Google a șocat industria auto arătând lumii mașina care se conduce singură, care nu are volan sau pedale. BMW a prezentat publicului său în timpul expoziției CES 2014, “un demo de condus foarte autonom”, în care
mașina ia controlul volanului folosind diferiți senzori și servomotoare. Audi are propriul sistem de auto-conducere numit “conducere pilotată” – (Piloted Driving), care poate conduce prin urmărirea benzilor, menținând distanța față de mașinile din apropiere, controlând pedalele și având un sistem asistat de detectare de lumini și de aliniere. Dar ce fac șoferii atunci când vor să se bucure de avantajele de conducere semi sau complet asistată? Este piața pregătită să adopte aceste tehnologii? Deși cei mai mulți oameni nu ar accepta ideea de “cedare” a controlului vehiculului lor în favoarea unui calculator sau unui procesor, aceștia sunt probabil conștienți că majoritatea funcțiilor din mașinile lor și majoritatea autoturismelor, sunt deja gestionate de dispozitive cum ar fi senzori, procesoare și microcontrolere care reprezintă coloana vertebrală a vehiculului autonom.
Acest blog a fost publicat de Luis Olea, Inginer de Aplicaţii Auto la Freescale Semiconductor.
Să aruncăm o scurtă privire sub capotă
Unitățile de control al motorului (ECU) sau modulele de control al sistemului de propulsie (PCM) sunt calculatoare care controlează o serie de elemente de acționare pe motoarele cu combustie internă, pe bază de arii de senzori, pentru a asigura performanțe optime motorului. Ele interpretează informațiile de la o multitudine de senzori integrați în motor și decid în timp real, când să deschidă și să închidă prizele de aer și de combustibil și când să comande aprinderea la bujii. Calculatoarele au fost responsabile de aceste funcții vitale ale vehiculelor pentru mai mult de trei decenii. În 1980, Freescale (Motorola, la acel moment) a introdus prima unitate de control electronic al motorului din lume și de atunci, controlul cu ajutorul microprocesorului al sistemului de injecție electronică a însemnat abordarea standard. Unitățile de control al transmisiei sunt dispozitive care controlează electronic şi modern, transmisia automată. Aceste controlere folosesc de obicei senzorii din vehicul, precum și datele furnizate de la motor pentru a calcula cum și când să schimbe vitezele în vehicul pentru performanțe optime, economie de carburant și durabilitate. Modificările automate de viteze în transmisiile vehiculelor nu se mai fac prin fluide de transmisie sau mijloace mecanice. Calculatorul este responsabil pentru a decide când să se schimbe angrenajele și folosește un dispozitiv de acționare electro-mecanic pentru a schimba treapta de viteză.
Sistemele de frânare cu anti-blocare (Anti-lock Braking Systems – ABS) sunt sisteme automate care permit roților unui vehicul să mențină contactul de tracțiune cu drumul în timp ce frânează, fapt care previne ca roțile să-şi înceteze rotația, evitând astfel deraparea necontrolată. Aceasta înseamnă că un calculator decide în timp real – cu ajutorul unor supape hidraulice – cât fluid de frânare este efectiv util în sistemul de frânare. Producătorii auto precum Chrysler și Mercedes s-au bazat pe procesoare pentru a controla această funcție vitală în vehicule, din anul 1971, iar alții, au adoptat această măsură la scurt timp după.
Conducerea prin cabluri utilizează un sistem electro-mecanic pentru a înlocui interfețele tradiționale om-mașină ale unui vehicul. De exemplu, atunci când rotiți volanul sau apăsați pedala de accelerație, conducătorul auto nu mai este la volanul unui sistem mecanic care, în cele din urmă, determină ca roțile să se rotească sau să fie pompat mai mult combustibil la motor. În schimb, această acțiune este cauzată de senzori activați și informațiile care sunt transmise la unitatea de control adecvată, iar un calculator pune în practică acțiunea mecanică destinată – direcția, accelerarea sau frânarea. Nissan a fost primul producător care a integrat acest sistem într-un model de serie, permițând flexibilitate și configurabilitate în operațiunea de conducere.
Cum se va conecta tehnologia actuală la viitor?
Acestea sunt câteva exemple ale celor mai recente adoptări în domeniul auto bazate pe electronice integrate și indică în mod clar încrederea producătorilor auto în soluțiile actuale. Sistemele embedded sunt gata pentru a fi parte a sistemelor de conducere autonome, deoarece acestea comunică cu mediul lor printr-un bus de comunicații CAN sau FlexRay. Aceste semnale de calculator nu vor distinge dacă o comandă de schimbare de direcție sau de accelerare a fost inițiată de acțiunea umană sau de către o unitate de control electronic care decide ce să facă în funcție de hărți și senzori.
Dar, ce se va impune pentru viitor? Ce sisteme electronice și soluții pe suport de siliciu pot permite conducerii autonome să devină o realitate în modelele de producție? Freescale și partenerii săi au pavat drumul cu soluții hardware și software pentru a realiza acest lucru mai curând de anul 2017.
Piața este pregătită să adopte sisteme active de siguranță care controlează roata, pentru a evita pericolul, cum ar fi frâna de siguranță, controlul tracțiunii și sistemele de evitare a coliziunilor. Asistența privind frânarea de siguranță detectează atunci când există o potențială situație periculoasă și pompează putere frânelor. Studiile au arătat că, până și atunci când șoferii reacționează la timp, de multe ori aceștia nu pot aplica suficientă frânare pentru a evita o coliziune. Sistemele de evitare a coliziunilor utilizează radar, laser și senzori cu cameră video pentru a detecta un accident iminent. Odată ce detectarea este făcută, sistemul poate furniza doar o avertizare sau ia măsuri în mod autonom, fără nicio intervenție a conducătorului auto. Aplicațiile includ vederea la 360 de grade și asistarea de parcare pe bază de cameră, de alertă la trafic încrucișat și de detectare a unghiului mort.
Oamenii vor rămâne sceptici la predarea controlului asupra vehiculului lor unui calculator, dar cum am explicat mai sus, piciorul este deja pus în prag pentru majoritatea OEM-urilor. Implementarea lentă, utilă și practică de către OEM-uri poate fi cheia acceptării în masă. Conducerea unei mașini este una dintre cele mai periculoase, riscante și consumatoare de timp, dintre activitățile zilnice. Vehiculele autonome nu sunt pentru a prelua controlul de la conducătorul auto, ci mai degrabă, pentru a face procesul de conducere o experiență mai sigură și lipsită de stres ￭
www.freescale.ro
Freescale Semiconductor România S.R.L.
București
Tel: 021 3052 400
officero@freescale.com
www.freescale.ro