2.3. Отображение условий движения

На основе использования электроники были созданы средства измерения, обработки и' индикации большого количества параметров, характеризующих условия движения транспортных средств. Внед-рению устройств, информирующих об условиях движения, способствует стремление повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов.

Средства отображения условий движения выполняют следующие функции:

информируют водителя о текущих значениях параметров, характеризующих условия движения (скорость, расход топлива) и работу двигателя (частота вращения коленчатого вала и др.);

прогнозируют значения показателей, которые могут интересовать водителя (путь, который можно проехать на оставшемся в баке топливе и т. д.);

предостерегают водителя о недопустимости его действий (о превышении скорости);

информируют о выполнении задания (например, уменьшении количества топлива в баке до заданного заранее водителем значения).

Кроме того, эти средства отображения выполняют функции, присущие домашнему компьютеру (приветствуют человека, напоминают о необходимости выполнить какие-либо дела и т.д.). Из анализа этих функций видно, что область задач, решаемых современными средствами отображения условий движения, существенно шире выполняемой традиционными приборами.

Информационная панель автомобиля Лагонда представляет собой комбинацию различных типов индикаторов. Показания спидометра, тахометра и других приборов выдаются как в цифровой форме, так и кодируется длиной линии. Синтез цифр осуществляется управлением семисегментными светодиодными индикаторами с красным цветом свечения в результате гашения сегментов, не участвующих в формировании требуемой цифры. Для выдачи информации в виде линии применяют индикаторы с оранжевым цветом свечения, причем на шкале отсутствуют цифры.

Используемые электронные индикаторы обладают недостаточной яркостью при солнечном свете. Поэтому для синтеза некоторых цифр применяют устройства отображения информации на лампах накаливания, использующие свойства волоконной оптики.

Водитель предупреждается о возникновении недопустимых режимов работы и состояний агрегатов и узлов автомобиля (например, о недостатке тормозной жидкости) и о включении приборов подсвечиванием лампами накаливания квадратных экранов синего, красного, зеленого, оранжевого цветов. Текстовые предупреждения типа "Ремни безопасности", "Осторожно, гололед" выдаются на буквенный дисплей, на котором могут загораться не только надписи, имеющие отношение непосредственно к управлению автомобилем, но и надписи, которые, например, приветствуют водителя при включении двигателя "С добрым утром", в заданный момент времени напоминают "Позвоните жене", сообщают "Поздравляю с днем рождения". Содержание надписей, условия их выдачи на экран дисплея и язык зависят от программы, по которой работает имеющаяся в автомобиле микро-ЭВМ. На передней панели расположены цифровые часы и календарь. Информационная система управляется кнопками, причем конструкция панели такова, что кнопки хорошо видны даже ночью (освещаются светом индикаторов).

Четыре кнопки предназначены для превращения часов в секундомер и счетчик времени, прекращающий свою работу при выключении двигателя. Две кнопки служат для того, чтобы скорость и пройденный путь показывались в милях или километрах. Не забыты и традиционные функции переключателей: включение стеклоочистителя, подогрева заднего стекла, фар, боковых фонарей, указателей поворота и т. п. Существует возможность выключения индикаторов, имеющих вспомогательное значение, чтобы лишняя освещенность щитка не мешала водителю воспринимать окружающую обстановку при движении в темное время суток. При помощи одной из кнопок можно уменьшить освещенность щитка. Другая кнопка позволяет включить одновременно все индикаторы.

Большая часть информации, представляемой водителю в автомобиле Лагонда, стала в дальнейшем типичной, чему способствовало появление дешевых микропроцессорных устройств.

Одна из первых микропроцессорных информационных систем отображения условий движения была установлена в 1978 г. на автомобили Кадиллак Севилья концерна "Дженерал моторс".

В системе использовались оранжевые цифровые газоразрядные индикаторы, расположенные на передней панели. Клавиатура управления состояла из 12 кнопок. Помимо скорости, количества топлива и текущего времени имелась возможность индикации 11 параметров, в том числе среднего и текущего расхода топлива на единицу пути, пробега на оставшемся в баке топливе, времени прибытия в заданный пункт, частоты вращения коленчатого вала и температуры двигателя.

К началу 1979 г. информационные системы получили значительное распространение. Многие информационные системы, которые стали называться бортовыми компьютерами, изготовляются в виде автономного блока. Такие устройства по внешнему виду во многом напоминают микрокалькулятор.

Среди маршрутных бортовых компьютеров интересным является маршрутный компьютер, разработанный совместно западногерманскими концернами "БМВ" ("Bayrische Motoren Werke AG") и, "Сименс" ("Siemens AG") [20]. Этот компьютер, установленный на автомобиле БМВ-745И, решает не только ставшие традиционными задачи индикации средней скорости, текущего потребления топлива и т. п., но и осуществляет предупредительную сигнализацию о выполнении различных условий, связанных с маршрутом поездки. Например, введя в память расстояние до какого-либо места (предположим, до съезда с автомагистрали), можно не беспокоиться о том, что место назначения будет незамечено. Сразу же после ввода информации устройство выдает прогнозируемый момент времени достижения этого места, а по прибытии на место назначения включает сигнализацию.

При понижении температуры окружающего воздуха ниже 3°С, когда возможен гололед, начинает мигать светодиод и включается звуковой сигнал, предупреждающий об изменении условий движения. По желанию можно ввести значение скорости, о превышении которой водитель будет предупрежден таким же образом.

Клавиатура маршрутного компьютера используется также для защиты от угона: для включения зажигания надо набрать правильный код. Индикатор и клавиатура конструктивно оформлены в виде одного блока. Цифровые данные выдаются на четырехразрядный индикатор на светодиодах. Кроме того, имеется восемь светодиодов для выдачи информационных (зеленый: цвет) и аварийных (красный цвет) сигналов. Управление компьютером осуществляется 12 клавишами, каждая из которых может выполнять две функции.

Важно, что компьютер может быть установлен на различных моделях автомобилей, которые отличаются: датчиками скорости, диаметром колес, размерами топливного бака и т. п. Для стыковки информационной системы с конкретной моделью автомобиля служит переключатель. Стоимость современных маршрутных компьютеров относительно невелика (120-200 дол.) и зависит от количества решаемых задач.

Наибольший интерес среди них представляют индикаторы, выполненные в виде единой конструкции-монодисплея. На общую панель монодисплея выводится вся визуальная информация в виде цифр, букв, мнемонических знаков, дискретно-аналоговых знаков, графиков.

Тенденция к интеграции средств отображения информации объясняется рядом причин, но основной является уменьшение пространства, занимаемого средствами индикации. Одним из первых: монодисплеев был индикатор, показанный японским концерном "Ниппон денсо" ("Nippon Denso"). Индикатор был выполнен на базе цветного телевизионного кинескопа размером по диагонали 33 см. На экран индикатора, помимо показаний автомобильных приборов, выводилась шкала радиоприемника. Когда автомобиль не двигается, на экране можно смотреть телевизионную передачу.

Система управления индикатором была весьма сложна, так как для генерации изображений букв и цифр применялось специальное устройство, а сигналов тревоги - видеомагнитофон. Поэтому большинство показаний отображалось в виде полоски изменяющейся длины. Для кодировки сообщений широко использовался цвет. Например, длинная полоска в верхней части, появляющаяся при включении фар, становилась красной при включении фар дальнего света. Сигналы поворота были обозначены полосками желтого цвета. Розовая полоска появлялась при включении ручного тормоза, красная - при нажатии педали тормоза. Появление красных полосок с двух сторон экрана одновременно означало включение габаритных огней.

Более простое устройство управления требуется для дисплея западногерманского концерна "Фольксваген" ("Volkswagen Werk AG"). Устройство отображения состоит из световых табло с предупредительными надпик сями, освещаемыми при включении источников света. На одном экране размещены световое табло спидометра, указателя уровня топлива, сигнальные лампы перегрева двигателя, аварийного падения давления масла, включения стояночных фонарей, фар дальнего света, системы обогрева заднего стекла, работы генератора, перегрева масла в гидротрансформаторе и т. д.

Подобный принцип применен и в информационной панели (рис. 8), разработанной НИИавтоприбор [15]. В центральной зоне расположен цифровой трехразрядный указатель скорости движения автомобиля, окруженный дискретно-аналоговым индикатором частоты вращения коленчатого вала. Оповещение водителя о превышении установленного предела скорости движения осуществляется мерцанием цифр указателя скорости. О превышении допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя водитель узнает по загоранию красным цветом более широких сегментов указателя частоты. По обеим сторонам от указателя скорости движений и частоты вращения коленчатого вала двигателя размещены приборы, показывающие общий и суточный пробег автомобиля. В левой зоне монодисплея видны столбиковые дискретно-аналоговые указатели запаса топлива, температуры охлаждающей жидкости и давления масла.

Рис. 8. Информационная панель монодисплея грузового автомобиля

Для определения числовых значений контролируемых параметров служит трехразрядный цифровой индикатор, расположенный в правой зоне монодисплея. Информация на этот индикатор выводится в двух случаях:

при нажатии одной из кнопок вызывной клавиатуры;

при выходе контролируемой величины за допустимые пределы.

Помимо индикации значения параметра, также показывается единица его измерения (кгс/см², В, °С, л) засветкой указателей, расположенных под индикатором. Это позволяет правильно идентифицировать параметр, значение которого показано на индикаторе. При выходе за допустимые значения нескольких параметров вывод их значений осуществляется автоматически в определенной последовательности.

В верхней части правой зоны виден четырехразрядный индикатор цифровых часов с установочными кнопками. Там же имеется кнопка, обозначенная символом О, которая предназначена для изменения яркости свечения всех индикаторов, кроме аварийных.

Широко используются монодисплеи в системах, указывающих маршрут движения. На рис. 9,а показан набор всех символов, которые появляются на экране. В конкретной дорожной обстановке водитель видит лишь соответствующие ей символы: стрелку, указывающую направление движения; номер поворота, где следует выполнить указываемый стрелкой маневр; текст, содержание которого дублирует информацию, передаваемую стрелкой. На рис. 9,б показаны символы, отображаемые на экране дисплея при приближении к предстоящему повороту. Водителю рекомендуется на втором перекрестке повернуть направо.

Рис. 9. Информационная панель штурманской системы

Известны информационные панели с большим количеством возможных символов. Так, с помощью дисплея, показанного на рис. 10, водитель предупреждается не только о направлении движения, но и о наличии пешеходов на дороге в непосредственной близости от автомобиля, превышении допустимого значения скорости, плохом состоянии дорожного покрытия, сужении дороги, выполнении дорожных работ, объезде.

Рис. 10. Набор возможных символов информационной панели на жидких кристаллах штурманской системы фирмы 'Тосиба'

Применение монодисплея позволяет не только увеличить объем информации, передаваемой водителю, но и резко уменьшить количество деталей и размеры средств отображения информации. Так, объединение всех индикаторов в один (на жидких кристаллах) позволило уменьшить количество деталей в приборной панели с 430 до 35, т. е. более чем в 10 раз. Длина щитка изменилась с 400 до 360 мм, высота с 120 до 60 мм, а толщина с 60 до 12 мм.

Особенностью средств отображения информации автомобилей Альфа Ромео Наваджо, Бертоне Тундра фирмы "Бертоне Наваджо" является наличие индикаторов, показывающих зависимости, например, мощности и крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала двигателя; скорости движения и минимального тормозного пути; частоты вращения коленчатого вала и скорости автомобиля (с учетом включенной передачи). Эти зависимости позволяют водителю изменять параметры работы узлов и агрегатов и быстро достигать нужного режима движения.

Помимо визуальных средств, для информирования водителя об условиях движения используются звуковые сигналы и сообщения. Звуковые сигналы нашли широкое применение в маршрутных компьютерах и устройствах управления скоростью (в том числе в системах предупреждения об опасной близости к препятствию или лидирующему автомобилю). Часто водителю выдается комбинация световых и звуковых сигналов. При обнаружении какого-либо препятствия на дороге в системах предупреждения подается звуковой сигнал одного тона, а при сокращении этого расстояния до предельно допустимого из условий безопасности движения - другого тона. В устройстве управления скоростью концерна "Тоёта" предусмотрено мигание светодиода с красным цветом свечения и подача звукового сигнала до тех пор, пока автомобиль не окажется на безопасном расстоянии от препятствия.

Недостатком большинства современных визуальных средств отображения информации об условиях движения является довольно продолжительное отвлечение внимания водителя от дороги для выбора одной из многих клавиш, нажатия ее, считывания показаний индикаторов. Это может привести к созданию аварийных ситуаций на дорогах. Поэтому ведутся работы по информированию водителя об условиях движения не через визуальный канал, а при помощи, органов слуха.