الرئيسية / فن صيانة السيارات / كيف يعمل: الكمبيوتر داخل سيارتك أصلح سيارتك بنفسك How it Works: The Computer Inside Your Car

كيف يعمل: الكمبيوتر داخل سيارتك أصلح سيارتك بنفسك How it Works: The Computer Inside Your Car

كيف يعمل: الكمبيوتر داخل سيارتك How it Works: The Computer Inside Your Car

متاهة من الأسلاك وأجهزة الكمبيوتر هي المفتاح لأسرار سيارتك الأعمق. إن شبكة منطقة التحكم ، معقدة بشكل لا يصدق ، ولكن إليك ما يجب أن يعرفه السائقون حول كيفية إبقاء مكونات سيارتك متصلة.

 

سُئِلنا الكثير من الأسئلة حول القطع والقطع من السيارات التي تتسلل وتهتز وتكسر – كل شيء من سبب العجلة التي نذهب بها إلى الكيفية التي أتخلص منها من رائحة القوارض هذه. لكننا رأينا منذ بعض الوقت علب الوارد لدينا مليئة بالأسئلة حول إخفاقات المكونات الإلكترونية. هذا يقول شيئا عن التقدم التكنولوجي للسيارة. تتصرف المركبات بشكل متزايد مثل أجهزة الكمبيوتر المزودة بعجلات ، لذا فقد حان الوقت لمناقشة جانب غير معروف من سيارتك: شبكة الكمبيوتر الخاصة بها. في الماضي كنا نسميها النظام الكهربائي ، لكن مهمتها تطورت بطريقة أبعد من مجرد نقل الإلكترونات الغبية. وتعرف هذه الأجهزة الإلكترونية بشكل جماعي باسم شبكة منطقة التحكم ، لكن ، على وجه التحديد ، يُعرف نظام الأسلاك وبروتوكولات البرامج التي تعمل كنسيج ضام بين أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار الخاصة بالمركبة باسم CANbus. تسمح CAN للسيارات بأن تكون أكثر ذكاءً وأقل تكلفة وقادرة على القيام ببعض الأشياء الباهرة التي لن تكون ممكنة.

بنية تحتية للمعلومات
تحدثنا إلى إيريك باتون ، المتخصص التقني في شركة فورد ، عن تعقيدات CAN. يقول باتون: “إذا كان هناك شيء واحد يجب على السائق معرفته عند الدخول إلى سيارة ، فإن كل شيء يبدو بسيطا ، ولكن تحت الأغطية ، فإنه أمر معقد للغاية”. تصميم CAN مشابه لنظام نظام الطرق السريعة. تتحرك البيانات مثل السيارات من الطرق السريعة عالية السرعة إلى الطرق المحلية عبر الطرق السريعة والمنحدرة. تتقاطع آلاف نقاط البيانات مع هذا الطريق السريع في أي وقت على طول امتداد معين ويمكنها النزول عند أي مخرج. في جميع أنحاء السيارة أجهزة كمبيوتر مختلفة تسمى وحدات التحكم الإلكترونية ، أو وحدات التحكم الإلكترونية – إشارات المرور وتقاطعات تشبيه نظامنا على الطريق. كل وحدة نقدية أوروبية لديها العديد من الوظائف: التحكم في المحرك أو ناقل الحركة ، وشحن النوافذ ، وفتح الأبواب ، وما شابه ذلك. تحتوي هذه الحواسيب على مستشعرات ومفاتيح كهربائية موصولة لكشف المتغيرات مثل درجة الحرارة ، الضغط ، الجهد ، التسارع عند زوايا مختلفة ، الكبح ، الانعراج ولففة السيارة ، زاوية التوجيه ، والعديد من الإشارات الأخرى. عندما تحتاج وحدة التحكم الإلكترونية إلى إشارة من مستشعر متصل بوحدة التحكم الإلكترونية في مكان آخر في السيارة ، وهنا يأتي دور CAN.

مثل شبكة الطرق السريعة ، تتيح شبكة CANbus للبيانات من جميع أجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر أن تدور حول السيارة في جميع الأوقات. ينقل كل جهاز كمبيوتر جميع معلومات المستشعر والبرمجة باستمرار – حيث يتم تعويم حوالي 2000 إشارة حول الشبكة في أي وقت ، سواء كانت مطلوبة أم لا. وفي الوقت نفسه ، “يستمع” كل وحدة نقدية أوروبية إلى الشبكة لقطع بعض المعلومات التي قد يحتاج إليها لتنفيذ عملها. لا يوجد محور مركزي أو نظام توجيه ، وإنما مجرد تدفق مستمر للمعلومات متوفر دائمًا لوحدات التحكم الإلكترونية.

خذ على سبيل المثال ، أبواب انزلاق السلطة ، سمة مشتركة في minivans الحديثة. يتم تشغيل هذه الأبواب بواسطة وحدة تحكم إلكترونية تسمى وحدة التحكم في الجسم. تقوم أجهزة الاستشعار بالإبلاغ باستمرار عما إذا كان الباب مفتوحًا أو مغلقًا ، وعندما يدفع السائق زرًا لإغلاق الباب ، يتم بث الإشارة من هذا المفتاح عبر الشبكة. ولكن عندما تحصل وحدة التحكم الإلكترونية على هذه الإشارة ، فإنها لا تغلق الباب ببساطة. أولاً ، يتحقق من تدفق البيانات للتأكد من أن السيارة في وضع الانتظار ولا تتحرك. إذا كان كل شيء على ما يرام ، فإنه يعطي الأمر إلى دائرة الطاقة التي تعمل على تنشيط المحركات المستخدمة لإغلاق الباب. ويذهب إلى أبعد من ذلك ، على الرغم من ذلك ، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بمراقبة الجهد الذي تستهلكه المحركات. إذا اكتشفت ارتفاعا في الجهد ، والذي يحدث عندما يعيق الباب من قبل حقيبة يد خاطئة أو جزء الجسم الضال ، فإن وحدة التحكم الإلكترونية تعمل على عكس اتجاه الباب على الفور لمنع الإصابة المحتملة. إذا أغلق الباب بشكل صحيح ، فسيقوم المزلاج بقفل الباب كهربائياً. في الأيام الخوالي ، كان من الممكن أن يكون هذا إنجازًا هندسيًا. إن تشغيل الأبواب كهربائياً فقط كان يتطلب أسلاكاً مخصصة تعمل بين المبدل ، ومفتاح الباب ، والمحرك.

 

قبل تطوير السيارات في منتصف ثمانينيات القرن الماضي ، في كل مرة يضيف صانع السيارات ميزة إلكترونية ، مثل المقاعد المسخنة مثلاً ، يجب إضافة أسلاك جديدة مخصصة فقط لتوصيل السخانات بمفتاح مثبت على لوحة المفاتيح. على مر السنين ، المزيد من الميزات يعني المزيد من الأسلاك ، حتى كان هناك حرفيا الأميال من الأسلاك في ثخن المعصم سميكة تتقاطر في جميع أنحاء السيارة. مع نظام (CAN) ، لا يجب أن تكون سدادات المقاعد والمفتاح الذي يديرها سلكيًا بشكل مباشر. يمكنهم ببساطة “التحدث” عبر شبكة CAN الحالية – فلا توجد أسلاك خاصة مطلوبة. ما هو مطلوب ، مع ذلك ، هو بعض البرمجة الإضافية للحصول على جميع الأجهزة المتصلة بالشبكة. إنه خيار الانتقال نحو تعقيد البرمجة على مدى التعقيد المادي. لقد جعلت من تطوير البرمجيات أكثر تحديا ، ولكن كان لها العديد من الآثار الإيجابية: وفورات كبيرة في التكاليف للمستهلك ، ووزن أخف بكثير ، وانخفاض الاعتماد على موارد المطاط والنحاس ، وموثوقية أفضل بكثير مع عدد أقل من الأسلاك لكسر مع مرور الوقت. قد تكون هذه السمات مهمة من وجهة نظر تقنية ، ولكن التأثير الأكثر عمقاً لهذا التحول نحو البرمجة هو على تشخيص المركبات وتحديثات البرامج.

أصلح سيارتك بنفسك
لم يكن تقلص تسخير الأسلاك في السيارة وغيرها من المزايا الدافع الأساسي لإنشاء CAN. ومع نضوج متطلبات التلوث في أواخر السبعينات ، طالبت الإدارة الوطنية للسلامة على الطرق السريعة ومجلس موارد الهواء في كاليفورنيا بطرق لمراقبة فعالية أنظمة التحكم في انبعاثات المركبات. كانت نتيجة هذا التوجيه هي بروتوكول التشخيص القياسي على اللوحة (الآن في جيله الثاني ، والمعروف باسم OBD-II) الذي يتطلب شبكة CAN للاتصال بكفاءة بجميع أجهزة استشعار المحرك من أجل التشخيص الذاتي. مع هذا الترابط ، يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية المعينة مشاهدة الشبكة لمشكلات التقارير التي تبث إلى الشبكة كرموز OBD-II. إذا اكتشفت وحدة التحكم الإلكترونية مشكلة ، فإنها تبثها كرمز أبجدي رقمي ويتم تشغيل مصباح Check Engine. وتقوم السيارات الحديثة بهذه الاختبارات الذاتية في أي وقت تعمل فيه السيارة. يمكن لأي شخص لديه قارئ كود محمول (انظر Digital Diagnostics) أن يقوم بتوصيله بمنفذ البيانات القياسي ذي 16 سنًا في كرة قدم المشغل واسترجاع رموز الأخطاء. عادة ما يشرح البحث على الإنترنت الخطأ أو على الأقل إعطاء إشارة إلى المشكلة.

يأتي منفذ البيانات نفسه في متناول اليد إذا كشفت جهة التصنيع عن خلل في الكمبيوتر أو تريد تعديل طريقة عمل السيارة. على سبيل المثال ، قد تقوم شركة تصنيع السيارات بتطوير خوارزمية لتحولات ناقل الحركة أكثر سلاسة. إن تركيبها في أي سيارة من العملاء أمر بسيط مثل فني التاجر الذي يقوم بتوصيل جهاز الكمبيوتر الخاص به إلى منفذ البيانات وتحميل البرنامج الجديد. قبل CAN ، كان من المفترض أن يعني ذلك استبدال وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) فعليًا.

نظرة خلف الستار الرقمي
المدمنون الثقيلون هناك يعرفون كل شيء عن القدرة على إعادة برمجة سيارة أو اختراقها. الشركات المصنعة تعبّر عن هذه الممارسة ، بالطبع – ستفقد الضمان الخاص بك – ولكن لا يمكن لأي شخص أن يقاوم الرغبة في إدخال رمز الهندسة العكسية وإجراء بعض التغييرات. ما لم تكن حاصلاً على درجة هندسة حاسوبية ، فإن اختراق النظام بشكل مباشر أمر لا ينصح به (إذا قمت بقذف محركك عن غير قصد ، فسيتم تركك مع حلية دائرية على شكل سيارة) ، على الرغم من أن بعض منتجات ما بعد البيع تجعلك تتفاعل مع شبكة سيارتك مجزية للغاية ، خاصة إذا كنت مهووسًا بالسرعة. لقد نجحت الميكانيكيات في محلات القضبان الساخنة ، التي تعدل المحركات للحصول على قوة أكبر ، في إعادة برمجة السيارات بنجاح لمدة لا تقل عن عشر سنوات. ولكن ، تذكر ، انهم المهنيين.

How it Works: The Computer Inside Your Car

A maze of wires and computers is the key to your vehicle’s deepest secrets. The Controller Area Network, or CAN, is incredibly complex, but here’s what drivers should know about how it keep your car’s components connected.

Before CAN was developed in the mid-’80s, every time an automaker added an electronic feature, like, say, heated seats, new, dedicated wires had to be added just to connect the heaters to a dash-mounted switch. Over the years, more features meant more wires, until there were literally miles of wire in wrist-thick vines snaking all over the car. With CAN, the seat heaters and the switch that powers them don’t have to be directly wired together. They can simply “talk” over the existing CAN network—no special wires needed. What is needed, however, is some additional programming to get all the devices networked. It’s a choice to shift toward programming complexity over physical complexity. CAN has made software development more challenging, but it has had many more positive effects: significant cost savings to the consumer, much lighter weight, reduced reliance on rubber and copper resources, and far better reliability with fewer wires to break over time. Those attributes may be important from a technical standpoint, but the most profound effect of this shift toward programming is on vehicle diagnostics and software updates.

Car, Heal Thyself

The shrinking of the car’s wiring harness and other benefits were not the main impetus for the creation of CAN. As pollution requirements matured in the late 1970s, the National Highway Traffic Safety Administration and the California Air Resources Board demanded ways to monitor the effectiveness of vehicle-emissions-control systems. The result of that directive was the standardized On-Board Diagnostics protocol (now in its second generation, known as OBD-II) that required a CAN network to efficiently connect to all the engine sensors for a self-diagnosis. With this interconnection, a designated ECU can watch the network for problem reports broadcast to the network as OBD-II codes. If an ECU detects a problem, it broadcasts it as an alphanumeric code and the Check Engine light is turned on. Modern cars carry out these self-checks any time the car is running. Anyone with a handheld code reader (see Digital Diagnostics) can plug into the standard 16-pin data port in the driver footwell and retrieve fault codes. An Internet search will usually explain the fault or at least give a hint at the problem.

 

That same data port also comes in handy if a manufacturer uncovers a computer glitch or wants to modify how the car operates. For example, a carmaker may develop an algorithm for smoother transmission shifts. Installing it in any customer car is as simple as a dealer technician plugging his computer into the data port and uploading the new software. Before CAN, this would’ve meant physically replacing an ECU.

 

Peeking Behind the Digital Curtain

The heavy tinkerers out there know all about the ability to reprogram, or hack, a car. Manufacturers frown on the practice, of course—it will void your warranty—but not everyone can resist the urge to reverse-engineer code and make a few changes. Unless you’re sporting a computer-engineering degree, hacking into the system directly is inadvisable (if you accidentally grenade your engine, you’ll be left with a car-shaped driveway ornament), although some aftermarket products make interacting with your car’s network quite rewarding, especially if you’re a speed freak. Mechanics in hot-rod shops, who modify engines for more horsepower, have been successfully reprogramming cars for at least a decade. But, remember, they’re professionals.

عن alhotads

اضف رد

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

مضخة الوقود (طرمبة البنزين أو طرمبة المازوت) في السيارات عملها وتطورها

صور لطرمبة بنزين قديمة وهي طرمبة بنزين ميكانيكية عملها تأمين البنزين من الخزان إلى الكاربراتور ...