Испытания автомобильной электроники

ИСПЫТАНИЯ 

АВТОМОБИЛЬНОЙ 

ЭЛЕКТРОНИКИ

В.А. НАБОКИХ

Допущено 

УМО вузов РФ по образованию 
в области транспортных машин 

и транспортно-технологических комплексов 

в качестве учебника для студентов вузов, 

обучающихся по специальности 

23.03.02 «Наземные транспортно-технологические средства»

Москва

ИНФРА-М

202УЧЕБНИК

УДК 621.3(075.8)
ББК 32.85я73
 
Н14

Набоких В.А.

Н14  
Испытания автомобильной электроники : учебник / В.А. Набо-

ких. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 296 с. — (Высшее образование). — 
DOI 10.12737/22769.

ISBN 978-5-16-018432-6 (print)
ISBN 978-5-16-105169-6 (online)
В учебнике обобщены, систематизированы и подробно изложены методы 
и особенности испытаний автомобильной электроники, получившей 
широкое распространение и применяющейся в том числе на автомобилях 
малого и среднего классов.

Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного 
стандарта высшего образования последнего поколения.

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, 

обучающихся по специальности 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические 
комплексы». Также он может быть полезен студентам, обучающимся 
по специальности 14.06.07 «Электрооборудование автомобилей 
и тракторов» направления подготовки 14.06.00 «Электротехника, электромеханика 
и электротехнологии», преподавателям, специалистам автотранспортных 
предприятий и автолюбителям.

УДК 621.3(075.8)

ББК 32.85я73

А в т о р:

Набоких В.А., кандидат технических наук, профессор

Р е ц е н з е н т ы:

Малеев Р.А., кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильная 
электроника» Московского государственного машиностроительного 
университета (МАМИ);

Фещенко А.И., кандидат технических наук, профессор кафедры «Электротехника 
и электрооборудование автомобилей» Московского автомобильно-
дорожного государственного технического университета (МАДИ)

ISBN 978-5-16-018432-6 (print)
ISBN 978-5-16-105169-6 (online)
© Набоких В.А., 2017

Введение

Системы электроники и автоматики, используемые в автомобилях, 
во многом определяют экологию окружающей среды, экономию 
топлива, безопасность дорожного движения и повышение 
управляемости и комфортабельности автомобилей, поэтому они 
являются наиболее важным и приоритетным направлением совершенствования 
автомобилей.
Намечается тенденция к широкому применению в автомобилях 
персональных компьютеров, обеспечивающих связь через Интернет, 
что позволяет выполнять распорядительные и финансовые 
функции во время поездок.
На перспективных и концептуальных автомобилях в настоящее 
время широко применяются двигатели внутреннего сгорания 
(ДВС), работающие на альтернативных топливах (аммиак, водород, 
спирты, синтетические топлива, сжиженный и сжатый газы). Экспериментально 
исследуются возможности топливных элементов 
(электротехнических устройств, непосредственно преобразующих 
химическую энергию топлива в электрическую энергию). Для обеспечения 
надлежащего качества автомобильных электронных изделий 
и систем (АЭ) применяются новые материалы и технологии 
производства.
Многие фирмы работают над созданием и внедрением автомобилей 
с комбинированными силовыми установками (гибридами), 
обеспечивающими совместную работу ДВС и силовых тяговых 
электроприводов, источников энергии, способных запасать электроэнергию 
за счет энергии торможения автомобиля в молекулярных 
накопителях энергии (супер-конденсаторах) и маховиках.
К основным целям испытаний изделий АЭ относятся:
 
• экспериментальное подтверждение теоретических гипотез, расчетов, 
показателей качества и надежности автоэлектроники при 
работе в условиях, близких к эксплуатационным режимам;
 
• контроль условий производства, требований конструкторской 
и технологической технической документации и соблюдения 
технологической дисциплины;
 
• устранение дефектов, выявленных в процессе производства 
и эксплуатации;

• обнаружение скрытых дефектов материалов и комплектующих 
изделий, не обнаруженных при существующих методах технического 
контроля;
 
• обнаружение отклонений от конструкции или технологии;
 
• определение резервов повышения качества и надежности разрабатываемого 
или модернизируемого изделия.
Результаты испытаний в виде количественных показателей качества 
и надежности изделий и систем АЭ позволяют выявить 
в процессе производства конкретные отступления от технологической 
или конструкторской документации и конкретных виновников 
снижения требуемого уровня качества, разработать мероприятия 
по совершенствованию методов и средств технического 
контроля продукции или технологического процесса и производ-
ственного оборудования. Для повышения качества и надежности 
производимой продукции разрабатывают специальные методы, ре-
жимы и средства испытаний для выявления скрытых дефектов. 
Такие испытания называют тренировками, например, термото-
ковая тренировка, электротренировка, тренировка термоциклами. 
Режимы тренировок выбирают таким образом, чтобы не вырабаты-
вался ресурс испытываемых образцов изделий или систем, но при 
этом воспроизводились отказы, характерные для начала эксплуа-
тации в процессе освоения новых изделий.
Качество изделий и систем АЭ определяется показателями или 
критериями качества. К показателям качества относятся параметры 
изделий, их габаритные размеры, масса, стоимость, надежность, 
что, в свою очередь, определяется совокупностью конструктивных, 
схемотехнических, технологических и эксплуатационных факторов. 
Следовательно, под качеством понимается степень совершенство-
вания изделий в соответствии с требованиями потребителя и воз-
можностями производителя. Важнейшим показателем качества яв-
ляется конкурентная способность изделий и систем АЭ, что опре-
деляется темпами разработки и совершенствования конструкции, 
технологией производства, надежностью, способностью к самоди-
агностике и приспособляемостью к внешней диагностике в про-
цессе эксплуатации.
Для обеспечения конкурентной способности и выполнения по-
стоянно растущих требований к безопасности дорожного дви-
жения, снижению токсичности отработавших газов ДВС и повы-
шению комфортабельности автомобилей широко внедряются про-
грессивные изделия электронной техники (ИЭТ) с высокой 
степенью интеграции (микропроцессорная техника и планарные 
технологии). Большое влияние на развитие конструкций АЭ оказы-

вают международные нормы, разработанные в рамках Европейской 
Экономической Комиссии при ООН по безопасности и токсич-
ности «Евро-3, 4, 5 и 6».
Под испытаниями понимают экспериментальное определение 
количественных и качественных характеристик и свойств объекта 
испытаний при его функционировании в процессе воздействия 
на него внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, 
а также при моделировании объекта и внешних дестабилизиру-
ющих воздействий. Основное назначение испытаний заключается 
в получении эмпирических данных для проектирования изделия 
или системы, установлении соответствия изделия проектным тре-
бованиям, определении предельного состояния изделия и контроле 
условий производства и соблюдения технологической дисциплины.
Под техническим контролем понимают проверку соответствия 
объекта производства установленным техническим требованиям 
и контроль качества его количественных и качественных характе-
ристик.
Любой контроль сводится к получению первичной информации, 
а также вторичной информации в виде сопоставления первичной 
информации с установленными требованиями, нормами или кри-
териями.
Объектом технического контроля являются продукция или тех-
нологический процесс ее изготовления. На стадии разработки из-
делий и систем АЭ под техническим контролем понимают проверку 
соответствия опытного образца техническому заданию, а конструк-
торской и технологической документации — правилам оформления 
по единой системе контроля документации (ЕСКД). Контроль 
на этапе производства называют производственным, а на этапе экс-
плуатации — эксплуатационным.
Производственный контроль охватывает качество, комплект-
ность, маркировку, упаковку изготавливаемых изделий и систем 
АЭ, количество предъявляемой продукции и состояние производ-
ственных процессов.
Эксплуатационный контроль заключается в проверке соблю-
дения правил и требований эксплуатационной документации.
Указанные выше назначения испытаний изделий и систем АЭ 
зависят от вида изделия, его целевого назначения, места установки 
на транспортном средстве и условий эксплуатации.
Результаты испытаний используются в системе качества завода-
производителя, которая является неотъемлемой частью общей 
системы управления научной, производственной и хозяйственной 
деятельностью любого предприятия.

Системы качества (СК) предназначены для решения следующих 
основных задач:
 
• достижения и поддержания требуемого потребительским рынком 
качества продукции на мировом уровне при оптимальных за-
тратах на разработку и производство изделий и систем АЭ;
 
• обеспечения уверенности производителя в том, что требуемое 
качество изделий и систем будет достигнуто и станет поддержи-
ваться на заданном уровне;
 
• обеспечения потребителя изделий и систем АЭ уверенностью 
в том, что требования к разрабатываемой продукции, рабочей 
конструкторской и технологической документации на изготавливаемую 
продукцию будут достигнуты и станут поддерживаться 
на заданном уровне.
При создании СК используют следующие основные принципы:
 
• приоритет требований потребителя, которые реализуются 
и будут полностью реализованы при разработке, изготовлении 
и обеспечении эксплуатации изделий и систем АЭ;
 
• предупреждение проблем снижения уровня качества, а не выявление 
их после возникновения;
 
• комплексное решение задач по обеспечению, управлению и повышению 
качества продукции, технологических процессов и материалов 
на каждой стадии жизненного цикла изделия за счет 
осуществления взаимосвязанных организационно-технических 
мероприятий;
 
• применение экономических методов обеспечения качества с систематическими 
учетом и анализом затрат на качество, оценкой 
экономической эффективности функционирования элементов 
СК и системы в целом;
 
• обеспечение СК необходимыми людскими, материально-техни-
ческими и информационными ресурсами;
 
• ответственность и самоконтроль персонала за качество про-
дукции на каждом этапе работы в сочетании с материальным 
и моральным стимулированием.
Следует отметить, что создание СК производства отвечает ме-
ждународным стандартам ИСО 9000, на базе которых в Российской 
Федерации в дополнение к ГОСТ 40.001–95 «Правила по прове-
дению сертификации систем качества в Российской Федерации» 
принят ряд государственных стандартов, например, ГОСТ Р ИСО 
9003–96 «Системы качества. Модель обеспечения качества при 
контроле и испытаниях готовой продукции».
Предприятия — производители изделий и систем АЭ сертифи-
цируют свои СК на соответствие стандартам ИСО серии 9000, аме-

риканским стандартам QS-9000 и европейским стандартам VDA 
6.1, адаптированным к автомобильной промышленности. Следует 
иметь в виду, что стандарты QS-9000 и VDA 6.1 имеют трехуров-
невую структуру требований к СК, а на первом уровне их неотъем-
лемой и основной частью являются стандарты ИСО серии 9000. 
Информацию, требуемую для управления качеством выпускаемой 
продукции, получают в результате испытаний изделий в течение 
всего их жизненного цикла.
В учебнике предпринята попытка систематизации информации 
испытаний элементов и систем электроники и автоматики, в том 
числе:
 
• датчиков электронных систем управления;
 
• исполнительных механизмов электронных систем управления;
 
• электронных систем управления бензиновыми и дизельными 
ДВС;
 
• электронных систем обеспечения безопасности водителя и пас-
сажиров;
 
• электронных систем информации о работе агрегатов транс-
портного средства и условиях дорожного движения, в том числе 
о маршруте движения в городе и на междугородных трассах;
 
• электронных систем климат-контроля и обеспечения ком-
фортных условий обитания в автомобилях;
 
• систем связи электронных систем автомобилей с помощью 
мультиплексных сетей и бортовой диагностики.
Учебник даст студентам и специалистам информацию по испы-
таниям электронных систем автомобилей последних выпусков или 
эксплуатируемых в настоящее время на дорогах Российской Феде-
рации.

Глава 1 
ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ  
АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ  
ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ  
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Системы электроники и автоматики, используемые в автомо-
билях, во многом определяют состояние окружающей среды, 
влияют на экономию топлива, безопасность дорожного движения 
и управляемость и комфортабельность автомобилей, поэтому их 
совершенствование является наиболее важным и приоритетным 
направлением автомобилестроения.
К электронным и автоматическим системам, обеспечивающим 
безопасность дорожного движения, относят:
 
• электронные системы регулировки фар ближнего и дальнего 
света при изменении траектории движения автомобиля;
 
• антиблокировочные и противобуксовочные системы тормозов 
с электронным управлением;
 
• системы блокировки передних и задних дверей, подушки без-
опасности с электронным управлением;
 
• электромеханические усилители руля с электронным управ-
лением;
 
• комплексные системы безопасности водителя и пассажиров при 
возникновении дорожно-транспортных происшествий (ДТП);
 
• спидостат (автоматическая система поддержания постоянной 
скорости движения автомобиля);
 
• электронные системы управления стеклоочистителями и сте-
клоомывателями переднего и заднего стекол, фароочистителями 
и фароомывателями, устройствами обдува и обогрева ветрового 
стекла, обогрева заднего стекла и сидений водителя и пасса-
жиров, противоугонными системами.
К системам, влияющим на экологические показатели и эко-
номию топлива автомобилей, относят:
 
• электронные системы автоматического управления (ЭСАУ) то-
пливоподачей и переключением передач;

• информационные системы (контрольно-измерительные при-
боры, щитки приборов, электронные щитки приборов), встро-
енные и выносные системы диагностирования автомобиля 
и электрооборудования в процессе эксплуатации.
К системам, обеспечивающим комфортные условия в транс-
портном средстве, относят:
 
• системы климат-контроля, отопители и вентиляторы, кондици-
онеры;
 
• маршрутные компьютеры и компьютизаторы;
 
• спутниковые микропроцессорные системы круиз-контроля.
В настоящее время имеет место тенденция широкого приме-
нения на автомобилях персональных компьютеров, обеспечи-
вающих связь через Интернет для выполнения распорядительных 
и финансовых функций во время поездок. Широко применяются:
 
• ДВС, работающие на альтернативных топливах: аммиаке, водороде, 
спирте, синтетических топливах, сжиженном и сжатом 
газах;
 
• новые материалы и технологии производства изделий АЭ;
 
• топливные элементы (электротехнические устройства, непосредственно 
преобразующие химическую энергию в электрическую 
энергию).
Многие фирмы работают над созданием и внедрением автомобилей 
с комбинированными силовыми установками (гибриды), 
обеспечивающими совместную работу двигателя внутреннего сгорания 
и силового тягового электропривода колес, источников 
энергии, способных запасать электроэнергию за счет энергии торможения 
автомобиля в молекулярных накопителях энергии (супер-
конденсаторы) и маховиках.
Классификация электронных и автоматических систем автомобилей, 
их основные функции, датчики и исполнительные устройства 
по обеспечению их экономических и экологических показателей 
приведена в табл. 1.1. В данную таблицу также сведены электронные 
и автоматические системы, обеспечивающие безопасность дорожного 
движения и комфорт в салоне автомобиля.
Увеличение функциональных возможностей электронных и автоматических 
систем транспортных средств, особенно автомо-
билей, привело к широкому использованию датчиков для изме-
рения различных параметров окружающей среды, например, в са-
лоне автомобиля, а также определения параметров дорожного 
движения и безопасности водителей и пассажиров, для обеспе-
чения защиты окружающей среды от отработавших газов (ОГ) 
ДВС.

Таблица 1.1

Классификация электронных и автоматических систем управления, влияющих на экологические,  
экономические показатели двигателя и на безопасность дорожного движения автомобиля

Электронная система 
управления
Функции системы  
управления
Исполнительные устройства 
ЭСАУ
Датчики ЭСАУ

Электронные и автоматические системы снижения токсичности ОГ и улучшения экономичности автомобиля

Комплексная система 
управления ДВС (бен-
зиновым, газовым или 
дизельным) и транс-
миссией автомобиля

Выбор оптимальной цик-
ловой подачи топлива 
(бензина, газового или ди-
зельного топлива); выбор 
момента впрыскивания 
бензина, газа или дизель-
ного топлива

Электромагнитные форсунки; 
регулятор подачи дополнитель-
ного воздуха на всасывании; 
электробензонасос; адсорбер; 
топливный насос высокого  
давления дизельного ДВС;  
топливные форсунки с электро-
приводом и с пьезоприводом;
нейтрализатор ОГ

Датчик частоты вращения 
коленчатого вала; датчик на-
чала отсчета; датчик частоты 
вращения распределитель-
ного вала; датчик темпера-
туры воздуха на всасывании 
и охлаждающей жидкости; 
датчик состава смеси 
(лямбда-зонд)

Комплексная система 
управления комбини-
рованной силовой 
установки (гибрид- 
ной), в том числе  
инвертором КЭУ

Выбор режима работы МГ1 
и МГ2 для обеспечения 
тягового режима работы 
и зарядки ВВБ; контроль 
состояния элементов 
системы

Контактор распределения 
энергии; селектор управления;
главное реле; насос системы 
охлаждения инвертора с элек-
троприводом

Датчик положения распреде-
лительного вала ДВС; датчик 
положения коленчатого вала;
датчик скорости автомобиля;
выключатель стоп-сигнала;
датчик положения селектора 
управления режимом пар-
ковки; выключатель блоки-
ровки температуры МГ2; 
датчик частоты вращения 
ротора МГ2;