Sisteme pentru controlul si optimizarea functionarii automobilului

Modulele electronice de control al motoarelor, au fost utilizate în primul rând pentru reglarea aprinderii acestora. Din anul 1987 aceste module electonice sunt folosite pentru reglarea aprinderii și la motoarele diesel. Aproximativ de la mijlocul anilor 90 sistemele de reglare mecanice la motoarele cu combustie internă, au fost aproape complet înlocuite de către modulele de control electronice. Modulele de control ECU din componența autovehiculelor includ în afara sistemului de aprindere, printre altele și: sistemul de pornire, de anti-blocare al frânelor (ABS), de climatizare, de control airbag, controlul de distanță, etc.

Unități de control vizibile sunt pe tahometru, în forma lui nouă împreună cu turometru și diverse alte indicatoare. Senzori cum ar fi, nivelul combustibilului în rezervor, presiunea uleiului pot dispune de propriul modul electronic care sunt, printre altele, memorate pe termen lung.

Modulele electronice lucrează după principiul „IPO”, (în engleză Input-Process-Output, „introducere-prelucrare-debitare”). Pentru înregistrarea valoriilor sunt disponibili senzorii care stabilesc o caracteristică fizică, cum ar fi viteza, presiunea, temperatura, etc. Această valoare este comparată sau calculată cu o valoare memorată în ECU. În cazul în care valoarea măsurată cu valoare prevăzută în ECU nu se potrivesc, modulul electronic reglementează valoarea prin proces fizic, astfel încât valorile reale măsurate să corespundă cu dimensiunile nominale programate în ECU.

În timp ce cu anii din urmă aprinderiile electronice erau construite din circuite electronice analogice, ECU-urile de azi sunt de obicei înzestrate cu un „sistem cu propria inteligență” (în engleză Embedded system, sistem încorporat), care constă dintr-un computer separat, sub forma unui sistem încorporat.

Mărimea acestui computer variază în funcție de complexitatea sarcinilor sale. În mod semnificativ acesta variază de la un circuit integrat cu un microprocesor (cu memorie RAM și ROM) până la sisteme multifuncționale cu un sistem de producție grafică.
De obicei programarea este realizată prin utilizarea a memoriului ROM (în engleză Read Only Memory, „Memorie doar citibila”) [1]. Unele sisteme însă permit actualizarea programului din ECU, prin reprogramarea a memoriei flash la atelierele de specialitate.

Aparatele schimbă informațiile cu privire la condițiile de funcționare și alte date relevante ale vehiculului, prin diferite sisteme de interfețe (CAN, LIN, MOST, FlexRay). În afara acestora, prin aceste interfețe se pot face legătura la OBD respectiv diagnosticarea vehiculului. Acesta pot fi legate de aparate de diagnosticare sau cu calculatoare personale, notebook, avînd o interfață corespunzătoare prin care poate să comunice. În principal sunt căutate și identificate greșelile pe care modulul electronic a înregistrat la propriile teste sau la sensorii de legătură. Astfel în atelierle de reparații, cu astfel de mesaje la defecțiuni, se poate evita timp de lucru îndelungat. Adesea sunt utilizate protocoalele de diagnostic KWP2000 sau UDS, care acesta este specivicat în ISO 14229-1.

În vederea creșterii complexității și solicitării la software, precum și comunicarea între ECU-uri, sistemul OSEK-VDX, bazînd pe sistemul de comunicare RTOS. O altă măsură în vederea creșterii de standardizare a comunicării ECU-urilor, este AUTOSAR [2].
Între timp, într-un automobil sunt amplasate mai mult de zece module electronice. Unele automobilele moderne de lux, au instalate chiar peste 70 de module electronice. Gama de microcipuri variază de la 8- la 32-bit de calculator.

Rareori ECU-urile sunt dezvoltate și fabricate de producătorii de autoturisme. De cele mai multe ori, acestea sunt dezvoltate de furnizori, la comanda firmelor de automobile.

Senzorul este un dispozitiv care atunci cand este expus unui fenomen fizic (temperatura, deplasare, forta etc.) produce un semnal de iesire proportional (electric, mecanic, magnetic etc.). Termenul de traductor este utilizat de multe ori ca sinonim pentru senzor. Totusi, senzorul este un dispozitiv care raspunde la variatia unui fenomen fizic. Pe de alta parte, traductorul este un dispozitiv care converteste o forma de energie in alta forma de energie. Senzorii sunt traductori atunci cand prezinta la intrare o forma de energie si la iesire o alta forma de energie.
Exemplu: un termocuplu sesizeaza variatia de temperatura (energie termica) pe care o transforma intr-o variatie a fortei termoelectromotoare (energie electrica), deci va putea fi numit senzor sau traductor.

Acestea utilizeaza legea inductiei electromagnetice a lui Faraday care permite calculul tensiuniielectromotoare produse intr-o bobina datorita variatiei unui flux magnetic. Acest effect poate fiutilizat pentru masurarea campurilor magnetice variabile sau a campurilor constant prin rotirea uneibobine cu o viteza de rotatie data.

Principii de functionare a senzorilor. Senzori de deplasare (de pozitie) liniara si de rotatie sunt unii din cei mai utilizati in sistemele mecatronice. In general senzorii de pozitie produc un semnal de iesire electric care este proportional cu deplasarea.