Dzisiaj w przeciętnym samochodzie stosuje się około 3 km kabli. Do czego dążymy w ewolucji z mechaniki do elektroniki?

Potężny komputer sterujący oraz kilkadziesiąt czujników to często spotykane wyposażenie nowych samochodów. Współczesne auta potrafią same utrzymywać się w pasie, hamować, czy parkować. A w razie awarii nawet określić przyczynę usterki.

Elektronika w samochodzie ma obecnie wpływ na wszystko. To ona odpowiedzialna jest za dobieranie dawki paliwa, włączanie odpowiedniej mapy wtrysku, czy umożliwia korzystanie z nawigacji, radia i wyświetlania informacji na monitorach od systemów inforozrywki.

To nie wszystko. Dzięki wprowadzeniu do samochodów tak zwanej sieci CAN, po podpięciu się przez system OBD (ang. On-Board Diagnostics), możliwa jest praktycznie pełna diagnoza pojazdu.

Ma to wiele zalet. Przede wszystkim skraca czas diagnozy podczas awarii auta. Dodatkowo komputer jest w stanie na bieżąco informować kierowcę, a już niedługo również serwis, o aktualnym stanie pojazdu.

"Samochód tankuje się wodorem w ciągu 2,5 minuty. Może przejechać 600 km, a Polska ma tego gazu pod dostatkiem."

Wstęp do rewolucji. Kiedy to się zaczęło?

Wszystko zaczęło się pod koniec lat 80. ubiegłego wieku. Wprowadzenie komputerów do pojazdów zostało spowodowane przez konieczność ograniczenia emisji szkodliwych substancji zawartych w spalinach.

Wartości graniczne ustanowione w USA i Europie, okazały się być szczytem nieosiągalnym dla tradycyjnych samochodów z tamtych czasów. To doprowadziło do stworzenia elektronicznych systemów wtryskowych oraz katalizatorów.

Za poprawną pracę całego układu odpowiadał mały komputer. Takie rozwiązanie na początku było stosowane w autach klasy średniej i wyższej. Dopiero później zdecydowano się wykorzystać go również w tańszych i mniejszych pojazdach.

Od tego czasu komputery w samochodach zaczynają mieć coraz większe znaczenie. Wykorzystuje się je choćby w odniesieniu do napędu, diagnostyki, bezpieczeństwa czy nawet podniesienia poziomu komfortu.

Komputery sterujące pracą silnika

W nowoczesnych samochodach za odpowiednią pracę napędu (np. podstawowe funkcje silnika) odpowiada komputer sterujący. Elektronika odpowiada za m.in. zapłon, wtrysk paliwa czy turbodoładowanie.

Dzięki odpowiedniemu oczujnikowaniu, komputer otrzymuje dane odnośnie składu spalin, ilości zasysanego powietrza czy obrotach jednostki napędowej.

Na tej podstawie wybierany jest optymalny moment wtrysku odpowiedniej ilości paliwa oraz zapłonu mieszanki.

Poza tym komputer steruje również pracą automatycznej skrzyni biegów. Dzięki temu obciążenie części mechanicznych jest w tym przypadku mniejsze, a sama zmiana przełożeń płynniejsza.

W tym miejscu warto również wspomnieć o przeniesieniu napędu.

W SUV’ach, czy autach wykorzystujących dołączany napęd drugiej osi, komputer sterujący poprzez sygnały dostarczane przez odpowiednie czujniki jest w stanie w przeciągu milisekund przekazać momentem napędowym, aby maksymalnie zminimalizować brak przyczepności.

Z biegiem lat okazało się jednak, że tego typu rozwiązania wpływają na zwiększone zużycie paliwa, co nie jest pożądane. Dlatego można przytoczyć przykład napędu Audi – Ultra Quattro.

Dzięki szeregowi czujników monitorujących położenie kierownicy, pozycję pedału przyspieszania czy prędkość obrotową poszczególnych kół oraz na podstawie danych ze sterownika skrzyni biegów, procesor sterujący wykrywa moment utraty przyczepności przez przednie koła i decyduje o „dołączeniu” wału napędowego, a tym samym napędu tylnej osi.

Co ciekawe elektronika jest w stanie wykryć uślizg kół do pół sekundy przed wystąpieniem zdarzenia. To rozwiązanie przynosi korzyści przede wszystkim w oszczędności zużycia paliwa. Producent z Ingolstadt deklaruje zmniejszenie konsumpcji paliwa o około 0,4 l/100 km.

Przeczytaj także: Jak się projektuje samochody? Wywiad z Parysem Cybulskim, który zaprojektował nowe Audi A6

Komputery w diagnostyce samochodów

Założeniem wprowadzenia do pojazdów wspomnianego na początku tekstu systemu OBD było zastąpienie pozapokładowych systemów diagnostycznych i wprowadzenie jednego ogólnego układu, za pomocą którego będzie można skontrolować układ napędowy i inne systemy w pojeździe.

EPA, czyli Agencja Ochrony Środowiska określiła główne cele tego rozwiązania. Wśród nich można wymienić:

  • zmniejszenie emisji związków toksycznych z transportu drogowego,
  • zmniejszenie zwłoki pomiędzy awarią, jej wykryciem i naprawą,
  • usprawnienie procesu diagnostyki i naprawy elementów, których niewłaściwa praca może powodować zwiększoną emisję substancji szkodliwych,
  • ujednolicenie i znormalizowanie procedur diagnostycznych oraz metod dostępu do informacji diagnostycznych,
  • prawne zagwarantowanie dostępu do informacji diagnostycznych oraz parametrów opisujących pracę układu napędowego.


Dzięki temu wybierając się do serwisu, wystarczy podłączyć jedno 16-pinowe złącze w pojeździe, aby otrzymać pełny dostęp do jego zarządzania.

Za pośrednictwem komputera oraz odpowiedniego oprogramowania możemy ustawiać większość układów zaimplementowanych w aucie. Jesteśmy w stanie sprawdzić też jego najważniejsze parametry, co pozwoli nam na określenie potencjalnej usterki. To nie tylko skraca czas diagnostyki i obniża koszty, ale też poprawia jakość świadczonych usług oraz terminowość ich wykonywania.

W przyszłości mamy doczekać się stałego połączenia pojazdu z serwisem. W takiej sytuacji to nie my będziemy dzwonić do ASO w celu umówienia wizyty, tylko od razu konsultant zadzwoni do nas i zaproponuje dogodny termin, w zależności o występującej awarii.

Wprowadzenie elektroniki i sterowania samochodami za pomocą kolokwialnie mówiąc komputerów poniosło za sobą ogromne konsekwencje, ale było nieuniknione. Spełnienie wymagań dotyczących jakości spalin wymaga bardzo konkretnego sterowania silnikiem spalinowym w zależności od warunków atmosferycznych, obciążenia, jakości paliwa, etc. To właśnie wymusiło zastosowanie algorytmów do sterowania silników, a także układów oczyszczania spalin, które zostały zaimplementowane do tzw. ECU (ang. Engine Control Unit). Wprowadzenie takiego systemu sterowania pomogło również w późniejszej obsłudze pojazdów (za pomocą złącz diagnostycznych) – komentuje Mateusz Bednarski Technical Trainer w Kamoka Sp. z o.o.

Przeczytaj także: Alfred Franke: "Systemy telematyczne to koń trojański." Czy czeka nas duża podwyżka kosztów eksploatacji pojazdów?

Komputery w systemach bezpieczeństwa

Elektronika w samochodach oprócz możliwości szybszej diagnozy uszkodzonych elementów przyniosła jeszcze możliwość wprowadzania coraz to nowszych rozwiązań podnoszących bezpieczeństwo.

Przykładów tego typu rozwiązań jest naprawdę wiele. Wśród nich możemy wymienić choćby znany od lat system ABS, ESP, czy ASR. Układy te opierają się na przesyłaniu sygnałów do komputera sterującego, który w odpowiedni sposób zarządza m.in. procesem hamowania czy rozdziałem momentu napędowego.

Następnie wraz z rozwojem stosowania systemów elektronicznych w pojazdach, zaczęto rozwijać również możliwości wykorzystania nowoczesnych układów w celu podniesienia bezpieczeństwa.

Jednym z takich rozwiązań jest choćby Night Assist czyli asystent jazdy nocą. Nie jest to najnowsze rozwiązanie, ponieważ po raz pierwszy zastosowano je w 2000 roku (Cadillac Deville).

Asystent jazdy nocnej wyświetla obraz z kamery termowizyjnej umieszczonej za przednią szybą pojazdu na tablicy wskaźników lub na ekranie sytemu multimedialnego. Jak można się domyślić bez odpowiedniej elektroniki nie byłoby możliwe wykorzystanie tego systemu w aucie.

Innym przykładem jest choćby Line Assist, monitoring martwej strefy w aucie czy nowoczesne reflektory wykonane w technologii LED, z możliwością wyłączania poszczególnych sekcji. We współczesnych pojazdach elektronika odgrywa ważną rolę. Bez niej wszystkie wymienione systemy nie mogły by być wykorzystywane, a tym samym poziom naszego bezpieczeństwa w pojeździe byłby znacznie mniejszy.

Przeczytaj także: Oszustwa mechaników samochodowych to w Polsce plaga. Jak się przed nimi bronić?

Komputery, a komfort jazdy

Elektronika w pojeździe przyczynia się również do podnoszenia komfortu podróżowania. Od lat to właśnie ona odpowiada za regulację temperatury w pojeździe przy automatycznej klimatyzacji, za sterowanie siedzeniami czy możliwość włączenia masażu w fotelach.

Spowodowało to również możliwość wprowadzenia w autach trybów jazdy. W większości przypadków jedną z opcji jest wybór intensywności tłumienia amortyzatorów.

Jest to możliwe dzięki wykorzystywaniu choćby zaworów elektromagnetycznych (technologia Continous Damping Control). Dzięki tej technologii możliwa jest płynna zmiana siły tłumienia niezależnie do skoku i prędkości tłoka. Takie rozwiązanie stosuje wielu producentów. Wśród nich można wymienić choćby Opla z układem FlexRide.

Dzisiejsze układy sterują nie tylko silnikiem, ale także całymi samochodami. Za ich pomocą zmienia się charakterystyki działania układów przeniesienia napędu czy zawieszenia. To dzięki nich możemy zmieniać tryby w samochodach na komfortowe, ekonomiczne czy sportowe w zależności od potrzeb i preferencji kierowcy – komentuje Mateusz Bednarski i dodaje – dziś dzięki elektronice układy zawieszenia z wyprzedzeniem potrafią przygotować się na nierówności i ubytki w nawierzchni tak by pasażerowie odczuli jak najmniej, czy chwilowo zwiększyć moc silnika, aby uniknąć niebezpiecznej sytuacji na drodze. O systemach bezpieczeństwa i udziale w nich elektroniki myślę, że już nie trzeba wspominać.

Do czego dążymy?

Rozwój motoryzacji to naturalny proces dążenia do poprawy jakości i efektywności, jak też bezpieczeństwa.

Dlatego koncerny motoryzacyjne dążą do kolejnej ewolucji jaka czeka motoryzację. Mowa o wykluczeniu kierowcy ze znanej dzisiaj roli.

Autonomiczność ma być przyszłością świata motoryzacji. Dzięki złożonym systemom monitorowania, śledzenia położenia oraz systemom zaimplementowanym w pojazdach już niedługo możliwe będzie doprowadzenie do sytuacji, w której kierowca będzie mógł być po prostu pasażerem.

Już w tym momencie zaczynamy efektywnie korzystać z takich rozwiązań. Dobrym tego przykładem jest choćby tempomat z asystentem odległości czy asystent utrzymywania pasa ruchu.

Taka przyszłość nie byłaby jednak możliwa bez rozbudowanych komputerów, analizujących wszystkie otrzymywane sygnały z urządzeń zamontowanych w aucie czy sygnałów otrzymywanych drogą satelitarną oraz radiową.

Są to tysiące, jak nie miliony danych, które mogą mieć kluczowe znaczenie w określeniu sytuacji drogowej i odpowiedniej reakcji na nią. Poza tym wraz z nową ewolucją w motoryzacji będzie konieczne zastosowanie jeszcze większej ilości elektroniki w pojeździe.

Więcej o:
Komentarze (18)
Dzisiaj w przeciętnym samochodzie stosuje się około 3 km kabli. Do czego dążymy w ewolucji z mechaniki do eletroniki?
Zaloguj się lub komentuj jako gość
  • krzysztof_ptk

    Oceniono 5 razy 5

    ...A w razie awarii nawet określić przyczynę usterki. ..
    Chyba że natrafi się na prokuratorów pani premier, którzy potrzebują 10 lat na ustalenie przyczyn wypadku...

  • nox.a

    Oceniono 1 raz 1

    Ale ściema!. Elektronika jest tańsza od elektryki. Przysłowiowy przekaźnik jest droższy w produkcji niż tranzystor mocy. Fizycznie koszt osprzętu elektronicznego jest znacznie tańszy niż osprzętu mechanicznego. Ale za "bajery" klient płaci a koszt oprogramowania - Jedno do wszystkich samochodów. Dodaje się bajerów zmieniając program w sterowniku. Tak jest z wersjami o różnych mocach silników. Jak dla mnie, mam samochodzik z lat '90. Usunąłem nawet taki bajer jak wspomaganie kierownicy. Tylko silnik jest na wytrysku. Bo po swapie. Ale co za frajda z jazdy. Nie do opisania ;)

  • Gość: play

    Oceniono 1 raz 1

    ceny paliwa sa zalezne od kursu dolara amerykańskiego do złotówki czy relacji popyt-podaż. no i w ten sposob mamy w tej chwili coraz drozsze paliwo.

  • fafarafafafa

    0

    To nie są "kolokwialnie" komputery, tylko po prostu komputery. Poza tym nie ma czegoś takiego, jak "tysiące informacji". W tym kontekście informacja jest niepoliczalna.

  • Gość: Lisek

    0

    podobno lotos ma poniesc koszty oplaty emisyjnej. na ludziach ma sie to nie odbic.

  • Gość: Nick

    0

    prognozy średnich cen ropy na najblizszy czas przez to ze usa zerwalo porozumienie nuklearne z iranem są niestety teraz wyzsze niż miesiac temu.

  • Gość: git

    0

    rozpada sie przemysl naftowy w wenezueli no i nam sie dostaje podwyzkami cen paliw

  • Gość: John

    Oceniono 2 razy 0

    zydzi znowy zrobili nam podwyzke cen benzyny

  • Gość: Wojciech K

    0

    Jak cena paliwa tak szybko poszła w górę to możliwe że tak samo szybko spadnie.

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX