Водители первых автомобилей полностью зависели от собственных органов чувств. Визуально определялась скорость и правильность направления движения,по тряске или скрежету двигателя шофер судил о работе подвески и мотора. Чтобы узнать дорогу или найти неисправность, водителю нужно было остановиться, открыть капот, расспросить прохожих. В современных автомобилях водитель и пассажиры получили максимальную информационную свободу. В движении можно получить информацию о работе двигателя, построить оптимальный маршрут по навигатору, узнать мировые новости, воспользоваться интернетом, посмотреть телевизор.
Основные информационные системы автомобиля
По сбору и отражению сведений информационные системы автомобиля можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние системы контролируют объективные показатели скорости, оборотов двигателя, состояния ответственных узлов машины. Для получения таких сведений используются приборы автомобиля и бортовой компьютер.
Приборная доска
Первым прибором, который появился на приборной доске автомобиля стали часы. Следом за хронометром (с 1901 г.) на щитке приборов начали монтировать спидометр, измеряющий скорость. Кстати, одна из первых моделей прибора была изобретена и запатентована Николой Тесла (1916 г.). Особое значение комбинация хронометра и одометра приобрела с введением ограничений на скорость автомобильного движения.
Одни из первых спидометров в музее Toyota
Следом за спидометром автоконструкторы оснастили приборную доску тахометром (изобретен в 1903 г., измеряет количество оборотов двигателя), приборами для измерения температуры охлаждающей жидкости двигателя, уровня горючего в топливном баке. Этот набор циферблатов традиционно используется и на современных приборных щитках.
Со временем на гоночных и элитных автомобилях стали устанавливать ряд дополнительных циферблатов, информирующих водителя о включении дальнего и ближнего света, расходе топлива, запасе хода. Пользоваться таким количеством циферблатов вряд ли было удобно обычному водителю.
С развитием электроники вся второстепенная информация перекочевала на дисплей бортового компьютера. Но традиционные круглые шкалы основного набора приборов привычны, удобны при быстром взгляде. Владельцы автомобилей с трудом принимают новшества в виде прямоугольных шкал и цифровых шрифтов электронных приборов.
Даже на виртуальных проекционных приборных щитках, которыми оснащаются такие модели, как новая «AUDI А4», изображения спидометра и тахометра постоянно присутствуют в традиционном виде.
Тем не менее, на приборном щитке прижились удобные подсвечиваемые значки разряда аккумулятора, работы указателей поворотов, включения габаритов, ближнего и дальнего света, индикация систем активной безопасности.
Функции бортового компьютера
С развитием и миниатюризацией компьютеров внутренние информационные системы автомобиля получили новые возможности и увеличили функциональность. Первый автомобильный компьютер IBM был разработан (1981 г.) для автоконцерна «BMW».
Торговое выделение универсальных компьютеров, которые можно установить на отечественную машину, носит рекламный характер. Дополнительно установленный гаджет заведомо проигрывает стационарному борткомпьютеру по набору функций.
Современный бортовой компьютер
Стационарный бортовой компьютер («бортовик») объединяет функции компьютерного маршрутизатора и автосканера. К маршрутной информации относятся сведения о:
- скорости (реальной и средней);
- времени в пути;
- доступном расстоянии пробега при существующем запасе топлива;
- потреблении топлива (среднем или в реальный момент времени);
- температуре наружного воздуха.
В зависимости от количества датчиков, установленных автопроизводителем, функции сканирования борткомпьютера позволяют контролировать и архивировать коды ошибок и неисправности:
- ЭБУ двигателя;
- систем управления форсунками, впрыском;
- блоков управления автоматическими трансмиссиями;
- электронных ассистентов (ABS, ESP);
- аккумуляторной батареи и бортового электропитания;
- тормозной системы (через датчики износа тормозных колодок).
Кроме того, автосканер сигнализирует о качестве топлива, ухудшении выхлопа (загорается «чек» двигателя), снижении уровня масла, падении давления в шинах, незакрытых дверях, не пристёгнутых ремнях безопасности. Дисплей бортового компьютера небольшого размера (5 – 7 дюймов) конструкторы обычно размещают внизу приборной доски.
Ко второй категории компьютерного обеспечения автомобиля относят мультимедийный компьютер, функции которого аналогичны ПК или ноутбуку (за исключением печатания текстов, построения графиков). Эти компьютеры в англоязычной технической литературе получили отдельное название («карпьютеры» или «онбордеры»)
Мультимедийный карпьютер, связанный с интернетом, способен заменить целый ряд отдельных приборов:
- тюнеры радио, ТВ;
- музыкальный проигрыватель, не ограниченный форматом, накопителем дисков;
- GPS-навигатор;
- ноутбук или планшет с функциями приема электронной почты, поиском информации в Интернете, подключением компактных электронных носителей информации;
- мобильный телефон;
- радиостанцию, обеспечивающую постоянную радиосвязь с несколькими автомобильными или стационарными рациями.
Большой (до 15 дюймов) дисплей, вмонтированный в центральную консоль «торпедо» (или выдвижной), позволяет смотреть телепередачи, кинофильмы, просматривать фотографии. На экран жидкокристаллического монитора выводятся регулируемые по масштабу карты навигационной системы, показания парктроника.
Огромный дисплей совмещенного компьютера Tesla
По большому счету, функции видеоряда, которые активно культивируются конструкторами карпьютеров, предназначены для пассажиров машины, удобны для отдыха водителя. Водителю, сосредоточенному на управлении автомобилем, полезны только новостные радиосообщения, прослушивание музыки, голосовые сообщения навигатора, пользование мобильным телефоном в режиме «свободные руки».
На дорогие иномарки, как правило, устанавливают оба вида компьютеров (бортовой и мультимедийный). Автоконструкторы начали объединять две компьютерные системы в единое целое. Но ряд экспертов возражает против такого подхода, так как сбой одного из компонентов может полностью лишить автомобиль всех источников информации.
Стандартные источники внешней информации
Так как компьютеризация удорожает себестоимость автомобиля, бюджетные отечественные машины и недорогие иномарки используют стандартный набор мультимедиа, состоящий из автомагнитолы (с ресивером радио, проигрывателем CD или DVD – дисков) и акустической системы с несколькими динамиками.
Автомагнитолы, как многофункциональные устройства, пришли на смену автомобильным радиоприемникам, которые много лет были единственным источником внешней новостной и музыкальной информации для пассажиров машины в движении.
Расширенные функции современной автомагнитолы позволяют:
- управлять гаджетом с помощью кнопок на руле;
- подключать внешние накопители через порты AUX, USB;
- использовать несколько форматов воспроизведения музыки;
- подключать мобильный телефон или смартфон через адаптер Bluetooth;
- выводить на дисплей показания навигации, задней видеокамеры.
Стандартное мультимедиа автомобиля
Функции недорогой автомагнитолы можно расширить установкой дополнительных устройств — навигаторов, видеорегистраторов с определителем радаров, CD-чейнджеров.
Контроль за дорожной обстановкой и парковкой
Вместе с карпьютерами наиболее активно развиваются информационные системы автомобиля, призванные улучшить контроль дорожной обстановки. Основными опасностями обычного визуального контроля становятся «мертвые зоны» сзади и по бокам машины, помехи от боковых стоек ветрового стекла. Плохой задний обзор увеличивает сложности парковки.
Простые задние парктроники, определяющие расстояние до препятствия с помощью радара или ультразвукового сонара, в пользовании неудобны, требуют привыкания. На дисплее прибора расстояние до преграды определяется по цифровым показателям или интенсивности световых индикаторов. Невозможно определить точное расположение столба, стены, запаркованной машины.
Система кругового обзора
Эффективнее работают парктроники (передние и задние), в которых сканирование ультразвуковыми датчиками накладывается на изображение задней видеокамеры. Существующие системы кругового обзора, состоящие из четырех широкоугольных видеокамер, позволяют убрать все «слепые зоны» при движении или парковке. Видеокамеры устанавливаются в передний, задний бампер и боковые зеркала заднего вида.
Как правило, показатели всех камер выводятся на отдельный дисплей, разделенный на четыре секции. В движении видеокамеры подключаются к видеорегистратору, на стоянке систему кругового обзора можно подключить к охранной сигнализации.
Дальнейшая разработка таких систем направлена на установку на крыше авто одной камеры кругового обзора. Принцип действия подобных систем строится на компьютерной «сшивке» видеоряда двух или трех камер, собранных в одном корпусе. Картинка, переданная с верхней точки машины, будет более реалистичной, с меньшим числом угловых искажений. О несовершенстве разработок можно судить по тому факту, что такие системы серийно не устанавливаются даже на элитные иномарки.
Контроль водителем дорожной обстановки ухудшается ночью, при плохой видимости, ограничен конусом ближнего или дальнего света. При ночном движении водителя слепят фары попутных (через салонное зеркало) и встречных машин.
Для ликвидации этих несовершенств человеческого зрения предназначены системы ночного видения, при плохой видимости распознающие дорожные препятствия, машины с выключенным светом, пешеходов и животных, выбегающих на дорогу.
Работа системы ночного видения автомобиля
Из существующих приборов (активных и пассивных) для дальнейшей разработки более перспективны активные системы, построенные на использовании инфракрасных излучателей, вмонтированных в головное освещение.
Принимающая видеокамера с тепловизором передает серое изображение автомагистрали (с подсвеченным желтым контуром помехи) на отдельный дисплей. В других моделях систем ночного видения изображение тепловизора передается на экран навигатора или проецируется на лобовое стекло автомобиля (при появлении помехи).
Активные системы ночного видения уже устанавливаются на «Мерседесы» (класса «E», «S»), «Фольксвагены», «БМВ», «Тойоты». Дальше других в распознавании живых помех движению продвинулся «БМВ», системы которого используют датчики сердцебиения, работающие на стометровом расстоянии, захватывающие обочины дороги.
