1. SISTEME DE BORD INFORMATIZATE
CURS ANUL IV I.A.
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRCĂ, ENERGETICĂ ŞI INFORMATICĂ APLICATĂ

2. BIBLIOGRAFIE
Denton, T.: Automobile Electrical and Electronic Systems, Ed. Arnold - London, Ed. 3, 2005
Dobrescu, P.: Autovehicule inteligente, Ed. MatrixRom – Bucureşti, 1995
Helfrick, A.: Practical Aircraft Electronic Systems, Ed. Prentice Hall – New Jersey, 1995
Jurgen, R. K.: Sensors and Transducers, Ed. American Technical Publishers Ltd., 1997
Nwagboso, Ch. O.: Automotive Sensors Systems, Ed. Chapman & Hall – London, 1993
Tischler, M.: Advances in Aircraft Flight Control, Ed. Taylor & Francis – Cornwall, 1996
Westbrook, M. H., Turner, J. D.: Automotive Sensors, Institute of Publishing, 1994
Huang C.-M.: Chen Y.-S., Telematics Communication Technologies and Vehicular Networks: Wireless Architectures and Applications, Inf. Sc. Reference, Hershey - New York, 2010
Guo H.: Automotive Informatics and Communicative Systems: Principles in Vehicular Networks and Data Exchange, Inf. Sc. Reference, Hershey - New York, 2009
Vlacic L., Parent M.: Intelligent Vehicle Technologies: Theory and Applications, Butterworth-Heinemann, 2001
Bonnick A. W. M. : Automotive Computer Controlled Systems: Diagnostic tools and techniques, Butterworth-Heinemann, 2001
Leen G. and Heffernan D.: Expanding Automotive Electronic Systems, Computer, Jan. 2002

3. CUPRINS 1. AFIŞAREA INFORMAŢIEI LA BORDUL AUTOVEHICULELOR
1.1 Rolul şi structura aparatelor de bord
1.2 Sisteme de informare de bord pentru autovehicule
1.3 Tehnici de afişare
2. INTERFAŢAREA SISTEMELOR DE BORD INFORMATIZATE
2.1 Standarde de interfaţare
2.2 Interfaţa CAN
2.3 Interfaţa OBD
3. EXEMPLE DE SISTEME DE BORD INFORMATIZATE
3.1 Unitatea de control electronic, ECU
3.2 Sistemul de frânare cu evitarea blocării roţilor, ABS
3.3 Sistemul de control al tracţiunii, TCS
3.4 Sistemul de control al vitezei de deplasare, ACC
3.5 Sistemul de control al stabilităţii în deplasare, ESP
3.6 Sisteme de protecţie împotriva coliziunilor, AWARE
3.7 Sistemul activ de protecţie în caz de impact, SRS (SIS)
3.8 Sistemul de climatizare, HVAC
3.9 Sistemul de navigaţie, NAV

4. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Unitate de control electronic (ECU) este în fapt un sistem de calcul cu microprocesor, integrat cu dispozitive de achiziţie de date sau cu un sistem electromecanic, Fig. 3.1.
Senzorii pot realiza măsurări specifice parametrilor vehiculului, într-un format digital adecvat microcontrollerului. În mod similar, actuatoarele sunt dispozitive acționate electric care reglează semnalele de ieşire al dispozitivelor pentru controlul lor direct.
ECU efectuează un control în buclă prin detectarea parametrilor sistemului constituit de automobil, prelucrare a datelor prin calcul pentru determinarea reacției corespunzătoare, iar apoi produce semnalul de control pentru a regla funcționarea sistemului constituit de automobil. Această buclă de control începe să lucreze din nou, atunci când sistemul de parametri se schimbă.
Fig. 3.1 Schema bloc completa a ECU

5. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Robustețea: Datorită mediului de operare sever dintr-un vehicul, în cazul în care hardware-ul nu este suficient de robust pentru aceasta, poate provoca defectarea software-ului. Componentele electronice și design-ul plăcii trebuie să fie dezvoltate pe un standard industrial strict pentru intervalele cerute de temperatură, umiditate, zgomot electric, sau interferențelor electromagnetice.
Performanțe: Partea de control propulsie sau frânare sunt critice ca timp. Operarea în timp real, care garantează sarcinile desemnate poate fi terminat înainte de data limită critică, este necesară. Viteza vehiculului este foarte mare pe autostrada si timpul de reacție umană este scurt, astfel încât sistemul de de performanță trebuie să fie eficientă pentru a asigura controlul adecvat.
Funcţiuni: Datorită unor cerințe diferite pentru subsistemele individuale dintr-un automobil, ECU sunt dezvoltate pentru implementarea de diverse funcții din acestea. Un sistem dedicat de calcul încorporat într-un ECU poate optimiza performanțele sale de control, deși arhitectura sistemului este similară, hardware-ul pentru senzori, componentele de acționare, procesul tehnologic, firmware și de achiziție de date, control și de procesare a semnalului sunt diferite.
Fig. 3.1 Schema bloc completa a ECU

6. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Stabilitatea: Realizarea practică a unui ECU nu are nevoie numai de performanta, ci și de acuratețe. Acest lucru înseamnă a asigura funcționarea adecvată a sistemului de control. Dacă un sistem convențional mecanic poate fi investigat vizual sau cu ajutorul instrumentelor, funcționarea unui sistem electronic cu hardware-ul și software-ul este invizibilă și trebuie să fie verificat cu atenție printr-o suită definită de cazuri de testare. Cu toate acestea, acest lucru încă nu garantează perfecte funcțiile sale fără posibile erori. Abaterile tolerante sau mecanismul de auto-recuperare trebuie să fie luate în considerare pentru a fi puse în aplicare în sistem pentru a-i crește stabilitatea.
Fig. 3.1 Schema bloc completa a ECU

7. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Fig. 3.2 Evoluţia sistemelor electronice în automobile

8. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Fig. 3.3 Evoluţia sistemelor electronice în automobile

9. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Sensors
Transmission Path
ECU
Conventional SE
(digital)
Susceptible to
Interference
(analog)
Signal
Conditioning
(Analog)
A/D
Sensors
Transmission Path
ECU SE
(digital)
Resistant to
Interference
(analog)
A/D
Signal
Conditioning
(Analog)
Multiple
Tap-off
1st Integration Level
Fig. 3.4 Evoluţia sistemelor electronice în automobile

10. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Sensors
Transmission Path
ECU SE
(digital)
Resistant to
Interference
(analog)
A/D
Signal
Conditioning
(Analog)
Multiple
Tap-off
1st Integration Level
2nd Integration Level
Sensors
Transmission Path
ECU SE
(digital)
Immune to
Interference
Signal
Conditioning
(Analog)
Bus
Compatible
A/D
Fig. 3.4 Evoluţia sistemelor electronice în automobile

11. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
2nd Integration Level
Sensors
Transmission Path
ECU SE
(digital)
Immune to
Interference
Signal
Conditioning
(Analog)
Bus
Compatible
A/D
3rd Integration Level
Sensors
Transmission Path
ECU SE
(digital)
Immune to
Interference
Signal
Conditioning
(Analog)
Bus
Compatible
A/D mC
Fig. 3.4 Evoluţia sistemelor electronice în automobile

12. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Fig. 3.5 Structura unui sistem ECU

13. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Fig. 3.6 Exemplu de sistem ECU

14. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Application
Interaction Layer
Network Layer
Data Link Layer
Bus I/O Driver
Bus Communication Hardware
OSEK/VDX
Network
Management
OSEK/COM
Standard API
Communication API
Network API
Bus Frame
Standard Protocol
Device Driver
Interface
Abrevieri:
API = Application Program Interface;
OSEK = Offene Systeme und Deren Schnittstellen für die Elektronik im Kraftfahrzeug (English: Open Systems and the Corresponding Interfaces for Automotive Electronics);
VDX = Vehicle Distributed Executive (OSEK);
Fig. 3.7 Tendinţe în dezvoltarea sistemelor electronice din automobile
“OSEK-VDX Systems.pdf”

15. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Fig. 3.8 Principalii senzori şi actuatori în automobile

16. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
Abrevieri:
TTP = Time-Triggered Protocol;
HVAC = Heating, Ventilation, & Air Conditioning;
Fig. 3.9 Interconectarea intrun autovehicul

17. CAPITOLUL 3 EXEMPLE DE SISTEME DE BORD
3.1 Unitatea de control electronic (ECU)
PHAETON (VW): componente electrice/electronice
Comunicaţie:
61 ECU în total;
31 ECU pentru diagnoză externă cu comunicaţie serială;
35 ECU cu 3 interfeţe CAN;
Bus optic de mare viteză pentru datele infotainement;
Sub-reţele bazate pe bus serial propriu.
Partajare:
Aprox semnale;
250 mesaje CAN
Fig Sistemul electronic dintr-un automobil modern