Знакомьтесь, информационные технологии - [79]

Компьютер «управляет» автомобилем

Современный автомобиль имеет множество [110] связанных между собой процессоров, которые обеспечивают управление различными системами, в том числе двигателем, подушками безопасности, индикаторами приборной панели, навигационной системой, устойчивостью движения, охранной системой и т. д. Кроме того, компьютер двигателя проводит расчет оптимальной схемы его работы, обеспечивает контроль состояния агрегатов автомобиля и решает многие другие функции.

Сегодня ставится задача максимально автоматизировать автомобиль. Стеклоподъемники и наклон кресел, вентиляция и «дворники», а также многое другое – все исполняется без участия человека. Для этого в автомобилях устанавливаются десятки датчиков и электромоторов. Так, в новом автомобиле BMW седьмой серии в различных системах и узлах использовано 85 электромоторов и еще 32 – для вентиляции сидений! Даже солнцезащитные шторки на задних дверях поднимаются автоматически. И для управления всем этим хозяйством применяются микропроцессоры и микрокомпьютеры, входящие в различные автомобильные системы. Вот только некоторые из этих систем.

Двигатель. Для управления инжектором двигателя применяется микрокомпьютер, который оптимизирует работу двигателя. Для своего флагмана Maybach концерн Mercedes разработал новый двигатель – 24-цилиндровый V-образный. Здесь предполагается использовать три микрокомпьютера – по одному для управления каждой группой из 12 цилиндров, а третий – должен синхронизировать работу первых двух микрокомпьютеров.

Toyota создала двигатель семейства WTi (Variable Valve Timing intelligent) с компьютерным контролем фаз газораспределения. В этом двигателе обеспечивается лучшее сжигание топлива, что повышает КПД двигателя и уменьшает вредные выбросы. Аналогичную схему имеет и Honda.

Моторы автомобилей BMW стали оснащаться системой постоянно изменяемых фаз работы впускных и выпускных клапанов Bi-VANOS. Здесь же применяется система непрерывной регулировки подъема клапанов Valvetronic, которая управляет подачей топливной смеси в цилиндры. Еще одна система, применяемая в двигателях той же фирмы, – непрерывное изменение длины впускного тракта (DIVA), что улучшает подачу топлива в цилиндры.

Во всех этих системах для управления двигателем применяются микрокомпьютеры, и часто – несколько на один двигатель.

В результате двигатель стал более экономичным, меньше размером, с более чистым выхлопом. Кроме того, такой «интеллектуальный» двигатель требует значительно меньше сил для ухода – компьютер проводит тестирование мотора и сообщает о неисправностях.

Ходовая часть. Сегодня в большинстве автомобилей применяются автоблокировочная система тормозов (ABS) и система стабилизации движения ESP – Electronic Stability Program. Первая из них обеспечивает изменение тормозного усилия при торможении автомобиля. При этом электроника постоянно контролирует тормоза и не дает заблокироваться колесам. За счет изменения прижимной силы тормозов обеспечивается оптимальный режим торможения автомобиля на данной дороге (сухой или мокрой, ровной или наклонной). Управляет тормозами компьютерная система, получающая данные от различных датчиков. В некоторых автомобилях существует также и система контроля тяги (антипробуксовочная система), которая работает «инверсно» относительно ABS: она не позволяет прокручиваться колесам при плохом зацеплении колеса за грунт. В системе используются те же датчики, что и в ABS. Эти системы применяются и для решения не основной задачи. Так, на Mercedes М-класса (это внедорожник) нет блокировки дифференциала, которая необходима для обеспечения высокой проходимости машины по бездорожью. Было найдено следующее решение. Система ABS подтормаживает буксующее колесо, а усилие передается на цепляющие колеса. Тем самым машина может продолжать движение. Можно считать, что здесь реализована функция блокировки дифференциала (а это дорогое и тяжелое устройство) за счет добавления одного микропроцессора (а это маленькое и дешевое устройство).

ESP, электронику для которой производит фирма Bosch, гарантирует устойчивое поведение автомобиля при различных перестроениях машины. Система, кроме микрокомпьютера, состоит из датчиков угла поворота руля, угловой скорости, поперечного ускорения, частоты вращения колес. Информация с датчиков, а также с электронного блока управления двигателем (который также имеет свой процессор), поступает в блок управления ESP. Микрокомпьютер, являющийся основой этого блока, по полученным данным и по имеющейся в нем программе, проводит вычисления и определяет оптимальное «поведение» амортизаторов. Процессор дает команды на изменение жесткости амортизаторов (с помощью управляемого гидравлического насоса). Тем самым обеспечивается устойчивость машины при различных режимах движения. Самый маленький Mercedes – А-класс, оказался неустойчивым на дороге: при резких перестроениях он мог перевернуться. Конструкторы задействовали ESP. И машина смогла выполнить все тесты, сохраняя необходимую устойчивость.

Но этими двумя базовыми системами не ограничивается перечень «интеллектуальных» ходовых комплексов современного автомобиля – многие компании разрабатывают и применяют собственные системы.