Компьютеры стали обычным явлением в каждом современном автомобиле. Бортовые компьютеры контролируют существенные аспекты функционирования автомобиля, включая торможение и рулевое управление.
Они также отвечают за подвеску, приборы и работу мотора. Водитель и пассажиры не могут управлять установленными в машине компьютерами; их программы хранятся в ПЗУ(постоянных запоминающих устройствах) и не могут быть изменены.
Сначала компьютеры устанавливались в автомобилях, чтобы снизить загрязнение воздуха, после того, как правительство [США] выпустило законы, устанавливающие нормы выбросов выхлопных газов в атмосферу. Сенсоры в выхлопной трубе анализируют выбросы и передают информацию в микропроцессор. Микропроцессор, в свою очередь, регулирует эффективность сжигания топлива для снижения уровня вредных выбросов.
Сенсоры, где бы они ни устанавливались, собирают информацию о состоянии колес, тормозов и подвесной системы, чтобы обеспечить безопасную мягкую езду. Компьютеры могут осуществлять десятки мельчайших исправлений в секунду, постоянно приспосабливаясь к меняющимся условиям. Они предотвращают скольжение колес перед торможением. Компьютер регулирует уровень тормозной жидкости с тем, чтобы колеса продолжали вращаться. Компьютеры помогают смягчить тряску на неровной дороге, направляя давление на амортизаторы. Кроме того, компьютеры позволяют усовершенствовать автомобиль при помощи нововведений, таких как четырехколесное управление и бортовая навигация, которая осведомляет водителя о месте eft) нахождения и предлагает кратчайший путь в пункт назначения.
Чтобы двигатель автомобиля заработал, в цилиндре смешиваются воздух и горючее, а затем смесь под давлением сжигается, выделяя энергию. Компьютер, используя данные о потоке воздуха, горючем, температуре в моторе и выхлопах, определяет наиболее эффективную смесь и количество горючего. Свечи зажигания тоже контролируются компьютером, который обеспечивает правильное таймирование. Компьютер делает постоянные поправки для каждой свечи и цилиндра, обеспечивая тем самым максимальную эффективность работы двигателя.
Когда водитель нажимает на тормоз при скользкой дороге, неожиданное давление тормозов может вызвать стопорение одного или двух колес, то есть они перестают вращаться, хотя машина продолжает двигаться. Тяга прекращается, и водитель может потерять контроль управления. Сенсор вращения определяет, когда колеса должны застопориться. Компьютер при помощи насоса давит на тормоза со скоростью 10 раз в секунду, что ослабляет давление и позволяет колесам вращаться, тем самым предотвращая скольжение.
Вес машины поддерживается колесами, пружинами и амортизаторами. Во время движения машину трясет, причем чем неровнее местность, тем сильнее толчки и удары. Сенсоры отмечают движения амортизаторов и регулируют давление с тем, чтобы обеспечить плавную езду. Когда груз в автомобиле не сбалансирован, к примеру, перегружен багажник, компьютер обеспечивает подачу воздуха в то место, куда это необходимо, чтобы поддержать уровень шасси.
Дисплеи компьютерных приборов придают автомобилю сходство с реактивным самолетом. Стрелочные приборы уступили место жидкокристаллическим дисплеям. Эти дисплеи проецируют данные прямо на лобовое стекло, освобождая водителя от необходимости отводить глаза от дороги.
Бортовой компьютер - это довольно сложный механизм взаимодействия электроники и технических узлов автомобиля. При этом, скорее всего, Вы недооцениваете его работу, особенно, если думаете, что всё, на что он способен - это отображать средний расход топлива, остаток пробега после заправки и тому подобное. На самом деле, бортовой компьютер способен на гораздо большее. А как работает бортовой компьютер? Давайте в этом разберёмся!
На сегодняшний день борьба за является как никогда актуальной, и потому производители увеличивают количество микропроцессоров. Некоторыми из причин этого увеличения числа микропроцессоров являются:
В этой статье мы будем рассматривать то, как каждый из этих факторов повлиял на работу бортового компьютера автомобиля, а также отдельные модули, составляющие в единстве бортовой компьютер (читать как "отдельные извилины электронных мозгов").
Когда в различных странах только-только были приняты законы о выбросах, ещё можно было обойтись без микропроцессоров в двигателе . Но с принятием более строгих законов о выбросах, стали необходимы более сложные схемы управления, чтобы регулировать качество смеси воздух/топливо таким образом, чтобы катализатор мог удалить много загрязнения из выхлопных газов.
Управление двигателем является наиболее интенсивной работой бортового компьютера в автомобиле, и блок управления двигателем (ЭБУ) является самым мощным компьютером на большинстве автомобилей. ЭБУ использует контроль с обратной связью - схему управления, которая анализирует выходные данные работы двигателя для управления им же, контролируя выбросы и экономию топлива двигателя (а также множество других параметров). Собирая данные из десятков различных датчиков, ЭБУ знает всё, начиная от температуры охлаждающей жидкости до количества каждого вещества в выхлопных газах. С помощью этих данных он выполняет миллионы вычислений каждую секунду, в том числе анализ значений в таблицах данных о работе двигателя, расчёт результатов длинных уравнений, принятие решения о лучшем времени подачи искры и определении того, как долго топливный инжектор должен быть открыт. ЭБУ делает всё это для обеспечения самого низкого показателя выбросов и лучшего пробега на одном топливном баке.
Кроме того, ЭБУ бортового компьютера работает в команде практически со всеми датчиками и устройствами управления во всём автомобиле.
Современный ЭБУ может содержать 32-битный процессор 100-200 МГц. Это может показаться не так быстро по сравнению с более чем 2 000 МГц, которые Вы, вероятно, имеете в Вашем компьютере, но помните, что процессор в Вашем автомобиле работает над гораздо менее нагруженным кодом, чем Ваш домашний компьютер. Код в среднем ЭБУ занимает менее 5 мегабайт (МБ) памяти. Для сравнения, Вы, вероятно, работаете на ноутбуке не менее чем с 4 гигабайтами (ГБ) оперативной памяти, что в 800 раз больше, чем в ЭБУ.
Бортовой компьютер состоит из сотен компонентов на многослойной плате. Некоторые из основных компонентов в ЭБУ, которые поддерживают процессор, включают в себя:
Ещё одно преимущество наличия объединённых между собой плотным сообщением большинства чипов в авто заключается в том, что каждый модуль может сообщаться, а иногда даже заменять недостатки в центральном модуле, в котором они хранятся, и может довести их до инструмента диагностики в специализированном сервисном центре.
Это означает, что теперь автомеханикам гораздо проще диагностировать проблемы с автомобилем, особенно периодические проблемы, которые по злорадному совпадению иногда внезапно исчезают, как только Вы приезжаете на диагностику. Как правило, бортовой компьютер автомобиля показывает ошибки в виде 4-х или 5-значных кодов, которые зависят от марки автомобиля, но у всех моделей одной марки машин коды ошибок могут быть общими, а у марок Volkswagen , Audi , Seat и Skoda коды ошибок бортового компьютера также общие. Иногда коды ошибок ЭБУ могут быть доступны и без диагностического инструмента. Например, на некоторых автомобилях при несложных манипуляциях с ключом зажигания можно посмотреть, какую ошибку, к примеру, выдаёт индикатор "Check Engine " - код ошибки блеснёт на мгновение перед тем, как загорится данный индикатор.
Развившиеся стандарты связи позволили значительно легче проектировать и строить машины и, кроме того, позволили водителям избавиться от долгого привыкания к новому автомобилю после его замены. Хорошим примером этого упрощения является комбинация приборов автомобиля. Приборы собирают и отображают данные из различных частей автомобиля. Большая часть этих данных уже используется другими модулями в автомобиле. Например, ЭБУ знает температуру охлаждающей жидкости и скорости двигателя. Контроллер КПП знает скорость автомобиля, а контроллер антиблокировочной тормозной системы (ABS) знает, есть проблема с ABS.
Все эти модули просто отправляют эти данные на шину связи. Несколько раз в секунду, ЭБУ принимает пакет информации, состоящей из заголовка и данных. Заголовок - это просто номер, который идентифицирует пакет либо как скорость, либо как показания температуры или одни из множества других данных; и данные число, соответствующее этой скорости или температуре. Приборная панель содержит ещё один модуль, который знает, как показать привычным для водителя образом каждый определённый пакет данных - всякий раз, когда она видит какой-либо поступивший сигнал, она обновляет соответствующий датчик или индикатор новым значением.
Большинство автопроизводителей сами не производят приборные панели, а покупают их полностью собранными у своего проверенного поставщика, который проектирует их по спецификациям автопроизводителя. Это делает работу по проектированию приборной панели намного проще, как для автопроизводителя, так и для поставщика. Автопроизводителю гораздо проще сказать поставщику, как будет управляться каждый датчик. Вместо того, чтобы обсуждать с поставщиком, как конкретный провод будет обеспечивать сигнал скорости и как различное напряжение от 0 до 5 В будет соответствовать скорости в 60 километров в час, автопроизводитель может просто предоставить список пакетов данных. Поставщику, в свою очередь, гораздо проще проектировать приборную панель, потому что ему не нужно знать никаких подробностей о том, как формируется сигнал скорости, или где он и откуда идёт. Вместо этого, приборная панель просто контролирует коммуникационную шину и обновляет датчики, когда получает новые данные.
Эти типы стандартов связи делают очень несложной для автопроизводителей разработку на аутсорсинге и изготовление компонентов: автопроизводителю не придется беспокоиться о деталях, как каждый датчик или индикатор приводится в действие.
Кластеры в настоящее время используются в меньших масштабах для датчиков. Например, традиционный датчик давления содержит устройство, которое выводит изменяющееся напряжение в зависимости от давления, прикладываемого к устройству. Как правило, выходное напряжение не является линейным и зависит от температуры и напряжения низкого уровня, которое требует большого усиления.
Сегодня многие производители производят так называемые смарт-датчики, который уже снабжены всей электроникой, в частности, микропроцессором, который позволяет прочитать напряжение этого датчика, откалибровать его помощью кривых температурных компенсаций и обеспечить преобразование аналогового сигнала в цифровой, таким образом, доставив этот самый сигнал "горячим" и максимально готовым к использованию на шину связи.
Smart-датчик экономит средства автопроизводителя от необходимости знать все "грязные " детали датчика, и сохраняет вычислительную мощность в модуле, который в противном случае должен был бы делать эти расчеты самостоятельно.
Ещё одним преимуществом смарт-датчика является то, что цифровой сигнал при движении по коммуникационной шине менее подвержен электрическим помехам. Аналоговое напряжение, путешествуя через провод, может подобрать дополнительное напряжение в то время, когда проходит через определённые электрические компоненты или даже когда автомобиль проезжает под линией электропередач.
За последнее десятилетие мы стали свидетелями того, как системы безопасности, такие как ABS и подушки безопасности , стали обычным явлением на не самых дешёвых автомобилях. Другие функции безопасности, такие как система контроля против опрокидывания , ESP также начинают становиться всё более распространёнными и внедряться во всё более недорогие автомобили. Каждая из этих систем добавляет новый модуль к бортовому компьютеру машины, и каждый этот модуль содержит несколько микропроцессоров. В будущем будет всё больше и больше этих модулей по всей машине по мере того, как новые системы безопасности будут добавляться. Каждая из этих систем безопасности требует всё больше вычислительной мощности, и, как правило, упаковывается в своём собственном блоке электроники. Но это ещё не всё. В ближайшие годы мы будем иметь все виды новых удобных функций в наших автомобилях, и каждая из них требует больше электронных модулей, содержащих несколько микропроцессоров.
Бортовой компьютер на ВАЗ 2114: функции и принцип работы
Установленный бортовой компьютер ВАЗ 2114 появился в конфигурации этого автомобиля из серии «Самара-2» в начале двухтысячных годов. В базовой конфигурации он не установлен, но для его размещения есть номинальное место, и в качестве опции он выбирается почти всеми, кто покупает эту модель.
Бортовой компьютер ВАЗ 2114
В качестве штатных сотрудников Vaz 2114 установлены модели BC «Гамма», «Мультитроника», «Престиж», «Персонал», . Самое главное, что они совместимы с электронными блоками управления «Январь» или «ГМ», которые установлены на машине.
На автомобилях российского производства бортовой компьютер представляет собой узкополосный электронный механизм, который получает информацию в основном от электронного блока управления (также называемого контроллером) и транслирует его на дисплее, а также предоставляет информацию о маршрутизации и транслирует различные аварийные сигналы,
Функции борного компьютера
Основными функциями ВС на ВАЗ 2114 являются:
Существует аналогичный бортовой компьютер и дополнительные функции, обычно это программируемые параметры:
Поскольку ВАЗ 2114 оснащен двигателями впрыска, бортовой компьютер на этом автомобиле выполняет более широкий спектр функций, чем обычный компьютер маршрута, который был основан на карбюраторных моделях. Весьма широкий спектр его деятельности посвящен диагностике и контролю работы систем и устройств двигателей. Он напрямую связан с ECU, который в первую очередь отвечает за безупречную работу электронной системы впрыска.
БИ БСК ВАЗ (Блок индикации бортовой системы контроля ВАЗ) Панель индикации ваз 2114 2113 2115 и блок индикации.
Обзор штатного бортового компьютера Ваз 2113. 2115 Значения показаний маршрутного компьютера Как обнулить.
Принцип работы БК на ВАЗ 2114 основан на том, что это электронное вычислительное устройство:
Для каждой модели кнопки могут быть разных номеров, но функционально они делятся на следующие группы:
Поскольку на борту бортового компьютера не установлены бортовые компьютеры ВАЗ 2114, возникает вопрос: сколько стоит бортовой компьютер на ВАЗ 2114. В настоящее время выбор ВС очень широк и их цена колеблется от 2500 до 5000 рублей.
Статья о работе бортового компьютера в машине - виды компьютеров, особенности функционирования. В конце статьи - видео о бортовом компьютере для карбюраторных машин.
И основная роль в электронном управлении автомобиля отведена «бортовому компьютеру», который является вычислительным устройством для считывания и обработки данных о работе основных систем и узлов автомобиля с последующим выводом результатов на экран монитора (или ЖК-дисплея).
Было время, когда бортовыми компьютерами оснащались только дорогие авто премиум-класса. Но технический прогресс не стоит на месте, и подобные устройства уже устанавливают серийно даже в недорогих автомобилях. Кроме того, в некоторых моделях, где «бортовик» не установлен заводом-изготовителем, его можно установить дополнительно. Ниже мы рассмотрим, какие бывают бортовые компьютеры, на что они способны и как они работают.
В соответствии с этим, бортовые автокомпьютеры могут быть:
На данный момент конструкции бортовых карпьютеров не стандартизированы (за исключением ЖК-мониторов: 1DIN, 2DIN, 1/2DIN). Вследствие этого конструкция системных блоков карпьютеров может различаться. Чаще всего, универсальный «бортовик» устроен так же, как и обычный персональный компьютер, с такими же основными узлами.
Разница только в том, что в «бортовиках» системный накопитель состоит из электромеханических винчестеров в формате 2.5 дюйма. Также в них используются твердые SSD-накопители или микросхемы с электронной флеш-памятью (в старых моделях).
Карпьютер, изъятый из своей автомобильной ячейки, может быть использован как обычный ПК, от источника электропитания 12В.
Бортовые автокомпьютеры универсального типа (карпьютеры) слабо интегрируются в электрическую сеть автомобиля и предлагаются отдельно, как дополнительная опция. Положительным моментом является то, что при поломке такого компьютера общий электронный функционал автомобиля не пострадает.
Основная обязанность маршрутного бортового автокомпьютера – высчитывать нужные параметры и отслеживать координаты автомобиля. В базовой конфигурации маршрутный «бортовик» не взаимосвязан с навигационной спутниковой системой GPS, однако в современных моделях автомобилей он способен совместно работать со спутниковым навигатором.
Маршрутный компьютер считает, обрабатывает и выводит на экран следующие данные:
В качестве самостоятельного устройства сервисный «бортовик» используется крайне редко. Как правило, диагностические функции выполняет системный компьютер, под управлением которого находятся узлы и механизмы автомобиля (по принципу работы маршрутного автокомпьютера).
Сервисный «бортовик» выполняет следующую работу:
Основная работа управляющего «бортовика» заключается в управлении:
Управляющий «бортовик» устанавливается в автомобилях с бензиновыми моторами инжекторного типа, а также с дизельными агрегатами, кроме ДВС с карбюраторами.
Бортовой автокомпьютер – это, прежде всего, полезная необходимость, которая повышает безопасность и дает возможность водителю своевременно выявлять возникшие неполадки и нештатные ситуации. Полезность данного устройства трудно переоценить, так как оно позволяет избежать множественной цепной поломки нескольких деталей и узлов, что сэкономит не только средства, но и время.
Что же касается сложности работы с автомобильными компьютерами, то здесь, конечно же, будет намного легче тем, кто знаком с работой обычного домашнего персонального компьютера. Другим водителям, не имеющим опыта работы с ПК, придется немного потрудиться и потратить некоторое время на изучение «матчасти».
Видео о бортовом компьютере для карбюраторных машин: