Автомобильная электроника – Автомобильная электроника своими руками

Компьютеры на колесах: Автомобильная электроника

«Сейчас мы будем учить вас самому интересному, — сказала очаровательная девушка-инструктор из школы водительского мастерства BMW в Зальцбурге, — прохождению поворотов в заносе. Только не забудьте нажать кнопку отключения системы динамического контроля курсовой устойчивости, иначе у вас ничего не получится, электроника не даст проехать поворот как надо».

1. Система контроля за давлением в шинах 2. Регулировка положения кузова с пневмоприводом 3. Динамическая система контроля управления 4. Электронная регулировка жесткости амортизаторов 5. Электронный стояночный тормоз 6. Цифровая электроника управления двигателем 7. Активный круиз-контроль 8. Система динамической стабилизации 9. Система переключения передач, расположенная на руле

Эволюция автомобильной электроники

Закон Мура: память в автомобилях

Садясь за руль современного автомобиля, большинство водителей даже не представляют, насколько их ощущения от вождения не соответствуют действительности. Вы давите на газ и ощущаете приятное сопротивление педали, вращаете руль — и чувствуете, как проворачиваете колеса, давите на тормоз — и кажется, что именно ваша нога продавливает тормозную жидкость к суппортам, сдавливающим тормозные диски. Однако вы заблуждаетесь — в новейших автомобилях все это делают сервомоторы, управляемые электроникой, а кажущееся сопротивление в руле, рычагах и педалях создают другие сервомоторы. С заносом сражается не мастерство водителя, а специальные компьютерные системы. Они же управляют двигателем, следят за стеклоочистителями, воздухом и температурой в салоне, сцеплением с дорогой, расходом горючего и так далее. Насколько современный автомобиль стал компьютером? Доктор Клаус Бенглер, возглавляющий в компании BMW отдел взаимодействия человека и автомобиля, немного приоткрыл завесу тайны над этой проблемой.

Автомобильный закон Мура

Уже сейчас до 40% стоимости современного автомобиля определяется электронными компонентами и программным обеспечением. 90% всех нововведений, появляющихся в вашем автомобиле, связаны именно с электронными системами. При создании электронных систем нового автомобиля от 50% до 70% расходов приходится на программное обеспечение. В современных машинах премиум-класса можно насчитать до 70 процессоров, объединенных пятью системными шинами. И процесс развивается лавинообразно.

Как заметил доктор Бенглер, на автомобили целиком распространяется знаменитый закон, впервые высказанный основателем компании Intel Гордоном Муром: вычислительная мощность удваивается каждые 18 месяцев. Каждые четыре года оперативная память вашего компьютера увеличивается примерно в десять раз. То же самое происходит и с автомобилем! Единственная разница состоит в том, что автомобили опаздывают от компьютеров примерно на семь лет. Вы только что купили себе домашнюю систему с четвертым Пентиумом? Будьте уверены, через семь лет ваш новый BMW будет с легкостью обсчитывать те же задачи. По существу, современный автомобиль — это тот же компьютер, только на колесах, заметил Бенглер.

О чем думает автомобиль

С компьютерами все ясно — каждая новая версия Doom требует полной замены системы. А автомобилям это зачем? Сначала владельцам авто разонравилось копаться во внутренностях машины, и всю диагностику взяли на себя компьютерные системы. Сегодня автовладелец должен только заливать в машину бензин, масло и стеклоомыватель. В случае неисправности автомобиль сам сообщит вам об этом и подскажет, можно ли самостоятельно доехать до сервиса или пора вызывать эвакуатор. Потом выросли мощность и скорость: в середине прошлого века безопасно управлять на скоростях в 150−200 километров в час могли только профессиональные гонщики, а сейчас это доступно даже старушке-пенсионерке. Вернее, она лишь крутит руль и давит на педаль газа, все остальное делают бортовые компьютеры.

А аварийно-спасательные системы автомобиля в случае аварии будут активно бороться за ее жизнь.

Помимо этих жизненно необходимых систем автомобили стали обзаводиться… как бы помягче сказать? — аксессуарами: вентиляцией и сервоприводами сидений, адаптивными системами освещения салона, телевизорами, игровыми приставками, массажерами и т. д. В итоге количество дисплеев и управляющих клавиш вплотную приблизилось к оборудованию пилотской кабины. Лучшие умы в автомобильных исследовательских центрах брошены как раз на решение этой проблемы — уже сейчас в разных машинах появились джойстикоподобные системы навигации по информационным дисплеям. Пример — I-Drive у BMW. На стадии испытания находятся системы, способные распознавать жесты, направление взгляда и даже эмоции водителя. Если, например, вам не нравится, как ведет себя ваша машина, вы сможете на нее закричать и замахать руками. Она исправится. И извинится приятным женским голосом. Я сам это пробовал. Пока, правда, ругаться придется на немецком.

Без Microsoft не обошлось

В большинстве дорогих автомобилей, не поверите, стоит всем хорошо знакомая операционная система Microsoft Windows — правда, специальная автомобильная версия. Однако не беспокойтесь, ей доверяют исключительно мультимедийные функции, интернет и иногда системы навигации. Так что если в вашем автомобиле вдруг перестала играть музыка, не спешите сразу же ехать в сервис-центр, сначала попробуйте просто заглушить двигатель и вновь завести его — вполне возможно, это был просто программный сбой. А вот жизненно важные функции — управление двигателем, тормозами, рулевым управлением, системами безопасности — обслуживают специализированные отказоустойчивые операционные системы реального времени. Это невидимые герои — их названия мало кому знакомы, но именно они несут ответственность за вашу жизнь.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика»
(№3, Март 2005).

www.popmech.ru

Электроника в автомобиле

Электроника в автомобиле

  Сегодня никого уже не удивишь обилием
электроники в автомобиле, особенно высокого класса — в «Линкольне»
модели Mark VIII только микропроцессоров больше, чем на ином
современном истребителе. Рынок автомобильной электроники является
одним из четырех наиболее быстрорастущих секторов электронной
промышленности (после телекоммуникационного, компьютерного и
промышленного оборудования), которая, в свою очередь, является
наиболее быстрорастущей — в среднем 8…10% в год — крупнейшей
отраслью мировой промышленности. Причем основная доля стоимости
электронных устройств за рубежом приходится не на сервисные
устройства (магнитолы, охранная сигнализация и т. п.), а на средства
управления собственно системами автомобиля и обеспечения безопасности.

  Их доля в стоимости современного
автомобиля пока также возрастает, достигая сейчас в среднем
10…15%, хотя аналитики и предсказывают ее стабилизацию в ближайшем
будущем на уровне примерно 20…25%. Учитывая, однако, непрерывное
снижение удельной стоимости электронных устройств (в пересчете на
одну функцию), нельзя сомневаться в том, что число функций,
выполняемых электронными устройствами в автомобиле, и их
разнообразие будут неуклонно расширяться и далее, по крайней мере,
до тех пор, пока потребитель будет в состоянии ими воспользоваться.

  Благодаря постепенному восстановлению
связей между российской и мировой экономикой дисбаланс цен между
электроникой и прочей машиностроительной продукцией, существовавший в советские времена, уходит в прошлое. Вместе с этим необходимость одновременного повышения экономичности, экологичности и улучшения ходовых качеств автомобилей становится актуальной и для отечественных автозаводов.

  Во-первых, это связано с тем, что экспорт
морально устаревшей продукции в развитые страны становится
практически невозможен, даже по заниженным ценам, а предприятия
нуждаются в твердой валюте для оплаты импортируемых комплектующих.
Вовторых, в последнее время в нашей стране были приняты и вскоре
должны быть введены в действие соответствующие мировой практике более жесткие нормативы на допустимые уровни загрязнения воздуха и безопасность автомобилей, что приблизит нас к условиям, сложившимся на мировом автомобильном рынке. В этой связи обращение к опыту мировой автопромышленности выглядит совершенно естественным и оправданным. У нас сейчас ВАЗ комплектует системами электронного управления впрыском и зажиганием более 40% выпускаемых автомобилей.

  В настоящее время наиболее важным и
экономически оправданным является широкое внедрение электронных
систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость
эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения
безопасности — как активной (АБС — антиблокировочная система
(AntiBlocking System), АПС — антипробуксовочная система )так и
пассивной (подушки безопасности). Кроме этого, разработаны и уже
находят применение другие электронные системы — управления
подвеской, навигационные, парковочные и т. д., но они пока скорее
роскошь, чем необходимость.

  Долгое время единственным электронным
узлом в автомобиле, кроме радиоприемника, была система зажигания.
Классическая искровая система зажигания была впервые предложена
Филиппом Лебоном в 1801 г., а первое промышленное применение она
нашла на газовом двигателе Ленуара в 1860-1864 гг. Однако из-за
низкого уровня электротехники того времени искровое зажигание
работало ненадежно. Поэтому до 90-х годов прошлого века большинство
двигателей внутреннего сгорания строили с использованием калильного
зажигания (сильно нагретого тела в камере сгорания).

  Ситуация изменилась с созданием Робертом
Бошем вполне надежного и компактного магнето. Далее, в 10-х годах
нашего века благодаря совершенствованию конструкции запальной свечи,
катушки зажигания и подбору материалов контактов удалось добиться
удовлетворительной работы и от батарейной системы зажигания. Тем не
менее она, особенно контакты, все равно оставалась одной из наиболее
ненадежных и требующих ухода частей автомобиля. Нужны были
принципиально иные решения.

  Первые электронные системы зажигания были
созданы в 1940-х годах на основе газонаполненных тиратронов, однако
широкого применения не нашли из-за громоздкости и хрупкости
конструкции. Массовое применение транзисторные системы зажигания —
сначала контактные, затем бесконтактные — нашли в начале 1960-х
годов, когда General Motors Corp. (GMC) стала оснащать ими свои
серийные автомобили. Дальнейшее распространение электронных
систем зажигания общеизвестно. Отдельный интерес представляет
система с высокочастотным разрядом Direct Ignition (SAAB),
заимствованная у реактивных двигателей. При ее создании использованы
те обстоятельства, что напряжение пробоя для высокочастотного
(80…200 кГц) напряжения оказывается раза в два-три меньше, чем для
низкочастотного, и вместо тонкой нитевидной искры получается
шарообразный разряд с существенно большей поверхностью.

  Понижение напряжения делает систему менее
чувствительной к замасливанию и нагару на свечах, а шарообразная
форма искрового разряда ускоряет воспламенение и повышает надежность
поджигания бедных смесей. Однако конструктивная сложность и более
высокая стоимость этой системы, а также то, что она генерирует
обильные радиопомехи, привели к снятию ее с производства после
внедрения систем распределенного впрыска с электронным
управлением(Условия работы свечей и системы зажигания в целом на
таких двигателях много легче, чем на карбюраторных) .

  Вопреки распространенному мнению, впрыск
топлива также не является новым изобретением. Более того,
первоначально почти во всех двигателях внутреннего сгорания,
работавших на жидком топливе, была использована именно система
впрыска. Однако вскоре стало ясно, что она требует довольно сложного
механизма регулирования количества впрыскиваемого топлива и
топливных насосов-дозаторов, изготовленных с высокой точностью. В
начале века это обходилось очень дорого, при разумной же цене не
обеспечивало необходимой надежности и стабильности характеристик. Поэтому после изобретения Донатом Банки простого и дешевого распылительного карбюратора о системах впрыска в
автомобилестроении почти забыли. Они остались только в дизельных
двигателях, повышенная себестоимость которых, кстати, во многом
обязана дороговизне аппаратуры непосредственного впрыска высокого
давления. Механические устройства управления впрыском из-за их
высокой цены на массовых автомобилях почти не применяли. Первые
системы с электрическим управлением были созданы еще в 1939 г. (Moto
Guzzi, Италия), но так и остались технической экзотикой.

  В 1957 г. фирма Chrysler представила
автомобильную электронную систему управления впрыском топлива,
выполненную на вакуумных лампах, также не нашедшую широкого
применения из-за дороговизны. Большее распространение в начале
1970-х годов получили транзисторные системы, примененные на немецких
(Volkswagen, 1967) и японских (Nissan, 1971) автомобилях,
экспортируемых в США. На рубеже 70-х и 80-х годов в Японии, США и
несколько позже в Германии начали внедрять комплексные микропроцессорные системы управления.

  Карбюратору присущи многие недостатки:
нестабильность регулировок, особенно при смене температуры и сорта
топлива; неравномерное распределение топлива по цилиндрам; низкая
точность работы при малых нагрузках, вынуждающая настраивать
карбюраторы таким образом, что на холостом ходу и малой нагрузке
горючая смесь оказывается излишне обогащенной. Кроме того,
карбюратор увеличивает сопротивление всасыванию воздуха. Из-за
наличия поплавковой камеры работа карбюратора ухудшается в условиях
сильной тряски, ускорений на поворотах и при наклонах До поры до времени эти
недостатки применительно к массовым автомобилям были вполне
скомпенсированы простотой и дешевизной карбюраторов. Тем не менее в
дорогих автомобилях, а также в поршневой авиации уже с конца 30-х
годов наметился возврат к использованию систем впрыска топлива с
механическим управлением. Они были весьма сложны и дороги, но
позволяли повысить экономичность и стабильность работы двигателей.

  Однако по мере ужесточения требований к
экологической чистоте выхлопа и упрощению обслуживания массового
автомобиля, обеспечить их выполнение совершенствованием карбюраторов
оказалось уже практически невозможным(Типовым требованием на рынке
США является необходимость в первом ТО двигателя и трансмиссии не
ранее, чем через 80…100 тыс. миль пробега). Сущность проблемы
состоит в том, что, если горючая смесь бедна, она плохо поджигается,
неустойчиво горит, склонна к детонации и при сгорании дает много
окислов азота NOx. Попав в атмосферу и соединясь с водой,
эти окислы образуют азотную и азотистую кислоты. Если же топлива в смеси оказывается
больше, чем может быть сожжено в имеющемся количестве кислорода, то
неполное сгорание топлива приводит к выбросам углеводородов
CmHn, угарного газа CO, бензапиренов,
альдегидов, а при еще большем избытке топлива — и весьма
канцерогенной копоти (дыма). При сильном нарушении соотношения между
количествами воздуха и топлива топливовоздушная смесь вообще
перестает воспламеняться, что, без сомнения, знакомо многим
автомобилистам. Резко — более чем в десять раз — уменьшить количество вредных выбросов можно, используя
каталитический нейтрализатор (дожигатель) выхлопных газов, однако
для его работы необходим вполне определенный состав выхлопных газов.
В частности, нейтрализатор не терпит работы на этилированном
бензине. Нарушение этих условий приводит к необратимому выходу нейтрализатора из строя.

  Тем не менее появление и быстрое
удешевление микропроцессорной техники позволило создать системы
впрыска топлива для бензиновых двигателей, во-первых, не требующие
дорогих прецизионных механических устройств, а, во-вторых,
обладающие существенно большими возможностями, нежели механические.
В результате применение электронных систем управления впрыском и
зажиганием топлива с конца 1980-х годов в развитых странах стало
экономически оправданным на автомобилях практически всех классов.

  Система впрыска с электронным управлением
(EFI — Electronic Fuel Injection) при использовании датчика
содержания кислорода в выхлопных газах (л-зонда) позволяет
обеспечить для каждого цилиндра очень стабильное (+0,5%)
соблюдение оптимального соотношения по массе подаваемого топлива и
засасываемого воздуха (1:14,65 для бензина). Это необходимо как для
обеспечения работоспособности каталитического нейтрализатора, так и
для достижения наилучшего компромисса между мощностью и
экономичностью работы двигателя. Системы впрыска топлива условно
подразделяют на три группы — с центральным впрыском, когда
распылительная форсунка одна на весь впускной коллектор( Иногда ее
приходится дополнять второй — пусковой форсункой, работающей при
холодном двигателе и отключающейся по мере прогрева) , с
распределенным (многоточечным) впрыском, если форсунки установлены
во всасывающих патрубках каждого цилиндра вблизи от впускных
клапанов, и с прямым (непосредственным) впрыском, когда форсунка
смонтирована непосредственно в стенке или головке цилиндра и подает
топливо непосредственно в цилиндр в такте сжатия, когда клапаны уже закрыты. В первых двух случаях давление топлива при его подаче не превышает 4…10 кГ/см2 , тогда как при
непосредственном впрыске в дизеле оно может достигать 600, а в
бензиновом двигателе — 50 кГ/см2.

  Самая дешевая система — с центральным
впрыском — фактически дает только два существенных преимущества —
вибростойкость и отсутствие необходимости в частой регулировке.
Наилучшее отношение цена/качество в настоящее время обеспечивают
системы распределенного впрыска во впускные патрубки (рис. 1).
Системы непосредственного впрыска в бензиновых двигателях пока
оправданы только в двигателях с наддувом, так как они позволяют
исключить вынос топливовоздушной смеси в выхлопной коллектор при
широких фазах газораспределения и абсолютном давлении наддува более 1,5 кГ/см2.

  Различают также системы непрерывного и
импульсного (периодического) впрыска. В системах непрерывного
впрыска форсунка работает постоянно, меняется лишь ее
производительность, в импульсных — впрыск топлива производится
порциями в определенные моменты. Непрерывный впрыск имеет много
недостатков и в настоящее время применительно к автомобильным
двигателям его считают устаревшим.

  Применение распределенного впрыска дает и
другие преимущества перед использованием карбюраторов. Вопервых, это
возможность обеспечения высокой стабильности состава горючей смеси в
широких пределах температуры и нагрузок двигателя, причем
практически независимо от вязкости топлива (пропускная способность
жиклеров карбюратора сильно зависит от вязкости топлива). Во-вторых,
использование многоточечного впрыска (особенно непосредственного)
позволяет не только обеспечить равномерное распределение топлива по
цилиндрам, но и исключить необходимость подогревания всасываемого
воздуха и впускного коллектора. Более того, испаряющееся топливо,
наоборот, охлаждает всасываемый воздух и цилиндры двигателя. В
результате плотность всасываемого воздуха оказывается на 7…10%
больше (С той же целью — снижения температуры воздуха — даже на
дешевых автомобилях со впрыском стараются засасывать воздух не из
моторного отсека, где он горячий, а непосредственно «с улицы»,
предусматривая для этого в случае необходимости дополнительные
воздухозаборники (Opel «Cadett»). Увеличение плотности воздуха, а значит,
количества кислорода, поступающего в цилиндры, позволяет сжигать
больше топлива и получить большую мощность. Понижение температуры
всасываемого воздуха позволяет повысить степень сжатия, что улучшает экономичность двигателя.

  Исключение карбюратора уменьшает
сопротивление всасываемому воздуху, давая возможность использования
резонансного впуска, что также способствует повышению мощности.
Приближение форсунки к цилиндру в системах распределенного впрыска
предотвращает выпадение конденсата топлива. Это облегчает запуск
двигателя, уменьшает образование нагара на свечах зажигания и
смывание масла со стенок цилиндров.

  Отсутствие конденсации топлива
увеличивает устойчивость работы и крутящий момент двигателя,
особенно на малых и средних оборотах, где он наиболее нужен. Если
прибавка максимальной мощности при переводе двигателя на впрыск
топлива обычно равна примерно 10%, то повышение крутящего момента на
малых и средних оборотах может достигать 15…20%. Конечно, подобного повышения
ходовых качеств автомобиля можно достичь и «в лоб», увеличив рабочий
объем двигателя примерно на 20…30%, однако при этом ухудшится
экономичность, увеличатся масса и габариты двигателя, а значит, и
автомобиля в целом, возрастут эксплуатационные расходы.

  Использование систем распределенного
впрыска предоставляет еще одну возможность снижения расхода топлива
— отключение подачи топлива в часть цилиндров с тем, чтобы в большей
степени загрузить остальные. Целесообразность такого решения
обусловлена тем, что при малой нагрузке КПД двигателя внутреннего
сгорания резко снижается не только за счет механических потерь, но и
за счет неоптимальности рабочего цикла. Возрастание КПД нагруженных
цилиндров с лихвой компенсирует механические потери в выключенных
цилиндрах, поэтому экономичность на малых нагрузках удается повысить
на 25…30%, особенно на многоцилиндровых двигателях.

  Подобный прием — поочередный пропуск
циклов впрыска — также широко используют на многоцилиндровых
японских и американских автомобилях. Существует и еще одно
применение способа пропуска циклов — охлаждение «отключенных»
цилиндров засасываемым воздухом, позволяющее сохранить
работоспособность двигателя и доехать до места назначения даже после
полной потери охлаждающей жидкости (двигатель GMC North Star и др.).

  Применение электроники обеспечивает
оптимальное управление не только двигателем, но и ходовой частью
автомобиля. Во-первых, это хорошо известные антиблокировочные
системы, позволяющие в большинстве случаев сохранить управляемость
машины при экстренном торможении, одновременно обеспечивая
минимально возможную длину тормозного пути. Во-вторых, близкую к ним
функцию выполняют антипробуксовочные системы, которые стали весьма
актуальны в связи с распространением переднеприводных автомобилей, у
которых при пробуксовке или блокировке ведущих колес теряется
управляемость. Поскольку при разгоне автомобиля передние колеса
разгружаются (именно поэтому все гоночные и престижные легковые
автомобили, которые должны иметь хорошую разгонную динамику, до
настоящего времени проектируют с приводом либо на задние
(«Daimler-Benz», «BMW»), либо на все колеса («Audi A8»), для
исключения потери управляемости и предотвращения чрезмерного износа
шин весьма желательно наличие на переднеприводном автомобиле наряду
с антиблокировочной и антипробуксовочной системы.

  С помощью электронных устройств
сглаживается также антагонизм между коробками перемены передач с
автоматическим и ручным переключением. Напомним, что классическая
автоматическая коробка для обеспечения плавности переключения
нуждается в применении дорогого в изготовлении и громоздкого
гидротрансформатора, имеющего к тому же большие механические потери
(низкий КПД). Коробка же передач с ручным переключением
конструктивно гораздо проще, компактнее, дешевле и надежнее. Правда,
она менее удобна в эксплуатации.

  Комплексная система управления двигателем
и трансмиссией автоматизирует процесс переключения передач без
использования гидротрансформаторов и дополнительных муфт сцепления —
путем автоматического управления сцеплением и частотой вращения
двигателя, сохраняя при этом все эксплуатационные достоинства как
автоматических (удобство), так и ручных коробок (надежность,
дешевизна, малые потери энергии). Кроме того, электронное управление
практически исключает риск поломки из-за неправильного обращения.

  Такая трансмиссия по себестоимости
изготовления не отличается от трансмиссии с ручным управлением, а
функции управления ею, как правило, интегрируют в состав
объединенной системы управления двигателем и трансмиссией. Алгоритмы
переключения передач в последнее время часто строят адаптирующимися
к стилю езды конкретного владельца, не говоря уже о том, что всегда
предусмотрены на выбор несколько стандартных режимов (скоростной,
городской, экономичный и т. п.).

  Не менее важную роль в современном
автомобиле играют электронные системы повышения безопасности. Ее
принято подразделять на активную (предотвращение аварий) и пассивную
(уменьшение тяжести их последствий). Что касается активной
безопасности, то ее обеспечивают улучшением разгонной и тормозной
динамики автомобиля, а также повышением устойчивости на поворотах
максимальным увеличением ширины колеи и понижением центра тяжести
(это хорошо заметно, если сравнить силуэт отечественных и зарубежных
автомобилей сходного класса, как, например, ВАЗ-2108 и Volkswagen
«Golf III» или «Golf IV») в сочетании с электронной системой управления подвеской.

  На дорогих автомобилях иногда применяют
радиолокационную систему предотвращения лобовых столкновений и
наездов (поддержания дистанции), однако от бревна или ямы в асфальте
она не спасает. Для уменьшения вероятности наездов используют
верхние (салонные) тормозные огни, видимые на большом расстоянии.
Этого оказалось мало, и тогда была разработана система с
приемопередающим радиоканалом, автоматически включающая индикатор
при экстренном торможении или аварии впереди идущей машины. В
настоящее время эта система, получившая золотую медаль выставки
изобретений в Брюсселе, проходит доработку с последующей
стандартизацией в большинстве развитых стран.

  Разгонную динамику улучшают, в первую
очередь, внедрением систем электронного впрыска топлива и управления
трансмиссией (микропроцессор может переключать передачи гораздо
быстрее и точнее, чем человек; как следствие, разгон автомобиля
ускоряется) , а на переднеприводных автомобилях — еще и
совершенствованием состава резины и рисунка протектора колес,
тормозную — применением антиблокировочных систем, предотвращающих
чрезмерное проскальзывание колес относительно дороги, что позволяет
получить максимально возможное тормозящее усилие и в большинстве
случаев сохранить управляемость автомобиля даже при экстренном торможении.

  Определенный вклад в повышение активной
безопасности вносит рулевое сервоуправление с переменными
коэффициентом передачи и реакцией руля — для обеспечения равного
поворота колес на высокой скорости требуется больший угол поворота
руля, чем на малой. Иногда дополнительно вводят устройство,
предотвращающее срыв колес боковым усилием. Это практически
исключает риск заноса при резком повороте на большой скорости. Все
эти преимущества, правда, сохраняются лишь до тех пор, пока
сервосистема исправно работает….

  Пассивную безопасность повышают как
конструктивными мерами (увеличением хода деформации сминаемых частей
кузова при одновременном укреплении салона, заменой обычного руля
травмобезопасным), так и внедрением электронных устройств,
приводящих в действие подушки безопасности и механизм натяжения
ремней. Кстати, широкое внедрение электроники в автомобили в США
началось именно после того, как на рубеже 60-х и 70-х годов конгресс
принял закон об обязательной установке систем, блокирующих запуск
двигателя до тех пор, пока не будут зафиксированы привязные ремни на
двух передних сиденьях.

  В настоящее время, как правило,
используют комплексную систему управления ремнями и подушками
безопасности. Датчиком в ней служит одноосный (или двухосный при
использовании и боковых подушек) акселерометр, чаще всего
полупроводниковый (рис. 2), блок управления с пороговыми
устройствами и набор пиропатронов, часть из которых при срабатывании
действует на крыльчатки, подтягивающие ремни (рис. 3), а часть —
наполняет подушки безопасности. Включение пиропатронов механизма
подтяжки ремней обычно устанавливают несколько более ранним, чем
момент срабатывания подушек безопасности.

  Работа этой системы позволяет отделаться
испугом, царапинами или синяками при лобовом столкновении с
неподвижным препятствием на скорости 50 км/ч (стандарт ЕЭС), а
иногда и большей — вплоть до 80 км/ч. При скорости выше 80 км/ч
ускорение, испытываемое человеком в момент гашения энергии движения
на пути, около 0,7…1,6 м (типичное значение хода деформации кузова
и подушек современных автомобилей) становится столь велико, что он
оказывается раздавленным собственной массой даже при отсутствии
внешних повреждений.

  Говоря об электронных системах повышения
безопасности, стоит упомянуть также о несложном, но весьма полезном
устройстве контроля исправности сигнальных ламп и проводки. Принцип
его действия состоит в том, что через лампы и проводку при
включенном зажигании пропускают небольшой ток, не вызывающий
свечения ламп, но позволяющий диагностировать замыкание, обрыв
проводки и состояние лампы — в конце срока службы сопротивление нити
накала несколько возрастает, что заблаговременно служит
предупреждением водителю.

  В последнее время определенную
популярность, по крайней мере на автомобилях класса выше среднего,
начало приобретать использование электронного управления параметрами
подвески — жесткостью и коэффициентом демпфирования амортизаторов,
изменением дорожного просвета. Такую подвеску часто называют
активной, хотя на самом деле речь идет только о сравнительно
медленной адаптации параметров подвески под дорожные условия, т. е.
вернее считать ее адаптивной или полуактивной. Истинно активная
система подвески, строго говоря, должна с помощью мощной
сервосистемы отслеживать каждый ухаб и гасить толчки еще в момент их
возникновения, как это происходит на комфортабельных судах и многих
военных кораблях («успокоители» качки).

  В Европе и даже, пожалуй, в мире лидер
«подвескостроения» — фирма Сitroen, давно и успешно применяющая
наиболее совершенные — гидропневматические — подвески в сочетании с
электронным управлением их параметрами. Среди японских фирм
лидирует, похоже, Mitsubishi. Американцы, имея прекрасные дороги и
55-мильное ограничение скорости в большинстве штатов, предпочитают
более традиционные решения — увеличенные габариты и, значит, момент
инерции корпуса автомобилей в сочетании с колесами большого диаметра
и мягкими подвесками, в которых электронные системы обычно управляют
только коэффициентом демпфирования.

  Применение электронных устройств
позволило также усовершенствовать ряд традиционных устройств, в
первую очередь, электроприводы (стеклоочистителя, стеклоподъемников,
регулирования положения кресел и т. п.), осветительные и сигнальные
приборы. Традиционно в автомобильной технике используют коллекторные
электродвигатели, которым присущи три основных недостатка —
ограниченный срок службы, недостаточная надежность (склонность к
застреванию) и создание радиопомех. Эти недостатки обусловлены
применением трущихся контактов в коллекторе. Развитие электроники
привело к тому, что бесконтактные (бесщеточные, brushless) двигатели
стали конкурентоспособны по цене с традиционными, превосходя их по
надежности, технологичности производства и возможностям
регулировки.

  Широкие возможности регулирования
позволяют упростить кинематику ряда устройств, например
стеклоочистителя, где вместо механического реверсирования может быть
применено электрическое. Поэтому в настоящее время практически все
ведущие автомобилестроительные фирмы постепенно заменяют в своих
автомобилях коллекторные двигатели на бесконтактные, имеющие еще и
то преимущество, что их блоки управления могут иметь интерфейс для
непосредственного управления от микропроцессора.

  Что касается осветительных приборов, то
внедрение набирающих популярность металлогалидных газоразрядных ламп
было бы просто невозможно без использования электронных узлов
управления ими. Главными достоинствами металлогалидных ламп по
сравнению с лампами накаливания являются существенно меньшие размеры
светящей области, что позволяет уменьшить размеры рефлекторов фар с
сохранением качества фокусировки луча, добиться лучшего КПД (большей
световой отдачи при равной потребляемой мощности), стабильной
спектральной и яркостной характеристики независимо от степени
разряженности аккумулятора, а также долговечности.

  Еще одной электронной системой,
повышающей безопасность движения, является корректор положения фар,
обеспечивающий независимо от загрузки и положения кузова постоянное
освещение дороги при движении по неровным или извилистым дорогам, в
последнем случае он отслеживает поворот рулевого колеса. Кроме
этого, корректор уменьшает слепящее действие фар на водителей
встречных машин.

  Сигнальные огни на многих американских
автомобилях последнее время выполняют на основе блоков сверхярких
светодиодов. Они экономичнее, компактнее и надежнее традиционных
ламп накаливания, особенно в режиме мигания, обеспечивают большую
яркость свечения и более чистые цвета (лучше заметны днем). Яркость
свечения светодиодов проще изменять в зависимости от внешней
освещенности.

  Звуковые сигналы также не остаются без
внимания — на смену традиционным контактным электромагнитным гудкам
приходят бесконтактные электродинамические и пьезоэлектрические с
соответствующими электронными усилителями и узлами управления.

  Появление процессоров цифровой обработки
сигналов и постепенное снижение цен на эти приборы привело к
созданию систем активного подавления низкочастотного шума в салоне
автомобиля. Сущность идеи состоит в подаче в салон через
громкоговорители встроенной аудиосистемы сигналов, противофазных
шумовым. При этом шумовые сигналы взаимно компенсируются.

  На практике из-за волновых свойств звука
нужный эффект удается получить только на частоте ниже 200…300 Гц,
и снижение шума не превышает 8…15 дБ. Казалось бы, немного, но,
учитывая, что борьба с низкочастотным шумом другими способами
малоэффективна, подобная электронная система позволяет сэкономить
10…25 кг звукопоглотителя Dynamat или другого материала, отнюдь не
дешевого.

  Широкое внедрение электронного управления
при традиционном подходе приводит к резкому усложнению
электропроводки, а следовательно, увеличению трудоемкости ее
прокладки и вероятности ошибок при обслуживании в процессе
эксплуатации. Обилие проводов грозило превратить автомобиль в
«электрошкаф» на колесах. В поисках решения этой проблемы
автомобилестроители обратились к опыту авиации: одно время масса
электрокабелей достигала там 30 % веса электрооборудования самолетов
и имела тенденцию к дальнейшему увеличению.

  Проблему удалось решить путем внедрения
систем вида «общая линия с последовательной передачей», когда
большинство электронных устройств соединяют между собой параллельно
с помощью общего трехпроводного интерфейса, а обмен информацией
между ними происходит по одним и тем же проводам, но разнесен во
времени, точно так же, как это происходит в компьютерных сетях
Ethernet.

  Аналогичные решения под названием
мультиплексной проводки в начале 90-х годов стали использовать и в
автомобильной промышленности. Первоначально, как водится, была
«война стандартов», в числе которых фигурировали J1850 (SAE), CAN
(Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus и др. К настоящему
времени наибольшее признание получил стандарт CAN, совместно
разработанный фирмами Bosch и Motorola. Он обеспечивает скорость
передачи до 1 Мбит/с и позволяет использовать для передачи
информации как медные провода, так и оптоволокно.

С.Агеев
г. Москва
Радио №8, 1999




Источник: shems.h2.ru

www.qrz.ru

Автомобильная электроника Схемы Автоэлектроника Любительская Радиоэлектроника

 

Автомобильная электроника

Разнообразные электронные устройства для автомобилей, справочный  материал по электронным узлам, описание промышленных и любительских конструкций.

   Электронный блок автомобильного экономайзера —  Широкое распространение на автомобилях новых моделей находит экономайзер — устройство, отключающее подачу бензина в режиме принудительного холостого хода автомобиля. Электронный блок экономайзера относительно несложен и может быть легко изготовлен многими радиолюбителями.

    Система зажигания с новым способом воспламенения  —   Основана на новом способе воспламенения топлива, что увеличивает КПД двигателя и, как следствие, уменьшается удельный расход топлива

   Октан-корректор  Разработанный блок позволяет двигателю работать на сильно обедненной топливовоздушной смеси. При таком режиме эксплуатации наблюдается не только весьма заметная экономия топлива (может достигать 20%), но и снижение содержания СО в выхлопных газах. Последнее находится ниже предела чувствительности используемых в ГАИ газоанализаторов

   Пусковое устройство — Применение пускового устройства будет особенно полезно автолюбителям, занимающимся эксплуатацией автомобиля в зимнее время года, так как оно продлевает срок службы аккумулятора, а также позволяет без проблем заводить холодный автомобиль зимой, даже при не полностью заряженном аккумуляторе.

   Регуляторы напряжения  — Принцип работы, виды регуляторов и генераторных установок для различных типов автомобилей.

   Термокомпенсированный регулятор напряжения — Устройство по некоторым параметрам превосходит промышленные образцы. Регулятор можно использовать как универсальное устройство пригодное не только для установки на любые автомобили, но и везде, где частота вращения ротора генератора непостоянна (например, на ветряных электростанциях). Подобрав соответствующие элементы регулятора, его легко можно приспособить для работы с любыми напряжением (до 400 В) и током возбуждения (десятки ампер)

   Простой термокомпенсированный регулятор напряжения — Описанный регулятор вместе с использованием тиристорно-транзисторного блока электронного зажигания с удлиненной искрой, обеспечивающим быстрый запуск двигателя в самых различных условиях эксплуатации, позволил довести срок службы аккумуляторной батареи до девяти лет.

   Регулятор напряжения 201.3702  — Выпускается взамен регуляторов РР350, РР350А.

   Интегральные регуляторы напряжения — Я112А1, Я112В1, Я120М1, 17.3702 — схемы регуляторов сравнительно просты.

   Сигнализатор ручного тормоза — Предлагаемое устройство предназначено для подачи прерывистого звукового и светового сигнала водителю при трогании автомобиля с включенным ручным тормозом.

   Сигнализатор разрядки аккумулятора —  Устройство сигнализирует водителю, когда напряжение на аккумуляторной батарее повышено и когда оно понижено, а генератор не работает.

   Световые индикаторы напряжения — Четыре конструкции индикаторов напряжения бортовой сети автомобиля на светодиодах и АЛС324 (высвечивает «Р» — разряд, «Н» — норма, «П» — превышение)

    Автоиндикатор напряжения с одной лампой — Основу предлагаемой схемы индикатора составляет сдвоенный компаратор напряжения, собранный на микросхеме 1M358N.

    Устройство для контроля аккумуляторных батарей автомобиля — Предлагаемое устройство предназначено для оперативного контроля состояния аккумуляторных батарей автомобиля.

   Индикатор тока аккумулятора — Индикатором тока батареи снабжены далеко не все автомобили, и описанное ниже устройство позволяет простыми средствами восполнить этот пробел.

   Индикатор уровня тормозной жидкости — Установка на автомобиль индикатора уровня тормозной жидкости создает определенное удобство в эксплуатации и значительно повышает безопасность движения

   Устранение неисправностей в реле указателей поворота — Предлагаемый метод разработан для автомобилей «Жигули» и «Москвич». Однако возможно использование и на автомобилях других марок. Так, например, отдельные узлы этих устройств были применены автором этого сайта при ремонте импортных автомобилей.

  Автомобильный радиосторож   — Предлагаемое устройство предназначено для подачи  сигнала  при прикосновении к автомобилю  путём появления в громкоговорителе приемника  громкого прерывистого сигнала тревоги.

   Устойчивость охранных устройств к «электронному взлому»  — Приобретая сигнализацию покупатель задает себе естественный вопрос – легко ли подобрать «ключ» к этому электронному замку? Для того чтобы исключить возможность выключения сигнализации нежелательными лицами применяется кодирование передатчиков. Уровень секретности кодов различных сигнализаций значительно отличается.

   Универсальное охранное устройство  Это устройство является многофункциональным и может использоваться для охраны автомобиля, квартиры или гаража. При срабатывании сигнализации включается звуковой сигнал. Устройство имеет встроенный источник питания и в аварийной ситуации является энергонезависимым.

   Сигнализатор движения задним ходом  Многие автомобили  оснащены речевыми звуковыми сигнализаторами, предупреждающими пешеходов о движении  задним ходом. Нередко качество звучания  таково, что разобрать ее содержание мало кому удается. Тональный или, еще лучше, трехтональный сигнал скорее привлечет внимание пешехода.

   Катодная  защита от коррозии  Многим автолюбителям известно, что достаточно появиться небольшой царапине — и ржавчина начинает прямо-таки поглощать автомобиль. И бороться с ней весьма трудно. Метод катодной защиты от коррозии уже давно применяется на самых разнообразных объектах.

    Блок управления стеклоочистителем   Многие автомобили  имеют простой регулятор скорости работы двигателя стеклоочистителя — на два положения «быстро — медленно». Более удобен в работе  блок,  который обеспечивает непрерывную работу стеклоочистителя в течение 1…4сек., а паузу между циклами  — от О до 20 сек. 

   Охранная сигнализация  Охранный прибор имеет следующие возможности: регулируемое время задержки и времени работы сирены, звуковая и световая индикация режима работы, ограничение количества срабатываний сигнализации и другие особенности.

 

  Советы Автолюбителю Автомобильная электроника, охранные устройства, система зажигания, регуляторы напряжения и устройства контроля.

 

vicgain.sdot.ru

Автомобильная электроника


Сейчас редко можно встретить автомобиль, не оснащенный какой-либо электроникой. Водители привыкли осуществлять большинство действий в своем авто с помощью нажатия кнопки. Автоинструкторы большую часть жизни проводят за рулем, им без такого комфорта будет сложно обойтись. А скоро, утверждают разработчики, создадут такой автомобиль, в котором водителю не нужно будет смотреть за дорогой и вести управление.


Возможности автомобильной электроники


Путем нажатия кнопок он сможет запрограммировать весь процесс и заниматься своими делами. Но так ли это здорово, как нам рисуют? Насколько это практично, безопасно и выгодно? Над этими вопросами думают ученые многих стран.


В современных автомобилях можно встретить такие средства электроники, как датчики, контролирующие состояние двигателя, тормозной и смазочной системы, уровня масла, бензина, систем зажигания и охлаждения. Все показатели состояния авто можно посмотреть на дисплее бортового компьютера, который выполняет большинство задач в рамках управления автомобилем. Такие средства электроники, как управление зеркалами, подогрев сидений, система климат-контроля, аудио и видеокомплексы созданы для обеспечения комфорта водителя. Специальные парктроники помогают водителям осуществлять парковку


Система GPS навигации помогает как в ориентировании на дорогах, так и в осуществлении поиска автомобиля в случае угона.


Безопасность автомобилей под угрозой


Несмотря на все плюсы электроники, можно опасаться, что автомобиль, имеющий электронную начинку, сможет легко стать жертвой хакера.


Другими словами, автомобильная электроника — это запрограммированный компьютер. А, как известно, нет такой компьютерной программы, которую бы не смог взломать хакер.


Ему понадобится немного времени для изучения данной системы и «дело будет в шляпе». Конечно, рядовому хакеру сделать такое не по силам, но профессионалам, которые работали в данной сфере или занимались разработкой подобных программ, это большого труда не составит.


Перспективы автомобильной электроники


В течение последних лет электроника прогрессирует. Доказательство тому — авто, оснащенные подключением к сети Интернет, цифровому телевидению, оборудованные системой GPS, системой аварийного обнаружения, а также многими составляющими, которые раньше для нас были элементами фантастики. Уже давно начались активные испытания автопилотов, которые позволяют обеспечить правильную парковку и движение автомобиля без участия водителя. Также появилась информация об интеллектуальных бортовых системах, которые будут сообщать, на какой улице отсутствуют пробки и где выгоднее заправиться.


Помимо этого, в мире каждый день появляются сотни новых аудио и видео систем для автомобилей, навигационных систем связи, и, наконец, огромное количество аксессуаров и приспособлений в автомобиль.


На ближайшие годы у разработчиков в сфере автоэлектроники грандиозные планы. Будем надеяться, что все эти новшества только облегчат и обезопасят нашу жизнь.


Посмотрим видеоматериал о парктрониках:



Приятного время препровождения за рулем!


В статье использовано изображение с сайта www.3dnews.ru

spokoino.ru

Автомобильная электроника, основные ее типы

Одним из важнейших элементов автомобильного транспорта является автомобильная электроника. В машиностроение данная сфера применения электроники выполняет как основные так и вспомогательные функции. Для нее есть общие требования и стандарты, нарушение которых может привести к некорректной работе оборудования или поломке автомобиля.

Некоторые типы электроники устанавливаются на авто при его сборке, иные же может добавить сам владелец машины. При этом можно изменять и электронику от производителя на аналогичную по функциональным особенностям. Хотя многие автозаводы выпускают или заказывают электронные изделия уникальной конструкции, которые практически невозможно заменить иными.

Технология работы и монтажа стандартна, но допускаются улучшения для производительности. В таком случае при выходе из строя таких деталей их можно заменить только на заводские. Иногда такая процедура достаточно затратная, особенно если автомобиль выпущен небольшим количеством.

На данный момент существует множество разных сфер применения электроники. Каждая такая сфера предполагает определение приборов в определенный функциональный класс. К примеру, система зажигания, сигнализация и преобразователи напряжения выполняют совершенно разные задачи, но современные автомобили требуют установки каждого из этих типов. Что касается всевозможных автогаджетов, приёмников, плееров, бортовых компьютеров и GPS, то они тоже зачастую установлены по умолчанию, но езда без них вполне возможна.

Общепринятые требования для таких приборов касаются уровня их устойчивости, а не технологии работы. Любое электронное оборудование должно быть устойчивым перед вибрациями, влагой, изменением температур и работать при помехах, а так е изменении уровней питания. В то же время они должны занимать немного свободного места и быть легкими для установки и демонтажа.

Особенно все эти качества касаются системы автосигнализации, которая устанавливается для защиты транспортного средства от угона. Без данного электронного оборудования очень сложно представить любой автомобиль. Даже если машина стоит не слишком много, все равно стоит поставить сигнализацию, поскольку она создает уверенность в безопасности автомобиля.

Большинство производителей доверяют покупку систем сигнализации самим пользователям транспортного средства. Сейчас немного производителей устанавливают действительно качественные типы сигнализации. При этом уже выпускаются автомобили, которые работают на противоугонной основе. К примеру, некоторые производители подключают сигнализирующие устройства в иную электронику. Если такой автомобиль не заводиться от ключа (что очень часто происходит во время угона), то сразу же автоматически срабатывает звуковое оповещение. Некоторые сигнализации построены по типу системы с автозапуском. Они способны срабатывать в определенное время или при изменении температуры под капотом.

ladarus.ru

Автомобильная электроника

Электроника в автомобиле — это множество различных электронных систем под одной крышей с одним общим элементом — аккумуляторной батареей. В этой категории представлены схемы и разработки автомобильных устройств, а также опыт улучшений штатной электроники.






  • Машину премиум класса позволить себе могут, далеко не многие, а комфорта и тепла в непогоду хочется. В статье пойдет речь об установке подогрева передних и заднего сидений автомобиля Daewoo Lanos.


    Подробнее об установке подогрева сидений Емеля УК 2






  • В статье рассмотрена схема маломощного FM передатчика. У вас есть возможность сделать этот FM передатчик своими руками. При питании от источника 9 В радиус действия около 45 метров, а при 12 В, FM трансмиттер увеличит радиус действия до 60 метров. Следует отметить, что этот FM передатчик вряд ли получится использовать, как электронный жучок.


    Подробнее об FM трансмиттере






  • Еще в детстве, просматривая фантастические фильмы, я видел, как пилоты управляют звездолетами, лишь слегка касаясь клавиш, задавался вопросом, а как это так? Потом уже узнал, что такое сенсорные выключатели и как они работают. И вот занимаясь подсветкой салона в автомобиле, вспомнил о сенсорном управлении и решил сделать сенсорный выключатель своими руками для управления подсветкой салона.


    Читать о простом сенсорном выключателе






  • У владельцев автомобилей для гольфа, яхт, да и просто автолюбителей, которые на длительное время оставляют своих «железных коней» в гараже, довольно часто возникает проблема с контролем заряда, а вернее с саморазрядом аккумулятора.

    Как известно, аккумуляторы длительно находящиеся на хранении подвержены саморазряду, что приводит, в конечном итоге, к выходу их из строя. Представленный в данной статье индикатор низкого напряжения аккумулятора предназначен для контроля уровня заряда аккумуляторной батареи.


    Читать дальше об индикаторе саморазряда АКБ






  • Данный проект будет интересен, в первую очередь, автолюбителям, но и домашних умельцев — дизайнеров интерьера он тоже может заинтересовать.

    Многие современные автомобили, таких марок, как Mercedes, BMW и т.п. оснащены устройством плавного гашения света в салоне, так называемым, диммером. Конечно, купить готовое устройство, гораздо проще, но сделать диммер своими руками – намного интересней.


    Читать подробнее об устройстве плавного гашения света в салоне

  • imolodec.com

    все самое интересное за последнее время / Цифровой автомобиль

    Пока различные компании IT-индустрии думают и гадают, каким же будет облик и суть цифрового дома будущего, автомобиль, как наиболее привычное место обитания многих жителей нашей планеты, давным-давно обзавелся цифровым статусом. И дело здесь совсем не в типичной компьютерной системе управления бортовыми процессами или в цифровых плеерах и приемниках, которые тоже представляют собой элементы «цифрового автомобиля». За последние годы электроника шагнула так далеко, что теперь не редкость автомобили, оснащенные скоростным подключением к интернету и цифровому ТВ, оборудованные бортовой системой GPS, аварийного обнаружения и многими, многими другими компонентами, о применении которых десяток лет назад могли только мечтать фантасты. В последнее время дело доходит даже до испытаний автопилотов, позволяющих обеспечить безопасную парковку, и даже об интеллектуальных бортовых системах, чуть ли не пальчиком показывающих, на какой улице нет пробок и где дешевле заправиться бензином.

    В то же время количество любителей усовершенствовать своего железного коня, оснастить его собственноручно сделанным компьютером или уникальными электронными тюнингованными штучками также растет по экспоненте, в полном соответствии с числом автолюбителей на земном шаре.

    Вот почему уже достаточно продолжительное время на нашем сайте практикуется тщательный отбор и публикация новостей по тематике «цифрового автомобиля», вот почему критическая масса читательского интереса привела к появлению этого раздела, вот почему в дальнейшем мы планируем уделять самое пристальное внимание всем компьютерным и электронным новинкам для автомобиля.

    Взявшись за написание дайджеста основных событий в мире «цифровых автомобилей» за последнее время, мне даже представить было непросто, в какой объем информации может вылиться такой материал. Даже оставляя львиную долю событий за кадром, очень сложно определиться хотя бы со списком тематик этого обзора. Представьте себе, что ежедневно в мире появляются сотни новых автомобильных аудио, видео систем; навигационных систем устройств связи, наконец, неисчислимое множество автомобильных аксессуаров и приспособлений. Наконец, не стоит забывать, какое количество только что изобретенных революционных технологий появляется впервые именно в составе автомобильной техники, и уж только после этого внедряется в другие сферы жизнедеятельности человека.

    Из этого следует неожиданный, но вполне логичный вывод: нельзя объять необъятное и вот так, с места в карьер, охватить все интересные автомобильные тематики. Разве что со временем и обязательно с помощью наших читателей, на отзывы которых и пожелания мы очень надеемся.

    Сегодняшний дайджест — лишь первый «блин». В ваших силах превратить эти материалы в интересное и познавательное чтиво, обязательно пишите нам свои соображения на эту тему. Пока что вашему вниманию предлагается краткий обзор событий последних месяцев.

    Цифровой автомобиль будущего

    Любая технология, перерастая свой детский и юношеский периоды становления, стремится к достижению «человеческого» уровня взаимодействия с пользователем. Так было, например, с компьютерами: от тумблеров и перфокарты, отмечавших каждый бита программы, к клавиатурам, мышкам, сенсорным экранам, пультам ДУ и устройствам голосового управления; от разноцветных лампочек на пульте, диких взвизгов динамика до 3-мерных экранов и полной визуализации общения ПК с человеком.

    Цифровые автомобили будущего — по крайней мере, разрабатываемые ныне концепты таких автомобилей, движутся в направлении развития интеллекта бортовой электроники. Одним из наиболее интересных событий весенне-летнего сезона 2005 в плане развития будущего цифровых автомобилей стала представленный компанией Intel в рамках конференции IDF Spring 2005 концепция разработки технологий, которые позволят наделить электронные устройства будущего «цифровым интеллектом». Основная изюминка концепции — в создании технологий, максимально интуитивных, интеллектуальных, близких человеку.

    В рамках Форума Intel для разработчиков впервые был продемонстрирован мобильный концепт-ПК, интегрированный во внедорожник Land Rover. На этом примере было продемонстрировано, как с помощью док-станции можно запросто установить компьютер или извлечь его из автомобиля. Концептуальный мобильный ПК подключается без проводов к автомобильной аудиосистеме через звуковой адаптер с интерфейсом Bluetooth и позволяет использовать функции GPS для навигации автомобиля. Впрочем, это далеко не полный перечень возможностей концепции цифрового автомобиля Intel. Представьте себе бортовую систему, оснащенную сенсорным экраном со встроенными динамиками, не нуждающуюся в клавиатуре, хотя, вполне возможно подключение проводной или беспроводной клавиатуры по желанию пользователя. Здесь же — сменный DVD-проигрыватель, навигационная система GPS, встроенные видеокамеры для слежения за ситуацией на дороге, объемные микрофоны, полный комплект вычислительных и коммуникационных возможностей, включая поддержку беспроводных сетей.

    Слишком фантастически и нереально в наше время? Как бы не так! Подобный полнофункциональный концепт уже можно встретить на московских улицах. Уникальный проект, разработанный специалистами московского офиса Intel и компании Multimedia Club при участии компании Sony, основан на модифицированном автомобиле BMW 8 серии. Мозговым центром цифрового автомобиля стал персональный компьютер Shuttle XPC на базе процессора Intel Pentium 4 , в котором использована одна из передовых технологий – специальная система охлаждения, позволяющая существенно снизить габариты ПК и производимый им шум.




    В салоне машины установлен суперсовременный мультимедийный комплекс на основе технологии Intel Centrino для мобильных ПК. Комплекс предоставляет водителю и пассажирам широкий круг возможностей — от прослушивания музыки и просмотра видеофильмов до скоростного доступа в интернет и указания маршрута движения с помощью навигационной GPS-системы. Мультимедиа-комплекс цифрового автомобиля управляется с помощью сенсорного экрана или голосовых команд.


    В концепт-каре также установлена беспроводная точка доступа, которая позволяет связаться с «мозговым центром» автомобиля с расстояния до 50 метров. Связавшись с установленным в машине мультимедиа-комплексом при помощи ПК или ноутбука, можно обновить имеющийся в автомобиле контент. Управлять установленной в машине аппаратурой могут и пассажиры, для этого нужно лишь подключиться к бортовой мультимедиа-системе автомобиля с помощью карманного ПК или смартфона. Наконец, интегрированная Web-камера обеспечивает передачу изображения в реальном времени, что позволяет, находясь в пути, организовать видеоконференцию.


    Что интересно, бюджет превращения обычного серийного автомобиля в цифровой сопоставим с затратами на высококачественную мультимедийную инсталляцию на основе стандартных аудио- и видеокомпонентов. Таким образом, фактически уже сейчас каждый желающий при определенном усилии может стать владельцем такого цифрового дома-офиса на колесах.


    А что же дальше, какие идеи могут быть реализованы в цифровом автомобиле в ближайшие десятилетия?


    Представьте себе встроенную в автомобиль систему связи, управляемую с помощью голосовых команд через объемные микрофоны, которая сможет переводить разговор с людьми в других странах на ваш родной язык в реальном времени. Представьте себе систему навигации, предупреждающую вас приятным голосом о проблемах с дорожным трафиком и рекомендующую способы объезда пробок. Чтобы реализовать эти удобные и привлекательные возможности в новых продуктах, нужно пересмотреть как общий подход к разработке компьютерных платформ, так и отношения производителей цифровой техники с разработчиками автомобильной техники. Именно на это в ближайшие годы будут нацелены усилия многих R&D отделов компаний индустрии.

    Со своей стороны, мы обещаем, что в одном из наших будущих репортажей обязательно познакомим с подробным описанием концепт-кара на базе автомобиля BMW 8 серии и устроим нашим читателям виртуальную прогулку на этой машине.

    Интересно, что некоторые компании готовы интегрировать компьютерные системы в ваш автомобиль хоть сейчас. Так, компания VeaLink предлагает установить компьютер Media PC в автомобиль, причем экран или даже несколько экранов компьютера «вживляются» в подголовники в виде цветных сенсорных панелей. Транспортное средство получает доступ в интернет посредством сетевой карты Verizon Wireless EVDO, а скорость доступа в сеть достигает 500 Кбит/с.

    Компьютерная система поставляется в качестве компонента «фирменной» линии CarPuter, в которую входят компьютеры малого форм-фактора, сенсорные панели и большой спектр таких аксессуаров, как карта Wi-Fi, беспроводные клавиатуры, пульты ДУ для компьютеров, GPS-адаптеры и прочие компоненты, которые могут использоваться в автомобильной компьютерной системе.

    Вдобавок ко всему выше сказанному, иллюстрируя идею того, во что можно превратить обычный серийный автомобиль с помощью современных технологий, приведем пример еще одного действующего концепта — шоукара Acurabot, разработанного энтузиастами при участии компании Blaupunkt на базе серийной модели Honda Acura Integra LS.

    Встроенная аудиосистема, разумеется, выполнена на базе компонентов Blaupunkt: акустические системы в дверях, под капотом, в багажнике, в консоли заднего сидения и на крыше. Это — далеко еще не все: в автомобиль встроено 28 мониторов в комплекте с четырьмя DVD-плеерами, навигационная система TravelPilot, спутниковый приемник America Sirius, игровая приставка Sony Playstation 2, две цифровых камеры заднего вида.

    Признайтесь себе, как часто вам захочется покидать салон такой машины хотя бы ненадолго?

    Безопасность на дорогах

    На оборудование своего любимого автомобиля можно потратить бесконечное количество средств, однако затраты на безопасность никогда не будут лишними или исчерпывающими. Многие компании, отставив в сторону тюнинг и оснащение салона компьютерными причудами, плотно и не без выгоды для себя и для пользователей занимаются разработкой всевозможных систем автомобильной безопасности — как комплексных, так и хитроумных компонентов жизнеобеспечения.

    Представьте себе, что уже с 2007 года воздушные подушки безопасности, благодаря разработкам фирмы Siemens VDO Automotive AG, смогут срабатывать не только от удара, но и от звука. В ходе исследований компания разработала специальный сенсор, который следит за вибрациями ходовой части автомобиля. Таким образом, столкновение фиксируется раньше, и его серьезность оценивается сенсором в течение нескольких миллисекунд, после чего включается выброс необходимых подушек безопасности и фиксируется ремень безопасности.

    Сенсор Crash Impact Sound Sensor (CISS), способный «услышать» аварию, до установки в автомобиль проходит испытание миллионы раз. Принцип его действия основан на том, что при столкновении различной тяжести звуковые волны также различны. В комбинации с информацией об ускорении они дают электронике четкую картинку происходящего.

    Сейчас трудно сказать в каких автомобилях будут использоваться эти разработки. Известно, что Siemens VDO поставляет аварийные сенсоры автопроизводителям всего мира с 1996 года, и новые сенсоры CISS обещают стать достаточно востребованным средством безопасности. В дальнейших планах Siemens VDO — разработка «зрячего автомобиля», который сможет избегать инцидентов благодаря наличию интеллектуальных видео сенсоров.

    Еще одна извечная проблема автолюбителя — своевременный удар по тормозам в экстренной ситуации, когда доли секунды решают вопрос жизни и смерти. В такие моменты педали тормоза и газа должны реагировать практически мгновенно.

    Наиболее совершенные современные автомобили оборудованы сложными механизмами торможения, где при нажатии педали газа водитель задействует систему магнитных сенсоров, регистрирующую угловую скорость нажатия, а линейное движение преобразуется во вращательное. Данные, преобразованные в электрический сигнал, используются для контроля двигателя и тормоза. Все хорошо, но такие системы достаточно сложны, дороги и все же требуют значительного времени для переключения.

    Новая идея, разработанная инженерами института Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (IIS) заключается в мгновенном преобразовании отклонения педали газа в электрические сигналы, что позволяет сгенерировать сигналы для компьютерной системы контроля в цифровом виде, исключив необходимость в трансмиссионных механизмах. Специальный 3D cенсор, расположенный под педалью газа, измеряет магнитное поле в трех пространственных осях одновременно с точностью до 0,1°. Уже известно, что новой разработкой заинтересовалась компания BMW, которая уже производит испытания системы на своих автомобилях.

    Практически с момента изобретения автомобиля одной из важнейших проблем безопасности были и остаются угонщики. В последнее время с этой проблемой частично справляются интегрированные системы слежения с помощью системы глобального позиционирования GPS. В случае угона достаточно сообщить соответствующим службам, которые займутся розыском угнанного автомобиля с хитроумно запрятанной в труднодоступном месте системой GPS.

    Впрочем, сейчас на рынке не редкость предложения для самостоятельного отслеживания местонахождения машины. Вроде системы от компании OnStar, для подключения к которой достаточно просто нажать кнопку на встроенном мобильном телефоне. Система позволяет получать устные указания о направлении движения или определять местонахождение автомобиля после аварии. Более того, может быть послан сигнал для открытия дверей, дистанционного включения световой или звуковой сигнализации для помощи владельцам автомобиля на огромных парковках.

    Большим положительным фактором продаж системы является ее использование для отпугивания грабителей. Компания, основанная General Motors, оказывает помощь в поиске угнанных автомобилей примерно по 400 раз в месяц.

    Однако беспокойство вызывает предположение, что с такой системой силовые структуры или даже хакеры могут подслушивать телефонные звонки владельцев автомобилей или даже получить контроль над системами автомобиля. Любое устройство, отслеживающее угонщика, может отслеживать и владельца автомобиля, полагают сторонники личной безопасности.

    Что интересно, что в некоторых странах установка таких систем слежения не только разрешена, но также требуется в обязательном порядке. Весной компания IBM сообщила о выигранном $ 125 млн. тендере на поставку «черных ящиков» для десятков тысяч автомобилей в Объединенных Арабских Эмиратах. Программа инициирована правительством страны, и вызвана она очень высоким уровнем человеческих жертв, связанных с дорожно-транспортными происшествиями.

    Согласно статистике за последние пять лет, количество жертв ДТП в ОАЭ составило 38 человек на каждые 100 тыс. населения, тогда как в США этот показатель примерно 15 на 100 тыс., а в Швеции – 6 на 100 тыс.

    Как известно, самая частая причина ДТП – превышение максимально разрешенной скорости. Оборудование, которое будет поставлять IBM, осуществляет функции мобильной связи и GPS-терминала, позволяя государственным агентствам следить за перемещением автомобилей и их скоростью. В системе заложено будущее развитие с применением дисплея, системам распознавания и синтеза голоса.

    Развертывание системы ожидается в 2006 году, на первом этапе оборудование будет устанавливаться на государственном автотранспорте. Предполагается, что превышение скорости будет сопровождаться не только отсылкой сообщения «куда следует», но и надоедливым звуковым сигналом.

    Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

    3dnews.ru