Бортовой компьютер значение которого в ближайшем будущем

Обновлено: 06.07.2024

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

И основная роль в электронном управлении автомобиля отведена «бортовому компьютеру», который является вычислительным устройством для считывания и обработки данных о работе основных систем и узлов автомобиля с последующим выводом результатов на экран монитора (или ЖК-дисплея).

Было время, когда бортовыми компьютерами оснащались только дорогие авто премиум-класса. Но технический прогресс не стоит на месте, и подобные устройства уже устанавливают серийно даже в недорогих автомобилях. Кроме того, в некоторых моделях, где «бортовик» не установлен заводом-изготовителем, его можно установить дополнительно. Ниже мы рассмотрим, какие бывают бортовые компьютеры, на что они способны и как они работают.

Что такое электронный блок управления (ЭБУ)

Когда в различных странах только-только были приняты законы о выбросах, ещё можно было обойтись без микропроцессоров в двигателе. Но с принятием более строгих законов о выбросах, стали необходимы более сложные схемы управления, чтобы регулировать качество смеси воздух/топливо таким образом, чтобы катализатор мог удалить много загрязнения из выхлопных газов.

Так выглядит ЭБУ

Кроме того, ЭБУ бортового компьютера работает в команде практически со всеми датчиками и устройствами управления во всём автомобиле.

Современный ЭБУ может содержать 32-битный процессор 100-200 МГц. Это может показаться не так быстро по сравнению с более чем 2 000 МГц, которые Вы, вероятно, имеете в Вашем компьютере, но помните, что процессор в Вашем автомобиле работает над гораздо менее нагруженным кодом, чем Ваш домашний компьютер. Код в среднем ЭБУ занимает менее 5 мегабайт (МБ) памяти. Для сравнения, Вы, вероятно, работаете на ноутбуке не менее чем с 4 гигабайтами (ГБ) оперативной памяти, что в 800 раз больше, чем в ЭБУ.

Бортовой компьютер состоит из сотен компонентов на многослойной плате. Некоторые из основных компонентов в ЭБУ, которые поддерживают процессор, включают в себя:

Виды бортовых компьютеров

Есть два типа бортовиков:

для автомобилей карбюраторного типа;
для машин дизельного типа;
для авто инжекторного типа.

Первая категория не отличается широким модельным рядом. Кроме этого, БК такого типа обладают минимальным функционалом, что делает такую покупку необоснованной. Если же речь идет об инжекторном типе, то для таких автомобилей существует самый большой выбор БК.

Кроме этого, бортовики можно условно разделить еще на несколько категорий:

Универсальные мультисистемы. Такие бортовики подходят для любых машин. Например, бортовой компьютер на ВАЗ 2110 относится именно к таким «универсалам». В этом случае прибор устанавливается на переднее стекло или на кронштейн на заднее.
Типовые (модельные). Электронно-бортовые устройства (ЭБУ), произведенные для конкретного вида авто.

В случае если вы решите продать автомобиль с модельным БК, переустановить полезный гаджет на новую машину вы не сможете, а вот универсал можно смело «переселять», для этого понадобится только обновить программное обеспечение.

Варианты выбора.

Если у вашей машины нет штатного бортового компьютера, а вам хотелось бы иметь простейший БК с возможностью считывания кодов ошибки с ЭБУ и наблюдения за пробегом и расходом топлива, выбирайте среди недорогих моделей с указанными функциями. Такой компьютер можно купить от 1700 рублей.

Если вы хотите сэкономить на парктронике и климат-контроле, выбирайте БК с перечисленными функциями. Такой БК «все в одном» обойдется вам от 5000 до 9000 рублей.

Если вы хотите получить максимум контроля за работой систем автомобиля, выбирайте модели с наличием всех контрольных функций. Такие обойдутся вам в 2500-9000 рублей в зависимости от исполнения и наличия дополнительных функций.

Если вам важно удобство получения информации, выбирайте модель с большим, хорошо читаемым экраном и голосовым помощником. За такой БК придется выложить от 6000 до 9000 рублей.

Характеристики бортовых компьютеров.

Наличие контроля электронного блока управления (ЭБУ) – очень важный параметр. Эта функция позволяет производить считывание кодов ошибок (когда загорается «check engine») и их сброс. Не каждый бортовой компьютер способен правильно интерпретировать считанный код и выдать текстовое описание неисправности. Большинство дешевых моделей выдадут лишь цифровой код ошибки, а что он означает, надо будет выяснить по сервисному руководству автомобиля.

Разрядность процессора. Для простых компьютеров, основное назначение которых – вывод параметров поездки и кодов неисправностей, 16-разрядного процессора будет вполне достаточно. Если же от компьютера требуется вести постоянный контроль за множеством быстро меняющихся параметров, наличие в нем 32-разрядного процессора обеспечит требуемые скорость и точность работы.

Контроль датчиков неисправностей. Наличие этой опции позволяет бортовому компьютеру считывать и выводить на экран не только базовые параметры (такие как скорость, расход топлива, обороты и температура двигателя) но и состояние каждого датчика электросистемы автомобиля. Это расширяет возможности диагностики и позволяет локализовать проблему еще до поломки той или иной детали.

Отслеживание оборотов позволяет выводить на экран текущие обороты двигателя. При отсутствии тахометра на приборной доске эта функция может оказаться совсем нелишней. Только убедитесь, что предел измеряемых оборотов позволяет установить выбранный БК а ваш автомобиль.

Функция контроля охранной сигнализации позволяет контролировать работу элементов сигнализации и диагностировать их неисправности. Задействование функции возможно только со штатными охранными системами, поддерживаемыми бортовым компьютером.

Функция голосового помощника подразумевает наличие речевого синтезатора, сообщающего голосом о нештатных ситуациях и ошибках. Достаточно полезная функция при правильной настройке – позволяет быстро среагировать на нештатную ситуацию. При выборе модели с такой опцией, убедитесь, что у БК есть возможность выбора – какие ситуации озвучивать, какие нет, и настройте компьютер на голосовое оповещение только в серьезных ситуациях.

Функция контроля кондиционера позволяет возложить на бортовой компьютер функции климат-контроля, т.е. поддержания в салоне заданной температуры. Необходимо наличие датчика температуры, в противном случае, для задействования функции его придется приобрести у производителя БК.

Контроль парктроника позволяет подключить к бортовому компьютеру датчики парковки, возложив на БК функции парктроника. Датчики парковки приобретаются отдельно у производителя БК.

Контроль объема и расходов топлива с отслеживанием пробега позволяют бортовому компьютеру контролировать и выводить на экран остаток топлива в баке, значения среднего и мгновенного расходов; вычислять оставшийся запас хода.

Контроль качества топлива позволяет по изменению расхода топлива или иных параметров работы двигателя судить о качестве используемого топлива. Крайне полезная функция, позволяющая увеличить ресурс работы двигателя.

Контроль работы с АКБ позволяет мониторить напряжение бортовой сети, оценивать остаток заряда батареи, её емкость и предупреждать при возникновении проблем с АКБ или генератором.

Маршрутный компьютер с функцией таксометра будет полезен тем, кто использует свой автомобиль в качестве такси. При наличии такой функции БК может вести подсчет пробега с заданной точки с умножением на заданную стоимость километра и выводить на экран текущую стоимость поездки. В некоторых моделях БК в этом режиме также возможно определение простоя и увеличение стоимости поездки на соответствующую сумму по тарифу простоя.

Функция эконометра позволяет отслеживать расход топлива в соответствии с заданным расстоянием. БК сообщит, сможет ли авто преодолеть указанную дистанцию на оставшемся топливе и будет предупреждать о нарушении графика поездки. Такая функция позволяет выбрать самый экономичный режим.

Тип экрана имеет самое непосредственное отношение к количеству и качеству выводимой информации. Жидкокристаллический (ЖК) или светодиодный (LED) экраны, рассчитанные на небольшое количество символов, ставятся на недорогие модели. Восприятие информации с такого экрана может вызвать некоторое затруднение.

Более дорогие модели оснащены жидкокристаллическими дисплеями TFT, позволяющими выводить как текст, так и изображения. Вне зависимости от типа дисплея, нелишним будет проверить, что компьютер обладает функцией мультидисплея, т.е., способностью выводить на экран одновременно несколько параметров.

Определившись с необходимыми функциями и выбрав конкретную модель бортового компьютера, перед покупкой следует обязательно убедиться, что эта модель БК совместим с ЭБУ вашей машины и поддерживает используемые в вашей машине протоколы обмена ЭБУ с датчиками. Как правило, в документации на любой бортовой компьютер есть список поддерживаемых автомобилей и типов контроллеров.

Если этого не сделать, многие функции могут оказаться недоступны, а в худшем случае работа этого БК на вашем автомобиле будет вообще невозможна.

Как проводится выявление кодов ошибок ЭБУ?

Диагностический центр ЭБУ

Развившиеся стандарты связи позволили значительно легче проектировать и строить машины и, кроме того, позволили водителям избавиться от долгого привыкания к новому автомобилю после его замены. Хорошим примером этого упрощения является комбинация приборов автомобиля. Приборы собирают и отображают данные из различных частей автомобиля. Большая часть этих данных уже используется другими модулями в автомобиле. Например, ЭБУ знает температуру охлаждающей жидкости и скорости двигателя. Контроллер КПП знает скорость автомобиля, а контроллер антиблокировочной тормозной системы (ABS) знает, есть проблема с ABS.

Большинство автопроизводителей сами не производят приборные панели, а покупают их полностью собранными у своего проверенного поставщика, который проектирует их по спецификациям автопроизводителя. Это делает работу по проектированию приборной панели намного проще, как для автопроизводителя, так и для поставщика. Автопроизводителю гораздо проще сказать поставщику, как будет управляться каждый датчик. Вместо того, чтобы обсуждать с поставщиком, как конкретный провод будет обеспечивать сигнал скорости и как различное напряжение от 0 до 5 В будет соответствовать скорости в 60 километров в час, автопроизводитель может просто предоставить список пакетов данных. Поставщику, в свою очередь, гораздо проще проектировать приборную панель, потому что ему не нужно знать никаких подробностей о том, как формируется сигнал скорости, или где он и откуда идёт. Вместо этого, приборная панель просто контролирует коммуникационную шину и обновляет датчики, когда получает новые данные.

Эти типы стандартов связи делают очень несложной для автопроизводителей разработку на аутсорсинге и изготовление компонентов: автопроизводителю не придется беспокоиться о деталях, как каждый датчик или индикатор приводится в действие.

Что такое смарт-датчик?

Кластеры в настоящее время используются в меньших масштабах для датчиков. Например, традиционный датчик давления содержит устройство, которое выводит изменяющееся напряжение в зависимости от давления, прикладываемого к устройству. Как правило, выходное напряжение не является линейным и зависит от температуры и напряжения низкого уровня, которое требует большого усиления.

Ещё одним преимуществом смарт-датчика является то, что цифровой сигнал при движении по коммуникационной шине менее подвержен электрическим помехам. Аналоговое напряжение, путешествуя через провод, может подобрать дополнительное напряжение в то время, когда проходит через определённые электрические компоненты или даже когда автомобиль проезжает под линией электропередач.

За последнее десятилетие мы стали свидетелями того, как системы безопасности, такие как ABS и подушки безопасности, стали обычным явлением на не самых дешёвых автомобилях. Другие функции безопасности, такие как система контроля против опрокидывания, ESP также начинают становиться всё более распространёнными и внедряться во всё более недорогие автомобили. Каждая из этих систем добавляет новый модуль к бортовому компьютеру машины, и каждый этот модуль содержит несколько микропроцессоров. В будущем будет всё больше и больше этих модулей по всей машине по мере того, как новые системы безопасности будут добавляться. Каждая из этих систем безопасности требует всё больше вычислительной мощности, и, как правило, упаковывается в своём собственном блоке электроники. Но это ещё не всё. В ближайшие годы мы будем иметь все виды новых удобных функций в наших автомобилях, и каждая из них требует больше электронных модулей, содержащих несколько микропроцессоров.

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

Любительский

Что такое бортовой компьютер и зачем он нужен?

Прошли времена, когда фраза «автомобильная электроника» вызывала только смешок и снисходительную поправку: «не электроника, а электрика». Даже самые простые автомобили сегодня оснащены контроллерами, следящими за множеством параметров. Вот только многие из этих контроллеров (особенно в бюджетных комплектациях) не спешат делиться с водителем получаемой информацией. Сломался датчик расхода воздуха? Забился катализатор? Пробило свечу зажигания? Контроллер «знает», что случилось, но во всех этих случаях, он сигнализирует о неисправности одним и тем же индикатором «check engine». Езжай, дорогой водитель, на СТО, плати денежку за диагностику.

Бортовой компьютер – как раз то устройство, которое способно вытащить из контроллера все его секреты. И его возможности не исчерпываются одной только диагностикой неисправностей. Он может:

1. Отображать на экране параметры поездки (средний расход на 100 км, мгновенный расход топлива, максимальный пробег на остатке топлива в баке, объем топлива в баке, пройденное расстояние, время движения и многое другое). Часто эту информацию отображает и штатный компьютер авто, но и в этом случае бортовой компьютер не будет лишним, так как он способен не только отображать, но и анализировать параметры поездки. Это позволяет:

- давать информацию о качестве топлива;

- экономить топливо, сообщая водителю о неэкономичных режимах движения;

- прогнозировать расход топлива на поездку, время прибытия и сообщать об отклонениях от графика движения;

- отделять параметры поездки в пробках от параметров поездки на трассе;

- сообщать о приближающемся ТО.

2. Отображать на экране состояние агрегатов автомобиля:

- температуры двигателя, АКПП, впускного и выпускного коллекторов, катализатора турбины, выхлопных газов и пр.;

- обороты двигателя, нагрузку на двигатель, текущий и максимальный крутящий момент;

- состояние топливного, сажевого и масляных фильтров;

3. Контролировать работу агрегатов автомобиля и оповещать водителя о неисправности сразу при её возникновении. Бортовой компьютер способен определять такие неисправности, которые сам контроллер еще не заметил («check engine» не горит):

- падение напряжения бортовой сети, что может сигнализировать о скорой поломке генератора;

- падение давления топлива: забился топливный фильтр или проблемы с топливным насосом;

- падение давления наддува: износ турбокомпрессора;

- и многое другое.

4. Управлять контроллером:

- смена режимов впрыска: эконом/спорт

- смена режимов газ/бензин для машин с установленным ГБО

- принудительное включение вентилятора охлаждения двигателя

Пожалуй, бортовой компьютер не является устройством первой необходимости. Но он может довольно быстро окупиться только за счет экономии топлива, а за счет вовремя выявленной проблемы и предотвращенной поломки сэкономленные средства могут превысить стоимость БК в разы. Тем более что цена на бортовые компьютеры во многом зависит от их возможностей, и, отсеяв ненужные вам функции, можно подобрать модель по весьма демократичной цене.

Характеристики бортовых компьютеров.

Варианты выбора.

Первые бортовые компьютеры появились на современных автомобилях ещё в конце восьмидесятых годов прошлого века, и представляли собой простейшие устройства, способные лишь рассчитывать пробег автомобиля, отображать показатель расхода топлива и анализировать возможный пробег машины при текущем объеме бензина в баке. Сегодня же подобные устройства оснащены мощными процессорами, они получают данные от различных датчиков и систем в автомобиле, не только информируя водителя о наличии тех или иных неисправностей, но и полностью управляя работой двигателя, коробки передач и других важных систем в машине.

Разновидности бортовых компьютеров

Бортовой компьютер — это цифровое устройство, которое производит соответствующие вычисления на основе полученной информации от многочисленных датчиков и исполнительных устройств в автомобиле.

Принято выделять следующие типы бортовых компьютеров:

1) узконаправленные, в том числе маршрутные, диагностические компьютеры, различные электронные блоки и системы управления отдельными узлами автомобиля;

2) универсальные бортовые компьютеры отвечают за работу мультимедиа или способны работать с данными, выполняя функции маршрутизаторов и навигаторов.

Продвинутые модели таких борткомпьютеров не только способны анализировать полученные ими данные и выводить информацию на экран монитора, но и имеют встроенный диагностический сканер, в память которого вшиты различные сценарии, которые сверяются с полученными данными, после чего система выдает соответствующее предупреждение автовладельцу.

Используемые на современных автомобилях универсальные бортовые компьютеры объединяют в себе различные функции, они отвечают за воспроизведение музыки, могут управлять работой климат-контроля и вентиляции, используются в качестве полнофункциональных навигаторов. Также такие системы отображают данные с парктроников, которые оценивают расстояние до близлежащих препятствий и формируют картинку на имеющемся дисплее бортового компьютера.

Если первоначально такие бортовые компьютеры имели небольшой дисплей, расположенный между спидометром и тахометром, то сегодня современные автомобили оснащаются функциональными сенсорными 7-10 дюймовыми экранами, которые отличаются качеством исполнения, позволяя наглядно представлять водителю различную необходимую ему информацию. По сути, такие бортовые компьютеры состоят из таких же узлов, как и стандартные стационарные ПК. Они включают дисплей, быструю память, могут работать с флеш-накопителями и различными картами, получают данные от многочисленных исполнительных устройств и датчиков по всему автомобилю.

Современный автомобиль располагает большим количеством датчиков, установленных в разных системах, к показаниям которых не всегда есть мгновенный доступ на приборной панели. Для того чтобы водитель все же смог получать информацию связанную с расходом топлива, крутящим моментом, навигацией, техническим состоянием и др. в машине может быть установлен бортовой компьютер.

Зачем в машине нужен бортовой компьютер

Показания датчиков обрабатываются электронными блоками управления автомобиля в виде электрических сигналов, которые даже после оцифровки сложны для понимания.

Функции

Выполняемые функции можно подразделить на прямую индикацию сигналов и на демонстрацию косвенных показателей, получаемых после обработок и расчётов данных сразу от многих датчиков.

В том числе анализе данных, произведённых электронными блоками автомобиля, двигателем, коробки передач и других систем.

Конкретный набор функций зависит от модели БК, его стоимости, а также от возможностей самого автомобиля. Но за исключением совсем уж экзотических, можно выделить ряд базовых способностей, которые имеются практически в каждой машине:

Таким образом, БК может не просто помогать водителю более тесно общаться с автомобилем, но и предоставлять множество опций по контролю и изучению данных в ходе работы автомобиля.

Принцип работы

Бортовой компьютер представляет собой типичный цифровой вычислитель, имеющий все признаки микропроцессорного устройства для обработки данных:

интерфейсы работы с датчиками и внешними электронными блоками;
быстродействующий многоразрядный процессор;
оперативную, постоянную и энергонезависимую память,
устройства визуального, сенсорного и звукового управления и выдачи информации;
сложное программное обеспечение, допускающее обновление и прошивку новых опций, а также калибровку датчиков.

Получив информацию от внешних устройств, БК производит вычисления по заложенным в программу алгоритмам, после чего выводит данные на дисплей в удобной для считывания форме.

Например, зная мгновенный расход топлива в каждый момент времени, компьютер может усреднить эти показания, вывести расход за поездку и даже предсказать оставшийся пробег до заправки, поскольку количество топлива в баке ему тоже известно.

Виды бортовых компьютеров автомобиля

Все БК можно подразделять по функциональному набору или по ориентации на определённые модели автомобилей. Унификация программного обеспечения позволяет упоминать последний фактор в основном по дизайну и установочным габаритам, но иногда это имеет и определяющее значение.

Универсальный

Именно понятие универсальности трактуется в двух вариантах. Универсальными можно считать БК, которые максимально полно выполняют функции, доступные для такой аппаратуры.

Однако не менее часто под универсальностью подразумевают мультисистемность, то есть такие аппараты совместимы с любыми моделями автомобилей, включая дизельные и газовые модификации. Но такой подход чаще наблюдается у производителей.

Среди потребителей универсальными считаются достаточно сложные аппараты, имеющие возможности контроля топлива, навигацию и дополнительные функции.

Как правило работают с чтением кодов ошибок, выводят в графическом виде самую разнообразную информацию, имеют развитый интерфейс для работы со штатными системами мультимедиа, а в последнее время и внешними интерфейсами типа Bluetooth, Wi-Fi и операционными системами мобильной аппаратуры.

Они хорошо дополняют даже развитые штатные БК, которыми комплектуют автомобили с завода.

Маршрутный

Маршрутные БК значительно проще и дешевле, они работают лишь с функциями пробега, расхода топлива, скорости, иногда включают в себя навигатор.

Подобные устройства во многом дублируют штатные, тем не менее могут хорошо их дополнить за счёт более внятного и дружелюбного интерфейса, а при отсутствии встроенного оборудования становятся практически необходимыми в современных условиях.

Диагностический (сервисный)

Довольно узко специализированный прибор, представляющий собой стационарно установленный в машине программно-аппаратный сканер, позволяющий отображать на дисплее данные, имеющиеся в электронной системе управления двигателем (ЭСУД), а также других блоках, работающими с ЭСУД по общей шине данных.

С помощью такого прибора можно оперативно контролировать состояние агрегатов, их текущие параметры и вовремя дешифровать возникающие коды ошибок. Такие БК берут информацию с сервисного интерфейса автомобиля, обычно подключаясь через разъём OBD.

Управляющий

Узко специализированный тип БК, позволяющий не только отображать данные из ЭСУД, но и модифицировать их, взяв на себя часть функций по управлению агрегатами.

С помощью таких приборов водитель может более тонко настраивать под себя работу автомобиля, выбирая различные режимы работы двигателя, коробки передач, подвесок и дополнительного оборудования.

Возможна реализация пакетных режимов, таких как спортивный, экономичный, гоночный или комфортный.

Как БК считает расход топлива машины

Первые бортовые компьютеры располагали собственным расходомером – устройством, размещённом в топливопроводе и измеряющим мгновенный расход бензина (диз. топлива) в единицу времени.

Сейчас в этом нет необходимости, поскольку данные о количестве впрыскиваемого топлива за один цикл работы цилиндра имеются в памяти ЭСУД вместе с введёнными поправками.

Вычисление начинается со считывания времени открытия форсунок. Производительность инжекторов известна, давление на них поддерживается стабильным, поэтому остаётся только пересчитать время в массовый цикловой расход и умножить на количество циклов в единицу времени, то есть на величину, однозначно связанную со скоростью вращения коленчатого вала.

Эта информация также непрерывно считывается ЭСУД с датчика коленвала, а уж считать компьютеры умеют прекрасно.

Остаётся только связать полученный результат расхода по времени со скоростью движения автомобиля, чтобы получить, после несложных расчётов количество литров бензина, потраченных на 1 км. пути или на 100 км., компьютеру всё равно, а водителю так понятней.

Далее информация выводится на экран, выбрав один из желаемых параметров, мгновенный расход, усреднённый на определённый пробег или средний расход за последний календарный период.

Данный способ обладает врождёнными погрешностями. Производительность форсунок может отличаться от заявленной за счёт производственных отклонений или изменения свойств во времени, давление тоже точно проконтролировать невозможно, а указатель уровня топлива в баке скорей можно назвать приблизительным индикатором, чем точным измерительным прибором.

Поэтому обычно в БК вводится функция калибровки, когда водитель может ввести поправки, например, по данным куда более точных измерителей заправочных колонок и уточнив скорость, взяв её не со штатного спидометра, а с приёмника GPS.

После введения поправочных коэффициентов БК начинает измерять параметры расхода с достаточно высокой точностью, а естественный износ компенсировать, проводя периодические поверки по приведённой в инструкции методике.

Читайте также: