subsistemele specializate pentru modulul de comandă a ambreiajului diferențial spate (RDCM); frâna electrică de parcare (EPB); modulul de comandă al sistemului electronic de frână (EBCM); modulul de comandă al sistemului de servodirecție variabilă (VES); modulul accelerație multi-axială (IMU); modulul senzorului pentru unghiul la volan (SAS);

Sistemul corp al autovehiculului și confortul ocupanților ce are în componență sisteme specializate pentru controlul: modulului caroserie (BCM); instrumente de bord (IPC); modul sistem AirBag(SDM); modul de comandă faruri (HCM); modul comandă fază lungă (HBSM); modul comandă interfață remorcă (TIM); modul sistem încălzire și aer condiționat telecomandat (HVAC); modul de comandă hayon; modul de comandă a memoriei scaun șofer; modul de comandă sistem încălzire scaune față (HVSM_F); modul asistență la parcare (UPA); modulul sistemului de direcție cu cameră (LDW).

Sistemul de informare și multimedia cu subsistemele: radio analogic, radio digital, CD și DVD, recepție prin satelit, bordul autovehiculului, alarmă, navigație.

Senzorii și actuatorii utilizati în sistemele de control ale autovehiculelor, trebuie să funcționeze în condiții aspre, caracterizate de temperaturi extreme, șocuri, vibrații, umiditate, mediu coroziv, interferențe electromagnetice și de radiofrecvență.

O trăsătură esențială a sistemelor auto o reprezintă capabilitatea acestora de a comunica între ele prin intermediul magistralelor seriale din autovehicul, magistrale ce minimizează numărul de fire și influența perturbațiilor asupra datelor transmise. Datorită dezvoltării de rețele de comunicație în autovehicule de către mai mulți producători și datorită evoluției firești și în acest domeniu, astăzi pot fi întâlnite mai multe tipuri de rețele: BTS, CAN, DSI, Intellibus, K-Line, LIN, ODB II.

Cele mai utilizate rețele de comunicație auto de astăzi sunt:

CAN, în variantele CAN de mare viteză (ISO 11898-2), ce este utilizată pentru interconectarea subsistemelor de control ale motorului, de control al suspensiei, de control al tracțiunii, de control al cutiei de viteze și ABS-ului; CAN tolerant la defecte (ISO 11898-3) ce se utilizează la interconectarea subsistemelor de control al luminilor față/ spate, controlul instrumentelor de bord și al ușilor; CAN pe un singur fir (SAE J2411) ce poate fi utilizată la interconectarea subsistemelor de control ale scaunelor și oglinzilor; ISO 11992 punct-la- punct, utilizată în autovehicule grele.

LIN (SAE J2602), ieftină, dar scurtă și lentă, ce poate înlocui cu succes rețeaua CAN pe un singur fir. Se utilizează la subsistemele din plafon, portiere, climat, de pe volan și scaune.

FlexRay utilizată pentru aplicațiile critice din punct de vedere al siguranței, cum ar fi de exemplu sistemele electronice de control de direcției și frână.

În Capitolul IV se analizează susbsistemul de încărcare a bateriei și de management al energiei în varianta conventională, care are ca element de stocare doar bateria, precum și în varianta modernizată, în care se utilizează ca element complementar de stocare a energiei supercondensatorul.

Sistemul convențional este compus, pe lângă baterie, dintr-un generator sincron trifazat (alternator), un redresor bialternantă cu 6 diode și un regulator care menține constantă tensiunea prin modularea curentului înfășurării de excitație a alternatorului. Pe durata funcționării motorului alternatorul încarcă bateria și alimentează ceilalți consumatori de pe autovehicul. Regulatoarele din unele modele de automobile pot modula tensiunea redresată prin intermediul ECU în funcție de temperatura și sarcina motorului, pentru a proteja bateria de curenți mari de încărcare și pentru a mări performanțele dinamice ale autovehiculului.

Bateria acid-plumb, element clasic de stocare a energiei, este folosită în primul rând pentru pornirea motorului cu combustie internă, având avantajul unei densități mari de energie, dar și o serie de dezavantaje: numărul de cicluri încărcare/descărcare de maxim 1400 (la descărcări de cel mult 20%); randamentul maxim 70% (mult mai mic la temperaturi reduse și curenți de sarcină mari); capacitatea și tensiunea puternic influențate de temperatură și curentul de sarcină; autodescărcare intensă la temperaturi ridicate; densitate de putere relativ redusă; timp de încărcare mare (ore).

În Capitolul V se analizează sistemul de pornire clasic și comportarea sistemului cu supercondensator folosit ca sursă de energie la pornirea autovehiculelor cu motoare cu combustie internă.

Pentru un sistem conventional de pornire pe baterie, constituit din baterie și demaror, s-a studiat comportarea mai întâi pe model și apoi în condiții reale. În lucrare s-a implementat modelul capacitătii și tensiunii bateriei elaborat de Universitatea din Massachusetts USA, completat astfel încât să reflecte și influența temperaturii asupra parametrilor bateriei.

În Capitolul VI este prezentat subsistemul de preîncălzire al convertorului catalitic, componentă a sistemului modernizat de management al energiei. Dacă subsistemul de reglare a amestecului combustibil optimizează consumul de combustibil și realizează concomitent o minimizare a conținutului de noxe din gazul eșapat, pe durata funcționării motorului în regim nominal, subsistemul pe preîncălzire potențează rolul catalizatorului extinzîndu-i funcționalitatea și pe durata regimului tranzitoriu de funcționare a motorului în stare „rece”. Preîncălzirea catalizatorului este necesară deoarece până la atingerea temperaturii de 250°C, când eficiența reacțiilor chimice de oxido-reducere este de 50%, în atmosferă se degajă o mare cantitate de noxe produsă de autovehicul.

Controlul încărcării și descărcării supercondensatorului este făcut de microcontrolerul sistemului. Temperatura catalizatorului și tensiunea supercondensatorului sunt monitorizate în perioada predemarajului, deoarece ele determină timpul de descărcare. Temperaturi mai ridicate ale catalizatorului scurtează durata descărcării, iar tensiuni mai mici pe supercondensator lungesc perioada de descărcare pentru a asigura atingerea valorii limită de 250°C. Inițierea demarajului este condiționată de terminarea procesului de preîncălzire a catalizatorului, iar șoferul este informat de derularea acestui proces.

Subsistemele sintetizate, de management al demarajului și al preîncălzirii catalizatorului, sunt integrate în sistemul master, de management al energiei așa cum este prezentat în Capitolul VII. Subsistemele necesită informații legate de starea (Pornit/ Oprit) și regimul de lucru (Normal/ Recuperare/ Accelerare) al autovehiculului pe care le primesc de la modulul central.

Acesta decide asupra stării și regimului pe baza informațiilor despre viteza autovehiculului, turația motorului, apăsarea și profunzimea apăsării pedalei de accelerație, ce pot fi primite fie direct de la senzorii dedicați, fie prin intermediul magistralei CAN de mare viteză de la ECU/ ECM.

În cazul colectării informațiilor direct de la senzori se ține cont de formatul acestora: impulsuri cu frecventă variabilă de la senzorul de tip reed, optic, inductiv sau cu efect Hall montat pe cablul vitezometrului pentru determinarea vitezei autovehiculului; impulsuri cu frecvență variabilă de la senzorul inductiv din proximitatea arborelui cotit pentru determinarea turației autovehicului; nivel logic de la senzorul de apăsare al pedalei sau al clapetei de admisie a amestecului combustibil pentru determinarea apăsării pedalei de accelerație; semnal analogic de la pedala de accelerație.

În cazul colectării informațiilor de pe CAN se poate utiliza modul ascultare/filtrare a mesajelor sau serviciul ReadObject cu solicitarea datelor prin mesaje Remote. Algoritmul sistemului de management al energiei stabilește starea și regimul autovehiculului și deconectează bateria de la alternator în cazul regimului Accelerație. Apoi lansează modulele asociate subsistemelor de managenet al demarajului și preîncălzirii catalizatorului cărora le transmite și informațiile despre stare și regim de lucru.

Pentru implementarea algoritmilor dezvoltați s-a ales un microcontroler destinat aplicațiilor auto, ce oferă o gamă largă de capabilități. Conexiunea microcontrolerului cu magistrala CAN a ECU se face prin intermediul transceiver-ului CAN care asigură transferuri la viteza de 1 Mbps și se constituie în tampon pentru vârfurile de tensiune de pe magistrală provocate de EMI, ESD și de fenomenele tranzitorii. Pentru condiționarea semnalelor este concepută schema de alimentare a montajului, care are două module: unul pentru alimentarea componentelor ce sunt operative permanent și altul care devine funcțional doar pe perioada funcționării autovehicului. Electronica sistemului de management al energiei poate fi implementată de o singură placă imprimată, conectarea cu celelalte componente ale sistemului realizâdu-se prin trei cuple: una pentru magistrala CAN, una pentru semnalele din proces și alta pentru semnalele de forță. Amplasarea componentelor sistemului: modulul electronic, supercondensatoare și baterie, este de preferat să se facă în aceeași locație de sub capota autovehiculului.

Subsistemul de management al energiei sintetizat în lucrare, îndeplinește două din obiectivele majore ale societății contemporane, creșterea eficienței energetice și protecția mediului, prin:

reducerea necesarului de energie utilizată la pornirea motorului cu ardere internă cu circa 35%;

folosirea de energie recuperată pentru pornirea motorului;

micșorarea cantitătii de materiale neecologice utilizate odată cu micșorarea producției de baterii prin mărirea duratei de funcționare și a micșorării capacității bateriilor, implicit a volumului și a greutății acestora;

utilizarea de componente (supercondensatoare) prietenoase cu mediul înconjurător;

reducerea substanțială a noxelor din gazele eșapate prin extinderea regimului de funcționare nominal al catalizatorului;

alimentarea cu energie a modulelor sistemului numai pe perioada lor activă.

Contribuții

Analiza subsistemelor actuale de încărcare a bateriei și management al energiei, de pornire a motorului cu combustie internă și de reglare a amestecului combustibil; identificarea posibilităților de îmbunătățire a performanțelor raportate la două obiective majore actuale ale societății: eficiența energetică și protecția mediului;

Analiza avantajelor interfețelor de diagnoză ce permit citirea parametrilor de funcționare;

Analiza oportunității utilizării supercondensatoarelor la pornirea motoarelor cu combustie internă și la preîncălzirea convertorului catalitic;

Analiza importanței senzorilor de control pe diverse module;

Defininea stărilor și regimurilor de lucru ale autovehiculului cu semnificație în conducerea demarajului;

Identificarea beneficiilor structurării diverselor module de control de pe automobile și implementarea acestora sub codificarea CAN;

Crearea a două variante de structuri ale sistemului modernizat de management al energiei autovehiculului ce înglobează subsistemle de management al demarajului și al preîncălzirii catalizatorului;

Identificarea posibilităților de achiziție a parametrilor cheie utilizați în algoritmul sistemului de management al energiei autovehiculului respectiv direct de la senzorii implicați sau de la ECM prin reteaua CAN de mare viteză.

Sistemul de management al energiei poate fi implementat pe autovehicule chiar dacă nu se poate accesa baza de date cu identificatorii mesajelor CAN – ce sunt specifici firmei producătoare și nu sunt publici – deoarece în lucrare se propune și solutia alternativă de colectare a datelor direct de la senzorii implicați.

De asemenea, sistemul poate maximiza performanțele referitoare la eficiența energetică prin implementarea în autovehicule ce utilizează dispozitivul reversibil demaror/alternator prin care energia recuperată poate fi utilizată și la accelerație, nu numai la pornire.

BIBLIOGRAFIE

Fatikow Sergej, Rembold Ulrich, Tehnologia microsistemelor și microrobotică, Editura Tehnică, București, 1999, ISBN 973-31-1387-5.

Saal C., Țopa I., Fransua Al., Micu E., Acționări electrice și automatizări, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980.

Stanca, C., Electronică digitală, Editura Ema, Brașov, 2003; ISBN 973-86229-4-8.

Stanca, C., Lucrări practice de electronică analogică și electronică digitală, Editura Ema, Brașov, 2004, ISBN: 973-86229-7-2.

Leluțiu L.M., Măsurări electrice și electronice, Editura Universității Transilvania din Brașov, 2014.

Iliescu C., Golovanov C., Szabo W., Szekely I., Măsurări electrice și electronice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983.

Leluțiu L.M., Senzori utilizați în măsurarea și controlul mărimilor specifice calității mediului, ISBN 978-973-598-820-3, Editura Universitații Transilvania din Brașov, 2010.

Romanca M., Arhitectura microprocesoarelor, Editura Universității Transilvania, Brașov, 2004.

Szekely I., Szabo W., Radu M., Sisteme pentru achiziție și prelucrarea datelor, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, 1997.

Gerigan C., Teză de doctorat, Contribuții la studiul metodelor de transferare a datelor între calculator și sistemele de măsură, Brașov, 2002.

Stanca C., Sandu F., “Microcontroller-based Management System of Supercapacitor – aided Vehicle Starter”, Proceedings of the 14th International Symposium for Design and Technology of Electronic Packaging – „SIITME 2008”, Predeal, 18-21 September 2008, pag.115-119.

Stanca C., Kayafas E., Sandu F., Demeter M., “Mobile Access to Real Remote Experiments by Mini-browsers Based on Content-to-Terminal Adaptation”, Proceedings of the 10th International Conference on Optimisation of Electrical and Electronic Equipment – „OPTIM 2006”, Brașov, 18-19 May 2006, vol.III, pag.169-174.

Stanca C., Sandu F., Demeter M., “Interactive Computer-Aided Experiments-Set for Electronics, Based on Data Acquisition Systems”, Proceedings of the 10th International Conference on Optimisation of Electrical and Electronic Equipment – „OPTIM 2006”, Brașov, 18-19 May 2006, vol.IV, pag.195-198.

Szabo, W., Szekely, I.: Măsurări electrice și electronice. Vol.II, Universiatea din Brașov, 1989.

Tocaiuc, Gh., Echipamentul electric al automobilelor, Editura Tehnică, București, 1982.

Tomuta, O., Rogoveanu, N., Iliescu, P., Acumulatoare pentru autovehicule, Editura Tehnică, București, 1990.

WEBOGRAFIE

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/3352.htm . – Tutorial “FlexRay Automotive Communication Bus Overview”

http://www.electronics-tutorials.ws/dccircuits/dcp_1.html

http://www.clubopel.com

https://tis2web.service.gm.com/tis2web/

http://workshop-manuals.com/