Ratuotas kompiuteris. Ar vis dar reikalingas vairuotojas?

Kada automobiliai galės apsieiti be vairuotojų? Mokslininkai teigia, kad jau greitai. Belaukdami tos akimirkos, pasižiūrėkime, ką sugeba naujausios mašinos ir jose esantys kompiuteriai.

Seniau, kai sugesdavo mūsų automobilio variklis, pažįstamam "mechanikui iš Marijampolės" tekdavo tepaluotais pirštais jį kone visą išardyti, kol pavykdavo surasti gedimą. Dabar jis turi pagalbininką – diagnostikos įrangą, galinčią nuskaityti mašinos viduje saugomą gedimų registro informaciją ir greitai surasti nesklandumų priežastį.

Elektronika jau senokai užkariavo mūsų automobilius. Šis nepastebimas mašinos gyventojas rūpinasi vairuotojo ir keleivių saugumu, komfortu ir ekonomiškumu. Elektroninius automobilio mazgus valdo kompiuteris. Tačiau jis nieko bendro neturi su po mūsų rašomuoju stalu įsikūrusia dėže. Tai nedidelės dėžutės, paslėptos nuo vairuotojo ir keleivių akių. Vis dėlto automobiliniame kompiuteryje rasime viską, ką turi įprastas stalinis kompiuteris ar „noutbukas“: procesorių, duomenų saugojimui skirtą vidinę atmintį ir, aišku, programinę įrangą. Automobilio kompiuteris įsakinėja po visą mašiną išsibarsčiusiems valdikliams, kurie prižiūri kondicionieriaus, stabdžių, variklio ir kitų mazgų darbą.

Kada atsirado automobiliniai kompiuteriai?

Kompiuterinė technika į mašinas atkeliavo 9-tojo dešimtmečio pabaigoje. Jų atsiradimą paskatino Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Europoje sugriežtėjusios išmetamųjų dujų normos. Įprastomis priemonėmis sumažinti aplinkos taršą automobilių gamintojos nebegalėjo. Todėl buvo sukurti nedideli kompiuteriai, kurie elektroniniu būdu reguliavo degalų įpurškimą.

Kompiuterio prireikė ir išmetamąsias dujas išvalančiam katalizatoriui. Pradžioje tokia įranga atsirado aukštos klasės automobiliuose, bet po kelerių metų ją jau turėjo praktiškai kiekviena nauja mašina. Kitu svarbiu transporto priemonių patobulinimu tapo stabdžių antiblokavimo sistemos (ABS), kurios leidžia suvaldyti automobilį staigaus stabdymo atveju. Šias, prieš du dešimtmečius atsiradusias sistemas dabar turi dauguma automobilių.

Ką valdo kompiuteris?

Automobilio smegenys atsako už tris svarbiausius sritis:

Variklis. Praktiškai visose mašinose kompiuteris valdo variklio funkcijas, pvz., kuro ir oro padavimą, degalų mišinio įpurškimą. Varikliui reikalinga kuro dozė apskaičiuojama, atsižvelgiant į jo apsukas ir akseleratoriaus pedalo paspaudimo lygį.

Saugumas. Kompiuteriu valdomos antiblokavimo ir stabilumo kontrolės (ESP) sistemos naujuose automobiliuose beveik tapo standartinės įrangos dalimi. Jos veikia sudėtingiausiose situacijose ir labai dažnai leidžia išvengti nelaimingų atsitikimų. Tačiau net ir avarijos atveju automobilis rūpinasi savo įgula. Kompiuterio įsakymu, vos per kelias milisekundes išsiskleidžia oro pagalvės. Į apsaugos sistemų rinkinį taip pat įeina traukos kontrolė, stabdžių bei vairo stiprintuvai.

Komfortas. Daugelyje automobilių rasime oro kondicionierius. Jis leidžia palaikyti stabilią salono temperatūrą. Patogu, kai mašinoje yra navigacijos sistema, leidžianti parinkti tinkamiausią maršrutą ir rodanti kelią kelionės metu. Kai kurie automobiliai taip pat kontroliuoja saugią distanciją iki kitų eismo dalyvių, palaiko nuolatinį važiavimo greitį ar netgi sugeba tvarkingai pastatyti mašiną stovėjimo aikštelėje.

Kam reikia tiek daug valdymo sistemų?

Aukštos klasės automobiliuose būna net iki 70 skirtingų valdymo sistemų! Kiekvienas įrenginys atlieka jam skirtą funkciją. Daugelis sistemų yra gyvybiškai svarbios, todėl jų veikimo sparta skaičiuojama sekundės dalimis. Specialistai tokią įrangą vadina „realaus laiko sistemomis“.

Pavyzdžiui, oro pagalvė turi išsiskleisti akimirksniu, kai tik gauna signalą iš kėbule įmontuotų smūgio daviklių. Kompiuteris turi labai mažai laiko, kad nuspręstų, kokio slėgio reikia, kad oro pagalvė išgelbėtų žmogaus sveikatą, o galbūt ir gyvybę.

Svarbiausios elektroninės sistemos

Šiuolaikinio automobilio vairuotojas turi daugybę talkininkų, veikiančiuose įvairiose situacijose:

• Autopilotas (angl. „Adaptive Cruise Control“, ACC). Palaiko pastovų automobilio greitį ir stebi nuotolį iki kitų trasporto priemonių. Valdo akseliaratorių ir stabdį.
• Stabdžių stiprintuvas (angl. „Break Asistent system“, BAS). Padidina stabdžių efektyvumą, tad vairuotojui nebereikia taip stipriai spausti stabdžių pedalo kaip senuose automobilių modeliuose.
• Pagalba važiuojant į kalną. Neleidžia riedėti atgal, bandant įveikti stačią įkalnę.
• Parkavimo asistentas. Šios sistemos būna kelių rūšių. Dažniausiai montuojami nuotolio davikliai, šviesos ir garsiniu signalu įspėjantys apie artėjančias kliūtis automobilio gale ir priekyje. Kituose modeliuose montuojamos galinio vaizdo kameros. Pasirodė pirmieji automobiliai, sugebantys be vairuotojo įsikišimo patys pastatyti mašiną į stovėjimo vietą.
• Stabilumo kontrolė (angl. „Electronic Stability Control“, ESP). Kontroliuoja automobilio slydimą, valdydama kiekvieną mašinos ratą atskirai.
• Padangų slėgio kontrolė. Ši sistema įspėja vairuotoją apie prakiurusią padangą arba pavojingai sumažėjusį slėgį joje.

Kaip sistemos sujungtos tarpusavyje?

Skirtingi elektroniniai įrenginiai bendrauja tarpusavyje lygiai taip pat kaip į vieną tinklą sujungti kompiuteriai. Europoje gaminami automobiliai naudoja 1987 m. kompanijų „Bosh“ ir „Intel“ sukurtą tinklo standartą „CAN-Bus“ („Control Area Network“). Tinklas, pvz., praverčia, kai saugios distancijos palaikymo sistema duoda įsakymus stabdžiams ar varikliui. Jis taip pat padeda aptikti gedimus. Tereikia prie specialios tinklo jungties prijungti diagnostikos įrangą.

Ar elektronika veikia patikimai?

Automobilio kompiuteriui ir valdymo sistemoms su darbo aplinka nelabai pasisekė. Joms tenka veikti ten, kur yra vibracija, šaltyje ir karštyje, drėgmėje ir dulkėse. Nežiūrint to, elektronika gali ištikimai tarnauti daugiau nei 15 metų. Statistiškai, per šį laikotarpį sugenda vos 9 įrenginiai iš milijono! Mūsų naminė „dėžė“ dažnausiai apie tokius rezultatus gali tik pasvajoti. Sistemos, nuo kurių priklauso automobilio saugumas, nuolatos tikrina pačios save.

Kokie duomenys yra saugomi atmintyje?

Kompiuteris saugo informaciją apie degalų sunaudojimą. Ši informacija leidžia kontroliuoti aplinkos taršą. Į atmintį įrašomi variklio sūkių ir temperatūros duomenys, leidžiantys surasti įvairius gedimus. Be to, registruojami ir ABS bei ESP sistemų veikimo duomenys. Jie gali praversti po įvairių avarijų, bandant išsiaiškinti vairuotojo veiksmus.

Mikroschemos „tiuningavimas“ – kas tai?

Už variklio darbą atsako speciali automobilio kompiuterio programa. Vadinamasis mikroschemos „tiuningavimas“ leidžia ją pakeisti. Gamintoja dažniausiai apriboja variklio galią, kad ji atitiktų keliamus ekologinius reikalavimus. „Tiuningas“ leidžia peržengti šias ribas. Vis dėlto tai daryti yra pavojinga. Mat pakeitus programą, prarandama automobilio garantija.

Ar automobilio elektroniką gali nulaužti nusikaltėliai?

Deja, taip. Prieš kelias savaites Jungtinėse Amerikos Valstijose pasirodė informacija apie tai, kad kai kurių automobilių stabdžių sistemų valdymą galima perimti į savo rankas, naudojant slaptažodžiu neapsaugotą bevielį ryšį. Tačiau pažeidžiami yra tik automobiliai su pakeista gamykline programine įranga.