Расположение датчиков на автомобиле и панель приборов

Расположение датчиков на автомобиле зависит от их функционального назначения и расположения систем, которые они контролируют.

На рис. 1.1, а показан пример типового расположения различных датчиков на автомобиле.

В передней части автомобиля под капотом располагаются такие датчики как датчик крутящего момента двигателя, датчик тахометра, датчики положения распределительного вала и нагрузки двигателя, датчики положения коленчатого вала и датчик количества масла, датчики температуры охлаждающей жидкости и давления масла. Здесь же расположены датчик уровня охлаждающей жидкости и датчик скорости вращения ведущего вала коробки передач, а также датчик температуры забортного воздуха.

В средней части автомобиля в салоне находятся датчик положения педали, датчики положения сидения, датчики веса пассажира и температуры в салоне, а также датчики ремня безопасности и противоугонной системы.

В задней части автомобиля установлены датчик давления топлива в баке, датчик уровня топлива в баке и датчики близости препятствия при парковке.

С внешней стороны автомобиля монтируются датчики дождя и тумана, на лобовом стекле — датчики загрязнения, на колесах — датчик скорости вращения колёс и датчик давления в шинах.

Рис. 1.1. Расположение датчиков на автомобиле:

I — датчик крутящего момента двигателя; 2 — датчик тахометра;

• 3 — датчик положения распределительного вала; 4 — датчик нагрузки двигателя; 5 — датчик положения коленчатого вала; б — датчик конфигурации впускного коллектора с управляемой геометрией; 7 — датчик количества масла; 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости,
• 9 — датчик скорости автомобиля; 10- датчик давления масла;
• 11- датчик уровня охлаждающей жидкости; 12 — радарный датчик системы торможения 13 — датчик атмосферного давления, 14 — радарный датчик системы предотвращения столкновений; 15 — датчик скорости вращения ведущего вала коробки передач; 16 — датчик выбранной передачи в коробке передач; 17 — датчик давления топлива в рампе форсунок; 18 — датчик ремня безопасности; 19 — датчик положения педали; 20 — датчик скорости вращения автомобиля относительно вертикальной оси; 21 — датчик противоугонной системы; 22 — датчик положения сидения; 23 — датчик ускорения при фронтальном столкновении; 24 — датчик ускорения при боковом столкновении; 25 — датчик давления топлива в баке; 26 — датчик уровня топлива в баке; 27 — датчик высоты кузова по отношению к шасси; 28 — датчик угла поворота руля; 29 — датчик дождя и тумана; 30 — датчик температуры забортного воздуха; 31 — датчик веса пассажира; 32 — датчик кислорода; 33 — датчик наличия пассажира в сиденье; 34 — датчик положения дроссельной заслонки; 35 — датчик пропусков воспламенения; 36 — датчик положения клапана рециркуляции выхлопных газов; 37 — датчик абсолютного давления во впускном коллекторе, 38 — датчик азимута; 39— датчик скорости вращения колёс;
• 40 — датчик давления в шинах; 41 — датчик близости препятствия

при парковке

Кроме указанных датчиков, дополнительно на автомобиле могут устанавливаться навигационные и другие устройства контроля параметров движения.

Панель приборов служит для информирования водителя об основных параметрах движения и техническом состоянии автомобиля во время движения с помощью индикаторов, размещаемых перед водителем.

Приборная панель современного легкового автомобиля содержит до шести стрелочных индикаторов и до семи световых индикаторов. Обычно в центре панели находятся спидометр и тахометр. Размещение индикаторов тем ближе к центру панели, чем выше частота обращения к ним водителя. Функционально связанные индикаторы группируются в единые блоки.

Пример расположения индикаторов датчиков и приборов на панели управления и контроля автомобиля приведен на рис. 1.2.

В современных автомобилях используется электронная приборная панель, в которой вместо традиционных электромеханических приборов устанавливаются электронные приборы и индикаторы. Электронные индикаторы могут предоставлять информацию водителю в цифровой, графической и текстовой форме, а также в варианте озвучивания рекомендаций, например, при незакрытых дверях или не пристегнутом ремне безопасности. Электронные индикаторы имеют малые размеры и могут информировать водителя о значениях не одного, а нескольких параметров, что позволяет резко увеличить информативность панели при тех же габаритных размерах.

Использование электронных индикаторов открывает широкие возможности для дизайнерских разработок панели приборов с учетом требований эргономики и инженерной психологии, так как позволяет варьировать цветом, формой и яркостью свечения индикаторов.

Рис. 1.2. Пример расположения индикаторов на панели управления и контроля автомобиля: I — индикаторы приборов; 2 — тахометр;

• 3 — спидометр; 4 -уровень топлива; 5 — блок индикации бортовой системы контроля; б — дисплей с клавишами управления; 7 — датчиксигнализатор иммобилизатора; 8- выключатель передних противотуманных фар с контрольной лампой; 9 — выключатель противотуманного света с контрольной лампой; 10- выключатель обогрева заднего стекла с контрольной лампой; 11- переключатель наружного освещения;
• 12 — выключатель освещения приборов; 13 — рычаг переключателя очистителей и омывателя стекол; 14 — центральные сопла системы вентиляции и отопления салона; 15 — выключатель рециркуляции воздуха в салоне; 16- рычаг управления заслонками системы отопления; 17 — выключатель кондиционера, 18 — рукоятка установки температуры; 19- рукоятка управления вентилятором отопителя; 20 — проигрыватель компакт дисков с тюнером; 21 — выключатель аварийной сигнализации; 22 — выключатель очистителей и омывателя фар; 23 — сопло обдува стекла передней двери, 24 — боковые сопла системы вентиляции и отопления салона; 25 — часы, 26 — прикуриватель; 27 — патрон подключения переносной лампы, 28 — выключатель зажигания; 29 — выключатель звукового сигнала; 30 — крышка монтажного блока; 31 — кнопка замка монтажного блока; 32 — выключатель привода замка багажника; 33 — гидрокорректор фар; 34 — рычаг переключения указателей поворота и света фар

На рис. 1.3 представлена панель приборов автомобиля «Мерседес» с электронным дисплеем.

Рис. 1.3. Панель приборов с электронным дисплеем

К ограничениям электронных индикаторов относится меньшая устойчивость к ударам, вибрациям и температурным воздействиям, а также иногда требование дополнительного источника питания.

Одним из электронных устройств автомобиля является бортовой компьютер, который состоит из универсального блока и блока управления, подключенных к системе электрооборудования автомобиля. В универсальный блок поступают сигналы, определяющие работу системы регулирования подачи топлива, скорость движения автомобиля, уровень топлива в баке, температуру окружающей среды, напряжение аккумуляторной батареи и включение подсветки приборной панели. Универсальный блок управляет работой предупреждающего звукового сигнала, блокировкой зажигания и дополнительного обогрева. Связь с бортовым компьютером водитель поддерживает с помощью блока управления. Этот блок принимает команды водителя и передает их в универсальный блок, а также осуществляет индикацию результатов работы компьютера на соответствующем элементе поля индикаторов. С помощью бортового компьютера водитель может получать информацию о средней скорости движения, расходе топлива, времени суток, температуре окружающей среды, расстоянии до интересующего пункта, предполагаемом времени прибытия, а также о расстоянии, которое может проехать автомобиль с имеющимся в наличии запасом горючего.

Пример структуры микропроцессорной приборной панели показан на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Пример структуры микропроцессорной приборной панели

Микропроцессорная БИС передает информационные сигналы на интегральные схемы, которые управляют указателями дисплея. Данное преобразование сигналов с датчиков позволяет получить максимальную детальность отображения в наиболее ответственных участках рабочего диапазона индикаторов.

Основной задачей любого индикатора является представление информации с заданной точностью и в удобном для водителя виде. Аналоговые индикаторы представляют информацию в форме, более удобной для быстрого считывания водителем. Например, если стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости находится в районе середины шкалы, водителю достаточно одного взгляда на указатель, чтобы понять, что температура двигателя находится в пределах нормы. Точность в данном случае не важна.

При использовании автомобильных приборов и дисплеев возникают противоречивые требования. С одной стороны, водитель должен как можно реже отводить взгляд от дороги в целях безопасности, а с другой стороны — если на приборы редко смотреть, можно пропустить информацию об аварийной ситуации. Для решения этой проблемы применяют звуковые предупреждающие сигналы или отображение информации на лобовом стекле. Метод отображения информации на лобовом стекле носит название HUD (Head Up Display).

Схема отображения информации на лобовом стекле дана на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Отображение информации на лобовом стекле: I — проектор,.

• 2 — ветровое стекло, 3 — направление взгляда,
• 4 — бортовой компьютер

Изображение с проектора направляется на ветровое стекло, которое после специальной обработки представляет собой полупрозрачное зеркало. Водитель видит дорогу через такое ветровое стекло как при включенном, так и при выключенном проекторе. Яркость проецируемого изображения автоматически подстраивается под наружное освещение. Бортовой компьютер в зависимости от ситуации решает, какую именно информацию и когда выводить на лобовое стекло. Например, спидометр имеет смысл проецировать постоянно, а индикатор низкого давления топлива — только в случае аварийного режима. В результате водитель получает информацию от приборов, не отводя взгляда от дороги.

Современные системы HUD выводят информацию прямо перед водителем. В качестве дисплеев предупреждающей информации можно также использовать жидкокристаллические зеркала заднего вида, автоматически меняющие коэффициент отражения при освещении их в темное время фарами идущего сзади автомобиля.

Существуют методы, позволяющие определять, куда именно направлен взгляд водителя в каждый момент времени, и проецировать необходимую информацию с помощью HUD именно в эту точку на ветровом стекле. Метод предполагает использование портативной видеокамеры и лазера. Луч лазера отражается от роговой оболочки глаза водителя, что позволяет точно определить, куда именно смотрит водитель. Детектор движения взгляда водителя может быть использован для определения самочувствия и бодрствования водителя. При обнаружении отклонений будет подан звуковой или световой сигнал тревоги.