Content
- Unitats de control electrònic
- Xarxa d'àrea del controlador
- Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
- Diagnòstic a bord (OBD)
- Conclusió
Font: Locha79 / Dreamstime.com
Emportar:
Igual que una gran organització amb molts departaments, el cotxe té molts sistemes que s’han de comunicar entre ells per poder funcionar correctament. La gestiona la Xarxa d'Àrea del Controlador.
En anys passats, un mecànic d'ombres va poder diagnosticar i reparar el seu propi automòbil amb cert grau de simplicitat. Avui pot requerir més sofisticació tècnica i coneixements informàtics. El vostre cotxe ha esdevingut més que un transport mecànic: és un sistema informàtic de gran complexitat. De fet, el cotxe pot incloure fins i tot una col·lecció de nodes d’ordinadors vinculats al llarg d’una arquitectura de xarxa d’autobusos. Els nodes es coneixen com a ECUs i la topologia del bus es denomina xarxa d'àrea del controlador (CAN).
Unitats de control electrònic
La unitat de control electrònic (ECU) és el terme genèric per a dispositius que controlen els sistemes elèctrics en els automòbils actuals. Hi ha molts tipus d’ECU i les seves funcions varien. Alguns cotxes altament dissenyats poden contenir fins a 100 ECU. Aquests realitzen diverses funcions, entre les quals hi ha:
- Control del motor
- Control de transmissió
- Control del fre
- Assistència de velocitat
- Assistència al parc
- Control climàtic automàtic
- Control de tracció
- Control del sistema de fre anti-bloqueig
La nomenclatura pot diferir entre els fabricants de vehicles. L’ECU que gestiona el motor s’anomena mòdul de control del motor (ECM) o unitat de control del motor (ECU). L'ús duplicat d'ECU per referir-se a una unitat de control electrònic genèrica o al mòdul de control específic del motor pot ser el motiu de confusió. Sovint, el mòdul de control del motor i la unitat que controla la transmissió es combinen en un ECU anomenat mòdul de control de propulsió (PCM). Molta gent pensa en l'ECM o el PCM com la "CPU" de l'automòbil. El cert és que els diferents ECU instal·lats al cotxe realitzen operacions diferents i funcionen com a nodes individuals dins de l’arquitectura de la xarxa automobilística. (Per obtenir més informació sobre la tecnologia que es troba als cotxes moderns, vegeu Comprar un cotxe nou ... Er, ordinador.)
Els fabricants han perseguit objectius ambiciosos per millorar i avançar la tecnologia dels seus vehicles. La llista dels deu avenços principals en tecnologia de l'automòbil el 2016 de Computerworld és possible en gran mesura a causa d'aquest nou entorn i desenvolupament d'un equip informàtic. Amb l'ajuda d'ordinadors de bord, els dissenyadors pretenen optimitzar-se de moltes maneres, com orientar la relació ideal-combustible entre 14,7 i 1.
Les ECU fan que aquests processos de millora siguin automàtics i en temps real. En un sistema de bucle tancat, diversos sensors recopilen informació de la xarxa i ordres als actuadors que proporcionen les intervencions necessàries per obtenir els millors resultats. La sortida de sensors indica al sistema què fa el cotxe; llavors l’entrada de noves instruccions feu les correccions necessàries. Les ECU aprofiten la informació que proporcionen sensors, com ara:
- Sensor de temperatura del refrigerant del motor
- Sensor de temperatura de l’aire
- Sensor de pressió absoluta de col·lectors
- Sensor de flux d'aire massiu
- Controlador d’aire inactiu
- Sensor de cigonyal
- Sensor d'arbre de lleves
- Sensor d’oxigen
- Sensor de cops
Els components d’un ECU inclouen convertidors analògics-digitals, convertidors digitals-analògics, condicionadors de senyal, xips de comunicació, grups d’instruments i sensors intel·ligents. La informació que pot ser analògica es pot convertir en digital per a processament electrònic. Totes aquestes dades s’envien amb una topologia d’autobusos anomenada…
Xarxa d'àrea del controlador
Es tracta, en realitat, d’una xarxa d’ordinadors digitals que es comunica amb els diferents ECU a tot l’automòbil. Cada node ECU gestiona l’entrada i sortida d’informació ja que interfereix amb els components mecànics i elèctrics del vehicle. Les entrades com la temperatura ambient, la temperatura del refrigerant, el flux d’aire i la posició d’acceleració es processen i s’accionen com injecció de combustible, temporització d’encesa, turbo boost i així successivament. Les xarxes CAN proporcionen un bucle de retroalimentació contínua.
La pila de protocols CAN es pot comparar amb les dues capes inferiors del model OSI. La capa física d’OSI es correlaciona amb tres capes físiques del model CAN. La capa d’enllaç de dades troba la paritat amb les capes de control d’enllaç lògic (LLC) i control d’accés a suports (MAC) a CAN. Podeu trobar més informació sobre la tecnologia a l’ISO 11898-1: 2015 - Vehicles de carretera - Xarxa d’àrea de controlador (CAN).
Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
No podeu millorar les vostres habilitats de programació quan ningú es preocupa per la qualitat del programari.
El bus de la xarxa de controladors va ser introduït per Robert Bosch GmbH el 1983. Cada node CAN inclou un microcontrolador, un controlador CAN i un transceptor CAN. CAN és un protocol basat en el que utilitza un identificador d’11 bits (format estàndard) o un identificador de 29 bits (format ampliat amb 18 bits addicionals).Els components del bus CAN inclouen maquinari i programari (en realitat el firmware), que es poden modificar i modificar amb comandes de programari o de xips addicionals.
CAN utilitza un procés d’arbitratge per regular el trànsit similar al CSMA / CD del protocol Ethernet. Dins de la tecnologia del vehicle, CAN es pot complementar amb altres mètodes, com ara Flexray, que utilitza TDMA i opera fins a 10 megabits per segon, o Local Interconnect Network (LIN), que és un protocol de xarxa en sèrie d'un fil. Hi ha hagut una certa consideració per substituir Flexray per Ethernet, que proporcionaria alguns avantatges notables. El bus CAN és un dels cinc estàndards de protocol reconeguts per la tecnologia coneguda com ...
Diagnòstic a bord (OBD)
L’OBD-II va substituir l’OBD original el 1996. Inicialment dirigit a gestionar les emissions per complir les regulacions governamentals, el nou estàndard ha evolucionat fins a incloure una sèrie de funcionalitats. Com a diagnòstic digital, OBD-II fa ús d’una àmplia base de dades de codis, que podeu trobar a http://www.troublecodes.net/. Per exemple, el codi P0171 és un codi genèric de propulsió que significa "el sistema és massa magre". Els codis de cinc dígits es representen d'aquesta manera:
- - àrea (carrosseria, xassís, propulsió, xarxa U)
- #: codi de fabricant
- # - sistema
- # - problemes específics
- # - problemes específics
Podeu extreure els codis OBD-II del vehicle de diverses maneres. La majoria de botigues de recanvis automàtics sortiran un dispositiu que es connecta a un port de l’ordinador sota el vostre guionet. O podeu obtenir una eina d'escàner i llegir el codi tal com explica Wikihow. Fins i tot podeu accedir a l’ordinador del cotxe amb el cable adequat, el portàtil i el programari dedicat. Algunes de les interfícies gràfiques poden proporcionar una visió àmplia del funcionament interior del cotxe-ordinador. Si us plau, tingueu en compte que qualsevol pirateria que pugueu fer és pel vostre risc i no ho recomana aquest lloc web. (Per obtenir informació sobre la connectivitat en núvol dels vehicles, vegeu Cloud Computing for Vehicles: Tomorrows High-Tech Car.)
Conclusió
Hem dit que el vostre cotxe és un ordinador. En realitat sembla que el teu cotxe està format per diversos ordinadors d’una xarxa complexa. Els microprocessadors del vostre automòbil de model tardà poden proporcionar un control sofisticat del motor, diagnòstic avançat, noves funcions de seguretat o confort i fins i tot una reducció del cablejat. Els avantatges d’aquesta tecnologia informàtica de vehicles d’última generació ofereixen avantatges enormes, però alguns dirien que la simplicitat de la reparació de vehicles domèstics ja fa temps.
Vaig passar moltes hores de jove treballant al costat del meu pare en els nostres propis vehicles: intercanviar peces, ajustar el cronometratge, manipular les mescles de combustible, treballar amb frens. Havia estat mecànic d’aviació a la Segona Guerra Mundial i va treballar 32 anys com a electricista en una fàbrica. Mai m’hauria imaginat que el meu enteniment podia subjectar-li una espelma a l’hora de reparar el cotxe. Ara em pregunto si poden passar tots aquests anys com a enginyer de xarxa. També em pregunto quant triguen els autos a ser autoconscients, com ara el KITT de David Hasselhoff a la sèrie de televisió "Knight Rider". No podeu parar el progrés.