Elsystemets historia. Elsystemets historia

Transkript

1 Det hela började c:a 530 f.kr. då Thales från Miletus (en grekisk filosof) upptäckte den statiska elektriciteten. Sedan dröjde det c:a 2100 år innan nästa viktiga upptäckt. I slutet av talet började ordet elektricitet användas, när elektriska magnetiska krafter skulle förklaras. Några viktiga årtal: 1729: Skillnaden mellan ledare och isolatorer förklaras. 1734: Hypoteser om att det finns två slags elektricitet ( Plus och Minus). 1795: Första elektrokemiska batteriet konstrueras talets början: Elektromagnetisk induktion upptäcks. 1842: Första elbilen byggs. 1860: Första förbränningsmotorn. 1897: Elektronen upptäcks. 1910: De första bilarna med generator. 1912: De första bilarna med startmotor talet: De första bilarna med mekanisk bränsleinsprutning talet: De första ABS- systemen kom. 1971: Microprocessorn konstrueras talet: Multiplexad teknik 1

2 Under åren har det elektriska elsystemet växt kraftigt. Det framgår om man jämför kopplingsscheman (ledningsmeter, säkringar, styrdon m.m.). Volvo ÖV4 (Jakob)

3 Utvecklingen har medfört elsystemet blivit så omfattande och komplext att det inte är längre är praktiskt att visa det kompletta elschemat på en bild. Många nya funktioner har tillkommit, samt de många elektroniska systemen som tillkommit. De system som växer mest i bilen är de s.k. komfortsystemen. Några tekniska lösningar för att hålla nere på storleken på elnätet kan t.ex. vara: Seriell kommunikation mellan system / komponent. Datorkommunikation mellan styrenheterna. Bygga in elektronik i de styrda komponenterna. När fler funktioner införs i bilarna ökar mängden ledningar, säkringar, motorer, styrdon m.m. T.ex. nya Audi A6 har c:a 95 styrdon. Högre krav från kunder, myndigheter på säkerhet komfort och miljöanpassning gör att systemen utvecklas ytterligare i framtiden. Detta medför ytterligare ledningslängd och större behov av komponenter. Bilden visar utvecklingen hos VOLVO 3

4 Nackdelar med många ledningar: Lång monteringstid (hög kostnad) Hög vikt ( Cu) Fler kontakter / skarvar (felorsaker) Utrymme / plats Magnetfält Komplicerad felsökning M.m. Zonindelning: Mängden elledningar har gjort att man delar in bilen i zoner. T.ex. Volvo V40 har 15 zoner. Fördelar med zonindelning: Få men stora kontaktstycken Varje ledningsmatta kan lätt testas innan montering, samt felsökas. Hantering och montering 4

5 Bränsleförbrukning: Ökad strömkonsumtion ger också ökad bränsleförbrukning. Exempel (Stadstrafik): Varje ökad genererad / förbrukning kw elström, ger en ökning av bränsleförbrukningen med c:a 1,7 l / 100 km. En bil med många elfunktioner kan vintertid öka sin bränsleförbrukning med c:a 3-4 liter / 100 km. En minskad elförbrukning med 200W är jämförbart med en viktminskning av bilen med c:a 100 kg. För att förenkla elkretsarna och göra de lättare, billigare använder man sig av s.k. multiplexade system. Multiplex betyder ungefär: Samtidig överföring av två eller flera meddelanden på en ledning OBS: Information kan överföras i båda riktningarna i ledningarna. Informationen som överförs mellan styrenheterna är på datorspråk (ettor / nollor). Fördelen är färre ledningar och att stora mängder data kan överföras mellan styrenheterna. Dessutom får man säkrare funktion, systemet fungerar även om man får ett avbrott på ena ledningen. 5

6 Konventionellt system jämfört med ett nätverk: Övre: Konventionell lösning av bakljus / glödtrådsvakt Nedre: Nätverkslösning. Konventionellt system jämfört med ett nätverk: Nätverkslösning med utökade funktioner. 6

7 Fördelar med nätverk: Lätt att bygga ut med fler funktioner (tillbehör ex. dragkrok). Lätt att införa logiska funktioner ( Ex. om bakljuslampa går sönder tänd dimljus). Lätt att kund-/marknadsanpassa (Lagar, föreskrifter). Likadant grundsystem kan användas för flera modeller ( Hårdvara). All yttre kommunikation med de olika moderna systemen sker med hjälp av ett s.k. diagnosinstrument. Språket som används kallas för ett kommunikationsprotokoll Protokollet innehåller en samling av regler för hur överföringen av data skall se ut mellan de olika styrenheterna. Många gånger vid arbete på systemen, måste man vid byte av viktiga komponenter koda in (konfigurera) de nya komponenterna. Anledning till detta kan vara att tala om för styrenheten vilka komponenter som är anslutna till systemet. I säkerhetssystemen (SRS) kan konfigurering bero på att man vill inte ha begagnade komponenter i systemet. 7

8 Elektroniksystem: Elektroniken kom tidigt in fordonen. Många av de system som används i fordonen har sitt ursprung från flyget. Dit kan t.ex. räknas det låsningsfria bromssystemet (ABS) och bränsleinsprutningssystemet. Ett tidigt ABS- system var Dunlops Maxaret-system som introducerades på 1950-talet och som fortfarande används i vissa flygplansmodeller. Systemet, som var helt mekaniskt användes uteslutande inom flyget med undantag för en period på 1960-talet då det användes i bl.a. tävlingsbilen Jensen FF. Elektroniksystem: 1985 fick Ford Scorpio som första serietillverkade bil ABS som standard. Den amerikanska firman Kelsey Hayes (numera TRW Automotive) utvecklade det första elektroniska ABS-system i slutet av 60-talet som introducerades i 1970-års Lincoln Town Car. Systemet påverkade endast bakhjulen. Bosch har utvecklat liknande system sedan 1930-talet, men inte förrän 1978 blev det tillgängligt för bilindustrin. Lastfordon var de första att erhålla Boschs teknologi blev det standard på BMW på deras samtliga modeller 8

9 Bränsleinsprutningssystem: Bränsleinsprutningen har också sina rötter från flygindustrin. De första systemen var mekaniska system. Utvecklingen leddes av Bosch på trettiotalet, och systemet användes för första gången på stridsflygplanet Messerschmitt Bf 109 under andra världskriget. Det första insprutningssystemet (Bosch) för bilar blev monterat på en Mb 300 SL kom Chevrolet med ett mekaniskt insprutningssystem designad av GM Rochester divisionen (V8 283 ) systemet var ett Single-Point system kom Amerikanska Hillborn med sitt mekaniska insprutningssystem. Deras system var utvecklade endast för racing. Bränsleinsprutningssystem: 1967 presenterade Bosch det första elektroniska bränsleinsprutningssystemet (D-Jetronic). Samma år blev Volkswagen 1600 den första massproducerade personbilen med elektronisk bränsleinsprutning. Bosch har varit den ledande aktören på marknaden, då det gäller elektroniska utrustningar. Övriga system som Bosch utvecklat är bl.a.: K, KE-Jetronic, KE-motronic L-, LE-, LU-, LH-Jetronic, Mono-Jetronic, Mono-Motronic, Motronic. Kugelfisher var ett mekaniskt system som byggde på ett dieselinsprutningshus som fanns på marknaden på talet. 9

10 JOSEPH LUCAS: Lucas Electric, grundat 1872 av Joseph Lucas, är en brittisk tillverkare av elektriska komponenter för fordonsindustrin. Lucas var en pionjär inom sitt område, och i början av bilens historia höll produkterna god kvalitet med den tidens mått mätt och prestigemärken som Rolls Royce använde system från Lucas. Dock vilade Lucas, precis som många andra, på sina föregående meriter. På 1950-talet ansågs Lucas produkter opålitliga under en era när bilar var maskiner som krävde mycket underhåll. Ett kännetecken för Lucassystemen var att de hade positiv jord, medan Bosch och de flesta konkurrenter hade negativ jord. JOSEPH LUCAS: Lucassystemen utmärkte sig för dålig korrosionsbeständighet och glappkontakt, speciellt i fuktig väderlek. Oviljan att modernisera ledde till nedgången för de flesta brittiska biltillverkarna. När brittiska märken blev uppköpta av utländska tillverkare förpassades Lucas till hyllan Resultatet blev pålitligare bilar. Joseph Lucas var personligen ansvarig för en del av problemet. En gentleman kör inte bil efter mörkrets inbrott Citat: Joseph Lucas. 10

11 JOSEPH LUCAS: Kommentarer om Lucas Rekommenderad procedur innan man börjar felsöka Lucasutrustning: Kontrollera stjärnornas position, slakta en höna, gå tre gånger medurs runt bilen och rabbla mantrat: Oh Mörkrets Furste, skydda din ovärdige slav! Lucas-systemen använder faktiskt växelström - det är bara så att den har slumpfrekvens! Lucas förnekar att de uppfann mörkret, men gör fortfarande anspråk på rättigheterna till plötslig oväntat mörker! Lucas innehar patent på både kortslutningen och glappkontakten. 11