27 новых функций автомобиля, которые оказали на автопромышленность большое влияние
27 новых функций автомобиля, которые оказали на автопромышленность большое влияние
ТОП-27 автомобильных функций, которые изменили автомир.
Каждый ваш купленный новый автомобиль стал технологичнее, инновационнее и безопаснее. Но не исключено, что ваша следующая машина удивит вас еще большим количеством технологичных опций. И прогресс не остановить. Уже скоро новые автомобили станут невероятными и потрясающими. Не верите? Тогда посмотрите на 27 новых технологий в автомире, изменивших все автомобили так, что сегодня можно сказать, что мы уже живем в будущем.
Поверьте, если бы вы сегодня оказались в прошлом на современном автомобиле, увидевшие вас 30-40 лет назад автолюбители сошли бы с ума от напичканных диковинными технологиями машин. А теперь представьте, что было бы, если бы вы оказались на современной машине в начале 20 века. Итак, вот новые функции в современных машинах, которые доказывают, что мы уже живем в будущем.
1. Встроенные 4G LTE-точки доступа в Интернет для связи во время движения
Почему это круто: все большее число производителей, таких как BMW, Mercedes, Audi, Volkswagen, Porsche, Buick, GMC, Chevrolet и другие, оснащают автомобили встроенными 4G LTE-точками доступа, позволяя водителям использовать свои телефоны, планшеты и ноутбуки вместо подключения к ужасному Wi-Fi в ближайшем Макдональдсе. Главное – не делать это во время вождения.
2. Камеры, которые видят все вокруг вашего автомобиля, а не только за ним
Почему это круто: в то время как большинство современных автомобилей сегодня оснащается камерами заднего вида, некоторые автомобильные компании оборудуют свои автомобили сразу несколькими камерами, которые открывают водителям обзор в радиусе 360 о .
Причем все камеры работают не только когда вы паркуетесь, но и передают картинку на дисплей прямо во время движения. Например, такие камеры есть в автомобилях Ford и Infiniti. Также эти футуристические камеры снабжены датчиками, чтобы информировать вас об опасности столкновения, когда вы, допустим, не увидели какое-то препятствие во время движения.
3. Багажник, который автоматически открывается, даже если ваши руки заняты покупками
Почему это круто: каждый водитель знает, какой кошмар – открывать багажник машины, когда все руки заняты сумками с продуктами; обычно в конечном итоге мы пытаемся открыть багажник, исполняя неуклюжий танец перед машиной, боясь уронить сумки.
Но часть автопроизводителей решили облегчить задачу водителям, оснастив некоторые модели автомобилей функцией автоматического открывания багажника. Например, такая опция есть в автомобилях Ford (Ford Kuga открывает багажник, в случае если водитель сделает определенное движение ногой) и Kia (Kia Sedona автоматически открывает багажник, когда обнаруживает смарт-ключ в кармане водителя, который подошел к багажнику).
4. Окна, которые очищают себя и отталкивают жидкость
Почему это круто: Kia и другие производители автомобилей в последние годы активно оснащают свои некоторые модели «гидрофобными» окнами. Это специальные окна, покрытые специальными составами, способными отталкивать воду от дождя, снега. Также покрытие окон защищает стекла машины от быстрого загрязнения всем тем, что обычно летит на них. Это похоже на эффект от средства «Антидождь», который используют многие автолюбители. Но в автомобилях с «гидрофобными» окнами водителям нет необходимости в покупке различных средств для защиты стекол от воды и грязи.
5. Встроенный вакуумный пылесос для уборки салона
Почему это круто: любителям автомобилей определенно знакомо, что такое химчистка салона, в которую, как правило, входит уборка с помощью пылесоса. Также у многих наверняка имеются мобильные автомобильные пылесосы, которые отлично помогают при самостоятельной уборке автомобиля от грязи и пролитых жидкостей.
Но некоторые автопроизводители решили избавить водителей от использования обычных пылесосов, оснастив автомобиль штатной вакуумной установкой. Например, в Honda Odyssey 2014-2015 года появился такой встроенный пылесос с длинным шлангом, с помощью которого любой водитель может самостоятельно убрать весь салон минивэна. Согласитесь, очень удобно.
6. Автомобильные сиденья, одобренные NASA, которые предотвращают усталость на длинных расстояниях
Почему это круто: длинные поездки зачастую связаны с возникновением болей в спине, пояснице и ногах. Чтобы предотвратить подобную усталость за рулем, а также дать больший комфорт пассажирам, компании Nissan и NASA объединились ради создания для водителей и пассажиров «невесомости» в кресле во время длительных путешествий.
Для этого компании разработали специальные сиденья, которые могут, удерживая вас в естественной позе, успокаивать мышцы и защищать позвонки от вибраций во время движения машины. Для этого сиденья оснастили специальной амортизирующей системой. Это настоящая космическая технология, которая пришла в автопромышленность.
7. Автокресла, которые могут делать вам массаж при нагревании или охлаждении
Почему это круто: сегодня функцией обогрева автомобильных кресел никого не удивишь. Также уже не вызывает изумления и опция охлаждения автомобильных кресел с помощью системы вентиляции. Но компания Mercedes уже давно впереди планеты всей в области комфорта и роскоши в автомире.
Так, их флагманские легковые автомобили S-класса уже давно оснащаются различными функциями массажа. В последних моделях роскошных седанов имеется шесть режимов массажа, включая как горячий массаж (имитация массажа Бали-Спа), так и охлаждающий массаж для расслабления.
8. Облегчение автомобилей благодаря использованию военного алюминия
Почему это круто: в наши дни концепция «легкого автомобиля» относится не только к симпатичным и необычным маленьким смарт-автомобилям, которые все чаще встречаются на российских дорогах (особенно после резкого подорожания топлива). Например, в 2015 году компания Ford представила внедорожник-пикап, который стал легче на 317 кг. Вы не поверите, этот внедорожник весит почти как Honda Fit, которая легче F-150 всего на 25 кг. Но как такое возможно?
Все дело в том, что новый внедорожник произведен с использованием алюминия следующего поколения, который не только делает автомобили более долговечными, но и существенно снижает вес транспортного средства, что в конечном итоге влияет на экономичность. Кроме того благодаря существенному снижению веса большим внедорожником стало легче управлять. Кстати, как и многие передовые технологии, использование нового алюминия пришло из военки.
9. Тормоза и камеры, которые автоматически удерживают вас в центре полосы
Почему это круто: иногда многие водители, чуть зазевавшись (в основном это касается водителей-новичков), не замечают, как съезжают с полосы движения. Особенно это опасно при движении в крайней правой или левой полосе, где вы можете оказаться либо на обочине, либо на встречке соответственно.
К счастью, Ford Mondeo, Toyota Prius, Lincoln MKZ и многие другие модели автомобилей оснащаются на этот случай интересной функцией безопасности, которая умеет автоматически держать машину в центре полосы. Для этого используются бортовые камеры и тормозная система, чтобы мягко подталкивать ваш автомобиль в центр полосы, если вы вдруг начинаете с нее съезжать.
10. Автомобили, которые распознают светофор и знают, когда включится зеленый
Почему это круто: мы тратим, по крайней мере, около 38 часов, застревая в пробках на дороге. В большинстве случаев все это время мы смотрим на горящие стоп-сигналы впередистоящих автомобилей. Но, оказывается, время простоя в пробках или на светофорах можно сократить, если объединить интеллектуальные светофоры с электроникой автомобиля.
В скором времени компания Audi собирается оснащать свои серийные автомобили системой распознавания светофоров, которая сможет сообщать водителям, как долго ждать зеленого сигнала, а также сможет сообщить вам заранее, стоит ли вам замедлиться или прибавить газу, чтобы успеть проехать светофор на зеленый свет.
Также, когда вы трогаетесь с места на зеленый сигнал светофора, система автомобиля, связавшись с единой интеллектуальной светофорной городской системой, сможет рассчитать водителю оптимальную скорость движения для создания своеобразной «зеленой волны».
11. Подогрев щеток стеклоочистителя, которые расплавят лед и снег, чтобы сделать лобовое стекло прозрачным
Почему это круто: все водители знают, что такое борьба со снегом и льдом. Особенно бесит в зимнее время, когда каждое утро приходится очищать лобовое стекло от льда и снега. К сожалению, сегодня лишь немногие автомобили оснащаются функцией обогрева лобового стекла.
К счастью, в автомире уже давно доступна возможность приобрести комплект дооснащения щеток стеклоочистителя. Например, такие компании, как Everblade и Thermalblade, производят щетки стеклоочистителя с функцией обогрева, что позволяет водителям легко растапливать лед и снег. В итоге с помощью таких щеток вам не нужен скребок.
12. Эра более эффективных двигателей
Почему это круто: для каждого автолюбителя на планете жизнь была бы счастливее, если бы стоимость топлива со временем не дорожала, а, наоборот, дешевела. Но такое, увы, бывает только в сказке и в мечтах автовладельцев. К сожалению, со временем топливо лишь дорожает. Значит, мы с вами все больше тратим денег на бензин или дизельное топливо.
И что самое плохое, эта тенденция будет нарастать и дальше, вплоть до того момента, когда в нашей стране кончится нефть (кстати, этот момент уже не так далек). Естественно, расходами на топливо озабочены автолюбители во всем мире. Логично, что автопроизводители уже давно ломают голову, как снизить расход топлива в своих транспортных средствах.
И надо признать, получается у них это весьма и весьма неплохо. Так, за последние 10 лет экономичность большинства автомобилей существенно увеличилась. Во многом это стало возможным благодаря новым технологиям в производстве двигателей внутреннего сгорания и, конечно же, массовому использованию турбины, которая существенно снижает потребление топлива.
13. Кнопки переключения коробки передач вместо классической ручки
Почему это круто: еще совсем недавно мир поразило простое изобретение – кнопка старт/стоп, с помощью которой можно заводить автомобиль без ключа зажигания. Сегодня этим уже никого не удивишь. Подобными кнопками запуска двигателя сегодня комплектуются уже много автомобилей. Но затем автопроизводители пошли еще дальше, решив посягнуть на святое, убрав классическую ручку переключения передач и заменив ее кнопками. Например, подобное решение вы можете увидеть в Acura TLX и Honda Pilot, где режимы работы АКПП переключаются с помощью кнопок.
Это решение, кстати, освобождает много места в пространстве между передними сиденьями. Так, за счет этого на центральной консоли между сиденьями появились дополнительные кнопки, управляющие различными режимами движения.
14. GPS/Глонасс-навигатор, который автоматически анализирует трафик на дороге и находит оптимальный путь
Почему это круто: каждый автолюбитель согласится с тем, что пробки на дороге могут вывести из себя даже самого спокойного водителя. Ведь в первую очередь пробки раздражают огромной потерей времени, которое мы могли бы провести с пользой для себя. Но сегодня мир стал намного проще. Ведь спутниковая навигация произвела настоящую революцию в автомире, облегчив нам наши поездки за рулем. Теперь нет нужды в бумажных картах. Также с помощью навигации мы можем выбирать оптимальные маршруты для движения, объезжая пробки.
Да, конечно, каждый из нас сегодня пользуется навигацией с помощью своих смартфонов. Но это часто неудобно. Гораздо удобнее пользоваться встроенной навигацией в машине. Но, увы, многие штатные автомобильные навигаторы не показывают пробки, что не дает возможности пользоваться всеми преимуществами навигации за рулем.
К счастью, недавно компания Яндекс стала сотрудничать с несколькими автомобильными компаниями, которые стали использовать в качестве программного обеспечения для навигационных штатных систем Яндекс Карты с возможностью транслирования информации о пробках на дороге. Это очень удобно – пользоваться заводской навигацией и строить маршруты с учетом пробок.
15. Солнцезащитное покрытие, которое автоматически блокирует свет и позволяет вам видеть, что вы хотите
Почему это круто: автомобильный мир серьезно эволюционировал за последние 30 лет. Сегодня люк в крыше – это не только забава для тех, кто хочет высунуть через него голову. Например, в новых моделях Mercedes-Benz SLK есть опция «Magic Sky», которая может затемнять люк в крыше, блокируя поступление в салон ультрафиолетовых лучей.
Для этого вам достаточно нажать соответствующую кнопку, и специальное покрытие люка с помощью электричества сделает стеклянный люк в крыше темным. Если же вы снова захотите увидеть ясное голубое небо, вам всего лишь нужно отключить функцию блокирования солнечного света.
16. Датчики, которые изучают ваш стиль вождения и могут обнаружить, когда вы слишком устали, чтобы управлять автомобилем
Почему это круто: после долгой, утомляющей ночи одно из худших решений, которое вы можете принять, – это сесть за руль. В этом случае существует огромный риск попасть в аварию. Чтобы решить эту проблему, автомобильные компании BMW и Mercedes-Benz разработали датчики, которые следят за действиями водителя, запоминая его стиль вождения.
Если датчики определяют, что вы как-то нестандартно начинаете управлять автомобилем, они начнут предупреждать вас об опасности, чтобы вы остановились и отдохнули.
17. Генератор, который перерабатывает энергию для вашего автомобиля и экономит бензин
Почему это круто: возобновляемая энергия является удивительной, особенно когда речь идет о машинах. Например, в Mazda6 2014 года есть технология i-ELOOP, которая сохраняет кинетическую энергию каждый раз, когда вы нажимаете педаль тормоза. Эта система называется регенерацией тормозной энергии.
В результате кинетическая энергия с помощью специального генератора преобразуется в электричество, которое затем используется для питания фар, систем переменного тока и даже для питания аудиоустановки. В результате автомобиль начинает потреблять меньше топлива, делая автовладельца более счастливым.
18. Доступ к вашим смартфонам Android или iPhone без необходимости брать их в руки во время вождения
Почему это круто: все нам говорят, что пользоваться смартфоном за рулем опасно. Мы знаем, что это также запрещено законом. Мы понимаем, что использовать телефон за рулем опасно. Но вы посмотрите вокруг себя на дороге. Вы часто замечаете, как водители разговаривают по мобильному телефону и пишут сообщения? Уверены, вы видите таких водителей каждый день.
Скорее всего, вы и сами не прочь поговорить по телефону во время движения. К сожалению, наши мобильные телефоны настолько прочно нашли в нашу жизнь, что мы уже не мыслим себя без них. Мы спим с ними, встаем, ходим в ванную комнату, туалет и т. д.
К счастью, в последнее время многие современные автомобили оснащаются системами, позволяющими интегрировать свои смартфоны с программным обеспечением информационно-развлекательной системы, что позволяет на экране автомобиля видеть меню своего телефона. Речь идет о системе Android Auto и Apple CarPlay.
19. Встроенное ночное видение и радар для избежания столкновения с объектами на дороге и с дикими животными в ночное время
Почему это круто: каждый из нас ездит за рулем в темное время суток. К сожалению, в нашей стране очень много неосвещенных участков дорог, где часто происходят ДТП. Увы, штатного освещения автомобиля не хватает, чтобы вовремя заметить препятствие на дороге или выбегающее на дорогу животное. Даже дальний свет фар не помогает в определенных условиях.
А все дело в резком перепаде от светлой освещенной дороги к полной темноте. Но, к счастью, мы уже живем в будущем, раз в автомире появились удивительные технологии, помогающие за рулем видеть в полной темноте. Например, такие технологии используют компании BMW и Audi, которые уже давно разработали для своих машин приборы ночного видения. Но они решили не останавливаться на месте, продолжая улучшать технологии ночного видения.
Так, в настоящий момент автопроизводители разрабатывают систему, которая сможет не только отображать обнаруженные с помощью радара в темноте объекты на экране информационно-развлекательной системы, но и передавать их изображение на приборную панель и даже проецировать на лобовое стекло перед водителем.
Подобные системы работают не только с радаром, но и получают информацию с различных датчиков, которые позволяют водителю видеть в полной темноте животных на обочине или на дороге. В том числе подобная технология позволяет видеть даже неживые объекты, например мусорные баки.
20. Интерфейсы, которые распознают и автоматически реагируют на ваш голос
Почему это круто: да, конечно, до общения с автомобилем, как это, например, было в фильме «Рыцарь дорог», где герой фильма разговаривал со своей машиной, как со своим лучшим другом. Но тем не менее сегодня технологии голосового управления автомобилем удивляют.
Такие компании, как Chrysler, Dodge, Fiat, Jeep и другие, внедрили в свои автомобили систему распознавания голоса UConnect, которая реагирует на ваш голос и выполняет команды для ряда задач. Например, в автомобиле с такой системой вы можете спросить: «Где ближайшая заправка?» или «Как мне вернуться домой?». Причем стоит отметить, что работает новая система весьма и весьма неплохо. Также она очень удобна.
21. Автомобильные системы, которые предупреждают вас и автоматически тормозят перед потенциальной аварией
Почему это круто: безопасность всегда была основным акцентом для всех автопроизводителей. В итоге почти все новые технологии, которые каждый год появляются в автопромышленности, касаются повышения безопасности автомобилей. В настоящее время, например, недавно появившаяся технология автоматического экстренного торможения стала появляться на многих автомобилях.
В некоторых западных странах скоро обяжут всех автопроизводителей оснащать подобной технологией выпускаемые автомобили. Правда, у всех автопроизводителей эта технология работает по-разному. Так, в Honda Accrod при угрозе столкновения начинает вибрировать сиденье и рулевое колесо.
В Subaru Outback эта система способна не только предупреждать, но и вмешиваться в управление автомобилем, останавливая его, чтобы избежать столкновения.
22. Динамики, которые обеспечивают фактический объемный звук
Почему это круто: еще одна вещь, на которую могут рассчитывать водители, – это то, что автопроизводители, наверное, никогда не остановятся в разработке новых аудиосистем с целью улучшения качества звучания музыки в машине. Казалось бы, куда еще лучше. Сегодня большинство автомобилей оснащается потрясающими системами звука.
Даже в недорогих автомобилях базовой комплектации сегодня стали появляться достаточно качественные аудиоустановки. А вот в стане роскошных машин такое ощущение, что скоро автопроизводители столкнутся с нехваткой мест для размещения динамиков.
Например, компания Land Rover оснащает свои автомобили звуковой 12-канальной системой Meridian с 13 динамиками, усилителем и несколькими режимами настроек, чтобы каждый мог по своему вкусу настроить звучание своей любимой мелодии.
23. Автоматическое отключение и запуск двигателя для экономии топлива во время простоя в пробках
Почему это круто: казалось бы, кто только не ругал систему старт-стоп двигателя, которая позволяет автоматически глушить мотор при простоях в пробках или на светофоре. Но тем не менее автопроизводители и не думают отказываться от этой системы. Ведь она реально помогает уменьшить расход топлива за счет уменьшения времени работы двигателя на холостом ходу, когда, как правило, и наблюдается максимальное потребление топлива.
Как же работает система? Все просто: как только вы нажимаете педаль тормоза и машина останавливается и простаивает определенное время, двигатель машины отключается. Снова мотор включится почти мгновенно, как только вы нажмете педаль газа. Это, кстати, не только уменьшает расход топлива, но и положительно влияет на сохранение окружающей среды.
24. Дальний свет фар, которые автоматически приспосабливаются, чтобы не ослепить встречных водителей на дороге
Почему это круто: ваш дальний свет фар незаменим, когда вы едете в темноте по загородному шоссе. Но, к сожалению, ехать с дальним светом можно только, когда вы движетесь по трассе один, поскольку известно, что дальний свет фар сильно ослепляет встречных водителей, а также тех, кто едет впереди вас. К счастью, в автомире с приходом светодиодов появилась интересная технология адаптивных фар, которая позволяет вам забыть о постоянном переключении оптики с дальнего на ближний свет и наоборот.
Теперь в некоторых автомобилях фары сами выбирают, как им светить. Например, система дальнего света есть в автомобилях Mercedes, BMW и Audi. Эта система автоматически регулирует яркость и пучок света в зависимости от дорожных условий. Например, если вы едете один по пустому шоссе в ночное время, то фары в этих машинах будут светить максимально ярко.
Но как только автомобиль увидит далеко впереди встречный автомобиль или если вас кто-то обгонит, то система автоматически понизит яркость за счет частичного отключения светодиодов.
25. Автоматическая параллельная и перпендикулярная парковочная система
Почему это круто: если вы живете в большом городе или в городской местности, поиск парковки может стать для вас настоящим испытанием. Но даже если водители находят место для стоянки своей машины, для многих из них становится головной болью сам процесс парковки. Особенно параллельной. Увы, не все водители умеют правильно параллельно парковаться. Удивительно, что даже некоторые опытные водители испытывают с этим видом паркинга проблемы.
Но теперь во многих автомобилях появились парковочные ассистенты, которые смогут самостоятельно припарковать ваш автомобиль, даже если вы вообще не умеете парковаться. Например, сегодня это могут делать такие автомобили, как Toyota, Lexus, Ford, Volvo и другие. Мало того что автомобили с системой помощи парковки помогут вам найти оптимальное место для паркинга, так и сами припаркуют вашу машину на свободное парковочное пространство.
Причем неважно, о каком виде парковки идет речь – параллельной или перпендикулярной. Также автомобиль может сам залезть в такие места, куда вы бы сами побоялись встать. Но некоторые автопроизводители пошли дальше. Так, уже сегодня появились автомобили, которые могут парковаться вообще без водителя.
Например, с помощью приложения на мобильном телефоне. То есть вы можете запустить процесс парковки, стоя рядом с машиной. Для этого достаточно открыть на смартфоне специальное приложение и активировать парковку.
26. Спутниковая система ЭРА-Глонасс, которая оперативно помогает сообщить о ДТП службам спасения
Почему это круто: автокатастрофа – одна из самых страшных вещей, которые могут произойти с водителем и пассажирами на дороге. К сожалению, очень часто аварии связаны с тяжелыми травмами. В таких случаях для выживания людей в ДТП важна оперативность приезда на место аварии служб спасения. Увы, не всегда водитель и пассажиры имеют возможность сообщить об аварии.
Для этого была придумана система оповещения ЭРА-Глонасс, который сейчас оснащаются все новые автомобили. Эта система умеет автоматически передавать информацию об аварии. Также с помощью этой системы оператор, принимающий экстренный сигнал, имеет возможность связаться с автомобилем, чтобы выяснить у водителя или пассажиров обстоятельства ДТП, а также определить состояние пострадавших.
27. Автомобили, которые управляют собой
Почему это круто: святой грааль футуристической автомобильной техники, которые мы так часто видели в фантастических фильмах, – это автомобили, способные управлять сами собой. Еще совсем недавно автономные автомобили казались фантастикой. Но сегодня мир меняется. В мире уже есть серийные автомобили, оснащенные автопилотом.
Правда, о полноценном автопилоте пятого поколения говорить рано. Автопроизводители пока только разрабатывают автопилот третьего поколения, который все равно может работать только в присутствии водителя. Тем не менее, судя по скорости развития автомобильных автономных технологий, не исключено, что уже к 2040 году мир получит первые серийные автомобили, способные передвигаться самостоятельно, без присутствия человека.
Сегодня же самый продвинутый автопилот на серийном автомобиле устанавливается на автомобили Тесла. Например, в Model S есть функция автопилота, который самостоятельно может брать управление машиной на себя, используя датчики сонара, радар и т. д. Благодаря этому компьютер автомобиля видит все происходящее вокруг (360-градусное видение).
Стоит отметить, что автомобили Тесла могут не только управлять сами собой на прямой, но и даже перестраиваться из одного ряда в другой по заранее проложенному маршруту. Также машина может автоматически поворачивать при необходимости, ну и, конечно, автономно парковаться.
Автомобильный справочник
для настоящих любителей техники
Электронная архитектура в автомобилестроении
В связи с ростом требований к безопасности, комфорту, уровню развлечений и охране окружающей среды электронные системы в автомобилях получают все больше функций и характеризуются высоким уровнем сложности. Для сохранения этого уровня в будущем требуются самые современные технологии, методы и инструменты системной архитектуры. Вот о том, как выглядит современная электронная архитектура в автомобилестроении, мы и поговорим в этой статье.
История развития электронной архитектуры автомобиля
На протяжении многих десятилетий в истории автомобилестроения использовалось совсем небольшое количество электрических систем: зажигание, освещение, стеклоочистители, звуковой сигнал, датчик уровня топлива, различные индикаторы и радиоприемник. Полупроводники — за исключением радиоприемников — изначально использовались только для выпрямления (генератор постоянного тока был заменен генератором переменного тока лишь в 1963 году) и затем для электронного управления (транзисторное зажигание появилось в 1965 году).
Реализовать некоторые автомобильные функции электромеханическими средствами и дискретными электронными компонентами либо не удалось вовсе, либо удалось лишь при несопоставимо высокой сложности. К примеру, первая электронная антиблокировочная система (ABS) была разработана еще в 1970 году, но так и не дошла до серийного производства из-за своего размера, массы и стоимости. К середине 70-х годов развитие интегральных схем для широкого спектра областей применения дошло и до автопрома и вызвало революционные изменения в автомобильной электронике.
Один из первых примеров объединения электронных систем в сеть появился при разработке системы управления тяговым усилием (TCS). Это объединение в сеть было изначально реализовано чисто механическими средствами. Дроссельная заслонка в воздухозаборной системе ДВС была оснащена устройством, которое можно было активировать непосредственно через систему управления тяговым усилием. Системе управления двигателем было невозможно распознать, чем вызвано перемещение дроссельной заслонки — нажатием педали газа или вмешательством системы управления тяговым усилием.
Следующим этапом стала реализация электронного подключения к блоку управления двигателем через интерфейс ШИМ (широтно-импульсной модуляции) для улучшения динамической реакции. Его можно было использовать для передачи сигнала на блок управления двигателем для уменьшения крутящего момента двигателя. Тогда оно было реализовано в виде дросселирования подачи воздуха, уменьшения впрыска или опережения момента зажигания.
Из-за постоянного ужесточения требований к составу отработавших газов те возможности, что имелись на момент соединения системы управления тяговым усилием и системы управления двигателем были уже недостаточны. Теперь требовалось сообщить системе управления двигателем, как уменьшение крутящего момента, запрашиваемое системой управления тяговым усилием, осуществляется в воздушном, топливном каналах или цепи зажигания. Поэтому было необходимо создать более мощный интерфейс, через который система управления тяговым усилием могла бы передать системе управления двигателем запрос на необходимый крутящий момент и динамическую реакцию. I/I наоборот, фактический момент, обороты двигателя и резерв настройки тока должны были передаваться на блок управления TCS. Это оказалось сложно и дорого в плане количества проводов, необходимых для передачи этих разных данных через дискретные и, к примеру, ШИМ-интерфейсы. Система шин CAN (сеть контроллеров) была представлена в 1991 году в качестве альтернативы дискретным проводам. Так был заложен фундамент для современного объединения автомобильных систем в сеть.
Электронная архитектура сегодня
В современных автомобилях практически все ЭБУ прямо или косвенно (например, через шлюзы) соединены друг с другом (рис. » Соединение ЭБУ между собой в современном автомобиле среднего класса» ). Объединение в сеть дошло до того, что 60 и более ЭБУ общаются между собой по нескольким шинам CAN и другим шинам — FlexRay, MOST (транспорт для медиа ориентированных систем) и LIN (локальная сеть взаимодействия). Так, например, блок управления системы динамической стабилизации (ESP) передает в сеть информацию о скорости автомобиля. Автомобильный радиоприемник может использовать эту информацию, к примеру, для адаптации громкости к скорости автомобиля.
Благодаря объединению ЭБУ в мощную сеть можно реализовать множество новых функций без какого-либо дополнительного оборудования, т.е. исключительно путем обмена данными и с помощью программного обеспечения. Одним из примеров служит открывание дверных окон путем более длительного нажатия кнопки на брелоке дистанционного управления. Таким образом, например, можно равномерно вентилировать салон летом, когда открываются двери. Для этого блоки стеклоподъемников и система центрального запирания обмениваются необходимой информацией. Программное обеспечение запускается либо на ЭБУ системы центрального запирания, либо на ЭБУ стеклоподъемников. Во многих автомобилях эти две системы имеют общий ЭБУ, в этом случае новые программные функции можно реализовать даже еще проще.
Это демонстрирует тенденцию, изначально встречавшуюся в кузовной электронике: интеграция отдельных ЭБУ с образованием центрального ЭБУ (рис. «Сравнение децентралихованного и централизованного управления» ). Эти центральные ЭБУ соединяются с датчиками и исполнительными механизмами либо через дискретные, аналоговые провода, либо через шины. Последние значительно уменьшают количество штырьков в разъеме ЭБУ и, соответственно, стоимость проводки. Датчики и исполнительные механизмы, подключаемые через шины, также называют «интеллектуальными». Для подключения к шине они должны иметь электронную схему, которая во многих случаях также включает в себя функции кондиционирования сигнала датчика или функции драйвера исполнительного органа. Но в то же время использование электронной схемы означает рост затрат на датчики и исполнительные механизмы. Таким образом, минимизация суммарных затрат, в том числе на электронику и провода, является важной задачей при определении концепций организации сети.
К примеру, логическая цепь для функции защиты пальцев у блоков стеклоподъемников во многих исполнениях расположена прямо в ЭБУ на электроприводе стеклоподъемника. Сигнал активации нормальной работы, например, при упомянутом выше открывании стекол с брелока, передается по шине LIN с центрального ЭБУ кузовной электроники (ВСМ). В этом отношении речь идет о серверной архитектуре.
Тенденции развития электронной архитектуры
Упомянутая выше централизация и использование интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов в области кузовной электроники нашла распространение в других функциональных областях автомобиля (информация для водителя, динамика движения и безопасность) и продолжит расширяться в ближайших поколениях автомобилей. В дополнение к комбинации функций различных ЭБУ в одном центральном ЭБУ используются локальные главные компьютеры (рис. «Возможный сценарий для автомобиля представительского класса в будущем» ).
ЭБУ интеллектуальных датчиков и исполнительных органов автомобиля зависят от этих главных компьютеров (ВСМ, IHU и т.д.). Функции, требующие высокой степени интеграции команд управления информацией в основном воспроизводятся на этих главных компьютерах в программном обеспечении. Чтобы эти функции могли работать и на ЭБУ других платформ, требуется стандартная программная архитектура. Добиться этого можно посредством инициативы AUTOSAR (см. раздел «AUTOSAR» ниже).
Архитектура электронных систем автомобиля
С увеличением количества электроники в автомобиле растет и потребность в мощных процессах разработки и методах их описания для архитектуры электрических и электронных систем.
Понятие «архитектура» обычно обозначает искусство строительства. В строительстве архитектор проектирует здание, создавая чертежи в различных проекциях, и строители-подрядчики выполняют работу в соответствии с пожеланиями заказчика и граничными условиями. Проект абстрагируется от реальности в плане конкретных аспектов (например, геометрических условий или электропроводки). Здание может быть возведено окончательно на основании проектов всех необходимых аспектов.
Применительно к автомобилям это называется «Е/Е-архитектурой». «Е/Е» означает электрические и электронные аспекты автомобиля. «Проекты» Е/Е-архитектора в дальнейшем мы будем называть общим понятием «модель».
У автопроизводителей и их поставщиков разные взгляды на то, сколько и каких моделей требуется для полного описания электрических и электронных систем автомобиля. Представленные ниже модели хорошо зарекомендовали себя на практике и являются необходимой основой для описания объема Е/Е-архитектуры.
Понятие архитектуры часто используется в литературе и публикациях для обозначения самих моделей. Здесь четко различают рабочую операцию (разработка архитектуры) и представление результата (модель).
Модели Е/Е-архитектуры
Модели Е/Е-архитектуры отражают результаты различных аспектов интеграции электронных систем в автомобиле (рис. «Модели Е/Е-архитектуры» ). Эти аспекты обычно рассматриваются одновременно, так, как и геометрия (структура кузова) и новые системы анализируются на этапе разработки концепции. В процессе разработки автомобиля может возникнуть ситуация, когда электронная система в выбранной технологии не вписывается в имеющееся пространство. В этом случае нужно найти компромисс.
Функциональная сеть
Функциональные модели — предварительная стадия конкретных технических систем. Они описывают элементы, необходимые для реализации необходимых характеристик, не вдаваясь в конкретную технологию. На примере рулевого управления с наложением это означает разбивку на такие элементы, как:
- Переменное передаточное отношение;
- Управление стабилизацией;
- Модель автомобиля;
- Исполнительный механизм;
- Автомобиль;
- Водитель.
Функциональные модели (рис. «Схема протекания сигнала со стандартными элементами на примере рулевого управления с наложением» ) обычно создаются в виде схемы прохождения сигналов по DIN 19226.
Сеть компонентов
Технологическая модель
Технологическая модель описывает, какая техническая реализация используется для указанных элементов без объединения их в модули, такие как электронные блоки управления (ЭБУ). Создаются «технологические блоки».
Таким образом, фильтрацию сигналов можно реализовать с дискретными компонентами с помощью цифровой цепи или фильтрующего программного обеспечения в микроконтроллере. С помощью цифровой цепи или микроконтроллера можно даже реализовать функцию контроллера. Стабилизации напряжения можно добиться либо с помощью сглаживающего конденсатора, либо конвертера напряжения DC/DC.
На выбор технической реализации с одной стороны влияет функция, а с другой — затраты. Прежде чем сгруппировать технологические блоки в модули в виде ЭБУ, первым делом нужно попытаться найти синергизм с технологическими блоками, интегрируемыми в будущем. Создается технологическая активная цепь (рис. «Пример технологической активной цепи» ). Если, к примеру, имеется конкретная сенсорная технология для звена активной цепи, сигнал которого нужен другой активной цепи, то она тоже будет использоваться. Это происходит даже при переопределении этого датчика под дополнительного пользователя, т.е. при менее строгих требованиях, например, к дальности приема сигналов или к точности.
Вместе с тем, важно хранить исходное требование в базе данных, так как этого синергизма может не оказаться в другом автомобиле.
В автомобильной промышленности для описания оборудования обычно используется номенклатура по DIN EN 60617.
Узловая модель
Звенья технологических активных цепей объединяются в группы в различных местах, называемых узлами. Здесь поддерживается строгое соблюдение оптимальных затрат на интеграцию технологических блоков. Например, делаются попытки интеграции программных частей нескольких технологических активных цепей на общем микроконтроллере. Там, где это возможно, используются сигналы датчиков и исполнительные механизма. Но история показывает, что замечательного синергизма можно добиться даже в области механики — например, в создании вакуума для пневматического усилителя тормозов через впускной трубопровод двигателя с искровым зажиганием.
Аппаратная модель ЭБУ
Эта модель описывает структуру электронного оборудования ЭБУ. Она создается путем отнесения конкретных электронных компонентов из технологических активных цепей электронному модулю в узле. Поэтому ЭБУ, вообще говоря, является сборным пунктом электронных компонентов различных систем, «интеграционной платформой».
Программное обеспечение для управления различными системами из различных источников (автопроизводителей или их поставщиков) интегрируется в микроконтроллеры, размещенные в ЭБУ. Путем объединения ЭБУ в сеть можно реализовывать сложные распределенные функции, использующие датчики и исполнительные механизмы из различных мест установки в автомобиле.
На стадии разработки для электрических и электронных компонентов ЭБУ изначально используются традиционные электрические схемы. Затем определяется механика ЭБУ, дизайн и технология подключения. Модель на ранней стадии разработки ограничивается очень грубым представлением.
Программная модель ЭБУ
Из классической информационной технологии (для систем персональных компьютеров) имеется несколько признанных методов разработки архитектуры программного обеспечения с соответствующими моделями (например, Product Line Approach). Однако до сих пор не было разработано стандарта на разработку архитектуры программного обеспечения в автомобилестроении. С появлением стандарта AUTOSAR архитектура программного обеспечения в автомобиле в настоящее время определяется непосредственно.
Стандарт AUTOSAR определяет структуру программного обеспечения близко к уровню аппаратной части и интерфейсы между функциями приложений (рис. «Изображение архитектуры AUTOSAR» ). Кроме того, AUTOSAR определяет стандартизированные форматы обмена, поддерживаемые популярными инструментами моделирования.
Различают базовое и прикладное программное обеспечение. Блоками базового программного обеспечения являются, например, драйверы устройств, программное обеспечение для связи, операционная система и аппаратная абстракция.
Сетевая модель связи
Поскольку все технологические блоки автомобиля на предыдущих этапах были распределены между ЭБУ, мы получаем сеть этих ЭБУ с их коммуникационными взаимосвязями. Сетевая модель связи представляет все ЭБУ в автомобиле, подключенные к шине и, соответственно, прямо или косвенно соединенные друг с другом.
Каждый сигнал, передаваемый между двумя или несколькими ЭБУ, относится к подходящей шинной системе. В этом плане AUTOSAR определяет стандартизированные форматы обмена, позволяющие описать связь по шине. Формат обмена AUTOSAR, начиная с версии 3.0, содержит стандарт ASAM FIBEX.
Электрическая схема
Отнесение технологических блоков к ЭБУ и модулям датчиков и исполнительных механизмов также привело к появлению сети электрических нагрузок/потребителей, требующей подходящего энергоснабжения. С одной стороны, важно защитить отдельные электрические цепи, чтобы короткое замыкание не повлияло на всю сеть. С другой стороны, не на все цепи, должна подаваться электроэнергия в каждом рабочем режиме.
Для этого был введен принцип «выводов». К примеру, на вывод 15 электроэнергия подается только при включении зажигания.
Электрическая схема (рис. «Электрическая схема на примере автомагнитолы» ) показывает электрическое соединение и защиту предохранителями отдельных модулей без учета монтажного положения. Здесь можно увидеть цвета проводов (на рисунке не показаны) и соответствие выводу или предохранителю. Выводы обозначаются по DIM 72552.
Плюс напряжения питания обычно изображается в верхней половине, а минус (масса) — в нижней.
Жгут проводов и пространство установки
Эта модель группирует электрические и электронные модули в определенном месте в автомобиле (рис. «Пример двухмерной пространственной модели» ). Таким образом, провода, соединяющие между собой ЭБУ, и провода питания нагрузок/потребителей сводятся вместе на станках для скрутки жгутов. Так получаются жгуты проводов. Здесь необходимо соблюдать множество разных граничных условий:
- Концепция изготовления (одно- или многосоставный жгут проводов);
- Поперечные сечения (гибкость);
- Электромагнитная совместимость (ЕМС);
- Рассеяние тепла;
- Масса;
- Стоимость (например, меди);
- Устройство автомобильного жгута проводов.
Структура описывает возможные пути прокладки проводов в кузове, например, структура Н, состоящая из двух основных ветвей от передней до задней части автомобиля и перекрестной ветви, идущей с левой стороны автомобиля к правой.
На стадии разработки общей концепции автомобиля обычно достаточно двухмерны моделей; подробные трехмерные модели используются на более поздних стадиях проектирования.
Процесс разработки Е/Е-архитектуры
Процесс разработки Е/Е-архитектуры соединяет между собой отдельные стадии проектирования на логической и временной основе и обеспечивает критерии качества в начале и в конце стадии проектирования.
Поскольку Е/Е-архитектура для автомобилестроения — все еще молодая дисциплина, процессы у автопроизводителей и их поставщиков пока сильно разнятся. Это относится и к количеству, и последовательности стадий проектирования, и к критериям качества.
Управление требованиями
Требования решающим образом определяют действия Е/Е-архитектора. Рекомендуется различать функциональные и нефункциональные требования. Функциональные требования означают желаемые характеристики при эксплуатации автомобиля. Нефункциональные требования означают техническое решение и поэтому их также называют проектными ограничениями.
Таким ограничением может быть, например, свободное пространство в центральной консоли для установки ЭБУ. Другим ограничением может быть максимально допустимое рассеяние тепла в месте, которое влияет на размещенную там силовую электронику.
Таким образом, например, аудиоусилители часто устанавливаются в багажниках, так как тепло в области панели приборов не может адекватно рассеиваться.
После подготовки документации по функциональным и нефункциональным требованиям начинается фактическая разработка Е/Е-архитектуры.
Разработка Е/Е-архитектуры
Разработка Е/Е-архитектуры может идти двумя путями: по принципу «снизу-вверх», т.е. начиная с существующих компонентов, и по принципу «сверху вниз», т.е. с реализацией всех ранее описанных этапов моделирования, начиная с функциональных и нефункциональных требований.
Принцип «снизу-вверх», вовремя создания Е/Е-архитектуры, начиная с функциональности существующих компонентов, предусматривает дополнение этих компонентов функционально-коммуникативными аспектами и прохождение соответствующих этапов моделирования. Этот подход обычно выбирается для создания Е/Е-архитектур последующих поколений существующих автомобильных платформ.
Принцип «сверху вниз» фокусируется на сложности функций и обычно выбирается для создания Е/Е-архитектур новых автомобильных платформ.
Использование Е/Е-концепций позволяет обмениваться данными с партнерами- разработчиками электронных компонентов и жгутов проводов.
Оценка моделей
Для всех методов необходимо соблюдать следующее: при переходе от одной модельной иерархии к следующей (например, от функциональной модели к технологической), список критериев оценки (например, повторное использование или тестируемость) сравнивается с набором конкретных решений (например, шинных технологий). Оценка конкретных решений по критериям позволяет решению принять форму на основе чисто функциональных требований и неизбежных граничных условий (критерий «MUST»). Эту процедуру также называют QFD (Развертывание функции качества).
Альтернативная процедура заключается в сравнении опорного решения (например, предыдущей модели организации сети) с альтернативными с помощью критериев оценки.
Она дает поистине быстрые результаты, но не абсолютный оптимум.
Поскольку критерии оценки всегда взвешиваются автопроизводителями по-разному, электронные системы автомобилей иногда значительно различаются.
Инструменты разработки Е/Е-архитектуры
Для моделирования архитектуры идеально подходит инструмент, который может соединить между собой различные модели и уровни моделей Е/Е-архитектуры. Таким образом, создается полностью соединенная документация. Это позволяет реализовывать различные дисциплины, являющиеся частью процесса разработки, в нужных точках. Кроме того, должна обеспечиваться возможность числовой регистрации свойств моделирования, чтобы можно было обеспечить оценку.
Между тем на рынке появились различные инструменты для разработки Е/Е-архитектуры, позволяющие выполнять моделирование архитектуры с помощью инструментов. Важным моментом является стандартизация моделей и их форматов данных. Только это обеспечивает конкуренцию между изготовителями инструментов и открывает различным дисциплинам возможности для присоединения к процессу в разных точках.
Для будущего плавного перехода к конфигурации системы и ЭБУ с помощью технологий AUTOSAR требуется инструмент разработки Е/Е-архитектуры для поддержки форматов обмена AUTOSAR, таких как «Описание системы» и «Описание компонентов программного обеспечения». Поэтому мы остановимся на стандарте AUTOSAR более подробно.
AUTOSAR
Партнерство AUTOSAR (открытая системная архитектура для автомобилестроения) было учреждено в июле 2003 года автопроизводителями и их поставщиками. Его главной целью является совместная разработка открытой программной архитектуры для автомобильных приложений будущего. Цели партнерства включают в себя стандартизацию фундаментальной инфраструктуры ЭБУ (базовое программное обеспечение), форматов обмена и функциональных интерфейсов. Они призваны заменить существовавшие в компаниях индивидуальные решения. Для того чтобы успевать за постоянным усложнением систем, в связи с появлением новых функций, используются концепции и методы на базе моделей. Требования к качеству и надежности выполняются путем использования проверенных стандартов.
На основе программного обеспечения со стандартизированной инфраструктурой, состоящей, главным образом, из стандартных модулей, каждый автопроизводитель может реализовать свой контент (прикладное программное обеспечение).
Цели и концепции AUTOSAR
Стандарт AUTOSAR преследует следующие цели:
- Повторное использование программного обеспечения для разных ЭБУ, автомобильных платформ и автопроизводителей;
- Поддержка в интеграции программного обеспечения третьих лиц в области как базового, так и прикладного программного обеспечения;
- Поддержка смещения прикладного программного обеспечения между ЭБУ (статичная);
- Обмен стандартными аппаратными блоками (например, трансивер CAN) без изменений в прикладном программном обеспечении.
Программная архитектура, определяемая стандартом AUTOSAR (рис. 7), поддерживает четкое разделение между базовым и прикладным программным обеспечением. Это достигается несколькими абстрактными уровнями в базовом программном обеспечении — от драйверов устройств до сложных инфраструктурных сервисов и среды прогона (RTE) стандарта AUTOSAR.
Поскольку интерфейсы большинства модулей базового программного обеспечения в этих слоях стандартизированы, то стандартные аппаратные блоки и соответствующие драйверы можно заменить без изменения прикладного программного обеспечения.
И наоборот, прикладное программное обеспечение, ограничивающееся использованием этих стандартных интерфейсов, можно гораздо проще ввести в ЭБУ на стадии разработки и даже переместить в другой ЭБУ. Например, одно и то же прикладное программное обеспечение контроллера скорости автомобиля в зависимости от платформы автомобиля может работать на блоке управления двигателем, блоке управления трансмиссией или другом ЭБУ без изменения прикладного программного обеспечения. Для этого, естественно, требуется достаточно мощный ЭБУ и соответствующая организация сети.
Стандартизация базового программного обеспечения и возможность его конфигурации в зависимости от требований к прикладному программному обеспечению позволяет повторно использовать модули базового программного обеспечения для разных автомобильных платформ и автопроизводителей. Это повышает качество программного обеспечения, поскольку никаких изменений на Уровне продукта не происходит, сокращает затраты на разработку путем повторного использования и образует устойчивую основу. Для постоянного роста сложности и объединения функций приложений.
Партнерство AUTOSAR также разрабатывает концепции на базе моделей для раннего Утверждения проекта системы. На основе Формализованного описания выполняется проверка соответствия интерфейсов прикладного программного обеспечения друг другу, при этом прикладное программное обеспечение не обязательно должно быть в виде полной программы.
Перспективы развития электронных систем
С ростом количества и степени интеграции электронных систем необходимо использовать подходящие процессы, методы и инструменты при разработке Е/Е-архитектуры. Разработка Е/Е-архитектуры в автомобилестроении превратилась в независимую задачу и оказывает решающее влияние при разработке новых автомобилей. Если описанные здесь процедуры будут последовательно применяться и развиваться, то в будущем автомобильная электроника будет управляемой и продолжит вносить значительный вклад в улучшение потока перевозок, безопасности движения, повышение комфорта и экономичности.
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:
Источник http://1gai.ru/publ/521552-27-novyh-funkciy-avtomobilya-kotorye-dokazyvayut-chto-my-zhivem-v-buduschem.html
Источник Источник Источник Источник http://press.ocenin.ru/elektronnaya-arhitektura-v-avtomobil/
Источник Источник http://spokoino.ru/articles/accessories/avtomobilnaja_jelektronika/