Elektronika i samochody

Rys historyczny

Historia seryjnej produkcji samochodów rozpoczęła się 2 lipca 1917 roku, gdy taśmę produkcyjną opuścił pierwszy Ford TT. Poniżej jego wersja Truck z 1919 roku, której wygląd uzmysławia nam, co się od tego czasu wydarzyło w technice motoryzacyjnej, jeżeli porównamy ją z najnowszym modelem pikapa F150/2009.

Musiało upłynąć aż 35 lat, aby w samochodach pojawiły się pierwsze urządzenia elektroniczne. Firma General Motors zaprezentowała w 1952 roku automatyczny zmieniacz świateł drogowych w samochodach Cadillac i Oldsmobile, oparty na lampach elektronowych. Jego tranzystorową wersję montowano w 1960 roku w samochodach Buick. Seryjną produkcję alternatorów z prostownikiem diodowym rozpoczęto w roku 1958. W latach 1963 i 1964 pojawiły się pierwsze obrotomierze oraz tranzystorowe układy zapłonowe – najpierw sterowane przerywaczem, później bezstykowe. W roku 1967 pojawił się układ zapłonowy zwany tyrystorowym lub kondensatorowym. W tym samym czasie firma Volkswagen rozpoczęła produkcję samochodu VW1600, z silnikiem wyposażonym w elektronicznie sterowany układ wtrysku paliwa autorstwa firmy Bosch. Począwszy od 1970 roku daje się zaobserwować intensywny rozwój systemów elektronicznych montowanych w samochodach oraz współpracujących z nimi urządzeń zewnętrznych.

Coraz większe skażenie środowiska naturalnego oraz wzrost liczby wypadków spowodowały wprowadzenie w USA dwóch fundamentalnych dla rozwoju światowej motoryzacji ustaw: o ochronie atmosfery ziemskiej (Federal Clean Air Act) oraz bezpieczeństwie pasażerów (Federal Motor Vehicle Safety Standard 121). Ich konsekwencją było wymuszenie prac nad kompleksowym rozwiązaniem problemu bezpieczeństwa pasażerów oraz zmniejszeniem toksyczności spalin. Obie ustawy doprowadziły do masowego stosowania jak najnowocześniejszych rozwiązań technicznych (w tym oczywiście elektronicznych) – producenci musieli sprostać ostrym wymaganiom określonym w przepisach szczegółowych do ustaw.

Dlaczego uważam, że wspomniane ustawy są takie ważne? O tym, że USA są najbardziej zmotoryzowanym krajem świata, nie muszę chyba nikogo przekonywać. Trudno się też spodziewać, aby największy i najbardziej zaawansowany technologicznie rynek motoryzacyjny (chociaż przy tempie rozwoju Chin niebawem może się to zmienić) nie odgrywał czołowej roli we wdrażaniu standardów bezpieczeństwa i ochrony środowiska. Raz rozpoczętego procesu wprowadzania elektroniki do samochodu nie da się powstrzymać. Wprawdzie zdania na ten temat są podzielone, ale postęp technologiczny stopniowo odbiera argumenty przeciwnikom, dostarczając ich zwolennikom. O co chodzi?

Nie da się zaprzeczyć, że samochód traktowany jako pewne środowisko wyjątkowo nie sprzyja stosowaniu w nim elektroniki. Wstrząsy, wilgoć, agresywne czynniki wywołujące korozję, duży zakres temperatur pracy oraz jednocześnie wymagana duża niezawodność działania wysoko stawiają poprzeczkę przed inżynierami projektującymi elektroniczne układy i urządzenia wspomagające prowadzenie samochodu. Dlatego dopiero wraz z pojawieniem się specjalizowanych układów scalonych oraz opartych na nich niezawodnych rozwiązań hybrydowych, a także odpowiednich, trwałych czujników elektronika zaczęła coraz śmielej wkraczać do samochodu. Trudno jest zmienić sposób myślenia i postrzegania spraw technicznych u człowieka, który jest specjalistą w jednej dziedzinie, a w drugiej czuje się niepewnie, chociaż musi brać obie pod uwagę w swojej pracy zawodowej. Mam na myśli konflikt pomiędzy mechanikami a elektronikami. Inżynierowie obu specjalności znajdują mnóstwo argumentów, aby w nowo projektowanym samochodzie było jak najwięcej rozwiązań ich autorstwa. Oczywiście, pewnych zespołów typowo mechanicznych z samochodu wyeliminować się nie da, ale już ich sterowanie jest polem ostrej walki. Powstaje przez to pewnego rodzaju błędne koło: mechanicy niechętnie widzą wszelkie innowacje elektroniczne, uważając je za mało efektywne, zawodne i kosztowne. Elektronicy zaś narzekają na brak możliwości wykazania wyższości rozwiązań elektronicznych – co wynika z ich ograniczonego zastosowania – na skutek niechęci mechaników do ich wdrażania. Jednak ostatnie lata wykazują, że postępu technicznego w branży motoryzacyjnej zahamować się nie da, i rozwiązania oparte na elektronice powoli stają się standardem we współczesnych samochodach. Jednak zanim przesiądziemy się do samochodu napędzanego silnikiem elektrycznym oraz wyposażonego w pełną automatykę opartą na elektronice, upłynie jeszcze sporo czasu. Ale kiedyś to nastąpi.