Περιεχόμενο
- Ηλεκτρονικές Μονάδες Ελέγχου
- Δίκτυο ελεγκτή
- No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας
- Επίγεια διαγνωστικά (OBD)
- συμπέρασμα
Πηγή: Locha79 / Dreamstime.com
Πάρε μακριά:
Ακριβώς όπως μια μεγάλη οργάνωση με πολλά τμήματα, το αυτοκίνητό σας έχει πολλά συστήματα που πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους για να λειτουργούν σωστά. Αυτό γίνεται από το Δίκτυο Ελεγκτών.
Τα τελευταία χρόνια, ένας μηχανικός σκιάς μπορεί να διαγνώσει και να επισκευάσει το δικό του αυτοκίνητο με κάποιο βαθμό απλότητας. Σήμερα μπορεί να απαιτεί περισσότερη τεχνική πολυπλοκότητα και τεχνογνωσία υπολογιστών. Το αυτοκίνητό σας έχει γίνει κάτι περισσότερο από μια μηχανική μεταφορά - είναι ένα σύστημα υπολογιστών μεγάλης πολυπλοκότητας. Στην πραγματικότητα, το αυτοκίνητό σας θα μπορούσε ακόμη και να περιέχει μια συλλογή από κόμβους ηλεκτρονικών υπολογιστών συνδεδεμένους κατά μήκος μιας αρχιτεκτονικής δικτύου λεωφορείων. Οι κόμβοι αναφέρονται ως ECU και η τοπολογία λεωφορείου ονομάζεται Δίκτυο Ελεγκτών (CAN).
Ηλεκτρονικές Μονάδες Ελέγχου
Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) είναι ο γενικός όρος για συσκευές που ελέγχουν τα ηλεκτρικά συστήματα στα σημερινά αυτοκίνητα. Υπάρχουν πολλοί τύποι ECU και οι λειτουργίες τους ποικίλλουν. Ορισμένα αυτοκίνητα υψηλής τεχνολογίας μπορούν να περιέχουν έως 100 ECU. Αυτές εκτελούν διάφορες λειτουργίες, όπως:
- Ελεγχος μηχανής
- Έλεγχος μετάδοσης
- Έλεγχος φρένων
- Βοήθεια ταχύτητας
- Βοήθεια στο πάρκο
- Αυτόματο κλιματισμό
- Ελεγχος έλξης
- Έλεγχος συστήματος αντιμπλοκαρίσματος φρένων
Η ονοματολογία μπορεί να διαφέρει μεταξύ των κατασκευαστών οχημάτων. Το ECU που διαχειρίζεται τον κινητήρα καλείται είτε μονάδα ελέγχου κινητήρα (ECM) είτε μονάδα ελέγχου κινητήρα (ECU). Αυτή η διπλή χρήση ECU για αναφορά είτε σε γενική ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου είτε σε συγκεκριμένη μονάδα ελέγχου κινητήρα μπορεί να αποτελέσει την πηγή σύγχυσης. Συχνά η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα και η μονάδα που ελέγχει το κιβώτιο ταχυτήτων συνδυάζονται σε ένα ECU που ονομάζεται ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα (PCM). Πολλοί άνθρωποι σκέφτονται την ECM ή την PCM ως την "CPU" του αυτοκινήτου. Η αλήθεια είναι ότι τα διάφορα ECU που είναι εγκατεστημένα σε όλο το αυτοκίνητο εκτελούν ξεχωριστές λειτουργίες και λειτουργούν ως μεμονωμένοι κόμβοι μέσα στην αρχιτεκτονική του δικτύου αυτοκινήτων. (Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογία που υπάρχει στα σύγχρονα αυτοκίνητα, ανατρέξτε στην ενότητα Αγοράζοντας ένα νέο αυτοκίνητο ... Er, Computer.)
Οι κατασκευαστές έχουν επιδιώξει φιλόδοξους στόχους όσον αφορά τη βελτίωση και την προώθηση της τεχνολογίας των οχημάτων τους. Ο κατάλογος των 10 σημαντικών εξελίξεων στην τεχνολογία των αυτοκινήτων το 2016 της Computerworld καθίσταται δυνατή σε μεγάλο βαθμό εξαιτίας αυτού του νέου και αναπτυσσόμενου περιβάλλοντος υπολογιστών. Με τη βοήθεια των ενσωματωμένων υπολογιστών, οι σχεδιαστές επιδιώκουν τη βελτιστοποίηση με πολλούς τρόπους, όπως η στόχευση της ιδανικής αναλογίας αέρα-καυσίμου 14,7 προς 1.
Τα ECU κάνουν αυτές τις διαδικασίες βελτίωσης αυτόματες και σε πραγματικό χρόνο. Σε ένα σύστημα κλειστού βρόχου, πολλαπλοί αισθητήρες συλλέγουν πληροφορίες από το δίκτυο και εντολές στους ενεργοποιητές που παρέχουν τις παρεμβάσεις που απαιτούνται για την επίτευξη των καλύτερων αποτελεσμάτων. Η έξοδος αισθητήρων λέει στο σύστημα τι κάνει το αυτοκίνητο. τότε η εισαγωγή νέων οδηγιών πραγματοποιεί τις απαραίτητες διορθώσεις. Τα ECU εκμεταλλεύονται τις πληροφορίες που παρέχονται από αισθητήρες όπως:
- Αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού κινητήρα
- Αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα
- Αισθητήρας απόλυτης πίεσης πολλαπλής
- Αισθητήρας ροής μάζας αέρα
- Έλεγχος αδράνειας αέρα
- Αισθητήρας στροφαλοφόρου
- Αισθητήρας εκκεντροφόρου
- Αισθητήρας οξυγόνου
- Αισθητήρας κρούσης
Τα στοιχεία ενός ECU περιλαμβάνουν αναλογικούς μετατροπείς, μετατροπείς ψηφιακού σε αναλογικό, ρυθμιστές σήματος, τσιπ επικοινωνίας, συστοιχίες οργάνων και έξυπνους αισθητήρες. Οι πληροφορίες που μπορούν να εισαχθούν ως αναλογικά μπορούν να μετατραπούν σε ψηφιακές για ηλεκτρονική επεξεργασία. Όλα αυτά τα δεδομένα αποστέλλονται κατά μήκος μιας τοπολογίας λεωφορείου που ονομάζεται ...
Δίκτυο ελεγκτή
Αυτό είναι στην πραγματικότητα ένα ψηφιακό δίκτυο υπολογιστών που επικοινωνεί με τα διάφορα ECU σε όλο το αυτοκίνητο. Κάθε κόμβος ECU χειρίζεται την είσοδο και την έξοδο των πληροφοριών καθώς αλληλεπιδρά με τα μηχανικά και ηλεκτρικά εξαρτήματα του οχήματος. Τέτοιες είσοδοι όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η θερμοκρασία ψυκτικού μέσου, η ροή αέρα και η θέση επιτάχυνσης υφίστανται επεξεργασία και ενεργοποιούνται ως έγχυση καυσίμου, χρόνος ανάφλεξης, εκτόξευση στροφών και ούτω καθεξής. Τα δίκτυα CAN παρέχουν έναν συνεχή βρόχο ανατροφοδότησης.
Η στοίβα πρωτοκόλλου CAN μπορεί να συγκριθεί με τα δύο χαμηλότερα στρώματα του μοντέλου OSI. Το φυσικό στρώμα OSI συσχετίζεται με τρία φυσικά επίπεδα στο μοντέλο CAN. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων βρίσκει ισοτιμία με τα επίπεδα ελέγχου ελέγχου λογικών συνδέσεων (LLC) και ελέγχου πρόσβασης πολυμέσων (MAC) στα CAN. Μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογία στο πρότυπο ISO 11898-1: 2015 - Οδικά οχήματα - Δίκτυο ελεγκτών (CAN).
No Bugs, No Stress - Ο οδηγός σας βήμα προς βήμα για τη δημιουργία λογισμικού που αλλάζει τη ζωή χωρίς να καταστρέφει τη ζωή σας
Δεν μπορείτε να βελτιώσετε τις δεξιότητες προγραμματισμού σας όταν κανείς δεν ενδιαφέρεται για την ποιότητα του λογισμικού.
Ο δίαυλος δικτύου περιοχών ελεγκτή εισήχθη από τη Robert Bosch GmbH το 1983. Κάθε κόμβος CAN περιλαμβάνει έναν μικροελεγκτή, έναν ελεγκτή CAN και έναν πομποδέκτη CAN. Το CAN είναι ένα πρωτόκολλο που χρησιμοποιεί είτε ένα αναγνωριστικό 11-bit (τυπική μορφή) είτε ένα αναγνωριστικό 29-bit (εκτεταμένη μορφή με 18 επιπλέον bits).Τα στοιχεία του διαύλου CAN περιλαμβάνουν υλικό και λογισμικό (στην πραγματικότητα υλικολογισμικό), τα οποία μπορούν να τροποποιηθούν και να τροποποιηθούν με επιπλέον μάρκες ή εντολές λογισμικού.
Η CAN χρησιμοποιεί μια διαδικασία διαιτησίας για τη ρύθμιση της κυκλοφορίας, η οποία είναι παρόμοια με την CSMA / CD στο πρωτόκολλο Ethernet. Εντός της τεχνολογίας του οχήματος, η CAN μπορεί να συμπληρωθεί με άλλες μεθόδους όπως το Flexray, το οποίο χρησιμοποιεί TDMA και λειτουργεί έως και 10 megabits ανά δευτερόλεπτο ή τοπικό δίκτυο διασύνδεσης (LIN), το οποίο είναι ένα πρωτόκολλο σειριακού δικτύου με ένα μόνο καλώδιο. Έχει γίνει κάποια σκέψη να αντικατασταθεί το Flexray με το Ethernet, το οποίο θα προσέφερε ορισμένα αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα. Το CAN bus είναι ένα από τα πέντε πρότυπα πρωτοκόλλου που αναγνωρίζονται από την τεχνολογία που είναι γνωστή ως ...
Επίγεια διαγνωστικά (OBD)
Το OBD-II αντικατέστησε το αρχικό OBD το 1996. Αρχικά στοχεύοντας στη διαχείριση εκπομπών για την τήρηση κυβερνητικών κανονισμών, το νεότερο πρότυπο έχει εξελιχθεί ώστε να περιλαμβάνει πολλές λειτουργίες. Ως ψηφιακό διαγνωστικό, το OBD-II χρησιμοποιεί μια μεγάλη βάση δεδομένων με κωδικούς, τις οποίες μπορείτε να βρείτε στο http://www.troublecodes.net/. Για παράδειγμα, ο κωδικός P0171 είναι ένας γενικός κώδικας κίνησης που σημαίνει "το σύστημα είναι πολύ πτωχό". Οι πενταψήφιοι κωδικοί αντιπροσωπεύονται με αυτόν τον τρόπο:
- - περιοχή (Σώμα, Σασί, Σύστημα μετάδοσης κίνησης, δίκτυο U)
- # - τον κωδικό του κατασκευαστή
- # - Σύστημα
- # - συγκεκριμένο πρόβλημα
- # - συγκεκριμένο πρόβλημα
Μπορείτε να τραβήξετε τους κωδικούς OBD-II από το όχημά σας με διάφορους τρόπους. Τα περισσότερα καταστήματα αυτόματων εξαρτημάτων θα αναδείξουν μια συσκευή που συνδέεται σε θύρα υπολογιστή κάτω από την παύλα σας. Ή μπορείτε να πάρετε τον εαυτό σας ένα εργαλείο σάρωσης και να διαβάσετε τον κώδικα όπως εξηγείται από το Wikihow. Μπορείτε ακόμη και να χάσετε στον υπολογιστή του αυτοκινήτου σας με το σωστό καλώδιο, το φορητό υπολογιστή σας και το ειδικό λογισμικό. Ορισμένες από τις γραφικές διεπαφές μπορούν να παρέχουν τεράστια εικόνα για την εσωτερική λειτουργία του αυτοκινήτου-υπολογιστή σας. Απλά να γνωρίζετε ότι οποιαδήποτε hacking μπορείτε να κάνετε είναι με δική σας ευθύνη και δεν συνιστάται από αυτή την ιστοσελίδα! (Για να μάθετε σχετικά με τη δυνατότητα σύνδεσης στο νέφος σε οχήματα, ανατρέξτε στο Cloud Computing for Vehicles: Αύριο High-Tech Car.)
συμπέρασμα
Έχουμε πει ότι το αυτοκίνητό σας είναι ένας υπολογιστής. Στην πραγματικότητα φαίνεται ότι το αυτοκίνητό σας είναι κατασκευασμένο από πολλούς υπολογιστές σε σύνθετο δίκτυο. Οι μικροεπεξεργαστές στο αυτοκίνητο που κατασκευάστηκε αργότερα, μπορεί να παρέχουν προηγμένο έλεγχο κινητήρα, προηγμένα διαγνωστικά, νέα χαρακτηριστικά ασφαλείας ή άνεσης και ακόμη και μείωση της καλωδίωσης. Τα οφέλη από αυτό το state-of-the-art οχημάτων υπολογιστών προσφέρουν τεράστια πλεονεκτήματα - αλλά μερικοί θα έλεγε ότι η απλότητα της επισκευής οχημάτων στο σπίτι έχει περάσει πολύ καιρό.
Έχω περάσει πολλές ώρες ως νεαρός που δουλεύει μαζί με τον πατέρα μου στα δικά του οχήματα - αλλάζοντας μέρη, ρυθμίζοντας το χρονοδιάγραμμα, χειρίζοντας μείγματα καυσίμων, δουλεύοντας στα φρένα - το ονομάζετε. Ήταν μηχανικός αεροπορίας στον Β 'Παγκόσμιο Πόλεμο και εργάστηκε 32 χρόνια ως ηλεκτρολόγος σε εργοστάσιο. Δεν θα μπορούσα ποτέ να φανταστώ ότι η κατανόησή μου θα μπορούσε να κρατήσει ένα κερί για να του όταν πρόκειται για επισκευές αυτοκινήτων. Τώρα αναρωτιέμαι αν όλα αυτά τα χρόνια ως μηχανικός δικτύου μπορεί να ισχύουν εδώ. Αναρωτιέμαι επίσης πόσο καιρό θα χρειαστεί να γίνουν αυτογνωσμένα τα αυτοκίνητα - όπως το αυτοκίνητο του David Hasselhoff KITT στην τηλεοπτική σειρά "Knight Rider". Δεν μπορείτε να σταματήσετε την πρόοδο.