Бортовой компьютер — виды, основные функции и возможности «мозгов» для авто
Еще каких-то 40 лет назад люди, управляющие автомобилями, не могли и представить, что ждет в будущем автомобилестроение в целом. Если раньше человек делал такие вещи, как диагностику неисправностей самостоятельно, то сейчас это за него может сделать специальная электроника. Сегодня речь пойдет о бортовых компьютерах. Что такое бортовой компьютер? Разновидности, основные функции и возможности.
Что называют бортовым компьютером и каковы его функции?
Бортовой компьютер – это специальное устройство, предназначенное для выполнения вычислительных операций на основе данных, полученных с самых различных датчиков, расположенных в важных частях автомобиля.
Условно все бортовые компьютеры можно разделить на два класса:
- Узконаправленные. К ним относят компьютеры, способные выполнять какую-то конкретную функцию. К примеру, измерять расход топлива, показывать время и влиять на какие-то электрические системы автомобиля.
- Универсальные. К ним относятся специальные устройства, имеющие возможность выхода в интернет. При помощи них, можно определить свои географические координаты, погоду и получать различные данные о ситуациях на дороге.
Большинство современных компьютеров прекрасно совмещают в себе диагностический сканер, который ищет неисправность в электронной системе и ускоряет ремонт автомобиля, а также маршрутный компьютер, позволяющий вычислить расход топлива и километраж. Некоторые компьютеры имеют набор мультимедийных систем, которые позволяют им воспроизводить аудио и DVD-файлы. Таким образом, бортовой компьютер становится заменой радио и автомагнитолы.
Бортовой компьютер может влиять на многие параметры программного обеспечения ЭБУ. К примеру, управлять системой зажигания или форсунками и многими другими системами, влияющими на экономические и мощностные показатели мотора.
Сегодня существуют компьютеры, которые можно просто подключить к 12-вольтовой системе и работать на них, как на самом обычном ПК. Не все водители об этом знают.
Разновидности БК
- Маршрутный БК
Является первым бортовым компьютером автомобиля, который стал серийно выпускаться в 2000-х годах. Конечно, они появились еще гораздо раньше, примерно, в 70-х на раллийных автомобилях для простейших вычислений данных, из которых складываются все параметры движения автомобиля. А вот на серийные автомобили они стали устанавливаться только в 21 веке. Кроме того, современные маршрутные компьютеры стали оборудоваться системой спутниковой навигации, которая не только предоставляет информацию о передвижении, но и выводит информацию о месте нахождения, а то и сам рельеф местности.
Основными задачами маршрутных компьютеров принято считать:
- Время, за которое был пройден какой-либо отрезок пути.
- Средняя скорость движения.
- Километраж.
- Средний расход топлива.
- Общее время поездки.
- Стоимость расходов по заправке.
- Расчетное время прибытия к пункту назначения.
И это далеко не все параметры устройства. Такие компьютеры, как правило, имеют символьно-буквенное отображение данных. Современные компьютеры могут включать в себя также не большой сервисный сканер или даже управляющий модуль.
- Сервисный компьютер
По-другому, его называют диагностическим, потому как в его основные функции входит поиск неисправностей автомобиля. Отдельно диагностический компьютер встречается очень и очень редко, потому, как он уже постепенно становится лишь функцией общей системы БК. А в полный перечень функций такой системы входят:
Общий контроль за электрической частью автомобиля. Это могут быть обнаруженные замыкания, утечки тока, перенапряжения, проблемы в осветительных приборах и каких-либо датчиках.
- Наблюдение за износом тормозных колодок и прочих элементах, подвергающихся износу.
- Контроль за уровнем каких-либо жидкостей. Это может быть масло в двигателе, ОЖ, тормозная жидкость, масло в коробке передач, редукторах и прочих системах, нуждающихся в постоянной смазке.
- Полная диагностика всех систем автомобиля, с сохранением данных, полученных в результате проверки.
В памяти устройства хранятся все данные о наличии тех или иных ошибках. На их основании формируется специальный отчет о состоянии различных систем автомобиля и необходимости проведения соответствующего ремонта.
- Управляющий компьютер
Разновидность ЭБУ, или как его еще называют, главный блок управления. Впервые компьютер компании IBM был установлен на автомобили марки BMW еще в далеком 1981 году. Такой компьютер имеет собственные независимые датчики и исполнительные механизмы, но чаще всего, его применяют в тесном взаимодействии с контроллером автомобиля. Такой компьютер может влиять на работу следующих систем и устройств:
- АБС
- Блок, предназначенный для управления автоматической коробкой передач
- Управление электромагнитными клапанами (форсунками)
- Система, отвечающая за положение угла опережения зажигания
- Системы, отвечающие за климатические условия
- Круиз-контроль
И это далеко не весь перечень функций. Помимо них, компьютер может контролировать, отображать и другие, не менее важные параметры. К ним относятся:
- Вождение автомобиля с непристегнутым ремнем
- Количество потребляемого воздуха
- Величина давления масла
- Частота вращения коленчатого вала
- Температура ОЖ
- Регулировка электросистем, например, изменение напряжения бортовой сети и зарядного тока аккумуляторной батареи
- Сигнализация, указывающая на перегрев мотора
- Превышение скоростного режима
Тенденции развития бортовых компьютеров
В настоящее время, производители цифровых систем стремятся работать в двух направлениях – это объединить все функции компьютера в одну, единственную систему. Другое направление – это создание отдельных компьютеров, которые будут отвечать за конкретные задачи.
Конечно, объединение всех систем позволяет упростить процессы монтажа таких устройств и общей диагностики автомобиля, позволяя выводить наиболее точную информацию о контролируемых параметрах. С другой стороны, применение отдельных компьютеров позволит установить такое устройство даже на те автомобили, которые совершенно не предусматривают монтажа таких систем, однако при этом, количество функций будет ограничено.
Тем не менее, второе тип компьютеров сейчас распространяется намного стремительнее, в отличие от первого и постоянно совершенствуется.
Обзор технологии Hyper-V | Microsoft Learn
- Статья
Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2016, Microsoft Hyper-V Server 2016, Windows Server 2019, Microsoft Hyper-V Server 2019
Hyper-V — это продукт виртуализации оборудования Майкрософт. Она позволяет создавать и запускать программную версию компьютера, называемую виртуальной машиной. Каждая виртуальная машина действует как полноценный компьютер, запускающий операционную систему и программы. Если вам нужны вычислительные ресурсы, виртуальные машины предоставляют больше гибкости, помогают экономить время и деньги и являются более эффективным способом использования оборудования, чем запуск одной операционной системы на физическом оборудовании.
Hyper-V выполняет каждую виртуальную машину в отдельном изолированном пространстве. Это означает, что на одном и том же оборудовании можно запускать несколько виртуальных машин одновременно. Это можно сделать, чтобы избежать таких проблем, как сбой, влияющих на другие рабочие нагрузки, или предоставить другим пользователям, группам или службам доступ к разным системам.
Некоторые способы, с помощью которых Hyper-V может помочь
Hyper-V может помочь:
Создание или расширение частной облачной среды. Предоставление более гибких ИТ-служб по запросу путем перемещения или расширения использования общих ресурсов и корректировки использования по мере изменения спроса.
Более эффективное использование оборудования.
Консолидируйте серверы и рабочие нагрузки на меньшее число более мощных физических компьютеров, чтобы использовать меньше энергии и физического пространства.Непрерывные деловые операции. Сократите влияние запланированного и незапланированного простоя рабочих нагрузок.
Установка или расширение инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI). Использование централизованной стратегии настольных систем с помощью VDI поможет повысить гибкость бизнеса и безопасность данных, а также упростить соответствие нормативным требованиям и управлять настольными операционными системами и приложениями. Разверните узлы Hyper-V и Узел виртуализации удаленных рабочих столов (узел виртуализации удаленных рабочих столов) на том же сервере, чтобы сделать личные виртуальные рабочие столы или пулы виртуальных рабочих столов доступными для пользователей.
Сделайте разработку и тестирование более эффективными. Воспроизведение различных вычислительных сред без необходимости покупать или поддерживать все необходимое оборудование, если используются только физические системы.
Hyper-V и другие продукты виртуализации
Hyper-V в Windows и Windows Server заменяет старые продукты виртуализации оборудования, такие как microsoft virtual pc, microsoft virtual Server и Windows Virtual pc. Hyper-V предлагает функции сети, производительности, хранения и безопасности, недоступные в этих старых продуктах.
Hyper-V и сторонние приложения виртуализации, для которых требуются одни и те же функции процессора, не совместимы. Это обусловлено тем, что функции процессора, известные как аппаратные расширения виртуализации, не предназначены для совместного использования. Дополнительные сведения см. в статье приложения виртуализации не работают вместе с Hyper-V, Device Guard и Credential Guard.
Какие функции имеет Hyper-V?
Hyper-V предлагает множество функций. Это обзор, сгруппированный по функциям, предоставляемым или помогающим в работе.
Вычислительная среда . Виртуальная машина Hyper-V включает те же основные компоненты, что и физический компьютер, например память, процессор, хранилище и сеть. Все эти части имеют функции и параметры, которые можно настроить разными способами для удовлетворения различных потребностей. служба хранилища и сети могут считаться своими категориями, из-за множества способов их настройки.
Аварийное восстановление и резервное копирование . для аварийного восстановления реплика Hyper-V создает копии виртуальных машин, предназначенные для хранения в другом физическом расположении, чтобы можно было восстановить виртуальную машину из копии. Для резервного копирования Hyper-V предлагает два типа. В одном из них используются сохраненные состояния, а в другом используется служба теневого копирования томов (VSS), что позволяет создавать резервные копии, совместимые с приложениями, для программ, поддерживающих VSS.
Оптимизация . Каждая поддерживаемая гостевая операционная система имеет настроенный набор служб и драйверов, называемый службами Integration Services, которые упрощают использование операционной системы на виртуальной машине Hyper-V.
Переносимость — такие функции, как динамическая миграция, миграция хранилища и импорт и экспорт, упрощают перемещение и распространение виртуальной машины.
удаленное подключение . Hyper-V включает подключение к виртуальной машине, средство удаленного подключения для использования с Windows и Linux. В отличие от удаленный рабочий стол, это средство предоставляет доступ к консоли, что позволяет увидеть, что происходит на гостевом компьютере, даже если операционная система еще не загружена.
Безопасность — безопасная загрузка и экранированные виртуальные машины помогают защититься от вредоносных программ и другого несанкционированного доступа к виртуальной машине и ее данным.
сводные сведения о функциях, появившихся в этой версии, см. в статье новые возможности Hyper-V на Windows Server. Некоторые функции или части имеют ограничение на количество, которое можно настроить. Дополнительные сведения см. в разделе Планирование масштабируемости Hyper-V в Windows Server 2016.
Как получить Hyper-V
Hyper-V доступен в Windows server и Windows, в качестве роли сервера, доступной для 64-разрядных версий Windows Server. инструкции по серверу см. в разделе установка роли Hyper-V на сервере Windows. На Windows он доступен в виде функции в некоторых 64-разрядных версиях Windows. он также доступен как загружаемый, изолированный серверный продукт Microsoft Hyper-V server.
Поддерживаемые операционные системы
На виртуальных машинах будут работать многие операционные системы. В общем случае операционная система, использующая архитектуру x86, будет работать на виртуальной машине Hyper-V. Однако не все операционные системы, которые могут быть запущены, протестированы и поддерживаются корпорацией Майкрософт. Список поддерживаемых возможностей см. в следующих статьях:
Поддерживаемые виртуальные машины Linux и FreeBSD для Hyper-V на Windows
поддерживаемые Windows гостевые операционные системы для Hyper-V на сервере Windows
Как работает Hyper-V
Hyper-V — это технология виртуализации на основе низкоуровневой оболочки. Hyper-V использует Windows гипервизор, для которого требуется физический процессор с конкретными функциями. сведения об оборудовании см. в статье требования к системе для Hyper-V на Windows Server.
В большинстве случаев гипервизор управляет взаимодействием между оборудованием и виртуальными машинами. Этот управляемый гипервизором доступ к оборудованию предоставляет виртуальным машинам изолированную среду, в которой они выполняются. В некоторых конфигурациях виртуальная машина или операционная система, работающая на виртуальной машине, имеет прямой доступ к графике, сети или оборудованию хранилища.
Что состоит из Hyper-V?
Hyper-V содержит необходимые части, которые работают вместе, чтобы можно было создавать и запускать виртуальные машины. Вместе эти компоненты называются платформой виртуализации. Они устанавливаются в качестве набора при установке роли Hyper-V. в число необходимых компонентов входят Windows гипервизор, служба управления виртуальными машинами Hyper-V, поставщик WMI виртуализации, шина виртуальной машины (VMbus), поставщик службы виртуализации (VSP) и драйвер виртуальной инфраструктуры (VID).
Hyper-V также имеет средства для управления и подключения. Их можно установить на том же компьютере, на котором установлена роль Hyper-V, и на компьютерах без установленной роли Hyper-V. Эти средства:
- В диспетчере Hyper-V
- Модуль Hyper-V для Windows PowerShell
- Подключение к виртуальной машине (иногда называется VMConnect)
- Windows PowerShell Direct
Это некоторые технологии корпорации Майкрософт, которые часто используются с Hyper-V:
- Отказоустойчивая кластеризация
- Службы удаленных рабочих столов
- System Center Virtual Machine Manager
Различные технологии хранения: общие тома кластера, SMB 3,0, Локальные дисковые пространства
контейнеры Windows предлагают еще один подход к виртуализации. см. библиотеку контейнеров Windows в MSDN.
Что такое БД? Понимание бортовой диагностики
OBD значительно изменился за годы, прошедшие с момента его появления в 1980-х годах. Первоначально система уведомляла пользователя о проблеме с использованием MIL, но не сохраняла никакой информации о характере проблемы. По мере того, как автомобили становились все более совершенными, количество датчиков, установленных в транспортных средствах, увеличивалось, как и объем информации, хранящейся внутри системы.
Эволюцию систем OBD можно разделить на два отдельных этапа в зависимости от типа системы, популярной в то время. Они описаны более подробно ниже:
1) OBD-I
Первые системы OBD были проприетарными по своей природе, поэтому они различались у разных производителей. До 1990 года коды, системы и информация, собираемая каждой системой OBD, сильно различались от производителя к производителю. Хотя эти системы оказались полезными, они были излишне сложными для техников в работе — техническим специалистам приходилось покупать новый инструмент и кабель для каждой марки автомобиля или вкладывать средства в сканер, который имел набор кабелей-адаптеров для разных марок автомобилей. Из-за проприетарного характера этих систем пользователям часто приходилось обращаться к специалистам дилерских центров для диагностики проблем.
Стремление к стандартизации систем OBD не начиналось до тех пор, пока в 1991 году Калифорнийский совет по воздушным ресурсам не обязал использовать OBD во всех автомобилях. Однако совет не выпускал никаких стандартов для этих OBD, что создавало дополнительные трудности для производителей и пользователей транспортных средств. Когда в ответ на эту потребность в 1994 году был введен стандарт OBD-II, все предыдущие формы OBD были задним числом классифицированы как системы OBD-I.
2) OBD-II
В 1994 году Калифорнийский совет по воздушным ресурсам выпустил OBD-II в качестве набора стандартов для систем OBD для всех транспортных средств, продаваемых в Калифорнии. Этот мандат был официально реализован в 1996 модельного года и с тех пор используется. Общество автомобильных инженеров и Международная организация по стандартизации, известные как SAE и ISO, соответственно, также выпустили стандарты для обмена цифровой информацией между ЭБУ и диагностическим сканером.
Агентство по охране окружающей среды еще больше расширило использование OBD-II после принятия Закона о чистом воздухе — по состоянию на 2001 г. 33 штата и местные территории требуют регулярных проверок транспортных средств, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам выбросов, а системы OBD-II являются ключевой частью эти проверки.Стандарты OBD-II характеризуются несколькими требованиями, включая следующие:
- Разъем OBD-II: Современные системы OBD используют стандартизированные DLC, называемые разъемами типа 2. Это позволяет техническим специалистам использовать тот же кабель, кабель типа 2, для доступа к цифровым сообщениям, хранящимся в системе OBD, через порт. Расположение этого порта не стандартное, но обычно он находится под приборной панелью со стороны водителя автомобиля.
- Мониторинг системы: Агентство по охране окружающей среды требует, чтобы системы OBD отслеживали проблемы, влияющие на выбросы транспортных средств. Многие системы рассматривают другие метрики, не включенные в эту область, как способ упростить поиск и устранение проблем с транспортным средством, но установлено минимальное требование.
Благодаря этому набору стандартов технические специалисты могут быстро и легко обслуживать самые разные автомобили без использования специальных инструментов производителя.
Как работает компьютер двигателя (ECM + PCM) в автомобиле?
Требуется замена ECM? Мы продаем предварительно запрограммированные компьютеры двигателя (ECM, TCM и PCM) для всех марок и моделей! Мы продаем только оригинальные запчасти, которые ГАРАНТИРОВАННО подходят для вашего автомобиля.
Закажите сегодня, и он будет доставлен в течение 48 часов: найдите правильный блок управления двигателем для своего автомобиля прямо сейчас »
Современные автомобили представляют собой высокотехнологичные и сложные технологические элементы. Для непосвященных они могут даже показаться чем-то из научно-фантастического фильма. И точно так же, как в некоторых футуристических автомобилях, большинством функций вашего автомобиля управляет компьютер двигателя, также известный как блок управления двигателем (ECU), модуль управления двигателем (ECM) или модуль управления силовым агрегатом (PCM).
Точно так же, как тот, который стоит у вас дома на столе, эти компьютеры обрабатывают огромное количество информации и могут выполнять множество функций. В вашем автомобиле компьютер двигателя отслеживает или контролирует множество процессов, которые поддерживают его работу на оптимальном уровне. Он способен адаптироваться к изменяющимся условиям и вашим собственным стилям вождения, чтобы обеспечить максимально эффективную и безопасную работу автомобиля.
Что делает компьютер двигателя автомобиля или грузовика?
Как мы уже говорили, компьютер двигателя автомобиля в основном отслеживает и контролирует все основные функции автомобиля, следя за всем и следя за тем, чтобы все работало бесперебойно. Но что именно этот компьютер делает в вашем двигателе?
Проще говоря, он постоянно получает информацию от различных датчиков, расположенных по всему двигателю, поэтому он может выполнять следующие действия:
- Регулировать топливные форсунки
- Контроль свечей зажигания
- Адаптировать холостой ход
- Сообщить водителю о проблеме с индикатором «Check Engine»
- Монитор системы зажигания
- Подача электрических команд на системы трансмиссии и распределительного вала
Компьютер может контролировать эти функции с помощью информации от кислородного датчика, датчика давления воздуха, датчика температуры воздуха, датчика положения дроссельной заслонки и датчика детонации, среди прочего — все, чтобы получить максимальную производительность от вашего двигателя, сохраняя при этом выбросы низкие.
Более того, эти компьютеры двигателя также являются самообучающимися устройствами, запрограммированными на адаптацию к условиям вождения и привычкам водителя.
Выполняя такие действия, как более плавное переключение передач за счет сброса дроссельной заслонки, когда он решает переключиться, или выполняя миллионы расчетов и решая уравнения, чтобы выбрать наилучший момент зажигания и определить, как долго топливная форсунка открыта, компьютер синхронизирует функции. каждой системы для лучшей подачи мощности, экономии топлива и общей производительности.
Короче говоря, компьютер вашего автомобиля независимо контролирует и координирует различные части вашего двигателя, чтобы они работали вместе наиболее эффективно, учитывая постоянно меняющиеся условия окружающей среды и вождения.
Как работают компьютеры автомобильных двигателей?
Итак, теперь, когда у нас есть общее представление о том, что делает компьютер в вашем автомобиле, как он на самом деле работает?
Как и все современные компьютеры, компьютер в вашем автомобиле зависит от множества (в современных автомобилях до 50) микропроцессоров, обеспечивающих вычислительную мощность, необходимую для управления всеми этими функциями. И по мере того, как автомобили становятся все более и более совершенными, количество необходимых микропроцессоров увеличивается. Инновации и разработки в новых автомобилях, требующие увеличения количества микропроцессоров, включают:
- Необходимость в сложных системах управления двигателем для соответствия стандартам выбросов и экономии топлива
- Расширенная диагностика
- Упрощение производства и конструкции автомобилей
- Уменьшение количества проводки в автомобилях
- Новые функции безопасности
- Новые функции комфорта и удобства
Современный автомобильный компьютер обычно содержит 32-разрядный процессор с частотой 40 МГц. Хотя это может показаться не таким уж большим, ваш автомобиль выполняет гораздо более эффективный код, чем процессор компьютера, который вы носите в рюкзаке. Код в среднем автомобильном компьютере занимает менее 1 мегабайта (МБ) памяти. Для сравнения, у вас, вероятно, есть как минимум 2 гигабайта (ГБ) программ на вашем компьютере — это в 2000 раз больше, чем в вашем автомобиле.
Помимо процессора, компьютер двигателя содержит несколько других компонентов на многоуровневой печатной плате. К ним относятся:
Аналого-цифровые преобразователи – Эти устройства считывают выходные данные некоторых датчиков в автомобиле, таких как кислородный датчик. Процессор понимает только цифровые числа, поэтому аналого-цифровой преобразователь преобразует это напряжение в 10-битное цифровое число.
Цифровые выходы высокого уровня — На многих современных автомобилях ECU (компьютер двигателя) зажигает свечи зажигания, открывает и закрывает топливные форсунки, а также включает и выключает вентилятор охлаждения. Все эти задачи требуют цифровых выходов, которые действуют как релейная схема.
Цифро-аналоговые преобразователи – Иногда блок управления двигателем должен обеспечивать аналоговое выходное напряжение для управления некоторыми компонентами двигателя. Поскольку процессор ЭБУ является цифровым устройством, ему нужен компонент, который может преобразовывать цифровое число в аналоговое напряжение.
Преобразователи сигналов – Иногда необходимо настроить входы или выходы, прежде чем они будут прочитаны. Например, аналого-цифровой преобразователь, который считывает напряжение с датчика кислорода, может быть настроен на считывание сигнала от 0 до 5 В, но датчик кислорода выдает сигнал от 0 до 1,1 В. Формирователь сигналов — это схема, которая регулирует уровень входящих и исходящих сигналов.
Микросхемы связи . Эти микросхемы реализуют различные стандарты связи, используемые в автомобилях. Существует несколько используемых стандартов, но тот, который начинает доминировать в автомобильных коммуникациях, называется CAN (контроллерная сеть).
Проще говоря, компьютер двигателя вашего автомобиля содержит процессор(ы), а затем перечисленные выше компоненты для оптимизации связи между процессором и отдельными системами двигателя, чтобы компьютер мог должным образом отслеживать и контролировать их.
Общие проблемы с компьютерами двигателя автомобиля
Какими бы продвинутыми ни были эти компьютеры, иногда что-то может пойти не так. Возможны короткие замыкания в цепях датчиков, которые могут привести к перегрузке или повреждению компьютерного модуля, проблемы с блоком питания компьютера могут привести к его нестабильной работе, а неверные входные данные от неисправных датчиков по всему двигателю также могут привести к проблемам. Кроме того, нельзя забывать, что автомобильный компьютер работает не в красивом стационарном офисе, как рабочий компьютер — коррозия, перегрев и вибрация тоже могут повредить модуль.
Поскольку компьютер вашего автомобиля так важен для стольких различных функций, очень важно проверить его, как только вы подозреваете, что с ним может возникнуть проблема. Есть много предупредительных признаков неисправного компьютера, но иногда они могут быть осложнены тем фактом, что компьютер автомобиля должен сказать вам, что не так в первую очередь. Если он неисправен, он не сможет правильно диагностировать себя.
Если в вашем автомобиле неисправен компьютер, то лучше заменить его новым модулем, который запрограммирован и адаптирован для вашего конкретного автомобиля [может быть, ссылка на домашнюю страницу].