Ні для кого не секрет, що в наш високотехнологічний вік кожен інноваційний засіб, в основі роботи якого закладена електронна складова, починаючи з мобільного телефонаі закінчуючи супутниками, містить масу внутрішньої "начинки", яка керує процесами функціонування агрегату.
Багато в чому це стосується і суден або, простіше кажучи, автомобілів. Сучасні машини настільки напхані електронікою, що часом замислюєшся, а навіщо тут, власне, водій.
Наскільки безпечною є автоматична система?
Однак, чи все так просто і безпечно, чи можна повністю довіритися, головним завданням якого є полегшення процесу керування автомобілем водієм? Відповідь абсолютно не однозначна.
Можливо, когось здивує той факт, що програмне забезпечення сучасної машини становлять рядки коду, яких приблизно в 2,5 рази більше, ніж в одній із найпопулярніших комп'ютерних операційних систем сучасності – Windows 7.
Який із цього можна зробити висновок? Дуже простий - очевидно, що при такому грандіозному обсязі даних можуть трапитися помилки, які згодом впливатимуть на неправильну роботу всього автомобіля.
Як приклад наведемо випадок, який стався з Toyota Prius. Не будемо вникати у всі тонкощі роботи системи автоматичного керуваннядвигуном, відзначить лише, що у разі помилки системи напівпровідники, вбудовані в установку, перегріваються, а це призводить до того, що автомобіль раптово може зупинитися. Щоб оновити всю систему, знадобиться відвідати сервісний центр.
Виробники електрокарів
Найпопулярніший сьогодні виробник електрокарів у світі на практиці використовує більш удосконалений метод: оновити систему можна дистанційно за допомогою бездротового зв'язку. Але тут слід уважно дослухатися думки експертів, які практично в один голос стверджують, що даний спосіб не настільки безпечний, як може здатися спочатку. Чому?
Справа в тому, що в такому випадку хороший хакер може отримати доступ до автоматики транспортного засобу використовуючи звичайний ноутбук. Яскравим томупідтвердженням став експеримент комп'ютерних фахівців Чарлі Міллера та Кріса Валасека, що вони продемонстрували на конференції Black Hat. Хакери змоделювали злом електроніки автомобіля та показали, до чого це може призвести.
Добре, що це був лише науковий приклад, і ніхто не постраждав. Набравши швидкість і досягнувши 80 км/год, автомобіль раптово перестав відповідати на команди, гальма повністю відмовили, а при натисканні на педаль акселератора машину різко загорнуло вправо.
Найдивовижніше сталося після цього: програмне забезпечення, яке і завдало шкоди автоматичної системикерування автомобілем, блискавично пішло, тому зовні все це виглядало, як нещасний випадок. Е
той експеримент хакерів показав, що не все так ідеально в світі сучасної автоелектроніки і автовиробникам ще багато попрацювати над тим, щоб представити оптимальне поєднання комфорту і безпеки при використанні електронних бортових систем автомобіля.
У конструкціях автомобілів дедалі більше широке застосуваннязнаходять електронні системи керування. Проведення діагностування сучасного автомобіля без використання засобів для аналізу роботи електронних системуправління може дати недостатньо повну інформаціюпро його технічний стан.
Діагностичні засоби для визначення технічного стану електронних систем управління можна поділити на три категорії:
- стаціонарні (стендові) діагностичні системи
- бортове діагностичне програмне забезпечення, що дозволяє індикувати несправності відповідними кодами
- бортове діагностичне програмне забезпечення, для доступу до якого потрібен спеціальний додатковий зчитуючий пристрій
Стендові діагностичні системи
Ці системи не підключаються до бортових електронних блоків керування і таким чином не залежать від бортової діагностичної системи автомобіля. Вони зазвичай діагностують окремі механізми двигуна та системи запалення, тому їх часто називають мотор-тестерами. Основними елементами мотор-тестера є датчики, а також блок обробки та індикації результатів вимірювань сигналів, що сприймаються. Датчики та реєструючі прилади з'єднані з кабелями за допомогою штекерів та затискачів.
Мал. Мотор-тестер
Мотор-тестери виконуються з урахуванням комп'ютерів, мають клавіатуру, дисплей, дисководи, привод CD-ROM. У комплект зазвичай входить набір з'єднувальних проводів і кабелів, стробоскоп, а в окремих випадках - газоаналізатор відпрацьованих газів. Інформація вводиться до комп'ютера за допомогою відповідного аналізатора, в якому розміщені аналогово-цифрові перетворювачі, компаратори, підсилювачі та інші пристрої попередньої обробки сигналів. Аналізатор підключається до необхідних елементів на автомобілі за допомогою комплекту кабелів, який являє собою набір проводів, що підключаються до негативної, позитивної клем акумулятора і котушки запалювання, проводу високої напруги до котушки запалювання і свічки першого циліндра, а крім того, безконтактний датчик зарядки акумулятора, датчик температури олії у двигуні (вставляється замість щупа), датчик розрідження у впускному колекторі тощо.
Основна частина мотор-тестера - осцилоскоп, на екрані якого з'являються різні осцилограми, що відображають режим роботи технічний стандеталей, що перевіряються, і приладів системи запалювання. Оцінка сигналу, що з'являється на екрані осцилоскопа, ґрунтується на аналізі змін (за наявності несправностей) характеру електричних процесів, що протікають у ланцюгах низької та високої напруги. По окремих частинах зображення можна судити також про роботу деяких елементів систем живлення та запалювання, а характер зміни дозволяє виявляти причини несправностей.
Комп'ютер мотор-тестера обробляє інформацію, отриману від двигуна, і надає результати на дисплеї або у вигляді роздруківки на принтері. З мотор-тестером може поставлятися комплект лазерних компакт-дисків технічною інформацієюпро різні моделі автомобілів, а також з інструкціями оператору про порядок підключення мотор-тестера до автомобіля та про послідовність проведення контрольних операцій.
Перед проведенням діагностування вводять модель автомобіля, тип двигуна, трансмісії, системи запалювання, упорскування палива та інші параметри, що характеризують об'єкт діагностування. Мотор-тестери здатні діагностувати більшість автомобільних систем, у тому числі системи пуску, електропостачання, запалення, оцінювання компресії в циліндрах, вимірювання параметрів системи живлення.
Сучасні мотор-тестери можуть видавати інформацію про стан системи запалення у вигляді цифр чи осцилограми процесу. Прикладом служить мотор-тестер М3-2 (Білорусь), за допомогою якого можна визначати стан двигуна (за потужністю, балансу потужності по циліндрах, відносної компресії), стартера, генератора, реле-регулятора, акумулятора, переривника-розподільника, електропроводів, свічок запалювання, лямбда-датчика, форсунок системи упорскування бензинових двигунів, дизельної паливної апаратури, вимірювати за допомогою стробоскопа кути випередження запалювання для бензинових двигунів та упорскування для дизельних двигунів.
У міру ускладнення автомобільної електроніки розширюються і функціональні можливості стаціонарних систем, оскільки необхідно діагностувати як керування двигуном, а й гальмівні системи, активну підвіску тощо.
Універсальність комп'ютерних мотор-тестерів визначається їх програмним забезпеченням. Багато хто з них працює у звичній більшості користувачів операційної системи Windows.
До недоліків мотор-тестерів слід віднести те, що з їхньою допомогою важко виявити непостійні несправності в складних електронних системах, коли несправність в одній системі проявляється у вигляді симптомів в інших системах, функціонально пов'язаних з першою.
Бортове діагностичне програмне забезпечення, яке дозволяє індикувати несправності відповідними кодами
Системи програмного забезпечення автомобілів більшості провідних країн світу, починаючи з 80-х років XX ст. забезпечуються функцією зчитування кодів несправностей за допомогою контрольної лампи, наприклад, Check engine - перевір двигун. Це найбільш простий вид бортового діагностування, яке полягає в умовному присвоєнні ряду несправностей електронної системи керування цифровими кодами. Ці коди при прояві відповідних несправностей заносяться в пам'ять електронного блоку управління системою. Після проведення певних маніпуляцій ці коди можуть відображатися контрольною лампочкою у вигляді ряду довгих і коротких імпульсів. Після візуального зчитування імпульсів їхнє значення може бути розшифроване за допомогою спеціальних таблиць.
Мал. Приклад розміщення індикатора Сheck engine (позиція 1)
Бортове діагностичне програмне забезпечення, для доступу до якого потрібен спеціальний додатковий пристрій для зчитування.
Зчитування інформації з такого програмного забезпечення здійснюється за допомогою спеціальних пристроїв- Сканерів. Контрольовані параметри та коди несправностей зчитуються безпосередньо з електронного блоку управління та інтерпретуються фахівцями сервісу.
Сканером, або скануючим приладом, називають портативні комп'ютерні тестери, що служать для діагностування різних електронних систем управління за допомогою зчитування цифрової інформації з діагностичного роз'єму автомобіля.
Сканер, як правило, має невеликий за розміром рідкокристалічний дисплей, тому переглядати дані на ньому, навіть використовуючи прокручування кадру, не завжди зручно. Зазвичай є можливість підключення сканера до комп'ютера через порт для передачі даних. Спеціальне програмне забезпечення дозволяє переглядати дані зі сканера в табличному та графічному вигляді на моніторі комп'ютера, зберігати їх, створювати бази даних по автомобілям, що обслуговуються.
Мал. Програмований сканер ДСТ-2М (Росія) без персонального комп'ютера
Сканери відрізняються своїми функціональними можливостями і спектром автомобілів, що тестуються.
Найбільш широкі можливості мають спеціалізовані сканери, що використовуються для діагностування автомобілів тільки однієї марки. Застосування таких сканерів внаслідок їхньої вузької спеціалізації обмежується окремими підприємствами автосервісу, які обслуговують автомобілі конкретних моделей. Більш широкого поширення набули сканери, призначені для діагностування систем упорскування та інших механізмів, агрегатів та систем автомобілів різних моделей.
Існують програми, що дозволяють вводити безпосередньо в комп'ютер інформацію через послідовний порт з автомобільного діагностичного роз'єму за допомогою відповідного з'єднувального кабелю. Персональний комп'ютер виконує функції сканера, його іноді так і називають - комп'ютерний сканер. При використанні персонального комп'ютера немає необхідності мати комплект програмних картриджів для різних системта моделей, так як ємність жорсткого дискакомп'ютера дозволяє зберігати на ньому всі необхідні дані та програми.
Система самодіагностики транспортного засобу у його роботи безупинно порівнює поточні величини сигналів з еталонними значеннями у пам'яті електронного блоку управління. З іншого боку, вона відстежує реакцію виконавчих механізмів. Будь-які невідповідності параметрів один одному або еталонним значенням розцінюються як несправність, кожній з яких надано свій код. Раніше системи управління могли визначити і запам'ятати 10-15 кодів, сучасні системи зберігають до кількох сотень кодів, що належать не тільки до двигуна, а й до автоматичній коробціпередач, антиблокувальній системі(АБС), подушкам безпеки, клімат-контролю і т.д.
У деяких блоках управління самодіагностика дозволяє коригувати кут випередження запалення, а на автомобілях без нейтралізатора - регулювати вміст оксиду вуглецю у газах, що відпрацювали. Крім того, на сучасних моделяхсканерів реалізовано так зване тестове діагностування: вхідні сигнали подаються у певний момент з подальшою перевіркою датчиків та реакції виконавчих елементів.
Сканер перевіряє вхідні та вихідні параметри електричних кіл та інформує оператора про їхню величину. Таким чином, він лише фіксує наявність або відсутність несправностей в якому-небудь вузлі, але не дозволяє визначати їх причини, яких може бути багато для одних і тих же значень контрольованих параметрів.
За способом зберігання інформації апаратні сканери поділяються на картриджні та програмовані. Для приведення картриджного сканера в робочий станнеобхідний картридж з діагностичним кабелем, відповідним моделі автомобіля, що перевіряється. Комплект такого сканера складається з трьох основних частин: самого сканера, змінних картриджів та з'єднувальних кабелів, призначених для приєднання до діагностичного роз'єму автомобіля, що перевіряється. Кожен картридж призначений для роботи із блоком управління свого типу.
Мал. Картриджний сканер для діагностування автомобілів однієї чи певних марок
Вказаного недоліку позбавлені програмовані сканери. Їхню вбудовану пам'ять (Flash-пам'ять) можна багаторазово перепрограмувати за допомогою персонального комп'ютера. Застарілі версії програмного забезпечення можна оновити через інтернет або компакт-диск, який постачається виробником транспортного засобу або сканера. Такі сканери добре пристосовані до експлуатації за умов автосервісу. Більш того, вони дозволяють діагностувати системи автомобіля, що рухається.
Більш інформативними є сканери, які з'єднані з персональним комп'ютером. Для узгодження даних, які отримують комп'ютер з блоку управління, використовується адаптер.
Мал. Програмований сканер із персональним комп'ютером
В даний час найбільшого поширенняотримали сканери KST-500 та KST-520 фірми «Бош», які використовуються з персональним комп'ютером, а також сканери ДСТ-2, ДСТ-10-Кф (Росія) та ін.
Сканери мають кілька режимів роботи. У режимі "Помилки" на екрані висвічуються цифрові коди тієї чи іншої несправності, що зберігаються в пам'яті блоку керування автомобілем. Режим «Параметри» дозволяє оцінити роботу двигуна під час руху автомобіля: напругу в бортовій мережі, детонацію, частоту обертання колінчастого валу, склад суміші, швидкість руху тощо. Для перегляду зміни параметрів роботи двигуна в динаміці передбачено режим «Збір даних». Деякі сканери, наприклад KST-520, для спостереження за роботою системи впорскування та інших систем автомобіля динаміці можуть видавати графічне зображення сигналів на екрані, тобто. дозволяють спостерігати їх візуально. Можливості сканерів при перевірці системи упорскування конкретного автомобіля визначаються діагностичними функціями блоку управління даного автомобіля, проте, як правило, усі сканери зчитують та стирають коди несправностей, виводять цифрові параметри в реальному масштабі часу, можуть приводити в дію деякі виконавчі механізми (форсунки, реле, соленоїди) ).
Сканер підключається через спеціальний роз'єм на автомобілі до конкретного блоку керування або електронної системи загалом.
До 2000 р. більшість автомобілів було обладнано діагностичними роз'ємами, що мають різну кількість та розташування штирків, що не дозволяло застосовувати універсальні сканери для знімання інформації. Тому у 2000 р. більшістю виробників транспортних засобівбуло прийнято стандарт OBD-II з обладнання електронних систем управління. Вимоги цього стандарту передбачають:
- стандартний діагностичний роз'єм
- стандартне розміщення діагностичного роз'єму
- стандартний протокол обміну даними між сканером та автомобільною бортовою системоюдіагностики
- стандартний список кодів несправностей
- збереження в пам'яті електронного блоку керування кадру значень параметрів у разі появи коду помилки («заморожений» кадр)
- моніторинг бортовими діагностичними засобами елементів, відмова яких може призвести до збільшення обсягів токсичних викидів у довкілля
- доступ як спеціалізованих, так і універсальних сканерів до кодів помилок, параметрів, «заморожених» кадрів, процедур, що тестують, і т.д.
- єдиний перелік термінів, скорочень, визначень, що використовуються для елементів електронних систем автомобіля та кодів помилок
На малюнку показано 16-штирковий діагностичний роз'єм, що є стандартним на автомобілях, що відповідають вимогам OBD-II.
Мал. Стандартний діагностичний роз'єм
Діагностичний роз'єм розміщується в пасажирському салоні (зазвичай під приладовою панеллю) та забезпечує доступ до системних даних. До такого роз'єму може бути підключено будь-який сканер.
Зчитування діагностичних кодів
Коди несправностей можна вважати двома способами. Перший (для систем, що вже відходять у минуле, самодіагностики) - світлодіодним пробником, що підключається до діагностичного роз'єму, або за допомогою контрольної діагностичної лампи. Розшифровка кодів проводиться з використанням таблиць, що вже згадувалися, що входять до складу експлуатаційних документів на автомобіль. Другий, сучасний спосіб - отримання кодів сканером. Як правило, ці прилади не лише витягують коди помилок, а й розшифровують їх.
Для попередження водія про несправність електронної системи керування на панелі приладів є контрольна лампа. Після ввімкнення запалювання на справному автомобілі лампа горить протягом 3...10 с, а потім має згаснути. Якщо лампа не гасне, це свідчить про несправність системи керування і слід перевірити цю систему за певними кодами. За вимогами нормативних документівз безпеки руху деяких країн, автомобіль, що має активні коди несправності певних електронних систем керування, не допускається до експлуатації.
Коди несправностей іноді умовно поділяють на «повільні» та «швидкі».
Розглянемо "повільні" коди. При виявленні несправності код заноситься в пам'ять і на панелі приладів включається відповідна контрольна лампа. З'ясувати, який це код, можна одним із наступних способів (залежно від конкретного виконання блоку управління):
- рахувати інформацію по світлодіоду на корпусі блоку управління, який періодично спалахує і гасне
- з'єднати провідником певні клеми діагностичного роз'єму або замкнути певну клему роз'єму на «масу» і включити запалювання, після чого контрольна лампа почне періодично блимати, передаючи інформацію про код несправності
- підключити світлодіод або аналоговий вольтметр до певних контактів діагностичного роз'єму та спалахів світлодіода (або коливань стрілки вольтметра) отримати інформацію про код несправності
Так як «повільні» коди призначені для візуального зчитування, частота їх передачі дуже низька (близько 1 Гц), обсяг інформації, що передається малий.
Коди зазвичай видаються у вигляді послідовностей спалахів, що повторюються. Код містить кілька цифр, значення яких потім розшифровується за таблицею несправностей, що входить до складу експлуатаційних документів на автомобіль. Довгими спалахами (1,5.2,5 с) передається старший (перший) розряд коду, короткими (0,5.0,6 с) – молодший (другий) розряд.
Приклад висвічування коду 1-3-1-2, що відповідає несправності електронної форсунки упорскування першого циліндра двигуна Hyundai, наведено на малюнку:
Мал. Приклад висвічування коду несправності
Після виявлення несправності вона локалізується шляхом послідовної перевірки тих елементів електронної системи управління, які знаходяться в електричного ланцюгащо відповідає за генерування ліченого коду (датчиків, роз'ємів, проводки тощо).
Повільні коди прості, надійні, не вимагають дорогого діагностичного обладнання, але малоінформативні.
Швидкі коди забезпечують вибірку з пам'яті електронного блоку управління великого обсягу інформації через послідовний інтерфейс. Цей інтерфейс та діагностичний роз'єм використовуються як під час перевірки та налаштування автомобіля на заводі-виробнику, так і при діагностуванні.
Однією з функцій, реалізованих сканерами, є перевірка сигналу датчика раціональність, тобто. на відповідність необхідним (штатним) сигналам. Датчик може бути несправним і надсилати в блок управління неправильну інформацію. Якщо перевірка сигналу датчика на раціональність у програмі блоку управління не передбачена, то в них алгоритми, що управляють, реалізуються з використанням неправильної інформації датчика. При цьому будуть неправильно розраховані важливі вихідні параметри, наприклад, кут випередження запалення та тривалість імпульсу відмикання форсунок, що призведе до погіршення їздових характеристик автомобіля, двигун може глухнути після запуску і т.д. Однак, поки в кількісному вираженні невірний сигнал з датчика буде в межах норми, ніякі коди помилок на згадку про електронний блок не запишуться і несправність ніяк не позначиться.
Для виявлення несправності реалізується функція відключення "підозрілого" датчика. Тоді електронний блок запише в пам'ять код помилки та змінить сигнал із датчика на розрахункове (резервне) значення. Наприклад, при відключенні датчика масової витратиповітря його сигнал замінюється резервним сигналом, розрахованим за положенням дросельної заслінкиі частоті обертання колінчастого валу двигуна Якщо після вимкнення підозрілого датчика робота двигуна покращиться, це означає, що датчик несправний.
У сучасних блоках управління з удосконаленням програмного забезпечення з'являється можливість виявляти подібні несправності. Це так звана перевірка на раціональність та правильне функціонування, що реалізується у бортових. діагностичних системахДругого покоління (OBD-II). Вона полягає в тому, що поточні значення сигналів з усіх датчиків постійно перевіряються на однозначну відповідність штатним сигналам для даного режиму роботи двигуна. Штатні значення сигналів зберігаються у постійній пам'яті мікропроцесора електронного блоку.
Для зручності вимірювання вхідних та вихідних сигналів електронного блоку управління застосовують розгалужувач сигналів. Він є комплектом кабелів і роз'ємів, що підключаються між електронним блоком управління і джгутом проводів для доступу до вхідних і вихідних сигналів. До складу розгалужувача входить комутаційна панель для підключення контрольно-вимірювальних приладів до будь-якого ланцюга джгута.
Мал. Розгалужувач сигналів РС-2 (Росія)
Робота окремих датчиків може бути зімітована спеціальним імітатором датчиків, наприклад типу ІД-4. Він призначений для імітації вихідної напруги потенціометричних та резистивних датчиків електронної системи управління інжекторних двигунів. Даний імітатор дозволяє імітувати сигнал датчика положення дросельної заслінки, потенціометра регулювання вмісту оксиду вуглецю, датчиків тиску у впускному колекторі, атмосферного тиску, масової витрати повітря та інших датчиків. Кабелі, що входять до складу імітатора, дозволяють підключатися до роз'ємів різних типів.
Мал. Імітатор датчиків ІД-4 (Росія)
Видалення кодів несправності
Після ремонту всі коди слід видалити з пам'яті блоку керування, інакше блок помилково враховуватиме їх при подальшому керуванні системами автомобіля.
Застосовують три методи видалення (стирання) кодів несправностей:
- Стирання кодів за командою зі сканера, підключеного до діагностичного гнізда. На деяких автомобілях ранніх моделей така процедура неможлива, оскільки не підтримується блоком управління. Цей метод є найкращим і рекомендованим виробниками.
- Якщо сканера немає або електронний блок не підтримує стирання кодів сканером, слід вимкнути живлення блоку шляхом вилучення відповідного запобіжника. Разом з кодами помилок з пам'яті блоку зітреться інформація для адаптивного управління.
- Відключення від «маси» шини акумуляторної батареї. Слід мати на увазі, що в цьому випадку разом з кодами стирається та інша інформація (установка часу на електронному годиннику, коди радіоприймача і т.д.).
У вік високих технологічних задумів немає нічого дивного в тому, що постійно виходять різні розумні програми, здатні допомогти людині в роботі, пов'язаної з різними сферами діяльності. Не винятком став і шлях водіїв-автомобілістів, для яких були придумані корисні утиліти. Примітно, що звичайний смартфон сьогодні здатний замінити собою досвідченого порадника, а безкоштовні програми та різні сервіси допоможуть у створенні важливих нотаток, оптимізації витрат і т.д.
На відео розказано, як з толком використовувати планшет або телефон в автомобілі:
Комп'ютери, ноутбуки, смартфони та корисні програми для них
Люди років десять тому лише мріяли про таку можливість, як мати на автомобілі комп'ютер. У той час уявити розумний апарат, який робить майже половину роботи замість водія, було можливо, але це найбільше було схоже на фантастичний фільм. Тодішнім автомобілістам було невтямки, що розумний комп'ютер здатний здійснювати навігацію за допомогою спеціальних програм, самостійно проводити перевірку мотора через роз'єм OBD2, стежити за і навіть вести особливий щоденник, де вказані всі виїзди водія.
Спочатку роль такого помічника виконували громіздкі комп'ютери, потім ноутбуки – легкі та продуктивні. Але ці цифрові помічники стали непотрібними з виходом смартфонів і планшетів.
На сьогоднішній день смартфони та планшети з програмами для автомобілістів є такими ж звичайними предметами, як або . Одночасно з великим ринком зручних мобільних пристроїв стали розвиватися й інші сегменти, не менш важливі та призначені також для власників «залізних коней» - різні корисні програми для автомобілістів, так звані онлайн-програми. У наш час, незважаючи на масу корисних функцій, якими постачають автомобіль виробники, мобільні програми та онлайн-сервіси потрібні так, як ніколи. Ми спробували підібрати в цій статті найкорисніші та потрібні інструментидля автомобіліста, не залишивши без уваги різні платні та безкоштовні навігаційні програми та програми, а також сервіси, здатні вирішувати складні завдання.
Не секрет, що автомобіль, особливо в нашій країні, утримувати завжди було важко. Так, він не розкіш, а засіб пересування, але цю фразу придумали американці, у яких інший погляд на речі. У нас у країні часом свого улюбленого «залізного коня» йде більше, ніж щодо розкоші. Такою унікальною ситуацією ми, автомобілісти, повинні бути вдячні фахівцям, які працюють в автосервісах, які тягнуть і тягнуть з гаманця наївного водія, що потрапив до них, гроші; працівникам, які з'їли собаку в темі, що стосується якості бензину та його присадок тощо.
Здавалося б, стежити за всіма витратами можна, якщо зібратися і почати жити як практичний німець. Але це вдається не кожному росіянину і якби не корисні програми та програми, на кшталт учителя витрат на паливо чи програми з оцінки вартості володіння автомобілем, туго довелося б нашим водіям.
Паливоміри та корисні сайти
На відео показано, як контролювати витрати палива за допомогою GPS ГЛОНАСС:
Ці програми абсолютно безкоштовні та відносяться сьогодні до простим інструментамрятує водія від стресу і постійний головний біль. Вони замість автомобіліста відстежуватимуть постійні та даватиму звіт про виконану роботу. Програму Fuel Manager досить просто запустити, встановивши контрольну точку або заправляючись регулярно до повного бака. Можна зробити інакше. Відзначати той момент, коли спалахує лампочка, що вказує на те, що паливо закінчується.
Fuel Manager – не єдина така програма. Інший, не менш популярний додаток – це «Паливомір», який призначений для розрахунку середньої витрати на основі будь-яких показників. Крім того, що програма зберігає інформацію про витрачене паливо, вона дозволяє одночасно встановлювати нагадування - утиліту, яка прив'язана до пробігу автомобіля. Наприклад, у такий спосіб можна буде запрограмувати нагадування про те, що настав час замінити масло, адже автомобіль «проорав» вже 10 тис. км.
Інші програми, порівняно із простими паливомірами, відрізняються набором великих функцій. Наприклад, такі популярні програми, як «Моя машина» або Beepster, призначені для комплексного обліку витрат, пов'язаних з періодичним обслуговуванням і . Ці програми також дають можливість встановити нагадування. Головне завдання таких цифрових записників - це підрахунок умовної вартості 1 км шляху. Крім того, ці програми нагадують водієві про важливі сервісні процедури, такі як або гальмівні колодки.
Відеоогляд програми Fuel Manager:
Мобільні утиліти додаються і до веб-серверів для полегшення обслуговування автомобілів. Зокрема, такий сервер, як drivernotes.net, дає можливість, окрім основних функцій, отримувати дані про вартість обслуговування певної моделі автомобіля всіма власниками, що стане в нагоді в процесі .
Інший сайт, під назвою cars.auto.ru, допоможе знайти швидко будь-яке оголошення про продаж або купівлю авто. Доступ до цього сервісу-програми водій отримує як через браузер, так і через мобільний додаток. Оголошення шукати дуже легко, адже вони відкриваються, якщо набрати у пошуку марку, рік випуску чи інші параметри. Також сайт дає можливість отримати контакти власника чи клієнта.
Популярний та розкручений портал avito.ru, миттєво та методом телепортації, як показує рекламний ролик, серед іншого пропонує провести і пошук продавців/покупців. Цікаво, що цей ресурс має дуже зручну мобільну програму для «Андроїд».
Інший сервіс називається «З рук у руки» і має свого представника в мобільних програмах Google Play.
Примітно, що людині при пошуку машин немає потреби звертатися до кількох сайтів. Достатньо скористатися послугами якогось агрегатора, наприклад, такого як auto.yandex.ru. Цей ресурс пропонує, крім клієнтської програми, ще й чудово оптимізовану мобільну версіюсайту. « Залізних коней» тут можна підбирати за різними параметрами, у тому числі і такими неоднозначними, як «сімейний автомобіль для заміських прогулянок». І це ще не все. Сервіс дає змогу відстежувати зміни цін. До речі, схожий із цим сайт bezrulya.ru відрізняється від аналогів ще й зручною функцією, моделей авто.
Якщо раніше було в моді спілкуватися з друзями через SMS-повідомлення, то сьогодні це в минулому. Соціальні мережі та спеціальні програмидозволяють робити це набагато швидше та отримувати більше комфорту.
Цікаво, що одночасно були популярні програми, які містили велика кількістьтак званих корисних точок. Вони відображалися на карті, і до них належали не тільки пункти шиномонтажу, автосервіси, а й бістро, готелі та навіть пам'ятки певного міста чи країни. Сьогодні така інформація перекочувала на сторінки програм навігації, таких як Яндекс. Корисні в цьому плані і Google, і той самий «Міський гід» та інші програми.
Відеоогляд корисної програми для автомобілістів - «Парковка»:
Хотілося б відзначити, що «особняком», як і раніше, тримаються сервіси, які дозволяють знайти не тільки найближчу заправку, а й ціни на паливо. Однією з таких програм, які мають пошану серед автомобілістів, є «Мультипаливо». Цей сервіс є інтерфейсом пошуку, а також картою із заправками, яка періодично оновлюється базою АЗС. Сюди включені інформація про наявність туалетів, кафе і т. п. Дані можуть бути оновлені і користувачами порталу multigo.ru. Тут можна не лише отримувати потрібну інформацію, але і вносити зміни через програму, якщо зареєструватися як користувач.
Показати ваше місцезнаходження на карті теж можна. Цим займається спеціальний сервіс Google Плюс. Він дозволяє прикріплювати в таких соціальних мережах, як Фейсбук та ВКонтакте, теги розташування до фотографій або публікацій. Хоча цим займається не лише він.
Існують спеціальні сервіси, що відображають координати водія або навіть маршрут у режимі Live. До таких сервісів можна віднести безкоштовну програму Glympse. Програма дозволить відкрити своє місцезнаходження на певний проміжок часу, наприклад, поки ви дістанетеся до місця зустрічі. Робиться це шляхом посилки другові або знайомому посилання, пройшовши якою на карті можна побачити ваше місцезнаходження або маршрут.
Варто відзначити, що деякі важливі справи краще прив'язувати не до певного часу, а до певної точки у просторі. Наприклад, проїжджаючи поряд із магазином, потрібно не забути купити хліб. Ось і підключається своєрідний «нагадник», коли автомобіль проїжджає повз магазин. Більшість мобільних програм містять масу корисних опцій, Для яких нагадування за місцем розташування - єдина цільова функція. Хоча існують і більш складні програми, такі як «Картка нагадування». Програма абсолютно безкоштовна і дозволяє, окрім створення та зберігання нотаток, завантажувати супутню картку в телефон.
До таких програм можна віднести і різні планувальники. Наприклад, нагадування за місцем у Remember The milk. Але щоб її задіяти, доведеться підключитися до платної версії продукту.
Щодо онлайн-карт, то їх можна використовувати для діагностики стану доріг. Для багатьох водіїв давно не секрет, що вони щохвилини ризикують під час їзди по російським дорогамзанапастити підвіску свого автомобіля. Самі дорожні служби оповістить водія оперативно про які виникають у різних місцяхдороги перешкоди не встигають чи не бажають. А ось сервіс «РосЯма» не дасть дорожникам часу розслаблятися, адже на цьому порталі завжди можна залишити заяву про проблеми. Достатньо буде завантажити на сайт розміри ями, координати та фото. Жаль тільки, що сервіс цей мобільних клієнтів не має.
Майже всі сервіси, що допомагають шукати місце для паркування, варто було б віднести до інструментів, що беруть за основу методи GPS. Але в багатьох мегаполісах і великих містахРосії за неправильно припаркований автомобіль та дефіцит вільних місцьцю проблему переводять у розряд глобальних. Саме для вирішення такого завдання і була вигадана програма під назвою «Парковки Москви».
Відеоогляд мобільного додатку «Паркування Москви»:
Що стосується інших міст, то для них можна задіяти схеми, наведені на картах OpenStreetMap або інших картографічних порталах. Є й спеціальні бази, такі як «Паркопедіа», де є клієнтські програми практично для всіх мобільних платформ.
Штрафи ПДР та довідник у цифровій версії
На окрему увагу заслуговує програма під назвою «2014». Вона спеціально призначена для тих водіїв, які слабо знають правила правил дорожнього руху. Та й якщо чесно, хто сьогодні назубок їх знає? Досвід водіння нашого автомобіліста кується не на знанні правил дорожнього руху, а на практиці проходження певних ситуацій. Іншими словами, всі знають, що проїжджати на «червоне світло» не можна. Але який штраф за це доведеться платити, знає один або два відсотки водіїв.
Якщо раніше водії купували нові версії періодично на паперових носіях і зберігали всю цю макулатуру в бардачку, і без того тісному на деяких моделях авто, то сьогодні програма сама автоматично завантажуватиме оновлення. Окрім програми «Штрафи ПДР 2014», аналогічні дії виконує і програма «Довідник ПДР».
Тепер про ті опції, якими відомий. Отже, виявляється, тепер купувати його для запису дорожньої обстановки зовсім не обов'язково. Усі функції найкрутішого відеореєстратора здатна виконати безкоштовна програмана звичайний смартфон. Так-так, не дивуйтесь! До таких програм, наприклад, можна віднести DailyRoads Voyager. Як і стандартний відеореєстратор, ця опція дозволить записати ролики у циклічному порядку. А в міру заповнення пам'яті попередні відеофайли автоматично стираються. Ось і всі справи.
На випадок ДТП
Програма під назвою «Пам'ятка при ДТП» допоможе і в нестандартних ситуаціях, які можуть статися на дорозі. Ця програма дає корисні рекомендаціїщодо того, що зробити водієві в конкретному випадку. Але на жаль, крім порад, хоч і розумних, нічим іншим утиліта більше допомогти не зможе. Так що дотримуватися безпечної манери їзди ніхто не скасовував.
09.04.2010 Юрген Мессінгер
Коли ви купите свій наступний автомобіль, у ньому виявиться вже 100 млн. рядків коду, і, напевно, вам варто задуматися про труднощі, пов'язані зі створенням таких бортових програмних систем, і про нові можливості, які вони відкривають в автомобільній галузі.
Перші електронні системи з'явилися в автомобілях ще у 60-х роках, і завдяки цьому галузь серйозно змінилася – сьогодні електроніка, і особливо програмне забезпечення є основними джерелами інновацій. Програмне забезпечення підвищує надійність за допомогою систем активної та пасивної безпеки, таких як антиблокувальна гальмівна системата електронна система курсової стійкості(ESC). Крім того, сьогодні відбувається поступова інтеграція побутової електроніки до автомобілів.
Програмне забезпечення для автомобілів дуже надійне - рівень відмов становить не більше одного збою на мільйон операцій на рік. Більшість людей навіть не уявляють, наскільки багато автомобільних функційуправляються сьогодні програмно, проте навряд чи вам доводилося колись чути про блакитний екран в автомобілі, хоча для ПК це звичайна справа.
Зараз кожен автомобіль має кілька електронних блоків керування (electronic control unit, ECU), пов'язаних між собою внутрішньомашинною мережею. Ці блоки взаємодіють через стандартні шинні архітектури, такі як мережа контролерів (controller area network, CAN), мережа передачі даних мультимедійних систем (media-oriented systems transport, MOST), FlexRay та локальний інтерконнект (local interconnect network, LIN). У порівнянні з Ethernet, широко використовуваним для зв'язку ПК, перераховані шини працюють повільніше - в автомобілях обсяг інформації, що пересилається, невеликий, але її необхідно обробити за кілька мілісекунд. Збільшення числа зв'язуваних ECU призводить до необхідності створення складніших структур внутрішньомашинних мереж, що потребують особливої електричної та електронної архітектури. Основні відмінності між автомобільним програмним забезпеченням та іншими видами програмного забезпечення:
- надійність:автомобільні програмні системи повинні працювати виключно надійно в складній мережі ECU протягом усього терміну експлуатації автомобіля;
- функціональна безпека:такі функції, як антиблокувальна гальмівна система та ESC, вимагають безвідмовної роботи, Що визначає високі вимоги до процесів розробки програмного забезпечення та до самих програм;
- робота в режимі реального часу:швидка реакція (від мікросекунд до мілісекунд) на зовнішні події потребує оптимізованих операційних систем та особливої програмної архітектури;
- мінімальне споживання ресурсів:будь-яке доповнення обчислювальних ресурсів чи пам'яті збільшує вартість продуктів, що з мільйонних тиражах виливається у чималі гроші;
- надійна архітектура:автомобільне програмне забезпечення має витримувати спотворення сигналів та підтримувати електромагнітну сумісність;
- електронно-механічне керування замкнутого циклу.
При цьому слід врахувати, що перезавантаження під час роботи для більшості ECU є неприпустимим.
Процеси та технологія
Якщо в перші роки появи автомобільного програмного забезпечення його міг контролювати один розробник, то тепер це вже неможливо.
У 70-х роках розробники програмного забезпечення для автомобілів почали використовувати асемблер, а Сі став основною мовою у 90-х роках. Протягом останнього десятиліття компанія Robert Bosch та інші постачальники автомобільних компонентівстали розробляти програмне забезпечення на базі моделей, використовуючи ASCET (удосконалений інженерний інструментарій моделювання та управління) та Mathlab/Simulink.
Шини, такі як CAN, серйозно ускладнюють програмне забезпечення, оскільки допускають взаємодії між програмами різних ECU. У автомобілях класу люкс складна мережа пов'язує зараз до 80 ECU, що в сукупності мають до 100 млн рядків коду. Оскільки програмне забезпечення стає все складнішим, виникає необхідність удосконалювати методи інжинірингу, відповідно в галузі сьогодні пропонують паралельні організаційні та технічні процеси для розробки ПЗ. Компанія Bosch давно застосовує розробку на базі процесів інжинірингу та управління, що відповідають CMMI рівня 3, а її інженерний підрозділ в Індії вже досяг рівня 5.
Розробка на базі процесів та архітектури є також необхідною умовоюефективного аутсорсингу – компанія Bosch почала віддавати на бік деякі розробки ще на початку 90-х років. Сьогодні робота над ПЗ ведеться кількома географічно розподіленими підрозділами, що виявилося дуже корисним для бізнесу, наприклад, зараз у філії, що знаходиться в Індії, працює понад 6 тис. інженерів.
Управління двигуном
Завдання скорочення витрати палива та викидів шкідливих речовинстимулює діяльність з удосконалення трансмісії, наприклад виконання вимог міжнародного законодавства щодо викидів шкідливих речовин вимагає дотримання гарантованого часу упорскування палива та запалення. Крім того, частота упорскування значно зросла. дизельні системиможуть впорскувати краплі палива менше шпилькової головки до семи разів за такт, що становить 420 разів на секунду чотирициліндрового двигуна, що обертається зі швидкістю 1800 обертів за хвилину. Це вимагає дуже досконалих алгоритмів управління та програмних функцій для мінімізації відхилень.
Необхідність скорочення викидів CO2 призвела до різноманітності технологій забезпечення руху – на додаток до традиційним двигунам внутрішнього згоряннязгодом істотна частка ринку належатиме гібридним системам та електричним двигунам. Зросте також споживання альтернативного палива і програмне забезпечення буде ключем до реалізації цих технологій.
Модуль керування двигуном – основа керування трансмісіями легкових автомобілів. Сучасні модулі містять понад 2 Мбайт вбудованої флеш-пам'яті, працюють із тактовою частотою до 160 МГц, виконуючи програми обсягом до 300 тис. рядків коду.
Постачальники автомобільних систем часто продають більше продукції, ніж кожен окремий автовиробник. У 2008 році одна з найбільших автомобілебудівних компаній продала близько 9 млн автомобілів за загальносвітового обсягу виробництва в 65 млн, тоді як обсяги продажів постачальників програмних систем набагато вищі. Завдяки цьому у постачальників систем більше можливостейдля того, щоб досягти економії за рахунок масового виробництва, необхідної для великомасштабної програмної розробки.
Стандартизація
Як правило, програмні системи для автомобілів розробляють з огляду на специфіку конкретного ECU – програмне забезпечення тісно пов'язане з відповідним обладнанням. Враховуючи, що кількість автомобільних ECU зростає, все більшої важливості набувають повторного використання програмного забезпечення, а для цього потрібна стандартизація.
У 2003 році провідні автовиробники та постачальники створили співтовариство Automotive Open System Architecture (Autosar, www.autosar.org) з метою розробки єдиного глобального стандарту та відповідних технологій. Сьогодні в Autosar входять понад 150 компаній і в рамках цього партнерства розробляється архітектура ECU, базове програмне забезпечення, методологія та стандартизовані інтерфейси для прикладного програмного забезпечення. Партнерство сприяє розробці незалежних від обладнання компонентів, дозволяючи автовиробникам та постачальникам обмінюватися програмним забезпеченням та повторно використовувати його на різних ECU.
Архітектура Autosar ECU має кілька рівнів абстракції, що відокремлюють ПЗ від апаратного забезпечення(Див. малюнок). На верхньому рівні розташоване прикладне програмне забезпечення, що реалізує всі прикладні функції. Далі йде базове програмне забезпечення, що забезпечує необхідну абстракцію від апаратного забезпечення, за аналогією до операційної системи для ПК. Середовище виконання у реальному часі (Autosar Runtime Environment, RTE) забезпечує всі взаємодії як усередині ECU, і між ними. Методологія Autosar включає шаблони і формати обміну, що використовуються для опису, конфігурації та генерації інфраструктури.
Сьогодні електроніки припадає на частку близько 80% функціональних інновацій автомобільної галузі, і програмне забезпечення – це ключ до більшості з них. У міру того, як ПЗ стає все більш істотною частиною вартості обладнання, в бізнес-моделях починають враховувати необхідність повторного використання та обміну програмним забезпеченням.
Швидкі шини, такі як Ethernet, все ширше використовуються сьогодні в автомобілебудуванні для підтримки взаємодії між ECU і розробки нових функцій, особливо в галузі безпеки. Інформація з різних джерел аналізується та консолідується для формування повної моделі середовища, дозволяючи розробляти нові функції, що підтримують водія у критичних ситуаціях. Наприклад, якщо увагу водія відволікає пасажир, то додаток може визначити, що автомобіль, що їде попереду, гальмує, і попередити про це водія або ж автономно включити гальмування. Водій ніколи не здогадається про існування такого програмного забезпечення, доки не виникне небезпечна ситуація.
В автомобілебудуванні сьогодні назріла чергова програмна революція - все ширше починають застосовуватися засоби мультимедіа та побутової електроніки. Автомобілі підключатимуться до Інтернету та до всіх видів мобільних та встановлених будинків пристроїв, причому неухильно зростатиме частка рішень на базі вільного ПЗ.
Зіткнувшись з реаліями машинобудівної промисловостіБільшість розробників програмного забезпечення не справляються – дуже вже вузькоспеціалізовані продукти, з якими доводиться працювати. Це вам не створення програм для інтернет-користувачів, комп'ютерів і навіть не мобільні додатки, а тому новачки почуваються, як Томас з фільму «Той, що біжить у лабіринті». Подивіться приблизно 50 секунд трейлера - і ви зрозумієте, який шок відчувають ті, хто має справу з розробкою ПЗ для автомобілів вперше.
Все, що у вас є – це безліч термінів та інструментів, про які ви уявлення не маєте. Коли під час співбесіди в одній автомобільній компанії я поцікавився, яку IDE вони використовують, інтерв'юер моє питання, м'яко кажучи, не сподобалося. Я звик до Visual Studio і наївно сподівався, що тут для розробки вбудованого програмного забезпечення знадобиться щось аналогічне. Я навіть не уявляв, що на мене чекало! Просто море дрібних та серйозних (за складністю) інструментів, яким потрібна була чергова жертва.
Причому коли йдеться про розробку програмного забезпечення для автомобілів, інструменти аж ніяк не єдина проблема. Практично неможливо знайти літературу для новачків або просто навчальні матеріали стосовно бібліотек або архітектури відповідних програм. Термін « навчальний посібник» і зовсім звучить недоречно, адже сфера автомобілебудування – закрита спільнота. Та й спільнотою її навряд чи назвеш, адже за такої конкуренції ніхто не повинен здогадатися, як ви створюєте ту чи іншу програму. Щоб дізнатися хоч щось про окремі інструменти та механізми цього сегменту програмування, ви можете записатися на дуже дорогі курси, але ваша компанія повинна бути готова викласти чималу суму і знадобиться не менше кількох тижнів, щоб отримати досвід, який вам потрібен вже зараз. Дуже шкода, що розібратися у специфіці програмування для автомобілебудування так складно, а тому вирішив присвятити свою статтю саме цій темі.
Оскільки мені неодноразово доводилося перемикатися зі створення програм для інтернет-користувачів/комп'ютерів на розробку вбудованих програм і назад, мені не з чуток відомо про проблеми, з якими стикаються новачки, що мають справу в основному з першим блоком продуктів. Аналогічні складнощі виникають і у програмістів, які ніколи не стикалися зі специфікою автомобільної промисловості.
У цій та наступній статті мені хотілося б поговорити про принципи роботи вбудованих програм для автомобілів, а також заглянути у надра екзотичної архітектури вбудованих додатків.
Які теми ми розглянемо?
- Як вбудоване програмне забезпечення підвищує продуктивність автомобіля?
- Як вбудовані програми дозволяють керувати автомобілем?
- Які типові обмеження CPU?
- Як завдяки вбудованим програмам здійснюється процес безперервної обробки даних із датчиків?
- Як це програмне забезпечення структуроване і як окремі програми взаємодіють між собою для керування автомобілем?
Ви можете переглянути відео, присвячене розробці електронної системи кермового управління. До речі, я також працював у цій команді.
Ця модель частково управляється програмно. Частково означає, що спеціалізоване програмне забезпечення лише допомагає водію, але повний контроль над системою має саме він.
Припустимо, нам потрібно створити повністю електронну систему кермового керування, в якій кермо безпосередньо не пов'язане з колесами. Натомість датчик вимірює кут повороту керма і відправляє отримані дані нашій програмі. В автомобільній термінології це сервопривід. Ви не повірите, але завдяки Nissan на ринку вже з'явилася модель із сервоприводом.
Роботу ПЗ забезпечує крихітний процесор або, якщо говорити точніше, мікроконтролер, підключений до мережі до датчика.
Коли водій повертає кермо завдяки датчику, який постійно передає інформацію про поточний кут повороту, ПО отримує відповідний сигнал. Наприклад, якщо водій повертає кермо на 90° праворуч, протягом секунди сигнал датчика обробляється за таким принципом:
Крім цього, ПЗ також керує роботою електричного двигуна, який переміщає зубчасту рейку зліва направо та у зворотному напрямку, а, отже, змінюється кут повороту передніх коліс автомобіля. Відповідно, програмне забезпечення може спрямувати машину вліво або вправо. Зв'язок між мікроконтролером, що запускає, і електродвигуном забезпечується завдяки електронному блоку управління (ECU), до складу якого входить власне мікроконтролер і підсилювач потужності, що регулює систему живлення двигуна. Таким чином, наша програма варіює подачу струму у двигуні та положення зубчастої рейкизмінюється у потрібному напрямку.
Електронний блок керування (ECU)
За умови, що вбудоване програмне забезпечення працює коректно, при повороті керма майже миттєво змінюється положення зубчастої рейки.
Кермо - синій, рульова рейка- рожевий (прим.)
Стає зрозуміло, що навіть обробка інформації тут не підпорядковується ні логіці подієво-орієнтованого програмування, як у випадку зі звичними програмами графічного інтерфейсу користувача, ні законам пакетних фалів. Натомість потрібна безперервна, своєчасна обробка вхідних даних. Якщо програмі знадобиться занадто багато часу, щоб проаналізувати показники датчиків, керма та передні колеса автомобіля будуть рухатися із затримкою, і водій це помітить. Швидше за все, в екстремальної ситуації це призведе до втрати контролю над автомобілемНаприклад, при повороті керма з метою об'їзду перешкоди машина не відразу зреагує на маневр. Подібна специфіка підвищує вимоги до тимчасових показників програм для автомобілів, особливо якщо врахувати обмежену продуктивність процесора стандартних електронних блоків керування.
У продовження серії ми розглянемо архітектуру програмного забезпечення, що дозволяє усунути зазначені проблеми, і, сподіваюся, за допомогою цих матеріалів розробники вбудованих додатків для автомобілів, що починають, набагато швидше освоїть базові принципи, що діють у цій сфері.
