00 strony tyt - wiak.imsi.pl · samoczynnym (tzw. silników zs) wyparte zostały przez...

43

Upload: phamkhanh

Post on 01-Mar-2019

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

SŁAWOMIR WIAK (redakcja)

Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT

Recenzenci: Prof. Janusz Turowski Politechnika Łódzka Prof. Ewa Napieralska Juszczak University Lille Nord de France, LSEE, UA, Francja Autorzy rozdziałów: Prof. Piotr Ostalczyk (rozdz. 1, 2) Prof. Edward Jezierski (rozdz. 3) Dr hab. inż. Zbigniew Gmyrek (rozdz. 4) Dr hab. inż. Ryszard Szczerbanowski, prof. PŁ (rozdz. 5) Dr inż. Grzegorz Tosik (rozdz. 6) Prof. Zbigniew Lisik (rozdz. 6) Dr hab. inż. Jacek Gołębiowski, prof. PŁ (rozdz. 7) Dr hab. inż. Krzysztof Pacholski, prof. PŁ (rozdz. 8, 9) Prof. Krzysztof Gniotek (rozdz. 10) Dr hab. inż. Iwona Frydrych, prof. PŁ (rozdz. 10) Dr hab. Inż Ryszard Korycki, prof. PŁ (rozdz. 11) Dr inż. Grażyna Sobiczewska (rozdz. 12) Dr hab. Maria Dems, prof. PŁ (rozdz. 13, 15) Prof. Sławomir Wiak (rozdz. 13, 14, 15, 16, 17) Dr inż. Wojciech Rosiak (rozdz. 13, 15) Dr inż. Paweł Drzymała (rozdz. 14, 16, 17) Dr inż. Henryk Welfle (rozdz. 14, 16, 17) Dr inż. Ryszard Lasota (rozdz. 18) Dr inż. Marek Jan Glaba (rozdz. 19) Monografia przygotowana w ramach projektu "Innowacyjna dydaktyka bez ograniczeń - zintegrowany rozwój Politechniki Łódzkiej - zarządzanie Uczelnią, nowoczesna oferta edukacyjna i wzmacniania zdolności do zatrudniania, także osób niepełnosprawnych", współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach europejskiego Funduszu Społecznego - Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki "Priorytet IV, poddziałanie 4.1.1. Wzmocnienie potencjału dydakty-cznego uczelni". Utwór w całości ani we fragmentach nie może być powielany ani rozpowszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. ISBN 978-83-60434-85-7 © Copyright by EXIT, Politechnika Łódzka Łódź 2010

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

357

Krzysztof Pacholski

8. Układy mechatroniki samochodowej

Międzynarodowa Federacja Teorii Maszyn i Mechanizmów (ang. International Federation for the theory of Mechanics and Mechanism (FToMM)) zdefiniowała mechatronikę jako synergię kombinacyjną mechaniki, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia przy projektowaniu produktów. Efektem tej synergii są współczesne pojazdy samochodowe.

Rozwój mikroelektroniki spowodował, że tradycyjne mechaniczne systemy sterowania jednostką napędową oraz pozostałymi układami niezbędnymi do bezpiecznego funkcjonowania samochodu zastąpiono zamkniętymi układami regulacji z elektrycznymi, elektropneumatycznymi lub hydraulicznymi elementami wykonawczymi (tzw. nastawnikami) pozwalającymi na zwiększenie sprawności i zmniejszenie emisji składników spalin szkodliwych dla organizmów żywych. Fakt ten miał szczególnie istotne znaczenie dla modernizacji i rozwoju konstrukcji silników o zapłonie samoczynnym (tzw. silników ZS). Wzrost wymagań odnośnie głośności, czystości spalin oraz zużycia paliwa spowodował by wyeliminowanie takich silników, gdyby do sterowania ich pracą nie wykorzystano systemów mechatronicznych. Dzięki takim systemom w regulowanych elektronicznie pompach wtryskowych silników ZS nie jest już potrzebny mechaniczny regulator odśrodkowy stabilizujący prędkość obrotową pompy. Funkcję tego regulatora oraz aktywnego tłumika szarpnięć, spowodowanych zmianą zapotrzebowania na ilość wtryskiwa-nego do cylindrów paliwa, przejął sterownik mikroprocesorowy.

Układy i systemy mechatroniczne wykorzystywane są również do regulacji i sterowania dynamiką jazdy pojazdu. Obecnie we wszystkich współczesnych pojazdach samochodowych, montowany jest układ przeciwpoślizgowy (tzw. układ ABS) zapobiegający blokowaniu kół samochodu w trakcie hamowania. Modyfikacją tego układu jest system ASR pozwalający na bezpoślizgowe ruszanie i przyspieszanie samochodu. Oba wymienione układy oraz system informujący o tendencjach do obrotu wokół osi pionowej wykorzystano w układzie stabilizacji toru jazdy (tzw. układ ESP). Układ ten pozwala na bezpieczną jazdę w warunkach

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

358

krytycznych nawet wtedy, gdy kierowca wciska nerwowo pedał przyspieszenia i skręca gwałtownie kołem kierowniczym zapominając, że takie nieskoordynowane działania mogą być przyczyną utraty przyczepności pomiędzy kołami pojazdu i podłożem.

Pietą achillesową współczesnej motoryzacji są silniki spalinowe, które niezależnie od systemu sterującego pracą tych silników, zawsze będą emitowały składniki zanieczyszczające atmosferę. Z tego względu praktycznie wszystkie koncerny motoryzacyjne podjęły prace mające na celu zastąpienie silnikami elektrycznymi stosowanych powszechnie silników spalinowych. W ten sposób powstały model tzw. samochodów elektrycznych. Oprócz samochodów z elektryczna jednostka napędową produkowane są również pojazdy hybrydowe spalinowo-elektryczne, w których napędzie wykorzystywana jest synergia działania obu silników.

Opis funkcjonowania wymienionych układów mechatronicznych jest przedmiotem rozważań zawartych w trzech pierwszych podrozdziałach. Czwarty podrozdział zawiera wskazówki dotyczące badania i diagnostyki wymienionych poniżej podzespołów i układów mechatroniki samochodowej.

1. Badanie czujników i podzespołów wykonawczych elektronicznego systemu wtrysku oleju napędowego z pompą rotacyjną.

2. Badanie podzespołów układu sterującego pompą rotacyjną oraz wtryskiem.

3. Badanie układu sterowania wtryskiem oleju napędowego z pompą rotacyjną (EDC).

4. System sterowania silnikiem ZS typu Common Rail.

5. System regulacji siły hamowania ABS / ASR.

8.1. Sterowanie wtryskiem paliwa silników wysokoprężnych

Wzrost wymagań dotyczących emisji spalin spowodował, że układy mechaniczne sterujące pracą silników spalinowych o zapłonie samoczynnym (tzw. silników ZS) wyparte zostały przez elektroniczne systemy sterujące. Układy takie oprócz zmniejszenia emisji spalin powodują, że współczesne silniki ZS charakteryzują się zmniejszonym zużyciem paliwa przy zachowaniu, jak największej mocy i momentu obrotowego. Największe straty paliwa, występują, gdy silnik spalinowy pracuje na biegu jałowym z małą prędkością obrotową lub, gdy pracuje z częściowym obciążeniem.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

359

sygnały wejściowe przetwarzanie sygnały wyjściowe

czujnik położenia pedłu przyspieszenia

czujnik początku wtrysku

czujnik ciśnienia powietrza

czujniki temperatury cieczy chłodzącej,temperatury powietrza

oraz temperatury paliwa

czujnik położenia pierścieniaprzelewowego pompy rotacyjnej

lub czujnik położenia listwy regulacyjnejpompy rzędowej

czujnik prędkości pojazdu

ster

owni

k si

lnik

a(E

DC

)

nastawnik ilości paliwa w pompiewtryskowej

przestawiacz początku wtrysku

zawór regulacji ciśnienia doładowania

sterowanie czasem pracy świec żarowych

sygnał turbodoładowania

sygnał wskaźnika zużycia paliwa

włączenie sprężarki klimatyzacji

Zmniejszenie zapotrzebowania na paliwo zarówno na biegu jałowym, jak i przy pełnym obciążeniu silnika, uzyskać można zwiększając sprawność przez wprowadzenie sterowani elektronicznego.

Silniki ZS zasysają tylko powietrze a paliwo w postaci oleju napędowego wtryskiwane jest do gorącego powietrza pod koniec suwu sprężania. Warunkiem samoczynnego zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze silnika ZS jest odpowiednio wysoka temperatura powietrza pod koniec suwu sprężania. Podobnie, jak w silnikach ZI, chwilę uruchomienia wtryskiwaczy oleju napędowego określa się miarą kątową, tzw. katem wtrysku.

Moc silników wysokoprężnych przy stałej prędkości obrotowej zależy wyłącznie od wtryśniętej do cylindrów silnika dawki paliwa. Energia pochodząca ze spalenia w cylindrach mieszanki paliwo-powietrznej spowoduje przyrost prędkości obrotowej silnika, gdy silnik ten nie będzie nadmiernie obciążony. W przypadku nie dostosowania dawki wtryskiwa-nego paliwa do aktualnej wartości momentu obciążenia może nastąpić rozbieganie silnika. Aby tego uniknąć niezbędne okazało się elektroniczne sterowanie dawką paliwa wtryskiwaną do cylindrów silników ZS.

Rozwój elektronicznego sterowania silników ZS datowany jest od początku lat 90-tych minionego stulecia. W pierwszych rozwiązaniach mechaniczny regulator prędkości obrotowej zastąpił regulator elektroniczny, mechaniczny lub hydrauliczny przestawiacz kąta wtrysku zastąpił odpowiedni elektroniczny.

Schemat funkcjonalny sterowanego elektronicznie układu wtryskowego silników wysokoprężnych przestawia rys. 8.1.

Rys. 8.1. Schemat funkcjonalny sterowania silnikiem ZS

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

360

O pracy silników ZS decydują następujące czujniki pomiarowe rozmieszczone na korpusie silnika oraz współpracujące z pompą wtryskową i pedałem przyspieszenia pojazdu. Zadania tych czujników są następujące.

Czujnik położenia pedału przyspieszenia przekazuje do sterownika elektronicznego sygnay o decyzji kierowcy pojazdu dotycząca zmiany momentu obrotowego silnika. Prędkość obrotową silnika mierzy czujnik indukcyjny umieszczony na jego wale. Sygnały wyjściowe obu wymienio-nych czujników są podstawowymi danymi niezbędnymi do obliczenia pod-stawowej dawki wtryskiwanego paliwa.

Początek wtrysku paliwa do cylindrów sygnalizuje czujnik początku wtrysku. Czujnik ten wysyła sygnał do sterownika w którym następuje porównanie bieżącego kąta wtrysku z wartością wyznaczoną z charak-terystyki zapisanej w pamięci i określonej przez ilość paliwa, prędkość obrotową, temperaturę cieczy chłodzącej i ciśnienie powietrza w kolektorze dolotowym. W przypadku wystąpienia różnicy wartości co najmniej jednego parametru zmieniane są nastawy pompy wtryskowej tak, aby bieżący i zapisany w pamięci kąt wtrysku miały takie same wartości.

Czujnik ciśnienia powietrza w kolektorze dolotowym generuje sygnał niezbędny do obliczenia ilości wtryskiwanego paliwa oraz do wyznaczenia początku wtrysku. W silnikach turbodoładowaniem spełnia on również rolę czujnika doładowania informującego urządzenie sterujące o konieczności dodatkowej zmianę nastaw zaworu regulującego ciśnienie doładowania. Podobną rolę, jak czujnik ciśnienia powietrza, pełnią termistorowe czujnik temperatury (NTC) cieczy chłodzącej, temperatury powietrza oraz temperatury paliwa. Sygnały wyjściowe tych czujników maja wpływ na wynik obliczenia ilości wtryskiwanego paliwa oraz na początek wtrysku.

W rozdzielaczowych pompach wtryskowych informacje o nastawio-nej dawce paliwa przekazuje potencjometryczny lub indukcyjny czujnik położenia pierścienia przelewowego. Taką samą role pełni czujnik położenia listwy regulacyjnej w pompach rzędowych. Sygnał ten pozwala sterownikowi na ustawienie dawkowanego do cylindrów paliwa zgodnie z obliczoną wartością.

Sygnał prędkości jazdy samochodu niezbędny jest do zwiększenia prędkości biegu jałowego do wartości, przy której nie występuje szarpanie pojazdem przy małej prędkości jazdy lub przy małej prędkości obrotowej silnika. Prędkość biegu jałowego musi być również zwiększona po włącze-niu przez kierowcę pojazdu klimatyzacji. W tym celu w samochodach z silnikiem ZS instalowany jest czujnik włączenia klimatyzacji.

Do niedawna paliwo do silników ZS dostarczane było za pośrednic-twem rozdzielaczowych lub rzędowych pomp wtryskowych. Od roku 1988 w silnikach wysokoprężnych stosuje się wtrysk bezpośredni pozwalający na zmniejszenie zużycia paliwa przy jednoczesnym zwiększeniu ich

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

361

osiągów. Pierwszym samochodem osobowym, w którym zastosowano silnik ZS z wtryskiem bezpośrednim był Fiat Croma TDI. Natomiast pierwszy silnik TDI sterowany w pełni elektronicznie zaprezentowała we Frankfurcie (1898r.) firma VW. Początkowo rozwiązania silników TDI bazowały na pompach rozdzielających. Kolejnym etap rozwoju systemów wtrysku bezpośredniego było przyporządkowanie każdemu cylindrowi oddzielanej pompy wtryskowej z wtryskiwaczem i zaworem elektromagne-tycznym. Taki układ wtryskowy nazywany jest pompowtryskiwaczem UIS (ang. Unit Injection System). Odmianą tego systemu jest układ pompa-przewód-wtryskiwacz UPS (ang. Unit Pomp System). W obu systemach pompa napędzana jest za pośrednictwem wałka rozrządu a elektroniczna jednostka sterująca silnikiem uruchamia elektrozawór udrażniający dopływ paliwa do wtryskiwacza. Kolejny systemem wtrysku bezpośredniego jest zasobnikowy układ wtryskowy tzw, Common Rail. Cechą charakterystyczna systemu CR jest rozdzielenie wytwarzania ciśnienia wtrysku i dawkowania paliwa (rys. 8.2).

paliwo sygnał elektryczny

Rys. 8.2. Schemat funkcjonalny układu sterującego silnikiem ZS z wtryskiem Common Rail (1 – pompa wysokiego ciśnienia, 2 – wysokociśnieniowy zasobnik paliwa, 3 – wtryskiwacze,

4 – zawór regulacji ciśnienia, 5 - czujnik ciśnienia)

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

362

Układ sterujący silnika z wtryskiem CR tworzą dwa obwody paliwowe;

• obwód niskiego ciśnienia z podzespołami zasilania paliwem,

• obwód wysokiego ciśnienia zawierający pompę wysokiego ciśnienia, zasobnik paliwa oraz wtryskiwacze połączone z zasobni-kiem przewodami wysokociśnieniowymi.

Pracą układu wtryskowego nadzoruje elektroniczny układ sterujący EDC. Układ ten określa dawkę wtryskiwanego paliwa oraz kąt wyprzedzenia wtrysku odpowiednio do wartości sygnałów wyjściowych czujników pomiarowych proporcjonalnych do:

• prędkości obrotowej i kąta obrotu wału korbowego,

• ciśnienia paliwa w zasobniku wysokociśnieniowym,

• ciśnienia doładowania,

• temperatury powietrza kolektorze dolotowym, temperatury cieczy chłodzącej silnik oraz temperatury paliwa,

• masy powietrza dopływającego za pośrednictwem kolektora dolotowego do silnika,

• prędkości jazdy samochodu.

Bardzo istotnymi elementami obwodu wysokiego ciśnienia są wtryskiwacze, które wyposażone są w elektromagnetyczny lub piezoelek-tryczny zawór otwierający i zamykający rozpylacz.

W układach wtryskowych Common Rail ciśnienie paliwa dostosowane jest do punktu pracy silnika, ponadto wytwarzanie ciśnienia oraz wtrysk paliwa są niezależne. Ciśnienie paliwa w zasobniku ma wartość niezależną od prędkości obrotowej, która wynosi zwykle co najmniej 150 MPa.

Znaczne zmniejszenie emisji szkodliwych składników oraz zmniejszenie hałasu silnika uzyskano dzięki wtryskowi wstępnemu oraz wtryskowi wielokrotnemu. Znaczne zmniejszenie udziału tlenków azotu w spalinach uzyskać można stosując obwód recyrkulacji spalin odprowadzający część spalin do przewodu dolotowego silnika. W tym celi kolektor dolotowy oraz kolektor wylotowy połączone są odpowiednio skonstruowanym zaworem recyrkulacji spalin – rys. 8.3.

Zawór recyrkulacji spalin sterowany jest podciśnieniem wytwarzanym przez pompę podciśnieniową. Zawór ten otwierany jest przez sterownik silnika łączący cewkę napędową z masą. W przypadku braku tego sygnału zawór recyrkulacji spalin jest zamknięty. Przy otwieraniu obwodu recyrkulacji sterownik silnika (EDC) uwzględnia prędkość obrotową silnika,

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

363

zawór recyrkulacjispalin

zawórredukcyjny

elektromagnetycznyzawór

przełączający

pompapodciśnieniowa

sterownik silnika EDC

spaliny

powietrzespaliny

prędkość obrotowa silnika

temperatura cieczy chłodzącej

ciśnienie powietrza

pompawtryskowa

pedałprzyśpieszenia

Czytelnik zainteresowany budową i właściwościami systemów sterowania pracą silników ZS może znaleźć więcej informacji na ten temat w literaturze wyszczególnionej na zakończenie tego rozdziału.

Rys. 8.3. Recyrkulacja spalin w silniku ZS

8.2. Układy nadzorujące bezpieczeństwo pasażerów

Współczesny samochód powinien zapewnić duże bezpieczeństwo ludziom oraz nie może on stanowić zagrożenia dla środowiska. Pozornie proste i jednoznaczne wymagania, po przeniesieniu na grunt techniki samochodowej, nie mogły być zrealizowane bez udziału techniki regulacji, elektroniki oraz informatyki.

W strukturze współczesnego samochodu, podobnie jak w struktu-rze samochodów budowanych na początku XX wieku, wyodrębnić można podwozie i nadwozie, przy czym współczesne nadwozie scala jednostkę napędową (czyli silnik) oraz wszystkie układy ruchu pojazdu tj. układa napędowy układ kierowania, układ hamowania, układ jazdy oraz zawieszenie. W odróżnieniu od pierwszych samochodów wymienione układy oraz silnik współczesnego pojazdu zawierają układy i systemy

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

364

mechatroniczne stanowiące elementy systemu inteligencji pojazdu. Są to między innymi:

• ABS (Anti-locking Breaking System) - układ zapobiegający blokowaniu kół samochodu podczas gwałtownego hamowania,

• ASR (Anti Slip Regulation) - urządzenie przeciwpoślizgowe przeciwdziałające utracie przyczepności kół jezdnych podczas ruszania i rozpędzania pojazdu (w literaturze system ten znany jest również jako TC (Traction Control),

• ESP (Electronic Stability Program) – elektroniczny układ stabilizacji toru jazdy.

Zastosowanie wymienionych układów i systemów mechatronicz-nych nie oznacza, ze pojazd może bez nadzoru człowieka poruszać się samodzielnie po drogach. Dzięki mechatronice, a w szczególności dzięki automatycznemu sterowaniu układami ruchu, w znacznym stopniu eliminowane są błędy kierowcy szczególnie wtedy, gdy cechy psychofizyczne człowieka nie pozwalają na podejmowanie szybkich i ryzykownych decyzji. Mechatronika stanowi więc swego rodzaju bezpiecznik sytuacyjny w systemie człowiek-pojazd.

Podczas jazdy w bardzo trudnych warunkach lub przy nieodpowied-niej reakcji kierowcy, podczas gwałtownego hamowania na śliskiej lub wilgotnej nawierzchni może dojść do zablokowania kół samochodu. Pojazd traci wtedy kierowalność, wpada w poślizg, którego skutkiem może być zderzenie z innym użytkownikiem drogi poruszającym się w tym czasie po sąsiednim pasie ruchu. Aby uniknąć takich sytuacji zaczęto w samocho-dach montować układ ABS, przeciwdziałający blokowaniu kół podczas hamowania, zapewniając w ten sposób zachowanie kierowalności pojazdu i umożliwiając wykonanie manewru wymijania przeszkody nawet po gwał-townym wciśnięciu pedału hamulca.

W skład układu ABS wchodzą następujące podzespoły (rys. 8.4): czujniki prędkości obrotowej kół, sterownik elektroniczny systemu, zespoły hydrauliczne oraz hamulce samochodu. Czujniki prędkości obrotowej przekazują do sterownika elektronicznego sygnały na podstawie, których sterownik oblicza prędkość obwodową kół.

Produkowane obecnie sterowniki elektroniczne przeznaczone są do obsługi trzy lub czterokanałowych systemów ABS/ASR. Sercem takich sterowników są dwa działające niezależnie identyczne mikroprocesory. Oba procesory przetwarzają dane kontrolując się wzajemnie. W przypadku wystąpienia błędu w realizacji programów obu procesorów informacja o tym błędzie zapisywana jest w pamięci EEPROM. Pamięć ta jest pamięcią diagnostyczną systemu i nawet po odłączeniu sterownika ABS od akumulatora zawartość tej pamięci jest zachowana w celu ułatwienia identyfikacji przyczyn usterki pracownikom stacji diagnostycznej.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

365

2

2

1

1

2

2

1

1

6

5

3

4

Zespoły hydrauliczne w systemie ABS pełni rolę elementu wykonawczego i ze względu na specyfikę działania nazywane są również modulatorami. Zespoły te włączone są pomiędzy pompą hamulcową a hamulcami poszczególnych kół samochodu.

Rys. 8.4. Podzespoły układu przeciwpoślizgowego ABS/TC kół napędowych wykorzystującego przepustnicę silnika i hamulce pojazdu.

(1 – czujniki prędkości kół, 2 – hamulce kół, 3 – zespół hydrauliczny (modulator) ABS/ASR, 4 - sterownik ABS/ASR, 5 – sterownik silnika, 6 – przepustnica silnika)

Działanie systemu ABS polega na korekcji ciśnienia płynu w instalacji zasilającej hamulce odpowiednio do poślizgu, przyspieszenia lub opóźnienia danego koła.

System ABS rozpoczyna pracę, gdy prędkość samochodu będzie miała wartość większa od 6km/h. wówczas czujniki umieszczone na piastach obu przednich kół i przekładni głównej mechanizmu różnicowego tylnych kół lub na piastach wszystkich czterech kół wytwarzają sygnały na podstawie, których sterownik systemu oblicza prędkość obwodową tych kół. W przypadku wykrycia możliwości utraty przyczepności i zablokowania koła sygnały wykonawcze sterownika uruchamiają pompę odprowadzająca oraz elektrozawory kół w odpowiednich modulatorach hydraulicznych.

Hamulce kół przednich za pośrednictwem odpowiednich elektrozaworów zasilane są płynem o takim ciśnieniu aby na każde z tych kół, niezależnie od drugiego koła, mogła działać siła hamowania o największej możliwej do uzyskania wartości. Do hamulców kół osi tylnej doprowadzone jest jednakowe ciśnienie o wartości, którego decyduje koło o mniejszej przyczepności. Taki rodzaj sterowania nazywany jest sterowaniem zgodnie z zasadą Select Low. Przy takim sposobie sterowania wpływ koła tylnego o większej przyczepności na ruch pojazdu

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

366

3 5

1

4

2

warunki na jezdni

regulatorw sterowniku

ABS

miejsce styku koła z podłożem

prędkość obrotowa kół

ciśnienie w obwodziehamulca siła nacisku

na pedał hamulca

jest w pełni wykorzystany. Zwiększa to długość drogi hamowania przy jednoczesnym zwiększeniu stateczności pojazdu.

Działanie systemu ABS potraktowanego jak układ regulacji, z samochodem w roli obiektu regulacji, wyjaśnia rys. 8.5.

Rys. 8.5. Układ regulacji systemu ABS (1 – pompa hamulcowa, 2 - modulator sterujący zaworami hydraulicznymi, 3 - hamulec koła,

4 – czujnik prędkości obrotowej kół, 5 – sterownik systemu ABS)

W układzie tym wielkością regulowaną jest, w zależności od typu pojazdu, prędkość lub przyspieszenie kół albo poślizg podczas hamowania. Wielkością zadaną jest ciśnienie w pompie hamulcowe, którego wartość określa nacisk na pedał hamulca.

Podczas jazdy samochodu, w zależności od postaci sygnałów wytwarzanych przez czujniki prędkości obrotowej kół sterownik ABS, pełniący rolę regulatora, zmienia odpowiednio ciśnienie w obwodzie hydraulicznym hamulców kół pojazdu. O wartości sygnałów wyjściowych czujników umieszczonych na osiach kół decydują zakłócenia procesu regulacji, jakimi są stan nawierzchni po jakiej porusza się samochód, wykonywany manewr, stan hamulców oraz stan opon pojazdu.

Sposób przyjętego w danej sytuacji algorytmu działania regulatora (sterownika (ABS) określony jest przede wszystkim wartością momentu obrotowego działającego na samochód. Moment taki występują, gdy koła lewej i prawej strony pojazdu mają różną przyczepność. Ponadto sposób działania sterownika określają Inne czynniki takie, jak: rodzaj nawierzchni (czy jest ona śliska albo szorstka) oraz stan współpracy kół z jednostką napędową, gdy na pojazd działa moment obrotowy.

Większość produkowanych obecnie pojazdów wyposażono w tzw. trójkanałowy system ABS. W systemie tym przednie koła pojazdu maja

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

367

odrębne dwa obwody regulacyjne, zaś na koła tylne oddziaływuje jeden obwód regulacyjny. W każdy obwodzie regulacyjnym zainstalowano zawory, które w zależności od wpływu czynników zewnętrznych:

• łączą pompę hamulcową z układem hydraulicznym i wzrasta siła hamowania koła,

• odcinają obwód hydrauliczny hamulca od pompy hamulcowej i modulatora ABS dopływ płynu hamulcowego, czego skutkiem jest stała wartość siły hamowania koła,

• zmniejszają siłę hamowania koła łącząc obwód hydrauliczny hamulca z modulatorem ABS zmniejszającym ciśnienie płynu hamulcowego w tym obwodzie.

W zależności od stanu nawierzchni sterownik ABS wykonuje od 4-10 cykli regulacyjnych na sekundę.

W starszych pojazdach w hydraulicznym obwodzie regulacji każdego kanału instalowano jeden zawór trójstanowy (tzw. zawór 3/3 – trzy stany/trzy króćce), zaś nowe rozwiązania systemów ABS wykorzystują 2 zawory dwustanowe (tzw. zawór 2/2 – dwa stany/dwa króćce) i dzięki temu układ ABS może działać z większą liczbą cykli regulacyjnych, przy jednoczesnym zmniejszeniu pulsowania pedału hamulcowego podczas hamowania z udziałem sterownika ABS.

Krytyczny stan ruchu pojazdu występować może również podczas ruszania lub przyspieszania pojazdu na śliskiej nawierzchni, na zakrętach oraz podczas wjazdu na wzniesienia. Takie nieprawidłowości w ruchu pojazdu eliminuje układ przeciwpoślizgowy ASR, który jest rozszerzeniem układu ABS. Układ ten zapewnia zachowanie kierowalności pojazdu, jeśli nie zostaną przekroczone fizyczne granice przyczepności. Obwód regulacyjny ASR ma taką samą budowę, jak układ regulacyjny ABS (rys. 8.4 i 8.5). W porównaniu z układem ABS w procesie stabilizacji jazdy pojazdu za pomocą systemu ASR bierze również udział jednostka napędowa pojazdu. Układ ASR stabilizuje ruch pojazdu przyhamowując koło napędowe wskazujące skłonność do poślizgu. W trakcie ruchu pojazdu układy ABS i ASR stabilizują ruch pojazdu w kierunku jego osi podłużnej. Natomiast stabilizacje tego ruch w kierunku osi poprzecznej tak, aby pojazd nie zbaczał z założonego toru jazdy eliminuje system ESP. System ten nie tylko stabilizuje tor jazdy samochodu eliminując jego pod lub nadsterowność, ale i również eliminuje niebezpieczeństwo wynikające z zarzucenia lub przewrócenia się pojazdu podczas jazdy po łuku z jednoczesnym przyspieszaniem lub hamowaniem. System ESP wykorzystuje podzespoły pomiarowo regulacyjne układów ABS i ASR oraz dodatkowo korzysta z informacji pochodzących od czujników przyspieszenia poprzecznego i prędkości kątowej oraz od czujnika położenia kierownicy. Działanie systemu ESP wyjaśniają

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

368

rFgM

b

rF

gM

b

rF

gM

b

1

rF

gM

b2

3

4

rys. 8.6 i 8.7. Na rys. 8.6 przedstawiono ruch pojazdu nie wyposażonego w system ESP, zaś rys. 8.7 przedstawia ruch pojazdu z takim systemem.

Rys. 8.6. Analiza ruchu samochodu osobowego bez układu ESP w czasie jazdy na zakręcie: 1 - kierowca skręca koła kierowane (powstanie sił bocznych), 2 - groźba

utraty stateczności, 3 - reakcja kierowcy (skręcenie kół w przeciwną stronę) - samochód wpada w poślizg, 4 - niekontrolowany ruch samochodu (utrata

kierowalności i stateczności ruchu ( gM - moment skręcający, rF - siły poprzeczne

działające na koła, β - kąt odchylenia kierunku ruchu od podłużnej osi pojazdu (kąt znoszenia)

Układ ESP w granicznym zakresie dynamiki jazdy przeciwdziała niebezpiecznym przyspieszeniom zarówno podłużnym, jak i poprzecznym. W tym celu odpowiednio do informacji uzyskanych z czujników zainstalowanych na pokładzie samochodu odpowiednio reguluje siłami hamującymi i siłami napędowymi działającymi na poszczególne koła samochodu.

Podzespołami zwiększającymi bezpieczeństwo jazdy kierowców i pasażerów pojazdów samochodowych są również trójpunktowe pasy bezpieczeństwa z automatycznym napinaczem oraz poduszki gazowe (tzw. Air Bag). Poduszka wraz z pasami bezpieczeństwa oraz strefami kontrolowanego zgniotu nadwozia są elementami układu bezpieczeństwa biernego pojazdu.

Gazową poduszkę bezpieczeństwa opatentowano w latach pięćdziesiątych, a dopiero w latach siedemdziesiątych poduszki zaczęły być montowane w samochodach. Ciekawostką techniczna jest fakt,

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

369

rF

gM

b

1 3rF

gM

b

2

rF

gM

b

4 rFgM

b

że początkowo poduszki gazowe w samochodach amerykańskich wymagane były przepisami państwowymi. Nie wymagano przy tym, aby kierowcy podczas jazdy zapinali pasy bezpieczeństwa. Dopiero szereg nieszczęśliwych wypadków, podczas których działanie poduszki spowodowało śmierć kierowcy, spowodowaną spowolnieniem ruchu tułowia w stosunku do przyspieszenia działającego na jego kark, doprowadziło do obowiązkowego zapinania pasów w pojazdach z podusz-kami gazowymi.

Rys. 8.7. Analiza ruchu samochodu osobowego z układem ESP w czasie jazdy na zakręcie: 1 - kierowca skręca koła kierowane (powstanie sił bocznych), 2 - groźba utraty stateczności (układ ESP reaguje przyhamowując przednie prawe koło), 3 -

samochód zachowuje stateczność ruchu, 4 – groźba utraty stateczności (układ ESP reaguje i przyhamowuje przednie lewe koło – stabilizacja toru jazdy i zachowanie stateczności ruchu ( gM - moment skręcający, rF - siły poprzeczne działające na

koła, β - kąt odchylenia kierunku ruchu od podłużnej osi pojazdu (kąt znoszenia)

W Europie rozwój poduszek powietrznych rozpoczął się od po-czątku wprowadzenia na początku lat 90-tych.

W samochodach może być montowanych aż 10 poduszek gazo-wych: przednie dla kierowcy i pasażera, boczne i nadokienne z przodu z tyłu z lewej, prawej strony. Wszystkie wymienione elementy oraz napinacze pasów kierowcy i pasażera sterowane są za pomocą jednego sterownika elektronicznego uaktywniającego określony zestaw poduszek odpowiednio do kierunku uderzenia.

Fazy działania poduszek gazowej są takie same niezależnie od modelu pojazdu oraz od deformacji struktury nadwozia. Czas wyzwalania poduszek uzależniony jest od miejsca zamontowania ich

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

370

boczna poduszka boczna poduszka

boczna i przednia poduszka

bocznai przednia poduszka

o0przednie poduszki o30+

o60+

o90+

o60−

o30−

o90−

w samochodzie. Szczególnie krótki czas jest potrzebny do wyzwolenia poduszek bocznych, ze względu na bardzo małą strefę zgniotu. Strefy kątowe wyzwalania poduszek powietrznych zamontowanych w samocho-dzie osobowym ilustruje rys. 8.8.

Rys. 8.8. Obszary uaktywniania poduszek gazowych

Elementy bezpieczeństwa biernego pojazdu, jakimi są poduszki gazowe oraz napinacze pasów, wykorzystują energię chemiczną do uruchamiania i napełniania poduszek gazem oraz do przesuwania mechanizmu napinacza pasów bezpieczeństwa.

Poduszki gazowe kierowcy umieszczone są w kole kierowniczym lub w tablicy rozdzielczej Worek poduszki jest złożony starannie i przykryty elastyczną osłoną. W skład poduszki gazowej wchodzą:

• generator gazu z pastylkowym paliwem oraz zapalnikiem,

• blacha nośna,

• worek poduszki,

• przewód spiralny łączący zapalnik generatora gazy i sterownik inicjujący jego działanie,

• czujnik (czujniki) przyspieszeń,

• elektroniczny układ sterujący (tzw. sterownik).

Działanie generatora gazu napełniającego worek poduszki określa stan czujników przyspieszenia wyznaczających wartość składowej opóźnienia w trakcie zderzenia pojazdu z przeszkodą. W celu

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

371

wyeliminowania możliwości zainicjowania przypadkowego zadziałania poduszki gazowej, np. podczas gwałtownego hamowania, w samochodach instalowane są dwa czujniki przyspieszenia. Czujnik główny wyzwalający poduszkę, gdy opóźnieni samochodu przekroczy wartość g⋅4 w kierunku jazdy oraz czujnik bezpieczeństwa. Przyspieszenie o wartości g⋅4 występuje, gdy samochód osobowy jadący z prędkością ok. 30km/h zderzy się czołowo z przeszkodą. Uruchamianie poduszki gazowej następuje, gdy występuje koincydencja sygnałów wyjściowych obu czujników przyspieszenia, które zwykle umieszczone są w jednej obudowie z elektronicznym układem sterującym. W układach poduszek gazowym rolę głównego czujnika przyspieszenia pełnia akcelerometry mikromechaniczne a czujnikiem bezpieczeństwa jest czujnik mechaniczny, z kontaktronem w roli łącznika. Rozmieszczenie sterownika systemu oraz poduszek gazowych kierowcy i pasażera na pokładzie samochodu osobowego ilustruje rys 8.9.

1 2

3 4

Rys. 8.9. Miejsca montowania czujników przyspieszenia w samochodzie

(1- czerwona lampka sygnalizacyjna, 2 – poduszka gazowa kierowcy, 3 - poduszka gazowa pasażera,

4 - sterownik elektroniczny z czujnikami przyspieszenia)

Na rys. 8.9 oprócz omawianych dotychczas elementów składowych systemu poduszek gazowych zaznaczono dodatkowy element jakim jest czerwona lampka kontrolna sygnalizująca stan gotowości działania systemu poduszek. Lampka ta po ok. 6s od chwili włączenia zapłonu powinna zgasnąć, jeśli system air bag działa prawidłowo. Lampka świeci się światłem ciągłym lub pulsuje podczas jazdy, gdy w układzie poduszek gazowych występuje usterka.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

372

Zwykle podczas zderzenia czułego samochodu z przeszkodą największe obrażenia ciała osób znajdujących się wewnątrz samochodu powstają w czasie od 100 do 200ms od chwili zderzenia. Czas ten odpowiada jednemu mrugnięciu oka ludzkiego. Czas reakcji (zadziałania) poduszki gazowej, od chwili zderzenia, wynosi dla poduszki kierowcy oraz dla poduszki pasażera ok. 40ms. Czas ten określono przyjmując, że w trakcie zderzenia pasaż pojazdu jadącego z prędkością 50km/h przesunie się o 10 cm w kierunku jazdy. W celu wyzwolenia (odpalenia) odpowiedniej poduszki gazowej pojazdu elektroniczne urządzenie sterujące uwzględnia i odpowiednio przetwarza następujące czynniki:

• chwilę zderzenia,

• prędkość w trakcie napotkania przeszkody,

• kąt zderzenia,

• rodzaj układu zabezpieczającego pasażerów, który należy uruchomić (poduszki, napinacze pasów),

W trakcie procesu obliczeniowego uwzględniane są następujące parametry stałe:

• dopuszczalne przemieszczenie pasażerów (od 0.1 do 0.12m),

• czas napełniania się poduszki (od 40 do 50ms),

• czas przetwarzania danych.

Więcej informacji dotyczących samochodowych poduszek gazowych zainteresowani czytelnicy znaleźć mogą w pracy Uwe Rokoscha p.t.: „Poduszki gazowe i napinacze pasów” wydanej przez Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2003.

8.3. Elektryczne i hybrydowe napędy pojazdów samochodowych

Historia rozwoju napędu elektrycznego datowana jest od roku 1835, w którym holender Stratingh opatentował model pojazdu, w który źródłem energii było ogniwo Volty. Pierwszy użyteczny pojazd elektryczny zbudował w latach 1834-1836 kowal Davenport (USA). Wszystkie późniejsze konstrukcje, za wyjątkiem przemysłowych transportowych wózków akumulatorowych oraz pojazdów rekreacyjnych, były konstrukcjami prototypowymi. Dopiero kryzys naftowy w roku 1973 spowodował, że firmy samochodowe zintensyfikowały prace nad nowymi konstrukcjami pojazdów elektrycznych. Pojazdy takie, w odróżnieniu od samochodów napędzanych silnikiem benzynowym lub silnikiem

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

373

M

ukła

d st

erując

y

inw

erte

r

konw

erte

r

ukła

d do

norm

alne

goła

dow

ania

Zesp

ółak

umul

at-o

rów

288

V

akumulator 12V

czujniki monitorujace

G1

G2

wysokoprężnym, mają zerową emisję zanieczyszczeń. Jedyną przyczyną zanieczyszczenia środowiska przez pojazdy elektryczne jest proces produkcji energii elektrycznej. Typowym przykładem samochodu elektrycznego produkowanego od roku 1996 seryjnie jest pojazd typu RAV4EV firmy Toyota. Schemat funkcjonalny układu napędowego tego samochodu wyjaśnia rys. 8.10.

Rys. 8.10. Schemat funkcjonalny samochodu typu RAV4EV (M – silnik elektryczny, G1 – gniazdo ładowania normalnego, G2 – gniazdo ładowania szybkiego)

Samochód napędzany jest przez silnik synchroniczny z magnesami trwałymi. Źródłem energii elektrycznej dla silnika napędowego jest zespół trakcyjny składający się z 24 akumulatorów niklowo-wodorkowych o napięciu 288 V. Zespół ten ładowany może być z wykorzystaniem elektrycznej instalacji domowej dołączonej do sieci energetycznej. Taki sposób ładowania zapewnia zasilacz wmontowany do układu elektrycznego samochodu. Czas takiego ładowania akumulatorów samochodu RAV nie przekracza 6,5 h. Drugim sposobem dostarczenia do baterii akumulatorów energii elektrycznej jest ładowanie przyspieszone w stacjach ładowania, będących odpowiednikiem stacji benzynowych. W Japonii funkcjonuje sieć takich stacji o nazwie ECO-Station. W trakcie ładowania szybkiego, które trwa tylko 30min, następuje doładowanie zespołu akumulatorów trakcyjnych do 1/3 pojemności. Konstrukcja elektronicznego układu sterującego pozwala na doładowywanie akumulatorów trakcyjnych w trakcie hamowania pojazdu.

Oprócz akumulatorów trakcyjnych samochód typu RAV4EV wyposażony jest w 12V akumulator pomocniczy zasilający instalację pomp i wentylatorów oraz podzespoły elektroniczne układu sterującego.

Bateria akumulatorów trakcyjnych po jednym naładowaniu pozwala na przejechanie samochodem typu RAV4EV 230km w ruchu miejskim. Maksymalna prędkość tego samochodu osiąga wartość 125km/h.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

374

mem

bran

a

+H

+H 2O

2Owodor

powietrza z tlen

wodai powietrze

anoda katoda

R I

-2 eHH2 ⋅+⋅→⋅ + 44 OHeHO 2

-2 ⋅→⋅+⋅+ + 244

Pomimo dużego postępu w budowie akumulatorów maksymalny zasięg samochodów napędzanych silnikiem elektrycznym nie przekracza 250 km. Nowe możliwości w zakresie zwiększenia dystansu przejecha-nego przez takie samochody dają ogniwa paliwowe. Ogniwa takie dostarczają energię elektryczną, gdy są zasilane z zewnątrz wodorem i tlenem. Obecnie na świecie znanych jest szereg różnych rozwiązań ogniw paliwowych. Z tego względu poniżej opisano jedynie ogniwo polimerowe wykorzystane do zasilania układu napędowego samochodu Toyota FCEV. Działanie tego ogniwa wyjaśnia rys. 8.11.

Rys. 8.11 Schemat ogniwa polimerowego

Ogniwo polimerowe jest ogniwem bipolarnym o budowie warstwowej. Tlen i wodór doprowadzone są do płyt separacyjnych rozdzielonych membraną elektrolityczną (polimerową), która przewodzi prąd elektryczny. Nośnikami tego prądu są protony wodoru H+. Membrana jest sprasowana pomiędzy dwoma metalowymi arkuszami porowatymi. Jeden z tych arkuszy wykonany jest z platyny i stanowi katodę ogniwa. Drugi arkusz, stanowiący anodę ogniwa, wykonany jest ze stopu platyna – rod.

Ogniwa polimerowe należą do grupy niskotemperaturowych (30..100ºC) o czasie dochodzenia do temperatury pracy nie przekraczają-cym 60s. Samochód Toyota FCEV wyposażony jest w paliwowy zespół trakcyjny utworzony z 4 ogniw o mocy 5 kW, na zaciskach którego wystę-puje napięcie 300 V. Pomiędzy dwoma celami każdego ogniwa znajduje się płyta chłodząca. Całość umieszczona jest w jednej obudowie z wyprowadzonymi końcówkami przewodów elektrycznych oraz końców-

kamognsposię z ukwod

napelekkiemodlesam

pędpracstęppojatrycobcmiereduKonsiln

wykelekspoz su

Pier

mi przewodówniwo. System cosób ciepło wyk

w zbiorniku wkładu chłodzedoru i powietrz

Układ nappędowy Toyotyktrycznej dla sm wodoru. Saegłość 250 km

mochodu nie pr

Rys

Oprócz prdzie elektrycznce mające na puje elektryczazdach podstaczny ma za ciążenie pojazejskim, jako głóukowanie eminstrukcja pojaików lub na pra

W najnowkorzystywana ktryczny i spa

osób wypadkoumy mocy tych

Przykłademrwsza wersja

8.

w hydraulicznychłodzenia odbkorzystywane

wodoru w celu eni ogniwa wyza. pędowy Toyoty RAV4EV –ilnika napędowmochód ten pm w ruchu rzekracza 100

s. 8.12. Układ nap

rac nad rozwonym szereg s

celu budowę zno-spalinowa awowym źródłezadanie dost

zdu. Silnik teówny elementsji składnikówzdów hybrydoacę szeregowąszych rozwiązjest zasada s

alinowy uzupeową moc jednh silników. m samochodutego pojazdu

UKŁADY MECH

ych do doprobiera ciepło z p jest do podgrzwyzwolenia te

ykorzystywane

ty FCEV ma rys. 8.12. W

wego jest ognipokonuje na je

miejskim. M km/h.

pędowy samoch

ojem i udoskonamochodowycsamochodów jednostka n

em energii jesarczać dodatn wykorzystywnapędowy. T

w szkodliwych owych pozwalą oraz na prac

zaniach hybrydsynergii. Zgodełniają się wznostki napędow

u synenergetpowstała w ro

HATRONIKI SA

owadzenia wopłyty ogniwa, azewania stopó

ego gazu. Ciepe jest również

podobna budmodelu tym ź

iwo paliwowe wednym wypełniMaksymalna

odu Toyota FVE

nalaniem samch firm świato

hybrydowychnapędowa. Wst silnik spalinokową energięwany jest rów

Takie rozwiązana terenach

la na niezalecę równoległa.dowych układódnie z tą zaszajemnie zwięwej pod warto

tycznego jest oku 2004. Hy

AMOCHODOWE

37

ody chłodząca pobrane w teów znajdującycpło pochodzącż do nawilżan

dowę, jak ukłaźródłem energwraz ze zbiornionym zbiornikprędkość teg

EV

mochodów o naowych prowad, w których wy

W tego rodzajowy. Silnik eleę, gdy wzraswnież w ruch

anie ma na cezabudowanycżną pracę ob

ów napędowycsadą oba silniększając w teość wynikając

Toyota Priubrydowy zesp

EJ

75

cej en ch ce ia

ad gii ni-ku go

a-dzi y-ju k-ta

hu lu h.

bu

ch iki en cą

s. ół

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

376

napędowy tego samochodu tworzy silnik spalinowy z wtryskiem pośrednim o mocy 57kW (77kM) przy 5000 obr/min. oraz silnik elektryczny o mocy 50kW (68kM) przy 1200-1500 obr/min. Sposób połączenia obu silników napędowych oraz generatora wytwarzającego energię elektryczną przekazywaną do zespołu akumulatorów pojazdu przedstawia rys. 8.13.

Rys. 8.13. Układ napędowy oraz widok przekładni satelitarnej Toyoty Prius 2004

Funkcjonowanie obu silników napędowych jest możliwe dzięki wykorzystaniu urządzenia do rozdziału oraz elektronicznej kontroli przepływu mocy. Głównym elementem tego urządzenia jest przekładnia satelitarna. Przekładnię taką tworzą dwa uzębione współśrodkowe koła: uzębione wewnętrznie koło pierścieniowe (ring gear) oraz koło słoneczne z uzębieniem zewnętrznym (sun gear). Oba wymienione koła łączy koszyk satelitów z małymi kołami zębatymi (pinion gear). Koło pierścieniowe połączone jest z silnikiem elektrycznym, koszyk satelitów zamocowany jest do osi silnika spalinowego, a koło słoneczne połączone jest z generatorem. Każdy z elementów przekładni planetarnej obraca się niezależnie i z tego względu istniej szereg możliwości współpracy silników elektrycznego i spalinowego oraz generatora.

O wyborze źródła energii napędzającego samochód decyduje przetwornik energii sterowny mikrokontrolerem. W zależności od prędkości jazdy oraz od obciążenia układu jezdnego pojazdu silniki mogą pracować równolegle, szeregowo lub niezależnie. Podczas ruszania i podczas jazdy pracuje silnik elektryczny. Samochód porusza się wtedy bezgłośnie.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

377

W trakcie przyspieszania oraz podczas pokonywania wzniesień pracuje silnik spalinowy. Podczas zmniejszenia wartości momentu obciążającego układ jezdny silnik spalinowy doładowuje baterie akumulatorów. Specjalizowany układ energoelektroniczny zwany inwertorem pozwala na doładowywanie baterii akumulatorów w trakcie hamowania pojazdu. Przy odpowiednio dużym obciążeniu pojazdu następuje synergia obu silników, Silnik spalinowy napędza koła pojazdu i za pośrednictwem generatora ładuje baterię akumulatorów zasilających silnik elektryczny połączony za pomocą bezstopniowej przekładni z kołami napędowymi samochodu. Udział każdego silnika w napędzie pojazdu określa urządzenie rozdziału mocy, tak aby napęd pojazdu był zoptymalizowany pod względem zapotrzebowania na paliwo chemiczne (tzn. benzynę).

Bateria akumulatorów niklowo-wodorkowych znajduje się pod tylna kanapą pojazdu. Ładowanie baterii następuje automatycznie zawsze podczas zmniejszania prędkości jazdy samochodu. Stan naładowania akumulatorów utrzymywany jest na takim poziomie, aby nie było potrzeby doładowywania z zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Kierowca pojazdu ma możliwość śledzenia przepływu energii w układzie napędowym samochodu na 7-calowym monitorze.

Samochód Toyota Prius wyposażony w synenergetyczny system napędowy zużywa o 40% mniej paliwa, w porównaniu z pojazdem wyposażonym w silnik spalinowy ZI o takich samych parametrach trakcyjnych. Ponadto emituje bardzo małą ilość zanieczyszczeń. Emisja tlenków azotu oraz węglowodorów jest mniejsza niż jakimkolwiek innym samochodzie.

Oprócz rozwiązań hybryd spalinowo-elektrycznych znane są również pojazdy hybrydowe elektromechaniczne z akumulatorem kinematycznym lub hydraulicznym. W pojeździe z akumulatorem kinematycznym dodatkowa energia gromadzona jest w, wirującym z prędkością 50000 – 600000obr/min, kole zamachowym połączonym z silnikiem spalinowym za pośrednictwem przekładni zębatej. Koło zamachowe połączone jest również z silnikiem elektrycznym poprzez odpowiedni mechaniczny węzeł sumacyjny. Takie rozwiązanie pozwala na wykorzystywanie koła zamachowego jako pomocniczego źródła energii podczas przyspieszania oraz odzysk energii w trakcie hamowania.

Zamiast koła zamachowego dodatkową energie wspomagającą ruch pojazdu można zgromadzić tłocząc za pomocą pompy, napędzanej silnikiem spalinowym, olej do hydraulicznego zbiornika przeponowego, który jest akumulatorem energii. Gdy ciśnienie oleju w akumulatorze osiągnie odpowiedni poziom pompa przełączana jest na prace silnikową i podobnie, jak silnik spalinowy napędza koła jezdne samochodu. W tym czasie silnik spalinowy może być odłączony od układu napędowego. Więcej informacji dotyczących pojazdów hybrydowych można znaleźć w wymienionej na zakończenie rozdziału literaturze.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

378

8.4. Badanie i diagnostyka podzespołów i układów mechatroniki samochodowej

8.4.1. Badanie czujników i podzespołów wykonawczych elektronicznego systemu wtrysku oleju napędowego z pompą rotacyjną

W podrozdziale 8.1 opisano funkcje czujników niezbędnych do funkcjonowania silników ZS sterowanych elektronicznie. Ocena stanu technicznego takich czujników gwarantuje bezawaryjna pracę tych silników. Poniżej opisano sposoby sprawdzenia czujników.

Czujniki temperatury stosowane w technice samochodowej są czujnikami termistorowymi o ujemnym współczynniku rezystancji (tzw. rezystor NTC). W układzie elektrycznym pojazdu czujniki są częścią dzielnika napięcia zasilanego napięciem stałym o wartości 5V. Spadek napięcia odczytany na rezystorze NTC przekazywany jest za pośrednic-twem przetwornika analogowo-cyfrowego do sterownika silnika. W celu sprawdzenia tego rezystora należy określić za pomocą omomierza jego rezystancję w temperaturze 20°C (tzw. R20) i porównać wynik pomiaru z wartością katalogową podaną przez producenta. Następnie należy określić trend zmian rezystancji w funkcji temperatury zwiększając jej wartość. Zależność rezystancja od temperatury prawidłowo funkcjonujących czujników termistorowych stosowanych w technice samochodowej jest następująca: 20°C – od 2200 do 2800 Ω, 80°C – od 260 do 350 Ω.

Czujnik położenia wału korbowego jest czujnikiem indukcyjnym z magnesem trwałym. Ze względu na zasadę działania czujnik taki w trakcie sprawdzenia powinien współpracować z kołem nadajnika impulsów osadzonym na kole zamachowym silnika lub z kołem uzębionym zewnętrznie podobnie, jak koło zamachowe. Sprawdzenie czujnika jest dwuetapowe. Pierwszy etap (statyczny) obejmuje wyznaczenie odległości pomiędzy czujnikiem i kołem zadajnika impulsów oraz pomiar rezystancji cewki czujnika. Odległość pomiędzy czujnikiem i występami zadajnika impulsów nie powinna być większa od 1mm. Zwiększenie odległości powoduje zmniejszenie wartości szczytowej impulsowego napięciowego sygnału wyjściowego czujnika. Minimalna wartość szczytowa tego sygnału występuje w trakcie rozruchu silnika i nie powinna być mniejsza od 1V.

W celu wyznaczenia rezystancji cewki czujnika należy odłączyć czujnik od instalacji elektrycznej pojazdu i wyznaczyć za pomocą omomierza wartość tej rezystancji równą 1,6 ± 0,3 kΩ. Następnie omomierz zastępujemy oscyloskopem i obracamy koło uzębione zewnętrznie koło zamachowe współpracujące z czujnikiem. W trakcie

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

379

obrotu koła na ekranie oscyloskopu powinien uwidocznić się bipolarny przebieg impulsowy o kształcie takim samym, jak napięciowy sygnał wyjściowy układu różniczkującego RC, na którego wejściu występuje impulsowy unipolarny sygnał prostokątny.

Masowy przepływomierz powietrza jest półprzewodnikowym termoanemometrem warstwowym reagującym na kierunek przepływu powietrza w kolektorze dolotowym silnika. Z tego względu nowe konstrukcje przepływomierzy wyposażone są w dwa termoanemometry. Wymagany prąd grzania termoanemometru jest miarą masy przepływającego przez kolektor powietrza. W celu sprawdzenia przepływomierza należy dołączyć oscyloskop do przewodu sygnałowego przepływomierza i zwiększając wydatek powietrza przepływającego przez kolektor dolotowy np. przez stopniowe zwiększanie liczby obrotów silnika. Wyjściowy sygnał napięciowy przepływomierza, przy zmianie liczby obrotów od 900 (bieg jałowy) do 4000obr/min, powinien zmieniać wartość od 1.4...1.7 do 4.5...4.8 V. Podane wartości występują na wyjściu przepływomierza, gdy silnik jest ciepły, sterownik silnika nie pracuje w trybie awaryjnym, recyrkulacja spalin jest wyłączona (złącze stykowe przetwornika ciśnienia odłączone jest od instalacji elektrycznej pojazdu). Do oceny stanu technicznego przepływomierza wykorzystać można również przyrząd diagnostyczny przystosowany do badania konkretnego typu pojazdu, np. typu KTS 550 firmy Bosch.

Czujnik położenia pedału przyspieszenia jest oporowym czujnikiem potencjometrycznym, którego rezystancja powinna zwiększać się proporcjonalnie do zwiększania kąta odchylenia pedału. Czujnik ten może być wyposażony w dwa zespoły styków sygnalizujących skrajne położenia pedału: styk biegu jałowego zamknięty przy zamkniętej przepustnicy oraz styk rozwierny gwałtownego wciśnięcia pedału (tzw. styk kickdown) – rys. 8.14.

Potencjometr czujnika należy sprawdzać za pomocą omomierza włączonego kolejno pomiędzy wyprowadzenia 2 i 3 (rezystancja całkowita) oraz 1 i 2 rezystancja zależna proporcjonalnie od stopnia naciśnięcia pedału. Styk biegu jałowego oraz styk kickdown sprawdzamy łącząc omomierz odpowiedni do styków 3, 4 oraz 3, 5.

Czujnik ciśnienia w kolektorze dolotowym połączony jest w pojeździe przewodem pneumatycznym z kolektorem dolotowym silnika i jego zadaniem jest wyznaczenie wartości ciśnienia bezwzględnego w tym kolektorze, którego wartość może zmieniać się od 50 do 300 kPa. W ciśnieniowej komorze czujnik umieszczona jest grubowarstwowa przepona z rezystorami piezoelektrycznymi, których rezystancja wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia odkształcającego przeponę. Czujnik wyposażony jest w trzystykowe wtyk elektryczny. Dwa skrajne wtyki przeznaczone są do zasilania czujnika, a styk środkowy przekazuje sygnał

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

380

napięciowy o wartości ciśnienia doładowania. Zewnętrzne styki przezna-czone są do zasilania czujnika napięciem 5V.

Rys. 8.14. Schemat czujnika pedału przyspieszenia

(1, 2 – wyprowadzenia potencjometru, 2, 3 – napięcie zasilające, 4 – styk biegu jałowego, 5 – styk gwałtownego wciśnięcia pedału)

Podczas sprawdzenia do rurki łączącej czujnik z kolektorem należy dołączyć ręczną pompkę ciśnieniową. Wraz ze wzrostem ciśnienia wymuszanego za pomocą tej pompki napięcie wyjściowe, mierzone pomiędzy masą instalacji oraz stykiem środkowym, powinno zwiększać wartość proporcjonalna do wartości ciśnienia w przedziale od 0.3 do 4.8V.

Oprócz wymienionych czujników należy sprawdzić układ świec żarowych oraz ciśnienie doładowania i recyrkulację spalin.

Świece żarowe dołączone są do instalacji elektrycznej samochodu równolegle przez termistor PTC stabilizujący prąd płynące przez żarniki świec po ok. 15s od chwili włączenia zapłonu. Po takim czasie prąd każdej świecy przyjmuje wartość ustaloną na poziomie od 10 do 12 A na jedna świecę. W związku z tym w przewodzie łączącym układ świec z instalacją elektryczną pojazdu popłynie prąd o wartości od 40 do 48 A. Jeśli świece są uszkodzone, to po 15 s wartość tego prądu nie będzie przekraczała 24 A, gdy żarniki świec są nadpalone, a w przypadku przepalenia żarników w przewodzie zasilającym świece prąd nie będzie płynął.

W celu sprawdzenia działania układu świec żarowych należy zmierzyć wartość prądu płynącego w przewodzie zasilającym ten układ. Wykorzystać do tego celu można multimetr wyposażony w prądowe cęgi pomiarowe. Aby w trakcie sprawdzenia uniknąć odłączenia dopływu prądu żarzenia do świec, należy przed pomiarem zdjąć wtyk z czujnika temperatury silnika.

Wartość ciśnienia doładowania określa ciśnienie otoczenia oraz obciążenie i prędkość obrotowa silnika. Przy zbyt niskim ciśnieniu otoczenia, występującym np. na dużych wysokościach, ciśnienie doładowania musi być obniżone do wartości, przy której pompa turbosprężarki nie będzie przeciążona. Ciśnienie otoczenia mierzone jest za pomocą czujnika umieszczonego w sterowniku pompy. W związku

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

381

z tym w przypadku uszkodzenia tego czujnika należy wymienić cały sterownik. Natomiast czujnik ciśnienia doładowania umieszczony jest w chłodnicy powietrza doładowania i jego sygnał wyjściowy zmienia się w przedziale wartości id 0.4 do 4.8V, przy napięciu zasilającym 5V. Sprawdzenie doładowania może być wykonane pośrednio przez sprawdzenie wskazań czujka ciśnienia doładowania. Pierwszy statyczny etap sprawdzenia wykonywany jest przy unieruchomionym silniku i włączonym zapłonie.. W tym stanie wskazania czujnika ciśnienia doładowania oraz czujnika ciśnienia otoczenia mogą się różnić nie więcej niż 50hPa. Jeżeli równica wskazań obu czujników jest większa należy sprawdzić, za pomocą ręcznej pompki podciśnieniowej i woltomierza, każdy z czujników. Drugi etap sprawdzenia polega na pomiarze sygnału wyjściowego czujnika ciśnienia doładowania występującego na wyjściu czujnika podczas swobodnego przyspieszania. Sygnał ten powinien skokowo narastać i wraz ze wzrostem doładowania powinien maleć do zera.

Po sprawdzeniu działania czujnika ciśnienia doładowania należy sprawdzić działanie turbosprężarki. W pojazdach wykorzystywane są dwa sposoby regulacji turbosprężarki. Pierwszy sposób polega na zmianie geometrii łopatek turbiny. Tego rodzaju sprężarki oznaczane są symbolem VTG. Do zmiany kąta ustawienia łopatek takich sprężarek wykorzystywany jest membranowy zbiornik podciśnieniowy, którego cięgno napędza mechanizm przestawiający. W trakcie swobodnego zwiększania prędkości obrotowej silnika powinien być widoczny ruch tego cięgna. Do statycznego sprawdzenia zbiornika wykorzystać można ręczną pompkę z manometrem. Jeśli cięgno nie porusza się płynnie należy wymienić turbosprężarkę. Podciśnienie 700hPa powinno spowodować przesunięcie końcówki cięgna o 10mm. Drugim sposobem regulacji doładowania jest wykorzystanie elektropneumatycznego zaworu obejściowego, nazywanego również zaworem upustowym. Zawór ten zabezpiecza obudowę turbosprężarki przed nadmiernym wzrostem ciśnienia spalin występującym przy wzroście prędkości obrotowej silnika. Przy dużych prędkościach obrotowych nadmiar spalin odprowadzany jest do układu wylotowego, z pominięciem turbiny, poprzez zawór upustowy udrażniający tzw. by-pass. Nastawnik zaworu upustowego zasilany jest za pośrednictwem sterownika sygnałem impulsowym o wypełnieniu proporcjonalnym od podciśnienia. Przy biegu jałowym, gdy podciśnienie ma największą wartość wypełnienie impulsów sygnału zasilającego nastawnik jest największe. Wzrost prędkości obrotowej turbosprężarki powoduje zmniejszenie wartości podciśnienia oraz zmniejszenie wypełnienia impulsów. W celu sprawdzenia nastawnika należy obserwować za pomocą oscyloskopu przebieg impulsowego sygnału zasilającego.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

382

8.4.2. Badanie podzespołów układu sterującego pompą rotacyjną oraz wtryskiem

Przedmiotem oceny stanu technicznego są podzespoły sterujące pracą rozdzielaczowej pompy wtryskowej EDC/HDK VE z mechanicznym tłoczeniem i rozdzielaniem paliwa do wtryskiwaczy. Elementem dawkującym ilość paliwa dostarczanego do wtryskiwaczy jest tłokorozdzie-lacz wykonujący dwa ruchy:

• skokowy (posuwisty) w trakcie dostarczania paliwa do komory sprężania i tłoczenia,

• obrotowy podczas rozdzielania paliwa do wtryskiwaczy.

Poniżej opisano sposób sprawdzenia podzespołów elektromechanicznych decydujących o pracy pompy. Rozmieszczenie tych podzespołów w korpusie pompy uwidacznia rys. 8.15.

Elektromagnetyczny zawór STOP 3 (rys. 8.15) umieszczony jest bezpośrednio na korpusie pompy wtryskowej. Zawór ten przeznaczony jest do uruchamiania i wyłączania silnika. Działanie tego zaworu inicjowane jest wyłącznikiem zapłonu. Wyłączenie zapłonu powoduje odcięcie dopływu paliwa do tłokorozdzielacza. Zawór STOP oraz sterownik 2 (rys. 8.15) są integralną częścią pompy wtryskowej. W związku z tym sprawdzenie działania zaworu polega na zarejestrowaniu za pomocą oscyloskopu przebiegu prądu płynącego w przewodzie łączącym sterownik i zawór. Do tego celu można wykorzystać szczypce prądowe, które należy umieścić na ww. przewodzie. Przy prawidłowym zasilaniu sterownika pompy w przewodzie tym występuje impulsowy unipolarny przebieg prądu otwierający zawór. Przy braku takiego sygnału zawór wysokiego ciśnienia nie działa i należy szukać przyczyny w wadliwym działaniu immobilizera oraz w funkcjonowaniu układu wtryskowego.

Rys. 8.15. Rozmieszczenie podzespołów elektromechanicznych sterujących pracą

pompy typu EDC/HDK VE (1- obudowa zespołu czujnika położenia nastawnika dawki oraz elektromagnetycznego nastawnika dawki, 2 – sterownik pompy,

3 – elektrozawór STOP, 4 – elektromechaniczny przestawiasz wtrysku, 5 – przyłącza wysokociśnieniowych przewodów hydraulicznych łączących pompę

oraz wtryskiwacze, 6 – oś napędowa pompy)

12 3

46

5

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

383

1L

2L

1L

2L

o0o601α

1

2

3

a) b)

Czujnik położenia nastawnika dawki paliwa przekazuje do stero-wnika pompy sygnał, który wraz z sygnałem o temperaturze paliwa pozwala obliczyć sterownikowi dawkę wtryskiwanego paliwa. W przypadku braku jednego z wymienionych sygnałów zawór STOP odcina dopływ paliwa i silnik jest zatrzymany. Od 1993 roku w pompach rolę czujnika położenia dźwigni przyspieszenia pełni bezstykowy różnicowy czujnik indukcyjny (rys. 8.16) umieszczony w górnej części pompy wtryskowej.

Czujnik składa się z różnicowego układu cewek L1 i L2 umieszczonych na toroidalnym dzielonym rdzeniu ferromagnetycznym 3. Cewki zasilane są przez sterownik pompy napięciem o częstotliwości 10kHz. Jeżeli kąt obrotu α1 wałka nastawnika dawki zmienia się to pierścień miedziany 1 zmieni swoje położenie względem cewki pomiarowej L1.zmieniając impedancję tej cewki. Zmiana impedancji powoduje zmianę wartości skutecznej prądu płynącego przez cewkę. Sterownik pompy zmienia wartość skuteczną napięcia zasilającego cewkę L1 tak, aby niezależnie od położenia pierścienia 1 wartość skuteczna prądu tej cewki była stała.

Rys. 8.16. Indukcyjny czujnik położenia dozatora: a – schemat ideowy, b – budowa czujnika (1 – pierścień stały, α1 - kąt obrotu pierścienia ruchomego

2, 3 – rdzeń ferromagnetyczny)

W odróżnieniu od cewki L1 impedancja cewki porównawczej L2 nie zmienia się, gdy wałek dozownika zmienia swoje położenie, ponieważ pierścień miedziany 2 pozostaje nieruchomy. W trakcie pracy pompy położenie wałka nastawnika sterownik określa wyznaczając różnice wartości skutecznej napięć zasilających układ cewek. Działanie czujnika dozatora sprawdzić można za pomocą oscyloskopu dwukanałowego lub woltomierza szerokopasmowego mierzącego wartość skuteczną napięcia przemiennego. W celu sprawdzenia czujnika za pomocą oscyloskopu należy sondy oscyloskopu dołączyć pomiędzy skrajne wyprowadzenia jego cewek i środkowe wyprowadzenie, do którego dołączony jest ich punkt wspólny. Po uruchomieniu silnika na ekranie oscyloskopu pojawią się przebiegi obu napięć zasilających. Przy zmianie obciążenia silnika amplituda napięcia cewki pomiarowej zmieniała będzie wartość

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

384

odpowiednio do zmiany położenia wałka dozatora. Podobnie postępujemy badając czujnik dozatora woltomierzem. Jeżeli podczas pomiarów napięcia na obu cewkach nie będą występowały, to należy zmierzyć rezystancje cewek. Rezystancja obu cewek powinna mieć taką samą wartość mieszczącą się w przedziale od 3 do 7 Ω.. W przypadku wykrycia uszkodzenia cewek czujnika należy wymienić czujnik na nowy. Przyczyną braku napięć zasilających może być również uszkodzenie sterownika, uszkodzenie obwodu zasilającego podzespoły elektryczne pompy lub uszkodzenie immobilizera samochodu.

Nastawnik dawki ma za zadanie przestawienie dozownika pompy tak, aby ilość paliwa dostarczanego do wtryskiwaczy dostosowana była do warunków pracy silnika. Nastawnik ten jest elektromagnesem napędzają-cym magnes połączony z wałkiem zakończony mimośrodem napędzają-cym dozownik pompy (rys. 8.16). Gdy przez cewkę elektromagnesu nie przepływa prąd oś napędowa dozownika przestawiana jest w położenie spoczynkowe za pomocą sprężyn. Wałek napędowy dozownika połączony jest czujnikiem nastawnika mechanicznie – czujnik zamocowany jest bezpośrednio nad elektromagnesem nastawnika. Zacisk (+) elektromagnesu nastawnika dawki podłączony jest z zaciskiem dodatnim akumulatora, zaś zacisk ujemny łączony przez kluczujące wyjście mocy sterownika pompy z masą pojazdu. Impulsowy sygnał prądowy płynący cewkę elektromagnesu ma wypełnienie dobrane tak, aby wartość średnia za okres przebiegu impulsowego zwiększała się, gdy zachodzi konieczność zwiększenia kąta obrotu wałka nastawnika dawki.

W celu sprawdzenia działania nastawnika należy pomiędzy zacisk (-) elektromagnesu i masę włączyć oscyloskop, na którego ekranie widoczny będzie impulsowy przebieg napięcia na wyjściu mocy sterownika, przy pracującym silniku samochodu Przy braku tego sygnału należy zmierzyć rezystancję cewki elektromagnesu napędowego nastawnika oraz wartość napięcia na zacisku (+) wtyku łączącego nastawnik oraz sterownik pompy. Wartość tej rezystancji powinna należeć do przedziału od 0.5 do 2 Ω a napięcie na zacisku (+) wtyku powinno być równe napięciu występującemu na zaciskach akumulatora. Jeżeli zmierzona rezystancja nie zawiera się w wymienionych granicach należy wymienić pompę na nową. Nie działanie nastawnika przy prawidłowej wartości napięcia zasilającego sterownik jest dowodem uszkodzenia sterownika pompy.

Czujnik wzniosu igły rozpylacza ma za zadanie określić początek wtrysku. Czujnik ten jest czujnikiem indukcyjnym i umieszczony jest w główce wtryskiwacza. Cewka czujnika zasilana jest przez sterownik silnika prądem stałym o wartości 40 mA. Ruch igły rozpylacza powoduje zmianę strumienia magnetycznego skojarzonego z cewką i indukuje w cewce napięcie proporcjonalne do prędkości igły niezależne od wzniosu tej igły. Najlepszym z praktycznego punktu widzenia sposobem oceny

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

385

stanu technicznego czujnika jest sprawdzenie jego działania w trakcie pracy silnika, za pomocą oscyloskopu lub przyrządu diagnostycznego. Przebieg sygnału wyjściowego czujnika jest podobny do przebiegu wyjściowego indukcyjnego czujnika liczby obrotów wału korbowego.

Dodatkowo należy sprawdzić włączniki pedałów sprzęgła i hamulca, które potrzebne są tłumienia szarpnięć oraz do inicjowania działania tempomatu. Ze względów bezpieczeństwa na pedale hamulca zamocowany jest przełącznik dwoma stykami przeciwstawnymi. Po naciśnięciu tego pedału jeden wyłącznik jest otwierany a drugi jest zamykany. W przypadku uszkodzenia przełącznika sygnalizującego położenie pedału hamulca, w trakcie samodiagnozy sterownik nie rozpoznaje momentu włączenia świateł hamulca i sygnalizuje usterkę. Do sprawdzenia tego przełącznika, gdy jest on odłączony od instalacji elektrycznej samochodu, wystarczy omomierz.

8.4.3. Badanie układu sterowania wtryskiem oleju napędowego z pompą rotacyjną (EDC)

Do realizacji ćwiczenia wykorzystać należy stanowisko dydaktyczne symulujące działanie układu sterującego wtryskiem paliwa silnika ZS z pompą rotacyjna EDC/HVK VE. Działanie tego układu nadzorowane jest przez sterownik elektroniczny przetwarzający sygnały czujników na odpowiadające im nastawy elementów wykonawczych. Ponadto sterownik ten przekazuje do sterownika pompy informacje o chwilowej wartości prędkości obrotowej wału korbowego silnika, określa dawkę wtryskiwanego do cylindrów paliwa i początek jego tłoczenia oraz ustala położenie wałka rozrządu odpowiednio do wtryskiwanej dawki. Algorytm wyznaczania dawki paliwa opisuje schemat blokowy przedstawiony na rys. 8.17.

Dawka rozruchowa podawana jest do cylindrów silnika od chwili włączenia zapłonu do czasu, gdy silnik osiągnie minimalną prędkość rozruchu. Przy niskich temperaturach część paliwa osadza się na wewnętrznych ściankach cylindrów. W związku z tym podczas rozruchu w takich warunkach do silnika dostarczona musi być więcej paliwa w porównaniu z ilością niezbędna do rozruch silnika nagrzanego.

W trakcie normalnej eksploatacji ilość paliwa wtryskiwanego do cylindrów wyznaczana jest z mapy charakterystyk zapisanych w pamięci sterownika silnika po uwzględnieniu położenia pedału przyspieszenia oraz prędkości obrotowa wału korbowego.

Dla prawidłowej pracy silników o zapłonie samoczynnym bardzo istotna jest wartość prędkości obrotowej biegu jałowego. Prędkość ta powinna być tak dobrana, aby we wszystkich stanach pracy silnika była stabilna. Z praktycznego punktu widzenia dodatkowe obciążanie silnika spowodowane włączeniem instalacji oświetleniowej, włączeniem

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

386

klimatyzacji, uruchomieniem wspomagania układu kierowniczego oraz zmianą biegu w pojazdach z automatyczną skrzynią biegów nie może doprowadzić do nierównej pracy lub do zatrzymania silnika. Podprogramem sterownika silnika zapewniającym płynną jego pracę jest tzw. regulator biegu jałowego. Zadaniem tego podprogramu jest zmiana dawki paliwa do chwili ustalenia prędkości obrotowej na poziomie znamionowym zależnym od temperatury silnika oraz od aktualnie włączonego biegu. Nierównomierna praca silnika na biegu jałowym spowodowana może być również przez różne wartości momentów obrotowych wytwarzanych przez poszczególne cylindry. Przyczyną tego zjawiska jest zróżnicowanie tolerancji mechanicznych oraz starzenie podzespołów silnika. Zrównoważenie udziału wszystkich cylindrów silnika w wytwarzaniu momentu obrotowego nadzorowane jest przez podprogram nazywany regulatorem pracy równomiernej, który dawkując paliwo uwzględnia zmiany prędkości obrotowej silnika po każdym procesie spalania i porównuje je wzajemnie.

Kolejnym podprogramem sterownika silnika ZS jest regulator prędkości jazdy tzw. tempomat. Podprogram ten dostosowuje dawkę wtrysku do prędkości jazdy pojazdu określonej przez kierowcę. Podprogram ten przestaje na stałe ingerować w proces sterowania silnikiem, tzn. jest wyłączony, po naciśnięciu pedału sprzęgła lub hamulca. Chwilowe zwiększenie prędkości jazdy, spowodowane naciśnięciem pedału przyspieszenia, czasowo zawiesza działanie podprogramu do momentu zwolnienia tego pedału. Za pomocą przycisku można zawsze uaktywnić podprogram uzyskując prędkość pojazdu zadaną przed jego wyłączeniem.

Warunki eksploatacji samochodu wyposażonego w silnik o zapłonie samoczynnym nie zawsze pozwalają na dawkowanie paliwa zgodnie z życzeniem kierowcy. Przyczynami programowego ograniczenia dawki mogą być: zbyt wysoka toksyczność oraz emisja sadzy w spalinach oraz przeciążenie mechaniczne silnika przez zbyt duży moment obrotowy. Informacje niezbędne do wyznaczenia, odpowiedniej w danych warunkach eksploatacyjnych, dawki wtryskiwanego paliwa przekazywane są do sterownika za pośrednictwem czujnika temperatury cieczy chłodzącej, czujnika prędkości obrotowej wału korbowego oraz masowego przepływomierza powietrza umieszczonego w kolektorze dolotowym silnika.

Program nadzorujący pracę silników ZS może również aktywnie tłumić szarpnięcia występujące przy zmianach momentu obrotowego silnika spowodowanych gwałtownym wciśnięciem lub zwolnieniem pedału przyspieszenia zmieniającym skokowo dawkę wtryskiwanego paliwa. Nagła zmiana momentu obrotowego silnika jest przyczyną drgań okresowych elastycznego zwieszeniu silnika oraz układu napędowego i jest przyczyną wahań prędkości obrotowej wału korbowego. W celu

zmiwtryjest

przenictSTO

nimalizowaniaysku zgodnie t zmniejszana,

Jedynym serwanie dopływtwem pompy rOP odcinający

Rys. 8.17

8.

a wahań prędz okresem tyczaś przy male

sposobem zatrwu paliwa. W rotacyjnej EDC

y dopływ paliwa

7. Algorytm wyzdo cy

UKŁADY MECH

kości obrotowch wahań: przeniu zwiększanrzymania pracy

przypadku siC/HVK VE praa do pompy.

naczania dawki ylindrów silnika

HATRONIKI SA

wej sterownik zy wzroście pna. y silnika wysoklników zasilanacę silnika za

paliwa wtryskiwZS

AMOCHODOWE

38

zmienia dawkrędkości dawk

koprężnego jenych za pośredatrzymuje zawó

wanego

EJ

87

kę ka

st d-ór

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

388

Najlepszym sposobem poznania działania systemu sterowania wtryskiem paliwa w silnikach ZS zasilanych za pośrednictwem pompy rotacyjnej EDC/HVK VE jest obserwacja, np. za pomocą diagnoskopu, pracy systemu zamontowanego w samochodzie. Jedynym utrudnieniem jest w tym przypadku konieczność sprawdzania działania systemu podczas jazdy samochodu. Korzystniejszym rozwiązaniem jest wykorzystanie w trakcie ćwiczenia stanowiska laboratoryjnego symulującego działanie systemu.

8.4.4. System sterowania silnikiem ZS typu Common Rail

System Common Rail (CR) (rys. 8.2) wyposażony jest w zestaw czujników i nastawników podobnie, jak inne systemy wtryskowe silników ZS. W związku z tym metodyka sprawdzania tych podzespołów jest taka sama, jak dla silników wyposażonych w pompy rotacyjne.

W systemie CR wtryskiwacze są uruchamiane oddzielnie i dlatego prawidłowe ich wysterowanie wymaga informacji nie tylko o bieżącym położeniu wału korbowego, ale i również o położeniu wałka rozrządu w celu rozpoznawania cylindrów. Czujnik monitorujący położenie wału korbowego jest czujnikiem indukcyjnym współpracującym z zadajnikiem impulsów zamocowanym na kole zamachowym. Zadajnik ten jest kołem zębatym o 60 – 2 zębach, których odległość kątowa równa jest 6º OWK. Brakujące zęby pojawiają się w zasięgu pola magnetycznego czujnika przed górnym martwym punktem zwrotnym (GMP) wału korbowego. Brak sygnału z czujnika położenia wału korbowego nie pozwala na uruchomie-nie silnika. Przebieg tego sygnału oraz sposób sprawdzenia czujnik opisano w podrozdziale 8.4.1.

Zespól identyfikujący położenie wałka rozrządu składa się z czujnika Halla oraz nadajnika impulsów, który bardzo często osadzony jest wewnątrz kole paska zębatego napędzającego wałek rozrządu. Takie rozwiązanie stosowane jest np.: w samochodach marki Fiat lub PEGOUT. Sposób współpracy czujnika i nadajnika impulsów przestawia rys. 8.18.

Czujnik położenia wałka rozrządu połączony jest z instalacja elektryczna samochodu za pomocą złączki trójstykowej, której zewnętrzne styki przeznaczone są do zasilenia czujnika napięciem stałym o wartości 5V. sygnał pomiarowy w postaci unipolarnych impulsów prostokątnych przekazywany jest do sterownika systemu za pośrednictwem styku środkowego oraz styku masy. Sprawdzenie czujnika polega na ocenie napięciowego przebiegu wyjściowego za pomocą oscyloskopu.

.Prawidłowe funkcjonowanie systemu Common Rail uzależnione jest od ciśnienia oleju napędowego w zasobniku ciśnienia. Do pomiaru wartości tego ciśnienia przeznaczony jest czujnik 5 zamocowany

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

389

czujnik położenia wałka rozrządu

zadajnik impulsów

koło paska zębatego

bezpośrednio na wysokociśnieniowym zasobniku paliwa 3 (rys. 8.2). Czujnik ten zasilany jest napięciem stałym o wartości 5V przez zewnętrzne styki złącza elektrycznego. Miarą ciśnienia w zbiorniku jest wartość sygnału napięciowego od 0.3 do 4,5V występującego pomiędzy stykiem środkowym i stykiem masy tej złącza.

W przypadku uszkodzenia czujnika ciśnienia sterownik systemu przestaje regulować ciśnienie w zasobniku paliwa i zwiększa jego wartość z 25 do 40 MPa na biegu jałowym silnika. Przy takiej wartości ciśnienia biegu jałowego praca silnika jest twarda. Uszkodzenie czujnika ciśnienia paliwa w zasobniku pozwala na uruchomienie silnika. Najprostszym sposobem oceny stanu technicznego tego czujnika jest porównanie pracy silnika z czujnikiem ciśnienia w zasobniku dołączonym do instalacji elektrycznej samochodu z jego pracą po odłączeniu tego czujnika. Jeśli silnik nie reaguje na odłączenie czujnika od instalacji, to czujnik ciśnienia w zasobniku wysokociśnieniowym jest uszkodzony.

Rys. 8.18. Sposób zamocowania czujnika położenia wałka rozrządu

Podczas pracy silnika czujnik ciśnienia 5 (rys. 8.2) monitoruje w sposób ciągły wartość ciśnienia w zasobniku i porównuje zmierzoną wartość z wartością wyznaczoną z charakterystyki zapisanej w pamięci sterownika systemu W przypadku wystąpienia różnicy pomiędzy wartością zmierzona oraz wartością zadaną przebiegiem charakterystyki sterownik dostosowuje stopień udrożnienia zaworu regulacyjnego 5 (rys. 8.2) odpowiednio do tej różnicy ciśnień. Sposób sterowania zaworu określony jest jego działaniem (rys. 8.19).

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

390

Zawór regulacyjny jest elektromagnetycznym zaworem kulkowym, którego działanie określa siła nacisku sprężyny wspomagana siłą elektromagnetyczną. Siła sprężyny pozwala na utrzymanie w zasobniku ciśnienia nie przekraczającego 10 MPa, przy którym praca silnika nie jest możliwa. Po uruchomieniu silnika sterownik zasila cewkę elektromagnesu tak, aby niezależnie od obciążenia silnika, ciśnienie w zasobniku miało stałą wartość. W tym celu cewka zawory zasilana jest sterownik sygnałem impulsowym o szerokości i częstotliwości impulsów tak dobranej, aby elektromagnetyczna siła przyciągania nie powodowała zakłóceń w ruchu kotwicy oraz wahań ciśnienia w zasobniku. Sprawdzenie zaworu regulacyjnego polega zmierzeniu omomierzem oporności jego cewki, której rezystancja powinna mieć wartość od 2.4 do 2.8 Ω, oraz na wyznaczeniu przebiegu prądu zasilającego cewkę za pomocą oscyloskopu.

Rys. 8.19. Zawór regulacyjny ciśnienia

Kolejnymi podzespołami wykonawczymi systemu Common Rail są wtryskiwacze. W stanie spoczynkowym igła rozpylacza wtryskiwacza dociskana jest do gniazda siłą sprężyny zabezpieczając rozpylacz przed dostępem powietrza do jego wnętrza w trakcie rozruchu silnika. Początek wtrysku określa chwila dołączenia napięcia do cewki zaworu elektromagnetycznego wtryskiwacza. Z chwilą otwarcia zawór ten udrażnia przepływ paliwa pomiędzy przestrzenią sterującą i przelewem, czego konsekwencją jest uniesienie igły rozpylacza i następuję wtrysk paliwa do cylindra silnika. Z chwilą zaniku prądu w cewce zaworu igła zamyka rozpylacz.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

391

Od strony elektrycznej sprawdzenie wtryskiwacza polega na pomiarze rezystancji cewki elektrozaworu omomierzem oraz na rejestracji, za pomocą oscyloskopu, przebiegu prądu płynącego przez tą cewkę. Rezystancja cewki zaworu wtryskiwacza powinna mieć wartość 0.3 Ω,

Impulsowy przebieg prądu zasilającego wtryskiwacz początkowo ma dużą wartość od 19 do 20A, która zapewnia szybkie uniesienie igły rozpylacza. Po upływie ok. 0.4ms, gdy ogranicznik ruchu igły uderzy o swoje gniazdo prąd przyjmuj wartość podtrzymania wynoszącą od 10 do 11 A. Zmniejszeni prądu do tej wartości przyspiesza zamykanie wtryskiwaczy. Pomiędzy impulsami wtrysku zasadniczego oraz impulsami wtrysku wstępnego o szerokości 0.4ms, występuje ciąg oscylacji ładujących kondensator zasilający cewkę wtryskiwacza napięciem samoindukcji tej cewki powstającym po jej wyłączeniu.

Pozostałe elektromagnetyczne podzespoły wykonawcze oraz czujniki pomiarowe systemu Common Rail pełnią w tym systemie takie same funkcje, jak w układach wtryskowych z pompą rozdzielaczową. Sprawdzenie tych elementów opisano w podrozdziale 8.4.3.

8.4.5. System regulacji siły hamowania ABS / ASR

Opisane w podrozdziale 8.2 systemy ABS/ASR do regulacji siły hamowania wykorzystują wspólne podzespoły (rys. 8.4) tj.: czujniki prędkości obrotowej kół jezdnych, wykonawczy układ elektrohydrauliczny oraz sterownik. Cechą charakterystyczną stosowanych obecnie rozwiązań systemów ABS/ASR jest zintegrowana konstrukcja sterownika oraz elektrohydraulicznego zespołu wykonawczego. Specyficzną budowę sterownika systemu ABS/ASR wyjaśnia rys. 8.20.

W sterowniku tym pracują niezależnie dwa procesory. Zadaniem tych procesorów jest równoległe przetwarzanie informacji przekazywanych oddzielnie przez pary kanałów nadzorujących i regulujących siłę hamowania kół pojazdu. Jeden z tych procesorów współpracuje z kanałem 1 i 2, drugi z kanałem 3 i 4. Każdy z tych kanałów współpracuje z odpowiednim kołem samochodu. W systemie trójkanałowym, gdy kontrolowana jest prędkość obu tylnych kół jednocześnie procesor ten współpracuje z kanałem obsługującym te koła.

Dwuprocesorowe rozwiązanie sterownika ABS/ASR minimalizuje możliwość wystąpienia błędów w działaniu systemu oraz eliminuje zwłokę czasową w przetwarzaniu sygnałów wyjściowych czujników prędkości obrotowej kół jezdnych. Za obróbkę i kondycjonowanie tych sygnałów odpowiedzialne są stopnie wejściowe SW obu procesorów. Na wejściu tych układów sygnał impulsowy z czujników zamieniany jest na ciągi 10-biotwe podlegające filtracji cyfrowej eliminującej zakłócenia przyczyną, których są drgania osi spowodowane wadliwą pracą amortyzatorów oraz

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

392

nierównością powierzchni drogi. Poślizg, opóźnienie lub przyspieszenie obwodowe kół wyznaczają bloki RALU, których sygnał wyjściowy przekazywany jest do regulatorów adaptacyjnych uczących się zmiennych warunków pracy obiektu regulacji jakim jest poruszający się samochód. Efektem działania wymienionych bloków są sygnały sterujące elektrozaworami układu hydraulicznego systemu.

Rys. 8.20. Współpraca sterownika ABS/ASR z czujnikami kół oraz z podzespołami wykonawczymi (SW – stopnie wejściowe (obwody regulacji częstotliwości),

RALU – rejestr oraz jednostka arytmetyczno-logiczna, AUR – arytmetyczny układ regulacji, PB – przekaźnik bezpieczeństwa, LS – lampka sygnalizacyjna)

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

393

Ze względu na wymogi bezpieczeństwa i niezawodność działania sterownika praca obu procesorów monitorowana jest przez niezależne moduły nadzoru wykrywające błędy w ich działaniu. Moduły te również kontrolują wzajemnie swoje działanie.

Układ ABS/ABR działa po przekroczeniu przez pojazd prędkości 6 km/h. Cykl pracy tego układu poprzedzony jest testem diagnostycznym w trakcie, którego zawory 5 i 6 oraz silnik pompy odprowadzającej 2 (rys. 8.20) włączone są na czas sprawdzenia poprawności działania tych podzespołów. Moduły nadzoru sterownika porównują sygnały wysłane bezpośrednio z procesorów sterownika z sygnałami wyjściowymi wzmacniacza mocy. Jeśli występuje niezgodności pomiędzy tymi sygnałami, co oznacza błąd w działaniu układu ABS/ASR, układ ten może być wyłączony od razu lub po zakończeniu hamowania. Wyłączenie układu ABS/ASR polega na odłączeniu sterownika od źródła zasilania za pośrednictwem przekaźnika bezpieczeństwa PB a sygnał usterki zostaje zapisany w pamięci diagnostycznej (rys. 8.19). Sygnał ten po odczytaniu w stacji diagnostycznej pozwala na lokalizacje przyczyn usterki. Awaryjny stan pracy układu ABS/ASR sygnalizowany jest za pośrednictwem lampki sygnalizacyjnej LS. Wyłączenie układu ABS/ASR nie powoduje wyłączenia podstawowego układu hamulcowego. Działanie modułów nadzoru procesorów systemu nie ogranicza się do sprawdzenia prawidłowego funkcjonowania podzespołów cyfrowych sterownika. Moduł ten podczas testów diagnostycznych sprawdza również czujniki prędkości obrotowej kół jezdnych, wiązki przewodów, cewki napędowe elektrozaworów hydraulicznych oraz wyłącznik świateł hamowania.

Obwód hydrauliczny jednego kanału systemu ABS5, stosowanego w produkowanych obecnie pojazdach samochodowych, przedstawia rys. 8.20. W odróżnieniu od stosowanego wcześniej układu ABS2S w systemie ABS5 w miejsce modulatora ciśnienia z zaworem trójstanowym 3/3 (trzy stany/trzy króćce), zastosowano modulator z dwoma sterowanymi niezależnie zaworami dwustanowymi 5 i 6 (rys. 8.21) oznaczanymi symbolem 2/2 (dwa stany/dwa króćce). Oprócz modulatora układy hydrauliczne systemy serii ABS5 zwierają, akumulator hydrauliczny 1, pompę odprowadzająca 2 oraz komorę tłumiącą 3. Stan układu, w którym zawór wlotowy 5 jest otwarty, a zawór wylotowy 6 jest zamknięty, występuje podczas normalnego hamowania (rys 8.21). Przy takim ustawieniu obu zaworów wzrost ciśnienia płynu hamulcowego spowodowany naciśnięciem pedału hamulca przekazywany jest z pompy hamulcowej do cylinderków hamulców.

Występujące w trakcie hamowania znaczne zmniejszenie prędkości obrotowej jednego z kół może być przyczyną zablokowania tego koła. W takim przypadku ciśnie płynu hamulcowego w obwodzie hydraulicznym tego koła nie może rosnąć. W związku z tym oba zwory: wlotowy 5 oraz wylotowy 6 są zamykane, a ciśnienie płynu hamulcowego ma stałą

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

394

wartość. Przy dalszym wzroście opóźnienia tego koła, w celu zmniejszenia ciśnienia płynu hamulcowego, otwierany jest zawór wylotowy 6 i płyn hamulcowy z cylinderków wypompowywany jest przez pompę odprowadzającą 2 (rys. 8.21).

Cykle pracy modulatora ciśnienia płynu hamulcowego określa sterownik systemu obliczając, według prędkości obwodowej kół ich poślizg względem prędkości odniesienia. W idealnym przypadku prędkość ta ma wartość zbliżoną do prędkości odpowiadającej poślizgowi koła z najmniej-szą przyczepnością. Najczęściej do wyznaczenia prędkości odniesienia wybierana jest prędkość najszybszego koła. Jeśli takim kołem jest, założone przez użytkownika pojazdu, koło zapasowe o innej średnicy, to sterownik wybiera inne koło o największej prędkości obrotowej.

Rys. 8.21. Obwód hydrauliczny jednego kanału układu ABS5 (1 – akumulator hydrauliczny, 2 – pompa odprowadzająca, 3 – komora tłumiąca, 4 – zwężka,

5 i 6 – zawory elektrohydrauliczne 2/2 modulatora ciśnienia)

Zespół hydrauliczny systemu ABS5 wykonany jest w wersji modu-łowej. Sterownik systemu, wyspa zaworów hydraulicznych, akumulator z komorą tłumiącą oraz pompa odprowadzająca z elektrycznym silnikiem napędowym stanowią jedną całość. Z zewnątrz do tego zespołu dołączane są: przewody hydrauliczne doprowadzające płyn hamulcowy do cylinder-ków poszczególnych kół, wiązka przewodów elektrycznych łączących czujnik prędkości obrotowej kół ze stopniem mocy sterownika oraz magi-strala CAN łącząca sterownik ABS/ASR 4 oraz sterownik silnika 5 (rys. 8.4). Taka konstrukcja układu ABS/ASR pozwala na niezależne sprawdzenie i badanie części hydraulicznych oraz podzespołów elektromechanicznych tego układu.

Sposób badania czujników prędkości obrotowej kół uzależniony jest od ich budowy. Badanie czujników biernych (indukcyjnych) polega na sprawdzeniu rezystancji jego cewki, której wartość powinna zbliżona do

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

395

wartości rezystancji czujnika prędkości obrotowej wału korbowego (podrozdział 8.4.1). Do badania czujników aktywnych (hallotronowych lub magnetorezystancyjnych) należy stosować woltomierz DC o zakresie 15 – 20V oraz oscyloskop. Za pomocą woltomierza należy zmierzyć napięcie zasilające czujnik występujące na zewnętrznych stykach wtyku łączącego czujnik z instalacją elektryczną pojazdu. Wartość tego napięcia powinna być równa 5V. Impulsowy sygnał wyjściowy czujnika występuje pomiędzy stykiem środkowym i przewodem masy. Do obserwacji tego sygnału, gdy koło pojazdu jest w ruchu, wykorzystać należy oscyloskop.

Niezależnie od budowy czujnika prędkości obrotowej koła o prawidłowej jego pracy decyduje odległość tego czujnika od obrotowego zadajnika impulsów. Czujniki indukcyjne współpracują z zadajnikami zębatymi zamocowanymi do piasty koła i dlatego odległość obu tych podzespołów nie może być większa do 1 mm. Natomiast czujniki aktywne wbudowane są najczęściej w łożysko koła i współpracują z zadajnikiem magnetycznym, którym jest namagnesowany wielobiegunowo pierścień uszczelniający łożyska. Taka konstrukcja gwarantuje, niezmienną w trakcie eksploatacji, określoną na etapie produkcji łożyska odległość pomiędzy czujnikiem i magnetycznym zadajnikiem impulsów.

Następnym etapem badań jest symulowanie zmiany prędkości obrotowej jednego z kół jezdnych. W tym celu, gdy koła jedne są w ruchu, odłączyć należy jeden z czujników kół i obserwować działanie układu. Prawidłowo działający układ ASR powinien przyhamowywać pozostałe koła pojazdu za pomocą modulatora. Układ ten będzie zmieniał ciśnienie płynu hamulcowego do czasu stwierdzenia nieprawidłowości funkcjonowania czujnika. W podobny sposób reagował będzie układ ABS, którego pracę inicjuje naciśnięcie pedału hamulca.

8. UKŁADY MECHATRONIKI SAMOCHODOWEJ

396

8.5. Literatura

[1] Informatory techniczne firmy Bosch: [2] Układy bezpieczeństwa i komfortu jazdy. WKŁ, Warszawa

2000/2001. [3] Konwencjonalne i elektroniczne układy hamulcowe. WKŁ, Warszawa

2006. [4] Günther H.: Diagnozowanie silników wysokoprężnych. WKŁ,

Warszawa 2009. [5] Herner A., Riehl H. J. : Elektrotechnika i elektronika w pojazdach

samochodowych. WKŁ, Warszawa 2007r. [6] Janiszewski T., Mavrantzas Sp.: Elektroniczne układy wtryskowe

silników wysokoprężnych. WKŁ, Warszawa 2004. [7] Jastrzębska G.: Odnawialne żródła energii i pojazdy proekologiczne.

WNT, Warszawa 2007. [8] Informator techniczny Bosch wydany przez WKŁ p.t.: „Sterowanie

silników o zapłonie samoczynnym”. [9] Kasedorf J.: Zasilanie wtryskowe olejem napędowym. WKŁ,

Warszawa 1997. [10] Ocioszyński J.: Zespoły elektryczne i elektroniczne w samochodach.

WNT, Warszawa 1999. [11] Rogers Chr.: Diesel. Autoporadnik. Wydawnictwo AUTO, Warszawa

1997. [12] Rokosch U.: Układy oczyszczania spalin i pokładowe systemy

diagnostyczne samochodów OBD. WKŁ. Warszawa 2007. [13] Rokosch U.: Poduszki gazowe i napinacze pasów. WKŁ. Warszawa

2003. [14] Szczepaniak C. Motoryzacja na przełomie epok. Wydawnictw

Naukowe PAN, Warszawa 2000.