Kdy₧ se mluvφ o autech u piva, hrajφ stßle jeÜt∞ hlavnφ roli takovΘ v∞ci jako rychlost, akcelerace, komfort a v²kon motoru. Vzhledem k tomu, ₧e v mnoha autech mß u₧ dnes svΘ mφsto poΦφtaΦ, mohly by vÜak zrovna tak padat takovΘ termφny jako megabajt Φi rychlost p°enosu dat.
Mnoho lidφ dnes pracuje nebo si hraje s poΦφtaΦem. Mßlokomu z nich vÜak n∞co °φkß jmΘno Konrad Zuse. A p°itom in₧en²r tohoto jmΘna vynalezl v roce 1941 prvnφ programem °φzen² poΦφtaΦ. Jmenoval se Z3 a pracoval v binßrnφm ΦφselnΘm systΘmu, tak₧e se jednalo o skuteΦnΘho p°edch∙dce dneÜnφch poΦφtaΦ∙.
Tenkrßt nikoho nenapadlo "cpßt" Z3, kter² vß₧il 1000 kg a m∞l 2200 relΘ, do auta jenom proto, aby si mohl vypoΦφtat optimßlnφ okam₧ik zapalovßnφ. Teprve technika polovodiΦ∙ se stßle se zmenÜujφcφmi a v²konn∞jÜφmi procesory umo₧≥uje automatickΘ °φzenφ motoru, jφzdnφ dynamiky nebo radarem °φzenΘho odstupu, jak je tomu nap°φklad v novΘm Mercedesu CL, kter² je v tomto ohledu v souΦasnosti nejmodern∞jÜφm autem. AΦkoliv nemajφ poΦφtaΦe doma nebo v kancelß°i s poΦφtaΦem z auta na prvnφ pohled nic spoleΦnΘho, jejich struktura je velmi podobnß.
Tak jako doma i v aut∞ je srdcem poΦφtaΦe CPU (centrßlnφ procesorovß jednotka) û mikroprocesor, kter² provßdφ v²poΦty a °φdφ Φinnost v poΦφtaΦi. A k nφ pak pat°φ jeÜt∞ r∙znΘ druhy pam∞tφ. Data, kterß se prßv∞ zpracovßvajφ, se uklßdajφ do pracovnφ (operaΦnφ) pam∞ti û RAM (Random Access Memory, pam∞¥ "pro Φtenφ a zßpis").
V pam∞ti ROM (Read Only Memory, pam∞¥ pouze "na Φtenφ") je trvale ulo₧en specißlnφ program, kter² urΦuje funkci danΘho poΦφtaΦe, tj., zda mß tento poΦφtaΦ °φdit systΘm ABS, nebo automatickou p°evodovku.
Dnes se u pam∞tφ pro programy pou₧φvajφ stßle vφce takzvanΘ pam∞ti "flash", kterΘ umo₧≥ujφ novΘ naprogramovßnφ aktualizovanou verzφ softwaru v autodφln∞. Ve voze jsou nap°φklad senzory teploty, otßΦek a tlaku, kterΘ dodßvajφ vstupnφ hodnoty, kterΘ by se jinak zadßvaly prost°ednictvφm klßvesnice. Aby mohl procesor zpracovßvat ·daje dodßvanΘ senzory, musφ b²t tyto ·daje nejd°φve transformovßny do digitßlnφch signßl∙. Prvky pro konverzi signßl∙ jsou v °φdicφm systΘmu tΘ₧ obsa₧eny.
ObdobnΘ je to i s koncov²mi v²konov²mi stupni, kterΘ v zßvislosti na v²sledcφch v²poΦtu °φdφ r∙znΘ v²konnΘ prvky, jako jsou ventily ABS nebo ovladaΦe Ükrticφch klapek. Tyto v²konnΘ prvky v aut∞ slou₧φ jako v²stupnφ za°φzenφ stejn∞ jako monitor a tiskßrna u domßcφho poΦφtaΦe.
Jednou z prvnφch aplikacφ mikropoΦφtaΦ∙ v aut∞ je systΘm Motronic firmy Bosch, kter² byl v roce 1979 umφst∞n do model∙ BMW 732i a 633 Csi (jeho modifikace Moto Motronic byla o n∞kolik let pozd∞ji montovßna i do vylepÜen²ch typ∙ favorit∙). Tento systΘm °φzenφ motoru obstarßval vst°ikovßnφ paliva a zapalovßnφ. P°esto₧e se od tΘ doby funkΦnφ rozsah rozÜφ°il o mnoho dalÜφch ·kol∙, jako je nap°φklad systΘm lambda °φzenφ a systΘm °φzenφ volnob∞hu, zp∞tnΘ vedenφ v²fukov²ch plyn∙ a °φzenφ vaΦkov²ch h°φdelφ, °φdicφ systΘmy se neustßle zmenÜujφ a klesß jejich hmotnost .
╪φdicφ systΘm Motronic z roku 1979 jeÜt∞ vß₧il 1,14 kilogramu a sklßdal se z 290 souΦßstek, v roce 1987 "zhubl" tΘm∞° na polovinu (0,67 kg, 255 dφl∙). Od roku 1996 vß₧φ Motronic u₧ jen 250 gram∙ a sklßdß se z 82 souΦßstek. Cel² obvod °φdicφho systΘmu vyrobenΘho technikou mikrohybrid∙ souΦasnΘho systΘmu Bosch Motronic lze p°itom umφstit na plochu 38 x 50 mm.
Novß generace Motronic, jejφ₧ sΘriovß v²roba by m∞la b²t zahßjena letos, by p°itom m∞la b²t p°i v²znamnΘm zv²Üenφ v²konnosti jeÜt∞ kompaktn∞jÜφ. Stejn∞ jako u PC se i u autoelektroniky dß poΦφtat se zdvojnßsobovßnφm kapacity pam∞ti v dvoulet²ch intervalech.
Podobn∞ je tomu i u budoucφho Motronicu; programovß a datovß pam∞¥ se zv²Üφ z dneÜnφch 512 kilobyt∙ na jeden megabyte, resp. z 32 kilobyt∙ na 64 kilobyt∙. Mφsto v souΦasnosti pou₧φvanΘho 16bitovΘho Φipu pak bude data zpracovßvat 32bitov² procesor s frekvencφ 40 MHz.
Nejen vst°ikovßnφ benzinu, ale i vst°ikovßnφ dieselov²ch motor∙, kterΘ bylo dlouhou dobu °φzeno Φist∞ mechanicky, se bez elektronick²ch systΘm∙ neobejde. Ve voze BMW 320d m∙₧ete nap°. objevit systΘm Bosch VP 44, Φasto se takΘ pou₧φvajφ systΘmy vst°ikovßnφ "Common-rail". Teprve elektronick² systΘm °φzenφ umo₧nφ i u dieselov²ch motor∙ automatickΘ ovlßdßnφ pohonu nebo dynamiky jφzdy.
Aby mohl systΘm °φzenφ motoru, a¥ u₧ dieselovΘho, nebo benzinovΘho, snφ₧it v²kon motoru p°i protßΦenφ hnan²ch kol, je odkßzßn na informace °φdicφho systΘmu ABS/ASR. Proto zpravidla b²vajφ vÜechny °φdicφ systΘmy na palub∞ propojeny do sφt∞ prost°ednictvφm sb∞rnice CAN (Controller Area Network).
U Volva S80 se tßhnou cel²m vozem dv∞, u Mercedesu t°φdy S a u CL dokonce t°i navzßjem propojenΘ datovΘ sb∞rnice (viz na tΘto stran∞ vpravo). ╚asov∞ citlivß data dodßvanß systΘmem °φzenφ pohonu a pojezdu p°itom prochßzejφ dφlΦφmi sφt∞mi vyÜÜφ rychlostφ ne₧ °φdicφ signßly slou₧φcφ hlavn∞ v∞tÜφmu pohodlφ, kterΘ "teΦou" v pomal²ch datov²ch sb∞rnicφch.
U t°φdy S p°enßÜφ celß datovß sφ¥ a₧ 850 ·daj∙ slou₧φcφch k ovlßdßnφ zhruba 170 funkcφ, kterΘ jsou v₧dy podle ·rovn∞ vybavenφ vozu neustßle k dispozici 40 elektronick²m °φdicφm systΘm∙m. Jednφm z nich je nap°φklad signßl rychlosti, kter² zaznamenßvajφ rychlostnφ senzory ABS. Tyto informace m∙₧e vyu₧φt mnoho °φdicφch systΘm∙ û automatika klimatizace k °φzenφ ventilßtor∙, rßdio k p°izp∙sobenφ hlasitosti, kombinovan² palubnφ p°φstroj ke znßzorn∞nφ rychlosti a palubnφ poΦφtaΦ a navigaΦnφ systΘm p°i propoΦφtßvßnφ trasy. Rychlost jφzdy je zßkladnφ informacφ pro systΘmy Distronic, ESP a °φzenφ p°evodovky.
Data vÜech audiosystΘm∙, komunikaΦnφch a navigaΦnφch systΘm∙ proudφ ve form∞ sv∞teln²ch impulz∙ um∞l²mi sv∞tlovodn²mi vlßkny cel²m vozem Mercedes t°φdy S a CL. Pomocφ sv∞tlovodn²ch vlßken p°enese optickß sb∞rnice D2B vφce ne₧ 5,6 megabitu za sekundu, co₧ je zhruba Üedesßtinßsobek v²konu sb∞rnice CAN s m∞d∞n²m kabelem.
Dφky propojenφ mohou nap°φklad audiosystΘm, za°φzenφ "hands-free" a navigaΦnφ systΘm pou₧φvat stejnΘ reproduktory, proto₧e sb∞rnicφ D2B se p°enßÜejφ i vlastnφ zvukovß data, a nikoliv pouze p°φkazy k °φzenφ.
P°es vzr∙stajφcφ funkΦnost klesajφ dφky digitßlnφmu p°epφnßnφ signßl∙ na datov²ch sb∞rnicφch nßklady na kabelß₧. Jestli₧e se p°edch∙dcem t°φdy S tßhlo a₧ 3,2 kilometru kabel∙ (56 kg), dnes to jsou ji₧ pouze 2,2 km (39 kg).
TakΘ radarem °φzen² systΘm °φzenφ odstupu Distronic mß p°φstup do motoru, p°evodovky a brzd prost°ednictvφm sb∞rnicovΘho systΘmu. U systΘmu Distronic m∙₧e °idiΦ obdobn∞ jako u b∞₧nΘho tempomatu zadat po₧adovanou rychlost; k tomu vÜak navφc radarov² senzor se t°emi vysφlacφmi a p°ijφmacφmi jednotkami monitoruje silnici p°ed autem a₧ do vzdßlenosti 150 metr∙.
Zachytφ-li senzor auto jedoucφ vp°edu, Distronic prost°ednictvφm zßsah∙ do systΘmu °φzenφ motoru a p°evodovky snφ₧φ rychlost, tak₧e auto vp°edu je nßsledovßno s konstantnφm Φasov²m odstupem. Pokud to nestaΦφ, Distronic aktivuje posilovaΦem brzdnΘ sφly takΘ brzdy.
B∞₧nΘ mikroprocesory by nebyly schopny zpracovßvat °φzenφ odstupu s dostateΦnou rychlostφ. Proto byly prßv∞ ve vozidlech poprvΘ pou₧ity digitßlnφ signßlovΘ procesory. Ty jsou ji₧ hardwarov∞ p°ednastaveny pro p°φsluÜnou aplikaci a jejφ v²poΦetnφ operace.
Kdyby se automobily od roku 1941 vyvφjely podobnou rychlostφ jako v²poΦetnφ technika od dob poΦφtaΦe Z3 Konrada Zuseho, vφkendovΘmu v²letu autem na Mars by dnes nestßlo nic v cest∞.
ûsrn
Mercedes CL se systΘmem Active Body Control ABC
S aktivnφm pojezdov²m systΘmem ABC p°ebφrß nynφ v novΘm Mercedesu CL poΦφtaΦ vlßdu i nad pΘrovßnφm. Dostßvß informace o pohybech karoserie a sm∞rech pΘrovßnφ celkem od 13 senzor∙. ╪φdicφ systΘm na zßklad∞ zaznamenan²ch dat vΦas poznß, ₧e p°i jφzd∞ v zatßΦce dochßzφ k nebezpeΦnΘmu nßklonu do strany, a dß pokyn ventil∙m, aby regulovaly tlak v hydraulick²ch vßlcφch jednotliv²ch nßprav. Tyto vßlce dopl≥ujφ b∞₧nß Üroubovß pΘra. Na vn∞jÜφ stran∞ zatßΦky se tlak zvyÜφ, pΘra se napnou, aby se snφ₧ilo naklon∞nφ vozu. Zßrove≥ se na vnit°nφ stran∞ zatßΦky sni₧uje tlak.
Multiplex ve Volvu S80
Na p°φklad∞ Volva S80 se pokusφme objasnit multiplexovou komunikaci prost°ednictvφm datovΘ sb∞rnice. AΦkoliv sv∞teln² p°epφnaΦ °φdφ sedm funkcφ, p°ipojeny jsou jen t°i kabely: plus, uzemn∞nφ a datovß linka. Prost°ednictvφm tΘto datovΘ sb∞rnice komunikujφ vÜechny °φdicφ systΘmy technikou multiplexu. To znamenß, ₧e na jednom vedenφ lze souΦasn∞ a obousm∞rn∞ p°enßÜet dv∞ a vφce hlßÜenφ. P°itom Φasov∞ citlivΘ datovΘ toky û nap°φklad pro °φzenφ motoru nebo p°evodovky û proudφ rychlostφ 250 kb/s (na obrßzku Φerven∞) a signßly pro funkce, jako je °φzenφ klimatizace nebo sv∞tel, rychlostφ 125 kb/s (zelen∞). Majφ-li se nap°φklad rozsvφtit koncovß mlhovß sv∞tla, p°epφnaΦ sv∞tel zaÜle toto hlßÜenφ jako digitßlnφ signßl p°es datovou sb∞rnici vÜem modul∙m. Nez·Φastn∞nΘ moduly toto hlßÜenφ ignorujφ. Modul REM (Rear Electronic Modul) v zavazadlovΘm prostoru vÜak zareaguje a dß pokyn relΘ, kterΘ zapne koncovß mlhovß sv∞tla. REM zßrove≥ zkontroluje jejich funkci. Je-li vÜe v po°ßdku, prob∞hne i tato informace op∞t datovou sb∞rnicφ a vyvolß zapnutφ p°φsluÜnΘ kontrolky na p°epφnaΦi sv∞tel. Prost°ednictvφm multiplexovΘ techniky se t°emi programovateln²mi moduly by bylo nap°φklad mo₧nΘ zapnout mφsto defektnφho brzdovΘho sv∞tla koncovΘ mlhovΘ sv∞tlo û staΦφ pouze p°eprogramovßnφ systΘmu REM.
1 ╪φdφcφ systΘmy motoru, p°evodovky a ESP
Tyto mikropoΦφtaΦe °φdφ, krom∞ jinΘho, vst°ikovßnφ benzinu, zapalovßnφ, °azenφ automatickΘ p°evodovky a brzd∞nφ ke stabilizaci vozidla.
2 CAN û datovß sb∞rnice t°φdy C
Rychlß sφ¥ umo₧≥uje p°enos dat rychlostφ 500 kb/s. Prost°ednictvφm tΘto sb∞rnice komunikujφ °φdicφ systΘmy pohonu a pojezdu.
3 ╪φdicφ systΘm vzduchovΘho pΘrovßnφ
Zde se °φdφ vzduchovΘ pΘrovßnφ a adaptivnφ nastavenφ tlumiΦ∙.
4 ╪φdicφ a obslu₧nß jednotka a automatika klimatizace
Na st°ednφ konzole se nachßzφ systΘm °φzenφ klimatizace a °φdicφ a obslu₧nß jednotka, kterß °φdφ krom∞ jinΘho rßdio, CD, TV a telefon. Krom∞ toho slou₧φ °φdicφ a obslu₧nß jednotka nebo autorßdio jako rozhranφ mezi sb∞rnicemi D2B a CAN t°φdy B.
5 Kombinovan² palubnφ p°φstroj
Centrßlnφ displej °idiΦe informuje krom∞ jinΘho v p°φpad∞ aktivovanΘho systΘmu Distronic o doporuΦenΘm a skuteΦnΘm odstupu od auta jedoucφho vp°edu.
6 Datovß sb∞rnice CAN Class B
Na pomalΘ datovΘ sb∞rnici komunikuje rychlostφ 83,3 kb/s a₧ 24 °φdicφch systΘm∙ pro funkce zvyÜujφcφ pohodlφ. Jako rozhranφ ke sb∞rnici Class C slou₧φ spφnaΦ startΘru a zapalovßnφ.
7 Optickß datovß sb∞rnice D2B
Po sv∞tlovodn²ch vlßknech proudφ data audiosystΘmu a komunikaΦnφho systΘmu rychlostφ 5,6 megabitu za sekundu.
8 AudiosystΘm
SouΦßsti audiosystΘmu jsou umφst∞ny v zavazadlovΘm prostoru.
9 ╪φdicφ systΘmy Parktronic, Teleaid a Linguatronic
Pomoc p°i parkovßnφ, nouzovΘ volßnφ autotelefonem a ovlßdßnφ °eΦφ
Distronic: °φzenφ odstupu radarem
PoprvΘ v Mercedesu t°φdy S byla funkce Tempomatu dopln∞na radarov∞ °φzen²m odstupem. Srdcem Distronicu je radarov² senzor v masce chladiΦe, kter² zaznamenßvß odstup a relativnφ rychlost v∙Φi vozidlu jedoucφmu vp°edu. P°ibli₧ujete-li se k pomalejÜφmu autu, systΘm sßm ubere plyn nebo lehce zabrzdφ tak, aby se udr₧el odstup 1,5 sekundy, co₧ odpovφdß 42 metr∙m p°i rychlosti 100 km/h. Pokud se odstup jeÜt∞ vφce zmenÜφ, nap°. proto, ₧e °idiΦ auta p°ed vßmi brzdφ, ozve se varovn² signßl.
