Jak se daří počítačům v automobilech

Sami budete jistě překvapeni, kolik počítačů je i v tom nejobyčejnějším dnešním autě. Navíc počet funkcí zajišťovaných počítači stále vzrůstá. Chcete vědět, kde počítače v autě najdete či jaké novinky se na nás chystají?

Každým rokem přibývají do automobilů další mikroprocesory, čidla a celý návrh vozu se více komplikuje. Dnešní automobily, a to i ty z nižší třídy, mohou mít několik desítek mikroprocesorů. Cílem přitom není zkomplikovat řidiči život. Naopak auta díky tomu jezdí hospodárněji a současně jsou lépe opravitelná v servisu.

Dnešní nasazení počítačových technologií do aut můžeme rozdělit do několika základních skupin:

  • řízení chodu motoru
  • diagnostika
  • bezpečnost posádky
  • komfort pro posádku

Z pohledu řidiče je pochopitelně nejviditelnější skupinou rozšíření pohodlí při cestování. Nelze ale rozhodně podceňovat ostatní skupiny, ba právě naopak. K čemu vám totiž bude vestavěný přehrávač DVD při nouzovém brzdění nebo při selhání katalyzátoru?

Bez řídicí jednotky ani ránu

Potřeba doplnit automobil výkonnými mikroprocesory a mnoha čidly nevznikla v prvé řadě kvůli přehrávání hudby za jízdy natož GPS navigaci, prvotní důvod je v efektivním řízení chodu motoru. Hlavním impulsem, který znamenal počítačovou revoluci v automobilech, byl nástup katalyzátorů a nové požadavky na omezení emisí. Bez pokročilého řízení kvality spalované směsi dle řady parametrů by katalyzátory rychle ztratily svou účinnost.

Klepněte pro větší obrázek
Řídící jednotka motoru se často upravuje při ladění výkonu motoru

Každé auto vybavené katalyzátorem tak musí mít vlastní malý počítač, řídicí jednotku motoru (ECU), která měří spoustu údajů, mezi jinými otáčky motoru, teplotu chladicí kapaliny, množství plynů ve výfukových zplodinách a řadu dalších. Na základě tabulek pro optimální chod motoru pak volí nejvhodnější poměr paliva a vzduchu, časování zážehu a další parametry. Tato jednotka nemá nějak výkonný procesor, stačí frekvence v desítkách megahertzů a paměť kolem jednoho megabajtu, díky optimalizaci kódu a jednoúčelovosti to však bohatě postačuje.

Protože ECU je sama o sobě velmi chytrým a vybaveným zařízením, je například palubní počítač zobrazující průměrnou spotřebu jen drobným rozšířením. Zprostředkovává pouze již měřené a vyhodnocované informace řidiči.

ECU pomáhá také při diagnostice motoru v servisu. Díky množství čidel a zpracovávaných údajů je schopná při problémech poskytnout informace odborné obsluze. Pro tyto účely mají často auta servisní konektor, přes který mohou v servisu získat všechny potřebné informace. Servisní konektor využívají i různí nadšenci, kteří do svého auta instalují kompletní osobní počítače. Přes servisní konektor totiž mohou při znalosti použitých komunikačních protokolů získat potřebné informace o chodu motoru a pracovat s nimi i na svém počítači.

Pro pocit bezpečí

Klepněte pro větší obrázek
Sedmičková řada BMW nabídla jako první centrální ovladač iDrive – malý klobouček na středovém panelu

Ve chvíli, kdy se do automobilů začaly instalovat prvky aktivní bezpečnosti, rázem skokově vzrostl počet řídicích jednotek. Je totiž třeba měřit mnoho údajů a rychle reagovat. Jednotka pro ABS snímá rychlost otáčení jednotlivých kol a při zablokování kol na okamžik přeruší brzdění. Díky tomu se kola opět roztočí, neztratí kontakt s vozovkou a řidič může i při prudkém brzdění ovlivnit směr, kudy auto pojede. Brzdový asistent pak sleduje, jakým způsobem řidič brzdový pedál sešlápl. Pokud to bylo velmi rychle, jedná se zřejmě o nouzové brzdění, a tak je zvýšen tlak na brzdy pro maximální účinnost. Doplněním těchto dvou technologií je rozdělovač brzdné síly, který účinněji brzdí kola jedoucí po lepším povrchu.

Vrcholem je stabilizační systém ESP, který pomocí mnoha čidel sleduje chování vozu a je v případě potřeby schopen nejen různě brzdit jednotlivá kola, ale i upravovat výkon motoru a jeho přenos na jednotlivá kola. Samozřejmě fyzikální zákony počítačem neošidíte, stejně tak vás počítač nezastaví, pokud se rozhodnete obtisknout přední nárazník do betonové zdi.

Pak přijdou vhod alespoň prvky pasivní bezpečnosti. Čidla zaznamenají prudké zpomalení ve směru nárazu a řídicí počítač dá pokyn k vystřelení příslušných airbagů. Současně se přitáhnou bezpečnostní pásy a vší silou se snaží zadržet smolného řidiče.

Méně drátů, více inteligence

Jak se zvyšuje objem instalovaných čidel a řídicích prvků, pochopitelně není dost dobře možné vést pro každé tlačítko nebo jednotlivé čidlo samostatné drátky. Proto se i v automobilech používá princip datové sběrnice, kdy je více zařízení připojeno na stejné vodiče a komunikace probíhá posíláním datových paketů. Díky tomu se sníží složitost návrhu, a pokud máte více ovládacích prvků například na dveřích u řidiče, není nutné do nich vést tlustý svazek kabelů pro každé tlačítko. Postačí přivedené vodiče datové sběrnice a řídicí mikroprocesor.

Rovněž přístroje na palubní desce jsou řízeny datovými vodiči. I když máte analogový otáčkoměr s ručičkou, jeho vstup je digitální. Díky tomu je návrh auta jednodušší a také případná výměna přístrojového panelu spočívá jen v přicvaknutí nového panelu na kontakty.

Nová auta již tedy více připomínají pojízdnou datovou síť, ve které mezi sebou komunikují řídicí jednotky. Pokud byste se ale teď báli nastoupit do svého auta s tím, že něčemu tak složitému nemůžete věřit, budiž pro vás uklidněním, že všechna tato inteligence je tam naopak kvůli jednoduchosti a tak i vyšší spolehlivosti výroby.

Teď to bude teprve zajímavé

Klepněte pro větší obrázek
I takto může vypadat plnohodnotný počítač integrovaný do přístrojové desky auta

Ale co si budeme vykládat, od auta očekáváme také pohodlí. Kdyby nám šlo jen o bezpečí, jezdili bychom v tancích. A právě komfort obsluhy je oblastí, kde se v poslední době počítače využívají nejvíce. Ač nijak nesnižujeme zásluhy řídicí jednotky, přitažlivější je rozhodně satelitní navigace, přehrávání videa nebo procházení sbírky hudebních skladeb. Také tato oblast prožívá v poslední době největší rozkvět a hlavní novinky směřují nejen do samotných funkcí, ale zejména do uživatelského rozhraní.

Pro budoucí pohodlí již nebude stačit obyčejné autorádio, mimo příjmu rádia bude přístroj přijímat informace o dopravní situaci a upravovat na základě dat trasu v navigačním systému. Současně bude nabízet jednotlivým cestujícím různou hudbu nebo videa a navíc bude mít funkce mobilního telefonu. Pak už ale nebude autorádio, jako spíše plnohodnotný počítač.

 

Klepněte pro větší obrázek
Media Engine je velmi populární při instalaci osobních počítačů do aut

Řada nadšenců se již dnes snaží vtěsnat do svých vozů osobní počítače, přístrojové desky vybavuje dotykovou obrazovkou nebo klávesnicí a vyvíjí si vlastní uživatelské rozhraní. Tohoto trendu se ale už chytli i velcí výrobci automobilů a postupně do nových modelů instalují stále pokročilejší komponenty funkčně připomínající osobní počítače.

Již nebude ani nutné případný osobní počítač do auta skládat na koleně a vše si vymýšlet sám. Například Intel vystavoval před měsícem na CeBITu výkonný počítač ve velikosti standardního autorádia pro vestavění do palubní desky. Takový počítač pak dokáže současně zajistit navigaci, přehrávání hudby, telefonování přes internet nebo přehrávání filmů pro ostatní cestující ve voze.

Klepněte pro větší obrázek
Audi se podařilo celkem úspěšně vyřešit ovládání, i když to stále není ideální
Rostoucí počet funkcí vozu pochopitelně klade vyšší nároky na ovládání. Má-li každá funkce vlastní tlačítko, středový panel vozu se snadno zaplní nepřehlednou směsí tlačítek, kdy nastavení autorádia za jízdy odpoutá na dlouhé sekundy pozornost od řízení. BMW se to ve svých nových vozech řady 7 a 5 pokusilo vyřešit ovladačem iDrive, který desítky tlačítek nahrazuje jediným otočným ovladačem. Sice se tak nepřehmátnete, ale také musíte procházet množstvím nabídek, podnabídek a přemýšlet, kam chcete ovladač posunout či otočit. BMW proto za iDrive sklidilo spoustu kritiky a nyní přidává tlačítka a zjednodušuje ovládání. Dobře je naopak hodnoceno rozhraní MMI od Audi, které jde střední cestou a s více tlačítky a kruhovým ovladačem nabízí snadnější přístup ke všem nabízeným funkcím.

V oblasti rozhraní pro osobní počítač do auta v současné době vede zdarma dostupný Media Engine pro Windows. Toto rozhraní slouží k ovládání počítače přes malou dotykovou obrazovku v autě a je navrženo pro snadnou čitelnost a jednoduché ovládání. Je možné jej přizpůsobovat vlastním požadavkům a mimo jiné jej třeba upravit podle barev vozu.

Komunikace na komunikacích

Klepněte pro větší obrázek
Koncept Toyota PM umí komunikovat mezi vozy, auta umí jet v řadě za sebou nebo se potkat na určeném místě

Pokud lze popsat trend, kudy se bude ubírat další využívání počítačů v automobilech, lze pozorovat dva hlavní směry. Bude se zlepšovat pomoc řidiči při řízení – auto si bude udržovat bezpečný odstup od vozidel, systémy pro noční vidění pomohou při řízení za snížené viditelnosti, již se vyvíjejí i detektory pohybu chodců, které dokáží odhadnout směr chůze chodce a upozorní na případnou srážku. Podobně se uvažuje také o elektronických dopravních značkách – auta by si přečetla například ve formě čárového kódu na silnici či přes bezdrátový signál maximální povolené rychlosti a hlasitě se u řidiče dožadovala dodržování bezpečnostních limitů.

Druhým velkým prostorem pro další rozvoj počítačů v automobilech je vzájemné propojení automobilů do velké počítačové sítě. Auta budou schopna se vzájemně spojit v mobilní pojízdnou bezdrátovou síť a dopředu se upozorňovat na hrozící dopravní problémy. Již dnes se uvažuje o využití sítě mobilních telefonů – v podstatě každý řidič má u sebe mobilní telefon, a tak stačí v rámci mobilní sítě monitorovat hustotu mobilních telefonů na silnicích a jejich rychlost. Z těchto informací lze pak velmi rychle zjistit, kde vznikají zácpy a problémové dopravní úseky.

Počítače v autě tedy nejsou hudbou budoucnosti, v podstatě každé dnešní auto již nějaký má. Na druhou stranu prostor ke zlepšování je obrovský a na řadu let dopředu jsou nachystána další a další vylepšení v oblasti komfortu a bezpečnosti. Navíc, pokud nechcete čekat, můžete si výkonný osobní počítač do auta nainstalovat svépomocí již dnes.

Článek vznikl ve spolupráci s časopisem Computer a čerpá z čísla 7/05.

Diskuze (41) Další článek: Kabelový internet stále roste

Témata článku: Internet, Bezpečnost, Automobily, Prudké brzdění, Řidič, Audi, Automobile, Autorádia, Airbag, Obyčejné auto, Tank, Bezpečnostní limit, Přední nárazník, Řídicí jednotka, Případná výměna, Mobilní telefony s navigací GPS, Datový vodič, Bezpečnost cestujících, Výkonný počítač, Aktivní bezpečnost, Mobilní telefony dotykové, Auto, Toyota, Motor, Zážeh


Určitě si přečtěte

Srovnali jsme česká města s IBM, Googlem nebo třeba Samsungem. Podívejte se, v jaké firmě „žijete“

Srovnali jsme česká města s IBM, Googlem nebo třeba Samsungem. Podívejte se, v jaké firmě „žijete“

** Nadnárodní korporace zaměstnávají stovky tisíc lidí ** Mají tedy velikost metropolí ** Srovnali jsme je s českými krajskými městy

Jakub Čížek | 14

Dnes nastal konec Windows 7. Ale nepropadejte panice, počítač vám nastartuje i zítra

Dnes nastal konec Windows 7. Ale nepropadejte panice, počítač vám nastartuje i zítra

** Dnes končí podpora Windows 7 a systém formálně umírá ** Co to ale znamená v praxi a bude mi PC fungovat i zítra? ** A mohu i v lednu 2020 zdarma přejít na Windows 10?

Jakub Čížek | 121



Aktuální číslo časopisu Computer

Test 9 bezdrátových reproduktorů

Jak ovládnout Instagram

Test levných 27" herních monitorů

Jak se zbavit nepotřebných věcí na internetu