Inhalt
- Elektronische Steuergeräte
- Controller Area Network
- Keine Bugs, kein Stress - Ihre schrittweise Anleitung zur Erstellung lebensverändernder Software, ohne Ihr Leben zu zerstören
- Onboard Diagnostics (OBD)
- Fazit
Quelle: Locha79 / Dreamstime.com
Wegbringen:
Genau wie eine große Organisation mit vielen Abteilungen verfügt Ihr Auto über viele Systeme, die miteinander kommunizieren müssen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Dies wird vom Controller Area Network übernommen.
In den vergangenen Jahren konnte ein Schattenbaummechaniker sein eigenes Auto mit einem gewissen Maß an Einfachheit diagnostizieren und reparieren. Heutzutage erfordert es möglicherweise mehr technische Raffinesse und Computer-Know-how. Ihr Auto ist mehr als ein mechanisches Transportmittel - es ist ein Computersystem von großer Komplexität. Tatsächlich könnte Ihr Auto sogar eine Sammlung von Computerknoten enthalten, die entlang einer Busnetzwerkarchitektur verbunden sind. Die Knoten werden als ECUs bezeichnet, und die Bustopologie wird als Controller Area Network (CAN) bezeichnet.
Elektronische Steuergeräte
Electronic Control Unit (ECU) ist der Oberbegriff für Geräte, die elektrische Systeme in heutigen Automobilen steuern. Es gibt viele Arten von Steuergeräten, und ihre Funktionen variieren. Einige hochentwickelte Autos können bis zu 100 ECUs enthalten. Diese führen verschiedene Funktionen aus, einschließlich:
- Motorsteuerung
- Getriebesteuerung
- Bremssteuerung
- Geschwindigkeitsunterstützung
- Park Assistent
- Automatische Klimaregelung
- Traktionskontrolle
- Antiblockiersystem-Steuerung
Die Nomenklatur kann bei den Fahrzeugherstellern unterschiedlich sein. Die ECU, die den Motor verwaltet, wird entweder als Motorsteuergerät (ECM) oder als Motorsteuergerät (ECU) bezeichnet. Diese doppelte Verwendung von ECU, um entweder auf ein generisches elektronisches Steuergerät oder auf das spezifische Motorsteuergerät Bezug zu nehmen, kann zu Verwirrung führen. Häufig sind das Motorsteuergerät und die Einheit, die das Getriebe steuert, in einer ECU zusammengefasst, die als Antriebsstrangsteuergerät (PCM) bezeichnet wird. Viele Leute denken an das ECM oder das PCM als die „CPU“ des Automobils. Die Wahrheit ist, dass die verschiedenen ECUs, die im gesamten Fahrzeug installiert sind, unterschiedliche Vorgänge ausführen und als einzelne Knoten in der Automobilnetzwerkarchitektur fungieren. (Weitere Informationen zur Technologie moderner Autos finden Sie unter Kaufen eines neuen Autos ... Ähm, Computer.)
Die Hersteller haben ehrgeizige Ziele bei der Verbesserung und Weiterentwicklung der Technologie ihrer Fahrzeuge verfolgt. Die Liste der zehn wichtigsten Fortschritte der Computerworld in der Fahrzeugtechnologie im Jahr 2016 ist weitgehend auf diese neue und sich entwickelnde Computerumgebung zurückzuführen. Mit Hilfe von Bordcomputern streben Designer in vielerlei Hinsicht eine Optimierung an, beispielsweise das Erreichen des idealen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von 14,7 zu 1.
Steuergeräte machen diese Verbesserungsprozesse automatisch und in Echtzeit. In einem System mit geschlossenem Regelkreis erfassen mehrere Sensoren Informationen aus dem Netzwerk und geben Befehle an die Aktoren weiter, die die erforderlichen Eingriffe zur Erzielung der besten Ergebnisse liefern. Die Ausgabe der Sensoren teilt dem System mit, was das Auto tut. dann nimmt die Eingabe neuer Anweisungen die notwendigen Korrekturen vor. Die Steuergeräte nutzen die Informationen von Sensoren wie diesen:
- Motorkühlmitteltemperatursensor
- Lufttemperatursensor
- Manifold Absolutdrucksensor
- Luftmassenmesser
- Leerlaufluftregler
- Kurbelwellensensor
- Nockenwellensensor
- Sauerstoffsensor
- Klopfsensor
Zu den Komponenten einer ECU gehören Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler, Signalaufbereiter, Kommunikationschips, Kombiinstrumente und intelligente Sensoren. Informationen, die möglicherweise als analog eingehen, können für die elektronische Verarbeitung in digital umgewandelt werden. Alle diese Daten werden über eine Bustopologie gesendet, die als…
Controller Area Network
Dies ist eigentlich ein digitales Computernetzwerk, das mit den verschiedenen Steuergeräten im gesamten Automobil kommuniziert. Jeder ECU-Knoten übernimmt die Eingabe und Ausgabe von Informationen, wenn er mit den mechanischen und elektrischen Komponenten des Fahrzeugs in Verbindung steht. Eingaben wie Umgebungstemperatur, Kühlmitteltemperatur, Luftstrom und Beschleunigungsposition werden verarbeitet und als Kraftstoffeinspritzung, Zündzeitpunkt, Turboaufladung usw. aktiviert. CAN-Netzwerke bieten eine kontinuierliche Rückkopplungsschleife.
Der CAN-Protokollstapel kann mit den beiden unteren Schichten des OSI-Modells verglichen werden. Die physikalische OSI-Schicht entspricht drei physikalischen Schichten im CAN-Modell. Die Datenverbindungsschicht findet eine Parität mit den Schichten der logischen Verbindungssteuerung (LLC) und der Medienzugriffssteuerung (MAC) in CAN. Weitere Informationen zur Technologie finden Sie in ISO 11898-1: 2015 - Straßenfahrzeuge - Controller Area Network (CAN).
Keine Bugs, kein Stress - Ihre schrittweise Anleitung zur Erstellung lebensverändernder Software, ohne Ihr Leben zu zerstören
Sie können Ihre Programmierkenntnisse nicht verbessern, wenn sich niemand um die Softwarequalität kümmert.
Der Controller Area Network-Bus wurde 1983 von der Robert Bosch GmbH eingeführt. Jeder CAN-Knoten enthält einen Mikrocontroller, einen CAN-Controller und einen CAN-Transceiver. CAN ist ein Protokoll, das entweder eine 11-Bit-Kennung (Standardformat) oder eine 29-Bit-Kennung (erweitertes Format mit 18 zusätzlichen Bits) verwendet.Zu den CAN-Bus-Komponenten gehören Hardware und Software (eigentlich Firmware), die mit zusätzlichen Chips oder Softwarebefehlen optimiert und modifiziert werden können.
CAN verwendet ein Arbitrierungsverfahren, um den CSMA / CD-ähnlichen Datenverkehr im Ethernet-Protokoll zu regeln. Innerhalb der Fahrzeugtechnologie kann CAN durch andere Methoden ergänzt werden, z. B. Flexray, das TDMA verwendet und bis zu 10 Megabit pro Sekunde arbeitet, oder Local Interconnect Network (LIN), ein serielles Einzeldraht-Netzwerkprotokoll. Es gab einige Überlegungen, Flexray durch Ethernet zu ersetzen, was einige bemerkenswerte Vorteile bieten würde. Der CAN-Bus ist einer von fünf Protokollstandards, die von der als ...
Onboard Diagnostics (OBD)
OBD-II löste 1996 das ursprüngliche OBD ab. Der neuere Standard, der ursprünglich auf die Emissionssteuerung gemäß den gesetzlichen Bestimmungen abzielte, enthält eine Reihe von Funktionen. Als digitale Diagnose nutzt OBD-II eine große Datenbank mit Codes, die Sie unter http://www.troublecodes.net/ finden. Der Code P0171 ist beispielsweise ein generischer Antriebsstrangcode, der bedeutet, dass das System zu schlank ist. Die fünfstelligen Codes werden folgendermaßen dargestellt:
- - Bereich (Karosserie, Fahrwerk, Antriebsstrang, U - Netz)
- # - Herstellercode
- # - System
- # - störungsspezifisch
- # - störungsspezifisch
Sie können die OBD-II-Codes auf verschiedene Arten aus Ihrem Fahrzeug abrufen. Die meisten Autoteilehändler bringen ein Gerät heraus, das an einen Computeranschluss unter Ihrem Armaturenbrett angeschlossen wird. Oder Sie besorgen sich selbst ein Scanner-Tool und lesen den Code wie von Wikihow erklärt. Sie können sich sogar mit dem richtigen Kabel, Ihrem Laptop und der entsprechenden Software in den Computer Ihres Autos hacken. Einige der grafischen Oberflächen bieten einen hervorragenden Einblick in das Innenleben Ihres Autocomputers. Beachten Sie jedoch, dass jegliches Hacken auf eigenes Risiko erfolgt und von dieser Website nicht empfohlen wird! (Informationen zur Cloud-Konnektivität in Fahrzeugen finden Sie unter Cloud Computing für Fahrzeuge: Das Hightech-Auto von morgen.)
Fazit
Wir haben gesagt, dass Ihr Auto ein Computer ist. Eigentlich scheint es, dass Ihr Auto aus mehreren Computern in einem komplexen Netzwerk besteht. Die Mikroprozessoren in Ihrem neueren Automobil bieten möglicherweise eine ausgefeilte Motorsteuerung, erweiterte Diagnose, neue Sicherheits- oder Komfortfunktionen und sogar eine Reduzierung der Verkabelung. Die Vorteile dieses modernen Fahrzeugcomputers bieten enorme Vorteile - einige würden jedoch sagen, dass die einfache Reparatur von Fahrzeugen zu Hause längst nicht mehr möglich ist.
Als Jugendlicher habe ich viele Stunden mit meinem Vater an unseren eigenen Fahrzeugen gearbeitet - Teile tauschen, das Timing anpassen, Kraftstoffmischungen manipulieren, Bremsen betätigen - sozusagen. Er war Luftfahrtmechaniker im Zweiten Weltkrieg und arbeitete 32 Jahre als Elektriker in einer Fabrik. Ich hätte mir nie vorstellen können, dass mein Verständnis bei Autoreparaturen eine Kerze für ihn sein könnte. Jetzt frage ich mich, ob sich all die Jahre als Netzwerktechniker hier bewerben können. Ich frage mich auch, wie lange es dauern wird, bis Autos sich ihrer bewusst werden - wie David Hasselhoffs Auto KITT in der Fernsehserie "Knight Rider". Sie können den Fortschritt nicht aufhalten.