Как работает бортовой компьютер автомобиля

IT News

Как работает бортовой авто компьютер

• ” rel=”nofollow”> Печать
• E-mail

Дата Категория: it

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.

Контроль двигателя

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.

Контроль скольжения

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.

Амортизация ударов

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.

Панель управления

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.

Как работает бортовой компьютер автомобиля

Статья о работе бортового компьютера в машине — виды компьютеров, особенности функционирования. В конце статьи — видео о бортовом компьютере для карбюраторных машин.

Содержание статьи:

1. Виды бортовых компьютеров автомобиля
2. Функционал и принцип функционирования автокомпьютеров
   • Универсальный
   • Маршрутный
   • Сервисный
   • Управляющий

3. Видео о бортовом компьютере для карбюраторных машин

Современный автомобиль, «нафаршированный» всевозможной электроникой, с полной уверенностью можно назвать «компьютером на колесах». Различные микропроцессоры, программы и датчики призваны свести к минимуму так называемый «человеческий фактор» (ошибки человека-водителя) и сделать максимально удобным и комфортным эксплуатацию автомобиля.

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.

Виды бортовых компьютеров автомобиля

При разделении автомобильных «бортовиков» на виды, учитывается их назначение и функциональность, улучшающая работу систем автомобиля, и комфортность при его эксплуатации.

В соответствии с этим, бортовые автокомпьютеры могут быть:

• Универсальными (карпьютеры).
• Сервисными.
• Маршрутными.
• Управляющими.

Функционал и принцип функционирования автокомпьютеров

Универсальный компьютер автомобиля (карпьютер)

Этот бортовой компьютер (карпьютер) является неким гибридом и включает в себя следующий функционал:

• персональный компьютер РС;
• GPS-навигация через спутник;
• телевизор;
• плеер DVD.

Кроме того, в карпьютер может быть внедрен дополнительный функционал:

• система датчиков с исполнительной механикой для работы парктроника;
• система регулировки форсунок и опережения зажигания (для регулирования мощности и экономии топлива);
• управление двухсторонней радиосвязью.

Универсальные бортовые автокомпьютеры (карпьютеры) управляются через сенсорные ЖК-экраны размером от 7 до 15 дюймов. В качестве дополнительной опции, к универсальному компьютеру возможно подключение присоединяемой клавиатуры.

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.

Маршрутный бортовой компьютер

Узкоспециализированные (с минимальным набором функций) «бортовики-маршрутники» появились намного раньше, чем серийные автомобильные компьютеры «CarPC» от американской фирмы «Tracer», вышедшие на рынок в 2000 году. В то время, как узкоспециализированные «маршрутники» начали устанавливать на раллийных авто еще в 70-х годах прошлого столетия, в 90-х годах они уже прочно заняли свое место в серийной стандартной комплектации многих легковых автомобилей.

Кроме того, «маршрутник» оснащен графическим дисплеем с возможностью отображения на нем не только маршрутных данных, но и географической карты с указанием на ней месторасположения машины. При этом число отображаемых на дисплее параметров может быть увеличено.

Маршрутный компьютер считает, обрабатывает и выводит на экран следующие данные:

• средний показатель скорости за конкретное время движения и за все время пути;
• среднее потребление топлива;
• продолжительность пути;
• плановое время прибытия в указанный пункт;
• сколько километров проехал автомобиль за все время поездки;
• время простоя;
• стоимость топлива, которое было израсходовано на передвижение;
• потребление топлива в различных режимах передвижения (набор скорости, движение по инерции, торможение) и другие параметры.

Полученные и обработанные маршрутным «бортовиком» данные выводятся на символьный ЖК-дисплей или OLED-индикатор. Маршрутные «бортовики» для опциональной установки (в качестве дополнительной опции) имеют меньшую функциональность, чем уже установленные в серийно производящихся автомобилях. Чаще всего «маршрутники» работают совместно с управляющими и сервисными «бортовиками».

Сервисный бортовой компьютер

Довольно часто сервисный бортовой автокомпьютер называют «диагностическим». Данный «бортовик» является клиентским блоком общей диагностической системы, выявляющей системные и узловые неисправности, что существенно облегчает их устранение в сервисных ремонтных центрах.

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:

• диагностирует двигатель и сохраняет в электронной памяти код обнаруженной ошибки;
• отслеживает состояние тормозов;
• контролирует наличие масла в главных системах и узлах;
• диагностирует электрическую сеть автомобиля.

При ремонте машины на СТС находящиеся в памяти автокомпьютера коды ошибок считываются сервером ремонтно-диагностической системы. После чего на основе считанных кодов принимается решение о целесообразности ремонта или настройки узлов и агрегатов.

Управляющий бортовой компьютер

Управляющий «бортовик» является главным блоком в системном электронном управлении. Самая распространенная конфигурация управляющего бортового компьютера – единая система с множеством разветвлений и цифровым специализированным функционалом. Реже встречаются варианты с несколькими независимыми цифровыми вычислительными блоками, с датчиками и исполнительной механикой.

Основная работа управляющего «бортовика» заключается в управлении:

• форсунками;
• зажиганием;
• тормозной антиблокировкой;
• автоматической коробкой передач;
• скоростным режимом (круизный контроль);
• климат-контролем.

Кроме того, управляющий бортовой компьютер контролирует рабочие показатели двигателя (охлаждение, число оборотов коленвала, давление масла), осуществляет корректировку напряжения в элекрической сети машины и зарядного тока для аккумулятора. Это устройство также аварийно сигнализирует о перегревании двигателя, перегрузках в электросети, превышении заданного скоростного режима, движении без фиксации ремней безопасности и т. п.

Управляющий «бортовик» устанавливается в автомобилях с бензиновыми моторами инжекторного типа, а также с дизельными агрегатами, кроме ДВС с карбюраторами.

Заключение

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:

Бортовой компьютер – как он работает, как устроен?

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 безопасность в автомобиле является как никогда актуальной, и потому производители увеличивают количество микропроцессоров. Некоторыми из причин этого увеличения числа микропроцессоров являются:

• Необходимость сложного механизма управления выхлопными газами, чтобы войти в пределы ограничения по выбросам и стандарты экономии топлива.
• Расширенные и вместе с тем упрощённые средства диагностики.
• Упрощение производства и дизайна автомобилей.
• Уменьшение количества проводов в автомобилях.
• Новые функции безопасности.
• Обеспечение комфорта и удобства управления машиной.

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”).

Наведите курсор на текст или на конкретный модуль в автомобиле

Что такое электронный блок управления (ЭБУ)

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.

Так выглядит ЭБУ

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:

• Аналого-цифровые преобразователи. Это устройства для чтения выходов из некоторых датчиков в автомобиле, например, датчика кислорода. Выход кислородного датчика является по своей природе аналоговым сигналом с напряжением обычно между 0 и 1,1 вольт (В). Процессор же умеет понимать только цифровые значения, поэтому аналого-цифровой преобразователь изменяет это напряжение в 10-битный цифровой сигнал.
• Цифровые выходы высокого уровня. На многих современных автомобилях ЭБУ управляет свечами зажигания, открывает и закрывает топливные инжекторы и включает/выключает вентилятор охлаждения радиатора. Все эти задачи требуют цифровых выходов. Цифровой выход либо включен, либо выключен (называется булевый тип) – нет другого значения. Например, выход для управления вентилятором может обеспечить 12 В и 0,5 А для реле вентилятора, когда он включен, и 0 В, когда он выключен. Крошечное количество энергии, которое процессор может выводить, возбуждает транзистор в цифровом выходе, что позволяет ему выдать намного большее количество энергии, чтобы реле вентилятора системы охлаждения включилось, что в свою очередь обеспечивает ещё большее количество энергии, чтобы охлаждающий вентилятор начал крутиться.
• Цифро-аналоговые преобразователи. Иногда ЭБУ должен обеспечить выход аналогового напряжения для управления некоторыми компонентами двигателя. Так как процессор ЭБУ представляет собой цифровое устройство, он должен иметь в наличии такой компонент, который может конвертировать цифровой номер в аналоговое напряжение.
• Очистители сигнала. Иногда входы или выходы должны быть скорректированы для их читабельности. Например, аналого-цифровой преобразователь, который считывает напряжение от датчика кислорода, может быть создан для чтения 0-5 Вольт сигнала, но кислородный датчик выдает всего 0-1,1 Вольт. Очиститель сигнала – это схема, которая регулирует уровень сигналов, поступающих в и извне. Например, если мы применили очиститель сигнала, который умножает напряжение от датчика кислорода на 4, то мы получим 0-4,4 Вольт сигнала, что позволит аналого-цифровому преобразователю читать напряжение более точно.
• Объединение чипов. Все микросхемы в бортовом компьютере автомобиля плотно сообщены между собой. Есть несколько стандартов, используемых для их коммуникации, но доминирующим в автомобиле является стандарт CAN (Controller Area Network). Этот стандарт связи позволяет развивать скорость обмена данными до 500 килобит в секунду. Это намного быстрее, чем более старые стандарты. Эта скорость становится необходимой, поскольку некоторые модули передачи данных на шине работают сотни раз в секунду.

Как проводится выявление кодов ошибок ЭБУ?

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.

Диагностический центр ЭБУ

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.

Что такое смарт-датчик?

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.

Кажется, что нет предела тому, сколько технологий автопроизводители собираются упаковать в наши автомобили. Добавление всех этих электронных функций является одним из факторов, способствующих увеличить напряжение системы на автомобилях с текущей 12-вольтной до более высоких напряжений. Это поможет обеспечить дополнительную мощность для работы бортового компьютера.

Бортовой компьютер

Бортовой компьютер – цифровое электронное вычислительное устройство, установленное в автомобиле. По назначению разделяется на два типа – компьютеры универсальные, предназначенные для определения географических координат, получения информации из Интернета, развлечений. И компьютеры узкоспециализированные, к которым относятся маршрутные компьютеры, диагностические (сервисные) компьютеры и электронные системы управления механизмами автомобиля. Обычно компьютер управления совмещен с диагностическим сканером. Управляющим компьютером оснащаются автомобили с инжекторным бензиновым двигателем, с дизелем, но не с карбюраторным ДВС.
“Бортовым компьютером” в обиходе часто называют обыкновенный маршрутный компьютер, а также диагностический автосканер.
На жаргоне Бортовой компьютер часто называют бортовик, онбордер, карпьютер, tripcomputer, onboarder, carputer, car PC

Содержание

Универсальный компьютер

Любой компьютер, установленный в автомобиле – универсальный, сервисный, маршрутный – является бортовым. Поэтому уместней разделять компьютеры по назначению и объему реализованных на его базе функций, повышающих комфорт водителя и пассажиров и улучшающих эксплуатационные характеристики автомобиля.
Универсальный бортовой компьютер совмещает функциональность собственно компьютера РС, плеера DVD, телевизора, спутникового навигатора GPS. Иногда универсальный компьютер дополняют системой датчиков и исполнительных механизмов для реализации функций парктроника, управления двусторонней радиосвязью, звуковыми сигналами, управления форсунками и зажиганием двигателя для регулировки мощности и обеспечения экономичности.
Карпьютеры управляются посредством сенсорного ЖК экрана с диагональю от 7, до 15 дюймов. Выдвижная или присоединяемая клавиатура является опционным устройством управления.
Бортовые компьютеры этого типа обладают слабой степень интеграции в электрическую схему автомобиля, продаются в качестве опции или отдельно. При выходе компьютера из строя основная функциональность автомобиля не страдает.
Устоявшейся стандартизации бортовых компьютеров на сегодняшний день не существует. Поэтому конструктивное исполнение системных блоков универсальных компьютеров может быть любым (стандартизирован монтажный размер автомобильных ЖК мониторов – 1/2DIN, 1DIN, 2DIN). В большинстве случаев универсальный компьютер по устройству совпадает с обычным ПК, то есть содержит все основные узлы. Отличие лишь в том, что в бортовых компьютерах в качестве системного накопителя используются электромеханические винчестеры формата 2,5 дюйма, твердотельные накопители SSD или (в ранних моделях карпьютеров) микросхемы электронной флеш-памяти. Компьютер, изъятый из посадочного места в автомобиле и подключенный к блоку питания 12В может использоваться, как обычный ПК.

Маршрутный компьютер

Если серийные компьютеры впервые впервые появились на рынке в 2000 году (CarPC американской компании Tracer), то у маршрутных компьютеров более давняя история. Они появились на раллийных автомобилях еще в 70-е годы прошлого века, а с 90-х годов стали стандартной принадлежностью многих легковых автомобилей массовых серий.
В «классическом» виде маршрутный компьютер предназначен для вычисления и отображения параметров движения автомобиля и не связан с системой спутниковой навигации GPS. В современных автомобилях маршрутный компьютер может иметь интеграцию со спутниковым навигатором. Такие компьютеры оснащены не символьным, а графическим дисплеем, на котором могут отображаться не только маршрутные параметры, но и карта местности, по которой движется автомобиль (при этом сам набор отображаемых параметров движения может быть значительно расширен).
Маршрутный компьютер вычисляет и отображает следующие параметры – средняя скорость движения за единицу времени, средняя скорость движения за всю поездку, средний расход топлива, время в пути, расстояние до конечного пункта, пройденный путь за поездку, расчетное время прибытия на конечный пункт, время стоянки, расчет стоимости поездки (стоимости израсходованного топлива), другие параметры (вроде вычисления эксплуатационного расхода топлива во время движения в разных режимах – при ускорении, торможении, движении накатом).
Для отображения информации маршрутный компьютер оснащается символьным ЖК или OLED индикатором, встроенным в панель приборов или центральную консоль. Маршрутные компьютеры во внешнем исполнении, предназначенные для самостоятельной или опционной установки на автомобиль, обладают меньшей функциональностью, чем встроенные системы серийных автомобилей. Интегрированный маршрутный компьютер обычно совмещается с сервисным и управляющим компьютерами.

Сервисный компьютер

Сервисный или диагностический компьютер – клиентская часть общей системы выявления неисправностей узлов и систем автомобиля, а также диагностика возникающих в пути неисправностей для облегчения их устранения в условиях сервисного центра. Как самостоятельное устройство диагностический компьютер встречается очень редко. Обычно функции диагностики возложены на компьютер электронной системы управления узлами и механизмами автомобиля (так же, как и функции маршрутного компьютера). Основные диагностические функции сервисного компьютера. Диагностика двигателя с сохранением в электронной памяти кодов возникающих ошибок. Контроль состояния тормозных колодок. Контроль уровня масла в основных агрегатах автомобиля (в двигателе, коробке передач, в картере главной передачи, в раздаточной коробке). Контроль состояния электросистемы – на наличие перегоревших ламп освещения и сигнализации, утечек тока, замыканий.
При обслуживании автомобиля в сервисном центре параметры, сохраненные в памяти диагностического компьютера, считываются серверной частью системы диагностики. На основе полученных данных составляется заключение о необходимости ремонта или дополнительного обслуживания агрегатов автомобиля.

Управляющий компьютер

Управляющий компьютер – главный блок общей системы электронного управления узлами и механизмами автомобиля. Появился в 1981 году, когда компания IBM разработала первый бортовой компьютер для автомобилей BMW. Управляющий компьютер может состоять из нескольких независимых цифровых вычислителей со своими датчиками и исполнительными механизмами, но обычно это единая разветвленная цифровая система со специализированной функциональностью.
Среди основных функций управляющего компьютера можно выделить: систему управления форсунками, систему управления опережением зажигания, антиблокировочную тормозную систему, блок управления АКП, блок управления скоростными параметрами (круиз-контроль), система климат-контроля (управления климатическими параметрами салона автомобиля) и другие.
К основным функциям управляющего компьютера также относят определение мгновенных параметров работы двигателя – температуры охлаждающей жидкости, давления масла, частоты вращения коленчатого вала, расхода воздуха. Управляющий компьютер регулирует напряжение в бортовой сети автомобиля, ток заряда аккумуляторной батареи. Наконец, управляющий компьютер выполняет функции аварийного сигнализатора при перегреве двигателя, превышении напряжения в бортовой электросети, при превышении установленного или рекомендованного предела скорости движения, при начале движения с незастегнутыми ремнями безопасности и так далее.

Тенденции развития бортовых автомобильных компьютеров

В развитии автомобильной цифровой электроники в настоящее время наблюдаются две разнонаправленные тенденции – объединения всех функций в одном центральном компьютере и оснащение автомобилей специализированными автономными компьютерами.
Объединение управляющих, диагностических, маршрутных, информационных и развлекательных функций в одном центральном устройстве удешевляет электронную систему автомобиля в целом, упрощает ремонт. Однако выходе из строя центрального компьютера водитель лишается сразу системы спутниковой навигации, средств связи, диагностики, аварийной сигнализации, а при глубокой интеграции всех систем и возможности продолжать движение в принципе.
Еще одним преимуществом карпьютеров является возможность оснастить электронной цифровой системой автомобиль, который изначально для этого не предназначался, в том числе и машины старых марок. При этом следует заметить, что глубокой интеграции электронных систем диагностики, контроля работы и управления узлами автомобиля добиться не удается, поскольку это связано с дорогостоящими переделками основных агрегатов машины – двигателя, КП, главной передачи, электросистемы и так далее.
Оборотной стороной объединения множества функций в одном центральном устройстве является сложное управление системой в целом.
Система специализированных компьютеров с узкой функциональностью получается очень надежной, простой в управлении, но дорогой в производстве, сложной в наладке и сильно сказывается на стоимость автомобиля. Важным преимуществом подобной системы является возможность постепенного наращивания функций. Автомобили одной модели могут различаться по оснащенности и, соответственно, продаваться по разной стоимости. У владельца автомобиля появляется возможность усовершенствовать функциональность бортового компьютера, получить дополнительные удобства по мере их востребованности.
Развитием концепции бортового компьютера первого типа, объединяющего все функции в одном вычислительном устройстве, занимаются производители цифровой техники. Развитием концепции бортового компьютера второго типа, с применением множества специализированных компьютеров (и компьютеризированных систем) занимаются сами производители автомобилей. В данный момент вектор развития сдвигается в сторону автопроизводителей. На рынке появляется все больше моделей автомобилей, в которых информационная, навигационная и развлекательная системы входят в стандартную комплектацию машины.
В настоящее время без развитой системы компьютерного управления агрегатами автомобиля невозможно создание автомобилей с гибридной силовой установкой. Сегодня это наиболее «компьютеризированный» тип легковых автомобилей, выпускаемых серийно.

Что такое бортовой компьютер на авто – виды, основные функции и возможности

Еще каких-то 40 лет назад люди, управляющие автомобилями, не могли и представить, что ждет в будущем автомобилестроение в целом. Если раньше человек делал такие вещи, как диагностику неисправностей самостоятельно, то сейчас это за него может сделать специальная электроника. Сегодня речь пойдет о бортовых компьютерах. Что такое бортовой компьютер? Разновидности, основные функции и возможности.

Что называют бортовым компьютером и каковы его функции?

Бортовой компьютер – это специальное устройство, предназначенное для выполнения вычислительных операций на основе данных, полученных с самых различных датчиков, расположенных в важных частях автомобиля.

Условно все бортовые компьютеры можно разделить на два класса:

• Узконаправленные. К ним относят компьютеры, способные выполнять какую-то конкретную функцию. К примеру, измерять расход топлива, показывать время и влиять на какие-то электрические системы автомобиля.
• Универсальные. К ним относятся специальные устройства, имеющие возможность выхода в интернет. При помощи них, можно определить свои географические координаты, погоду и получать различные данные о ситуациях на дороге.

Большинство современных компьютеров прекрасно совмещают в себе диагностический сканер, который ищет неисправность в электронной системе и ускоряет ремонт автомобиля, а также маршрутный компьютер, позволяющий вычислить расход топлива и километраж. Некоторые компьютеры имеют набор мультимедийных систем, которые позволяют им воспроизводить аудио и DVD-файлы. Таким образом, бортовой компьютер становится заменой радио и автомагнитолы.

Бортовой компьютер может влиять на многие параметры программного обеспечения ЭБУ. К примеру, управлять системой зажигания или форсунками и многими другими системами, влияющими на экономические и мощностные показатели мотора.

Сегодня существуют компьютеры, которые можно просто подключить к 12-вольтовой системе и работать на них, как на самом обычном ПК. Не все водители об этом знают.

Разновидности БК

• Маршрутный БК

Является первым бортовым компьютером автомобиля, который стал серийно выпускаться в 2000-х годах. Конечно, они появились еще гораздо раньше, примерно, в 70-х на раллийных автомобилях для простейших вычислений данных, из которых складываются все параметры движения автомобиля. А вот на серийные автомобили они стали устанавливаться только в 21 веке. Кроме того, современные маршрутные компьютеры стали оборудоваться системой спутниковой навигации, которая не только предоставляет информацию о передвижении, но и выводит информацию о месте нахождения, а то и сам рельеф местности.

Основными задачами маршрутных компьютеров принято считать:

• Время, за которое был пройден какой-либо отрезок пути.
• Средняя скорость движения.
• Километраж.
• Средний расход топлива.
• Общее время поездки.
• Стоимость расходов по заправке.
• Расчетное время прибытия к пункту назначения.

И это далеко не все параметры устройства. Такие компьютеры, как правило, имеют символьно-буквенное отображение данных. Современные компьютеры могут включать в себя также не большой сервисный сканер или даже управляющий модуль.

• Сервисный компьютер

По-другому, его называют диагностическим, потому как в его основные функции входит поиск неисправностей автомобиля. Отдельно диагностический компьютер встречается очень и очень редко, потому, как он уже постепенно становится лишь функцией общей системы БК. А в полный перечень функций такой системы входят:

Общий контроль за электрической частью автомобиля. Это могут быть обнаруженные замыкания, утечки тока, перенапряжения, проблемы в осветительных приборах и каких-либо датчиках.

• Наблюдение за износом тормозных колодок и прочих элементах, подвергающихся износу.
• Контроль за уровнем каких-либо жидкостей. Это может быть масло в двигателе, ОЖ, тормозная жидкость, масло в коробке передач, редукторах и прочих системах, нуждающихся в постоянной смазке.
• Полная диагностика всех систем автомобиля, с сохранением данных, полученных в результате проверки.

В памяти устройства хранятся все данные о наличии тех или иных ошибках. На их основании формируется специальный отчет о состоянии различных систем автомобиля и необходимости проведения соответствующего ремонта.

• Управляющий компьютер

Разновидность ЭБУ, или как его еще называют, главный блок управления. Впервые компьютер компании IBM был установлен на автомобили марки BMW еще в далеком 1981 году. Такой компьютер имеет собственные независимые датчики и исполнительные механизмы, но чаще всего, его применяют в тесном взаимодействии с контроллером автомобиля. Такой компьютер может влиять на работу следующих систем и устройств:

• АБС
• Блок, предназначенный для управления автоматической коробкой передач
• Управление электромагнитными клапанами (форсунками)
• Система, отвечающая за положение угла опережения зажигания
• Системы, отвечающие за климатические условия
• Круиз-контроль

И это далеко не весь перечень функций. Помимо них, компьютер может контролировать, отображать и другие, не менее важные параметры. К ним относятся:

• Вождение автомобиля с непристегнутым ремнем
• Количество потребляемого воздуха
• Величина давления масла
• Частота вращения коленчатого вала
• Температура ОЖ
• Регулировка электросистем, например, изменение напряжения бортовой сети и зарядного тока аккумуляторной батареи
• Сигнализация, указывающая на перегрев мотора
• Превышение скоростного режима

Тенденции развития бортовых компьютеров

В настоящее время, производители цифровых систем стремятся работать в двух направлениях – это объединить все функции компьютера в одну, единственную систему. Другое направление – это создание отдельных компьютеров, которые будут отвечать за конкретные задачи.

Конечно, объединение всех систем позволяет упростить процессы монтажа таких устройств и общей диагностики автомобиля, позволяя выводить наиболее точную информацию о контролируемых параметрах. С другой стороны, применение отдельных компьютеров позволит установить такое устройство даже на те автомобили, которые совершенно не предусматривают монтажа таких систем, однако при этом, количество функций будет ограничено.

Тем не менее, второе тип компьютеров сейчас распространяется намного стремительнее, в отличие от первого и постоянно совершенствуется.

Что такое и как работает бортовой компьютер автомобиля

Не так давно бортовой компьютер автомобиля считался роскошью. Сейчас это привычный и незаменимый атрибут любого современного авто. Он предупреждает водителя о различных неполадках, информирует о рабочих параметрах и многом другом.

Функции бортового компьютера

Современный автомобиль «нашпигован» различной электроникой, системами и датчиками. Уследить за всем водителю самостоятельно трудно. Именно в этом и заключается основная роль бортового компьютера (БК) – контролировать работу основных систем в автомобиле и вовремя сообщать необходимую информацию водителю. Как правило, результаты отображаются на мониторе.

Штатный бортовой компьютер обычно устанавливается на приборной панели или на передней консоли. В бюджетных вариантах это небольшой, монохромный экран, в более дорогих версиях используется цветной ЖК-дисплей.

Бортовой компьютер автомобиля

Управление бортовым компьютером может осуществляться либо через собственный блок, либо оно может быть интегрировано с информационно-развлекательной системой.

Возможности БК во многом зависят от модели. Компьютер может представлять следующие данные:

• текущий расход топлива, а также средний расход и запас хода в километрах;
• время в пути, общий и текущий пробег;
• управление режимами и настройками движения, если такая функция предусмотрена производителем;
• заданный маршрут поездки (навигатор);
• неисправности различных систем автомобиля.

При какой-либо неисправности простой штатный контролер обычно показывает сигнал «check engine» и выдает код ошибки. Расшифровку кода ошибки нужно искать в руководстве по эксплуатации или обращаться в сервисный центр для диагностики. В любом случае, игнорировать такие сообщения от БК не стоит.

Функции бортового компьютера

В более дорогих версиях возможности БК куда шире. Он может запоминать индивидуальные параметры водителя. Например, положение сидений, стиль вождения. Также БК выдает рекомендации по оптимальному стилю вождения на определенном участке маршрута для экономии топлива.

Виды БК

БК разделяют по назначению и функциональности. Учитывается направленность предоставленной информации. Таким образом, их можно разделить на следующие виды:

Универсальный

Отличие универсального БК – это многофункциональность. Такие компьютеры приобретаются отдельно и подключаются в диагностический разъем автомобиля. Управление происходит через сенсорный дисплей или пульт. В функционал может входить следующее:

• навигация через спутник;
• развлекательная система (телевизор, DVD, вся мультимедиа);
• предоставление информации о параметрах поездки (расход топлива и т.д.);
• расшифровка кодов ошибок от системного бортового компьютера;
• контроль работы парктроников и других датчиков, камера заднего вида.

Маршрутный

Маршрутный компьютер может устанавливаться как отдельно, так и быть штатной системой. Его основная задача — это показывать данные о поездке:

• скорость;
• расход топлива;
• маршрут (навигатор);
• продолжительность пути и другое.

Сервисный

Сервисный БК также называется «диагностическим». Этот вид автокомпьютера относится к штатным и позволяет диагностировать и выявлять различные неполадки. В его функции входит:

• диагностирование работы двигателя;
• состояние масла в двигателе и других системах (давление, температура);
• состояние тормозной системы (износ тормозных колодок, тормозная жидкость);
• проверка электрической цепи авто (заряд АКБ, короткое замыкание).

Коды ошибок хранятся в памяти компьютера. Для их считывания в сервисных центрах производится диагностика специальным устройством.

Управляющий

Управляющий автокомпьютер устанавливается на автомобилях с инжекторными и дизельными моторами. Это основной блок в системном управлении автомобиля. Имеет сложный функционал и может управлять следующими системами:

• зажиганием;
• форсунками;
• настройкой автоматической коробки передач;
• режимами движения (спорт, эко, стандарт и другие);
• климат-контролем;
• напряжением в электрической цепи.

Сервисный БК

Как считает расхода топлива

Многих водителей интересует работа БК в автомобиле и точность предоставляемых им данных. При исправных системах прибор показывает достаточно точные данные.

Расход топлива вычисляется по интервалу открытия и закрытия форсунок. Это микросекунды. При нажатии на газ интервал увеличивается и подается больше горючего. Компьютер берет в расчет пропускную способность форсунок, которая точно известна. Также важно состояние бензонасоса и фильтра. Исходя из этих данных, БК показывает средний и текущий расход при заданной скорости. Зная объем топлива в бензобаке и его расход, компьютер без труда определяет оставшееся расстояние поездки. По похожему принципу рассчитываются и многие другие параметры (масло, давление). Данные могут не совпадать, если какая-то из систем неисправна. Например, забиты форсунки или сбились настройки. Даже использование нестандартной резины может существенно повлиять на результат.

Как «обнулить» бортовой компьютер автомобиля

Иногда необходимо стереть данные о прошлых ошибках и обновить работу БК. «Обнуление мозгов» приводит компьютер в нормальный режим работы. Сделать это несложно. Нужно снять минусовую клемму с аккумулятора и подождать 3-5 минут. Затем снова подключить батарею. Далее «обнуленный» БК должен собрать рабочую информацию о состоянии авто. Рекомендуется также совершить поездку в разных стилях вождения. Так БК будет работать более корректно.

Бортовой компьютер – это полезная и необходимая вещь в современном автомобиле. Он помогает водителю выбрать оптимальный стиль вождения, предупреждает о поломках и ошибках. Это не только сэкономит время и деньги на возможный ремонт, но и повысит безопасность водителя и пассажиров.

Источники:

http://information-technology.ru/articles/20-it/162-kak-rabotaet-bortovoj-kompyuter
http://fastmb.ru/soveti_auto/2584-kak-rabotaet-bortovoy-kompyuter-avtomobilya.html
http://howcarworks.ru/%D0%B2%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81/%D0%B1%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80-%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%BE%D0%BD-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B5%D1%82-%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD
http://wiki.zr.ru/%D0%91%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80
http://vipwash.ru/avtolyubitelyu/chto-takoe-bortovoy-kompyuter-na-avto-vidy-osnovnye-funkcii-i-vozmozhnosti
http://techautoport.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/kuzovnaya-elektrika/bortovoy-kompyuter.html