Информационные контрольно-диагностические системы - Однопроводная мультиплексная система связи

  Назначение и преимущества системы

  Однопроводная мультиплексная система связи в автомобиле используется для передачи нескольких сигналов по одному сигнальному проводу. Эта система наряду с уменьшением объема жгутов проводов делает более простым совместное использование датчиков и т. п. Со­кращение числа жгутов не только снижает массу соединительных про­водов, но и позволяет существенно упростить конструкцию монтажа каналов в кузове и узлов соединения дверей с кузовом.

  В настоящее время датчики и исполнительные устройства систем управления подключаются к ЭБУ с помощью жгутов проводов. Одна­ко с увеличением числа электронных систем управления возрастает и количество датчиков и исполнительных механизмов. Соответственно растет и число соединительных проводов, что увеличивает массу авто­мобиля. Эффективным средством сокращения числа жгутов и сниже­ния массы является мультиплексная связь.

  Сигналы, которые управляют исполнительными устройства­ми —- электродвигателями, лампами, обрабатываются мультиплек­сором (устройством, которое объединяет несколько сигналов) и передаются к исполнительным устройствам по одному сигнальному проводу (рис. 9). Прежде эти сигналы передавались но многочис­ленным проводам. На приемной стороне сигналы преобразуются с помощью демультиплексора и поступают на исполнительные устройства.

Рис.9. Традиционная и мультиплексная системы связи:

S1-S2-Выключатели

  Функции и структура системы

  Пример мультиплексной системы связи приведен на рис. 10. Вы­ключатели 8 систем управления в ней концентрируются на дверях, а связь с ЭБУ 6, расположенными в дверях кузова, обеспечивается с помощью световодов 5. ЭБУ системы выполняют следующие функции управления: блокировкой и разблокировкой дверей, поворотом окна, положением стекла в окнах, регулируемым сиденьем, подогревателем сиденья, подсветкой пепельницы и выключателей, освещением под пе­редней панелью и освещением гнезда ключа зажигания.

  Передача данных между ЭБУ осуществляется стартостопным спо­собом. При этом способе в начале и конце данных добавляются сигна­лы (так называемые стартовый бит и бит останова), которые синхро­низируют работу приемных и передающих устройств. Скорость пере­дачи данных при таком способе невысока. Тем не менее стартостопный способ получил наиболее широкое распространение, по­скольку он обеспечивает достаточно надежную синхронизацию дан­ных. Скорость передачи данных составляет 2000 бит/с. Формат дан­ных представлен на рис. 11. Тип сигнала указывается в зоне управляю­щего кода, а содержание обработки и состояние выключателей — в зоне данных. ЭБУ 2, расположенный в передней правой двери, являет­ся ведущим элементом мультиплексной связи. Он генерирует 32-бито­вые последовательности управляющих импульсов (первичные сигна­лы), которые через ЭБУ кузова / передаются на ЭБУ в остальных дверях. ЭБУ записывают в зоне данных этих сигналов состояния вы­ключателей и затем передают сигналы в ЭБУ кузова, который обраба­тывает их и передает выходные сигналы на исполнительные устройст­ва кузова.

  Система оптической связи (рис. 12) состоит из оптических передат­чиков 3 и приемников 1, а также световодов 4. В оптическом передат­чике используется светодиод, преобразующий электрические сигналы в световые. В оптическом приемнике фотодиод преобразует световой сигнал, переданный по световоду, в электрический. Приемник и пере­датчик выполнены в единой конструкции в виде так называемого мо­дуля связи.

  Световоды можно разделить на два типа — стеклянные и пласт­массовые. В данной Системе применяются пластмассовые световоды, которым свойственны большие потери и худшие характеристики пере­дачи, чем стеклянным. Но пластмассовые световоды почти не ломают­ся при изгибах, дешевы и обеспечивают простоту соединения (рис. 13). Распространение света достигается использованием материалов с раз­личными коэффициентами преломления. Коэффициент преломления сердцевины У немного выше, чем оболочки 2. Свет полностью отража­ется на границе «оболочка — сердцевина» и распространяется вдоль волокна.

Рис. 10. Мультиплексная система автомобиля «Тойота»

1 и 2 — соответственно передний и задний правые ЭБУ; 3 и 4 — соответственно задний и передний левые ЭБУ;

5 — световоды; 6 — ЭБУ кузова; 7 и 13 — соответственно передняя и задняя правые двери; 8 — выключатели;

9 и 10 — электродвигатели соответственно для перемещения и поворота оконного стекла;

// — электромагниты блокировки и разблокировки; 12 — освещение пепельни­цы;

14 — приемопередающий оптический элемент; IS — -шина источника питания;

16 и 17 — соответ­ственно задняя и передняя левые двери

Рис. 13. Световод:

я — внешний вид; 6 — сечение; в — принцип действия; I — сердцевина (пластмасса); 2 — оболочка;

3 — первое покрытие (усиливает сердцевину и оболочку); 4 — армирующий материал (предохраняет

световод or растяжения); 5 — второе покрытие (защищает от внешних воздействий)