Активные системы безопасности автомобиля – Системы активной безопасности

avto-i-avto.ru

Системы активной и пассивной безопасности автомобиля

Введение

Если верить исследованиям, от 80 до 85% транспортных аварий и катастроф приходится на автомобили. Производители авто понимают, что безопасность транспортного средства – важное преимущество над соперниками на рынке, а так же то, что от безопасности одного автомобиля зависит безопасность движения на дороге в целом. Причины аварий могут различными – это и человеческий фактор, и состояние дороги, и метеорологические условия, и конструкторам приходится учитывать весь спектр угроз. Поэтому современные системы безопасности обеспечивают и активную, и пассивную защиту автомобиля, и состоят из сложного комплекса различных устройств и приспособлений, от антиблокировочной системы колёс (далее – АБС) и противозаносных систем до подушек безопасности.

Активная безопасность и предотвращение ДТП

Надёжное транспортное средство позволяет водителю сохранить свою жизнь и здоровье, а вместе с тем – жизнь и здоровье пассажиров на современных, битком забитых трассах. Безопасность автомобиля принято делить на пассивную и активную. Активная означает те конструкторские решения или системы, которые уменьшают вероятность дорожно-транспортного происшествия.

Активная безопасность позволяет менять характер движения, не опасаясь выхода автомобиля из-под контроля.

Активная безопасность зависит от конструкции машины, большое значение имеет эргономичность сидений и салона в целом, системы, предотвращающие обмерзанием стёкол, козырьки. Системы, сигнализирующие о поломках, предотвращающие блокировку тормозов или следящие за превышением скорости так же относят к активной безопасности.

Заметность автомобиля на дороге, которая определяется его цветом, тоже может сыграть свою роль в предотвращении аварии. Так, яркие жёлтые, красные и оранжевые автомобильные кузова считаются более безопасными, а при отсутствии снега к их числу добавляется и белый цвет.

Ночью за активную безопасность отвечают различные отражающие свет поверхности, которые машину заметной в свете фар. Например, поверхности номерных знаков, покрытые специальной краской.

Удобное, эргономичное размещение приборов на приборной доске и зрительный доступ к ним вносят свою лепту в предотвращение ДТП.

Кликните по картинке для увеличения

Системы пассивной безопасности

Если авария всё же случилась, водитель и пассажиры оказываются под защитой средств и систем пассивной безопасности. Большая часть специальных устройств и систем пассивной безопасности находится в передней части салона, поскольку при авариях страдает в первую очередь ветровое стекло, рулевая колонка, передние двери автомобиля и приборная панель.

Ремни безопасности – простое и дешёвое средство, отличающееся необычайно высокой эффективностью.

В настоящее время во многих государствах, в том числе, в России, их наличие и использование обязательно.

Более сложная система пассивной защиты – подушка безопасности.

Созданные изначально как альтернатива ремню и средство, позволяющее избежать травм грудной клетки водителя (травмы о рулевое колесо – одни из самых распространённых при авариях), в современных авто подушки могут быть установлены не только впереди водителя и пассажира, но и вмонтированы в двери для того, чтобы уберечь от бокового удара. Недостатком этих систем являет чрезвычайно громкий звук при наполнении их газом. Шум настолько силён, что превышает болевой порог и может даже повредить барабанную перепонку. Так же подушки не спасут при опрокидывании машины. По этим причинам проводят эксперименты по внедрению сеток безопасности, которые в дальнейшем заменят подушки.

У водителя при лобовом ударе есть возможность травмировать ноги, потому в современных автомобилях педальные узлы тоже должны быть травмобезопасными. При столкновении в таком узле происходит отделение педалей, что позволяет уберечь ноги от травм.

Кликните по картинке для увеличения

Заднее сиденье

Детские автомобильные сиденья и специальные ремни, которые надёжно фиксируют тело ребёнка и предупреждают его перемещение по салону в случае аварии, могут обеспечить безопасность совсем юных пассажиров, для которых не подходят обычные ремни безопасности.

При резком возникновении перегрузки, воздействующей на туловище пассажира, есть возможность повредить шейные позвонки. Поэтому, задние сиденья, как и передние, оснащаются подголовниками.

Надёжное крепление сидений тоже очень важно: перегрузку в 20g должно выдержать пассажирское сиденье, чтобы обеспечить должную безопасность в случае аварии.

Особенности конструкции

Как уже говорилось, автомобиль и сам по себе должен быть сконструирован так, чтобы обеспечивать максимальную безопасность людям. И достигается это не только эргономикой. Не последнее значение имеет прочность различных элементов конструкции. У одних элементов она должна быть повышена, а у других – напротив.

Так, чтобы обеспечить надёжную пассивную безопасность пассажиров и водителя, средняя часть кузова или рамы должна обладать повышенной прочностью, а передняя и задняя части – напротив. Тогда, при сминании передней и задней частей конструкции часть энергии удара тратится на деформацию, а более прочная средняя часть легко выдерживает столкновение, не деформируется и не ломается. Те части, которые должны быть смяты при ударе, делают из хрупких материалов.

Рулевое колесо должно выдержать удар, но не сломать водителю грудину и рёбра.

Поэтому ступицы руля изготавливают большого диаметра и покрывают упругими амортизирующими материалами.

Стёкла в автомобилях тоже служит целям пассивной безопасности: в отличие от обычного оконного стекла, оно не разбивается на большие куски с острыми кромками, а крошится на мелкие кубики, которые не могут нанести порезы ни водителю, ни пассажирам.

Технологии на службе активной безопасности

Современный рынок предлагает множество надёжных и эффективных систем активной безопасности. Самые распространённые и известные – антиблокировочные системы, которые предотвращают скольжение колёс, возникающее при блокировке колёс. Если нет скольжения, то автомобиль не заносит.

АБС позволяет совершать во время торможения манёвры и полностью контролировать движение транспортного средства до его полной остановки.

Электроника АБС получает сигналы с датчиков вращения колёс. Затем она анализирует информацию и посредством гидромодулятора влияет на тормозную систему, на короткие периоды времени «отпуская» тормоза, чтобы те проворачивались. Это и позволяет избежать заноса и скольжения.

На конструктивной основе АБС построены антипробуксовочные системы, которые анализируют данные о частоте вращения колёс и управляют крутящим моментом двигателя.

Системы курсовой устойчивости повышают безопасность автомобиля, удерживая направление его движения. Такие устройства сами могут определить аварийную ситуацию, интерпретируя действия водителя в сравнении с параметрами движения авто. Если система распознаёт ситуацию как аварийную, она начинает корректировать движение машины несколькими способами: подтормаживанием, изменением крутящего момента мотора, регулировкой положения передних колёс. Есть устройства, которые так же сигнализируют водителю об опасности и нагнетают давление в тормозной системе, повышая её эффективность.

Снизить смертность сбитых пешеходов на 20% позволяют системы обнаружения пешеходов. Они распознают человека по курсу движения автомобиля и автоматически снижают его скорость. Использование специальной подушки безопасности для пешеходов в комплексе с этой системой позволяют сделать автомобиль ещё более безопасным для тех, у кого автомобиля нет.

Для того, чтобы предотвратить блокировку задних колёс, применяют систему перераспределения давления. Её задача – выровнять давление тормозной жидкости, основываясь на показаниях датчиков.

Выводы

Использование систем активной и пассивной безопасности снижает риск аварии и травматизм, если авария всё-таки происходит.

Пассивная безопасность строится вокруг поглощения энергии удара частей кузова, двигателя либо тела пассажира и предотвращения опасных деформаций конструкции, которые могут привести к травмам находящихся в салоне людей.

Активная безопасность направлена на предупреждение водителя об угрозе и регулировку систем управления, торможения, изменение крутящего момента.

Технологии в данной отрасли развиваются стремительно, и рынок постоянно наполняется новыми, более современными и эффективными системами, делая движение по дорогам всё безопасней с каждым годом.

carprofy.ru

Системы активной безопасности автомобиля: виды и особенности

С момента выпуска первого авто прошло больше 100 лет. За это время многое, что изменилось. Главное — сместились приоритеты в сторону безопасности автомобиля. На современных машинах устанавливаются системы, повышающие комфорт поездки, исправляющие ошибки автолюбителей и помогающие справиться с тяжелыми дорожными условиями.

Еще 25-30 лет назад ABS устанавливалась только на элитных автомобилях. Сегодня антиблокировочная система предусмотрена в минимальной комплектации даже на машинах бюджетного класса. Какие же устройства относятся к категории систем активной безопасности? В чем особенности узлов? Как они работают?

Устройства активной безопасности условно разбиваются на два вида:

• Основные. Главное отличие устройств — полная автоматизация работы. Они включаются без ведома водителя и выполняют задачу по снижению риска попадания в ДТП;
• Дополнительные. Такие системы включаются и отключаются водителем. Сюда относится парктроник, круиз-контроль и прочие.

ABS (Anti-block Braking System)

Аббревиатура ABS известна даже малоопытным автолюбителям. Это система, отвечающая за тормоза и гарантирующая остановку автомобиля без блокировки колес. Впоследствии именно АБС стала основой для разработки других узлов активной безопасности.

Задача антиблокировочной системы — сохранить управляемость автомобиля при резком нажатии на тормоз и движении по скользкой поверхности. Первые наработки устройство появились в 70-х годах прошлого столетия. Впервые АБС была установлена на авто марки Мерседес-Бенц, но со временем к применению системы перешли остальные производители. Популярность ABS обусловлена способностью сокращать тормозной путь и, как следствие, повышать безопасность движения.

Принцип действия АБС основан на корректировке давления тормозной жидкости в каждом из контуров тормозов. Электронные «мозги» машины собирают информацию датчиков и анализируют ее в режиме онлайн. Как только колесо перестает проворачиваться, информация идет к главному процессору, и АБС действует.

Первое, что происходит — срабатывают клапаны, снижающие уровень давления в нужном контуре. Благодаря этому, блокированное ранее колесо перестает фиксироваться. Как только цель достигнута, клапаны закрываются и поднимают давление в контурах тормозов.

Процесс открытия и закрытия клапанов имеет циклический характер. В среднем устройство срабатывает до 10-12 раз в секунду. Как только нога снимается с педали или машина выезжает на «твердую» поверхность, происходит отключение АБС. Понять, что устройство сработало, несложно — это ощутимо по слегка уловимой пульсации, передаваемой от педали тормоза ноге.

Системы ABS нового образца гарантируют прерывистое торможение и контролируют тормозное усилие для всех осей. Обновленная система получила название EBD (о ней пойдет речь ниже).

Пользу ABS переоценить невозможно. С ее помощью появляется шанс избежать столкновения на скользкой дороге и принять правильное решение при маневре. Но имеются у данной системы активной безопасности и ряд недостатков.

• При срабатывании ABS водитель как бы «выключается» из процесса — работу берет на себя электроника. Что остается человеку за рулем, так это удерживать педаль нажатой.
• Даже новые АБС работают с запаздыванием, которое обусловлено необходимостью анализа ситуации и сбора информации с датчиков. Процессор должен опросить контролирующие органы, провести анализ и раздать команды. Все это происходит за доли секунды. В условиях гололедицы этого достаточно, чтобы кинуть машину в занос.
• ABS требует периодического контроля, что сделать в условиях гаражного ремонта почти невозможно.

EBD (Electronic Brake Force Distribution)

Наряду с АБС устанавливается и другая система активной безопасности, управляющая тормозными усилиями автомобиля. Задача устройства — регулировать уровень давления в каждом из контуров системы, управлять тормозами на задней оси. Это обусловлено тем, что в момент нажатия на тормоз центр тяжести переходит к передней оси, а зад автомобиля разгружен. Чтобы обеспечить контроль над машиной, блокировка передних колес должна происходить раньше, чем задних.

Принцип действия ЕБД почти идентичен с описанной ранее АБС. Разница только в том, что давление тормозной жидкости на задних колесах меньше. Как только колеса сзади блокируются, происходит сброс давления клапанами до минимального значения. Как только начинается вращение колес, происходит закрытие клапанов и рост давления. Стоит также отметить, что ЕБД и АБС работаю в паре, и дополняют друг друга.

ASR (Automatic Slip Regulation)

В процессе эксплуатации часто приходится проезжать неблагоприятные участки дороги. Так, сильная грязь или гололедица не дает колесу «зацепиться» за поверхность и происходит пробуксовка. В такой ситуации в работу вступает антипробуксовочная система, устанавливаемая в большей части на внедорожниках и машинах 4х4.

Автолюбители часто путаются в названиях системы активной безопасности, которые часто отличаются. Но разница только аббревиатурах, а принцип действия неизменен. Основа ASR — антиблокировочная тормозная система. Одновременно с этим АСР способна регулировать тягу силового узла и управлять блокировкой дифференциала.

Как только происходит пробуксовка любого из колес, узел его блокирует и заставляет вращаться другое колесо этой же оси. На скорости, превышающей 80 километров в час регулирование происходит путем изменения угла открытия заслонки дросселя.

Главное отличие ASR от рассмотренных выше узлов — контроль большего числа датчиков — скорости вращения, разницы угловых скоростей и так далее. Что касается управления, то оно происходит по схожему с блокировкой принципу действия.

От модели (марки) машины зависит функциональность антипробусковочной системы и принципы управления. Так, ASR способна управлять углом опережения заслонки дросселя, тягой мотора, углом впрыска горючей смеси, программой переключения скоростей и так далее. Активация происходит при помощи специального тумблера (кнопки).

• При начале пробуксовки к работе подключаются тормозные накладки. Это приводит к необходимости частой замены узлов (они изнашиваются быстрее). Мастера рекомендуют владельцам автомобилей с ASR тщательней контролировать толщину накладок и вовремя менять изношенные узлы.
• Система антипробуксовки сложна в обслуживании и наладке, поэтому для помощи стоит обращаться к профессионалам.

ESP (Electronic Stability Program)

Одна из главных задач производителя — обеспечить управляемость даже при сложных дорожных условиях. Именно для этих целей разработана система курсовой стабилизации. У устройства много названий, которое у каждого производителя свое. У одних это система стабилизации, у других — курсовой устойчивости. Но такая разница не должна путать опытного автолюбителя, ведь принцип остается неизменен.

Задача ESP — обеспечить управляемость машины при отклонении транспорта от прямолинейной траектории. Система реально работает, что сделало ее популярной в сотнях стран мира. Более того, ее установка на машинах, выпущенных в США и Европе, стала обязательной. Узел берет на себя задачу стабилизации движения при совершении маневра, резком нажатии на тормоза, разгоне и так далее.

ESP — «мозговой центр», включающий в себя дополнительную электронику, которая уже рассматривалась выше (ЕБД, АБС, АСР и прочую). Контроль автомобиля реализуется на базе работы датчиков — бокового ускорения, поворота вала руля и прочих.

Еще одна функция ESP — способность управлять тягой силового узла и коробкой-автомат. Устройство анализирует ситуацию и самостоятельно определяет, когда она переходит в разряд критической. При этом устройство следит за правильностью действий водителя и текущей траекторией. Как только манипуляции водителя расходятся с требованиями касательно действий в аварийной обстановке, в работу включается ЕСП. Она исправляет ошибки и удерживает машину на дороге.

ESP работает по-разному (здесь все зависит от ситуации). Это может быть изменение оборотов мотора, торможение колес, изменение угла поворота, корректировка жесткости элементов подвески. Тем же подтормаживанием колес система добивается исключения заноса или увода машины к обочине. При повороте машины по дуге происходит торможение заднего колеса, расположенного ближе к центру дороги. Одновременно с этим меняются и обороты силового узла. Комплексное действие ESP удерживает машину на дороге и дает уверенности водителю.

В процессе работы ESP подключает и другие системы — предотвращения столкновения, управления экстренным торможением, блокировки дифференциала и так далее. Главная опасность ESP — создание у водителей ложного чувства безнаказанности за ошибки. Но халатное отношение к дороге и полное возложение надежд на современные системы до добра не доводит. Какой бы современной ни была система, она не способна управлять — это делает человек за рулем. Система ESP способна убрать огрехи.

Brake Assistant

Устройство экстренного торможения — узел, обеспечивающий безопасность движения. Работает устройство по следующему алгоритму:

• Датчики контролируют ситуацию и распознают преграду. При этом анализируется текущая скорость движения.
• Водитель получает сигнал опасности.
• При бездействии со стороны водителя система сам дает команду на торможение.

В процессе работы ЕСП контролирует и задействует ряд механизмов. В частности, контролируется сила давления на педаль тормоза, обороты двигателя и прочие аспекты.

К вспомогательным системам активной безопасности стоит отнести:

• Перехват рулевого управления
• Круиз-контроль — опция, позволяющая поддерживать фиксированную скорость
• Распознавание животных
• Помощь во время подъема или спуска
• Распознавание на дороге велосипедистов или пешеходов
• Распознавание усталости водителя и так далее.

Системы активной безопасности автомобиля созданы для помощи водителю на дороге. Но не стоит слепо доверять автоматике. Важно помнить, что 95% успеха зависит от навыков автомобилиста. Только 5% «доделывает» автоматика.

www.avto-sos.com

Системы активной безопасности автомобиля

В Республике Беларусь, как собственно и в Российской Федерации, в отличие от Европы и США, никакие электронные системы активной безопасности до сих пор не являются обязательным оборудованием для автомобилей. Но за крайние годы «голые» комплектации автомобилей успели покинуть рынок почти в полном составе. Тем временем иностранные концерны постоянно расширяют список доступного оборудования, помогающего предотвратить аварию. Например, Mercedes и Volvo начали поставлять к нам модели, имеющие режим автопилотирования. Ситуация в этой области меняется быстро, и наши представления о том, что из подобного оборудования действительно необходимо и как оно работает, нуждаются в регулярном обновлении. В этой статье мы рассказываем об электронных помощниках водителя и об инновациях в этой сфере.

Система активной безопасности автомобиля — это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля. Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации.

Если говорить простым языком, то задача систем активной безопасности — «почувствовать» рискованную ситуацию и предотвратить столкновение, или, как минимум, погасить скорость. Если в прежние годы организации, испытывающие автомобили на безопасность, брали в расчет только результаты краш-тестов, то теперь они в своей оценке учитывают и работу электроники. Причем значимость активной безопасности в итоговой оценке с годами стала расти.

Безусловная польза электронных ассистентов доказана мировой статистикой аварийности. На Западе АБС входит в базовые комплектации всех автомобилей с 2004 года, а с 2011 года Евросоюз, США и Австралия ввели требование оснащать все новые машины системами курсовой устойчивости (ESP). Уже известно, что системы экстренного торможения также станут обязательными в ближайшие годы.

Наиболее известными и востребованными системами активной безопасности являются:

• антиблокировочная система тормозов;
• антипробуксовочная система;
• система курсовой устойчивости;
• система распределения тормозных усилий;
• система экстренного торможения;
• система обнаружения пешеходов;
• электронная блокировка дифференциала.

Перечисленные системы активной безопасности конструктивно связаны и тесно взаимодействуют с тормозной системой автомобиля и значительно повышают ее эффективность. Ряд систем может управлять величиной крутящего момента через систему управления двигателем.

Имеются также вспомогательные системы активной безопасности (ассистенты), предназначенные для помощи водителю в трудных с точки зрения вождения ситуациях. Помимо своевременного предупреждения водителя о возможной опасности, системы осуществляют и активное вмешательство в управление автомобилем, используя при этом тормозную систему и рулевое управление.

Большое количество таких систем появилось и появляется в связи со стремительным развитием электронных систем управления (появлением новых видов входных устройств, повышением производительности электронных блоков управления).

К вспомогательным системам активной безопасности относятся:

• парковочная система;
• система кругового обзора;
• адаптивный круиз-контроль;
• cистема аварийного рулевого управления;
• система помощи движению по полосе;
• система помощи при перестроении;
• система ночного видения;
• система распознавания дорожных знаков;
• система контроля усталости водителя;
• система помощи при спуске;
• система помощи при подъёме;
• и др.

Постараемся немного подробнее разобраться в основных системах активной безопасности.

АБС — основа основ!

На фоне новейших автопилотов антиблокировочная система тормозов уже может показаться примитивной системой, которая мало от чего защищает, но это ошибочное мнение. Именно датчики и система управления АБС по сей день остаются основой всех электронных ассистентов. Просто с годами антиблокировочная система обросла множеством дополнительных модулей. Можно сказать, что ESP, системы контроля скорости при спуске, системы экстренного торможения и тому подобное являются в некотором роде надстройкой, а начинается активная безопасность именно c АБС.

Бороться с блокировкой колес при торможении начали более 100 лет назад, причем сначала эту проблему заметили на железной дороге (вагоны с заблокированными колесами чаще сходили с рельсов). В середине XX века системы, предотвращающие юз колес, получили распространение в авиации. Ну, а первым серийным автомобилем с электронной АБС стал Mercedes S-класса (W116) в 1978 году.

1 — Гидравлический блок управления, 2 — Датчики скорости вращения колес

Когда при интенсивном торможении колеса перестают вращаться, автомобиль начинает скользить и не слушается руля, а тормозной путь при этом может значительно вырасти (на некоторых видах покрытия). Это связано с тем, что пока колесо вращается, в пятне контакта протектора с дорогой создается трение сцепления (оно же — трение покоя) и его сила больше, чем сила трения скольжения, возникающая при блокировке. Без трения сцепления колеса не способны воспринимать боковые усилия, поэтому автомобиль просто продолжает скользить по инерции: объехать препятствие или вписаться в поворот не получится.

АБС позволяет не допустить такой ситуации: датчики на колесах отслеживают скорость вращения десятки раз в секунду и, когда электроника фиксирует блокировку колес, гидромодуль снижает давление в одной или нескольких тормозных магистралях, чтобы колеса вновь смогли вращаться.

Все современные антиблокировочные системы являются четырехканальными (то есть электроника управляет каждым колесом в отдельности) и имеют очень важную «надстройку» — EBD (Electronic Brakeforce Distribution). Это система распределения тормозных усилий, которая автоматически подстраивает давление в каждом контуре таким образом, чтобы обеспечить максимально эффективное торможение.

Вплоть до конца XX века антиблокировочные системы на многих автомобилях работали плохо: электроника срабатывала грубо и не могла достаточно точно определять тормозное усилие на каждом из колес в отдельности. Инструкторы по контраварийной подготовке рекомендовали вообще не полагаться на АБС и учили водителей по старинке тормозить на грани блокировки колес, либо использовать прерывистое торможение (это гоночный прием, имитирующий работу АБС). Но по мере эволюции электронных систем все поменялось. Если при опасности вы жмете тормоз «в пол», то раньше вас назвали бы «чайником», а теперь именно так и учат делать. Давите изо всех сил, почувствовали боль в ноге — значит, все сделали правильно! Логика проста: в каждое отдельное мгновение колеса имеют разное сцепление с дорогой, поэтому одно колесо может быть уже заблокированным, а другое следовало бы дополнительно «дотормозить». Но водитель не способен приложить к каждому колесу разные усилия, а вот электроника при торможении «в пол» сама распределит силы между колесами максимально эффективно.

Современные АБС имеют важное дополнение — систему помощи при экстренном торможении (не путать с автоматическими системами экстренного торможения). Речь про Brake Assist System (BAS), которая способна фиксировать резкий удар по педали тормоза и в случае, если усилие на педали недостаточное, электроника сама будет дотормаживать изо всех сил до полной остановки. Именно так, как учат делать инструкторы.

ESP, HDC, EDL, EDTC и их развитие…

К 90-м годам прошлого века электроника усовершенствовалась настолько, что автопроизводители стали доверять ей более сложные задачи. Инженеры взялись за борьбу с боковыми скольжениями и с пробуксовкой ведущих колес. Так появились система динамической стабилизации ESP (Electronic Stability Program) и противобуксовочная система Traction Control, которые добавились к АБС. В частности, это даже не отдельные системы, а функции, реализованные в едином блоке управления.

Вновь всех опередил Mercedes — первым серийным автомобилем с ESP в 1995 году стал знаменитый «шестисотый». Вскоре системы курсовой устойчивости превратились в обязательный атрибут всех дорогих машин, ну, а в XXI веке началось массовое распространение этих разработок.

1 — Электрогидравлический модуль, 2 — Датчики ABS, 3 — Датчик поворота руля, 4 — Датчик вращения вокруг вертикальной оси, 5 — Блок управления.

В своей работе система стабилизации руководствуется информацией от большого числа датчиков, оценивающих поведение автомобиля. Кроме данных от сенсоров вращения колес и давления в тормозной системе, электроника ESP также анализирует боковые и продольные ускорения, положение педали акселератора и угол поворота руля. Также системы научились контролировать топливо-воздушную смесь (уменьшать подачу топлива, тормозить двигателем и т.п.) и работать в связке с электронной системой управления автоматической трансмиссией.

Когда электроника фиксирует, что автомобиль начинает отклоняться от намеченной траектории или возник риск неконтролируемого заноса, система выборочно подтормаживает одно или несколько колес и уменьшает подачу топлива. Таким образом удается быстро скорректировать автомобиль и быстро погасить скорость.

ESP ранних поколений были довольно несовершенны и поведение автомобиля с такой электроникой понравилось далеко не всем. Особенно страдали владельцы мощных машин: электроника слишком активно «душила» двигатель. Это убивало все удовольствие от быстрых виражей, ну а зимой езда превращалась в пытку. Если под колесами лед, вазовская «классика» могла обогнать какую-нибудь «пятерку» BMW при старте со светофора. Поэтому истинные ценители скоростных машин предпочитали ездить с отключенной ESP. В наши дни ситуация заметно улучшилась. Электроника стала гораздо деликатнее вмешиваться в процесс управления автомобилем, и, что самое главное, система теперь может допускать некоторое «лихачество» за рулем, если «видит», что водитель сам совершает правильные действия, «отлавливая» автомобиль в скольжениях. Это, как правило, относится к моделям со спортивным характером: на них ESP настраивают так, чтобы позволить развитие управляемого заноса до той стадии, пока водитель совершает корректные действия.

По мере развития технологий ESP получила множество «надстроек». Например, у внедорожников и кроссоверов появилась система контролируемого движения на спуске. Возникновение скольжения на крутом уклоне особенно опасно, так как потерявший управление автомобиль во многих ситуациях «поймать» будет уже невозможно — подчиняясь силе гравитации, машина будет бесконтрольно скользить до ближайшего препятствия. Поэтому электроника уже в начале спуска повышает давление в тормозных магистралях таким образом, чтобы автомобиль двигался со скоростью не выше 5–12 км/ч и при этом ни одно из колес не блокировалось.

Каждый производитель ищет свой подход к настройкам ESP и вспомогательного оборудования. Иногда получаются очень любопытные вещи. Например, обновленная Mazda 3, появившаяся в прошлом году, получила дополнительную функцию управления вектором тяги G-Vectoring Control (GVC). Электроника, определяя разгрузку передних колес, варьирует тягу, в итоге система не допускает сноса передней оси. Утверждается, что новая система действует филигранно и почти совсем не ограничивает возможности мотора.

Nissan же умеет тормозами и тягой двигателя гасить продольные колебания кузова — так на дорожных волнах колеса всегда сохраняют хорошее сцепление с дорогой. «Факультативные» дополнения к ESP можно перечислять долго: электронная имитация блокировки межосевого дифференциала (EDL), функция стабилизации прицепа… Но все они преследуют одну основную цель — не дать машине сорваться в неконтролируемое боковое скольжение и наиболее эффективно использовать тягу двигателя.

Автоматические тормоза — эволюция продолжается

Автоматика, способная в случае опасности ударить по тормозам, появилась в 2003 году. Почти одновременно на рынок вышли Honda Inspire и Toyota Celsior с подобными разработками. В дальнейшем этим направлением заинтересовались все крупнейшие автоконцерны, и сегодня это оборудование стало вполне массовым: на российском рынке уже есть пара десятков моделей с автотормозом, причем это оборудование теперь не является особенностью только лишь люксовых машин.

Не один год система автоматического торможения доступна в качестве опции покупателям Ford Focus и Mazda CX-5, а на моделях подороже такая электроника может быть включена уже «в базу». Правда, тут важно понимать — системы разных марок сильно различаются, и недорогие решения не очень эффективны.

Принцип работы и устройство системы автоторможения: для автотормоза главное — это «органы зрения». Простейшие системы используют лазерный дальномер (лидар), у более продвинутых есть один или несколько радаров и видеокамера, ну а самые «крутые» разработки имеют стереокамеру c двумя объективами. В зависимости от набора этого оборудования отличаются и возможности систем. Простенькие «слепнут» в туман и дождь, да и в ясную погоду срабатывают только на низких скоростях и практически не различают мотоциклистов и низкие прицепы. Подобные системы автоторможения стоят, например, на Mazda CX-5 и Ford Focus. Организация Euro NCAP в своих тестах даже не учитывает работу таких примитивных систем: они обозревают пространство лишь на 10–20 метров вперед и срабатывают на скоростях до 30 км/ч.

Серьезные системы рассчитаны на более высокие скорости и хорошо замечают даже небольшие препятствия. Радар, посылающий электромагнитные импульсы, контролирует пространство на 500 метров вперед, причем не теряет зрение даже в полной темноте или тумане. Дальнозоркие стереокамеры бьют на расстояние в 250–500 метров: изображение с камер позволяет системе распознавать образы, «видя», например, пешеходов, которых не заметил радар. Кроме того, стереокамера распознает расстояние до объектов и вместе с радаром позволяет строить 3D-картинку, по которой ориентируется система.

Будущее уже наступило — ассистенты превзошли «начальника»

Выше речь шла о системах, которые в обычных режимах движения никак себя не проявляют и только в случае опасности перехватывают управление. Управляет автомобилем человек, а электроника лишь его подстраховывает. Однако автопром дошел дуже о той стадии, когда стало понятно, что более безопасен обратный вариант: когда электроника выполняет все основные действия, а человек лишь контролирует ситуацию. Теперь электронные ассистенты получили такие полномочия, что уже вовсю отодвигают «начальника»-водителя на второй план.

Адаптивный круиз-контроль, система удержания автомобиля в своей полосе и парковочный автопилот сегодня есть в арсенале большинства ведущих автомобильных марок. Первые системы, способные контролировать дистанцию до впереди идущей машины, появились в середине 90-х. В 1995 году Mitsubishi вывела на рынок седан Diamante, оснащенный немного усовершенствованным круиз-контролем: при приближении к впереди идущей машине эта система умела автоматически сбрасывать газ и тормозить передачами, но не более того. Задействовать тормоза первыми смогли немцы: в 1999 году на Mercedes S-класса в кузове W220 появилась система Distronic, которая через штатный блок АБС-ESP могла контролировать дистанцию до впереди идущей машины.

С той поры основной принцип не изменился: между вашей машиной и автомобилем впереди как будто проложена невидимая подушка: притормаживает ее водитель — автоматически замедляетесь и вы. А когда чужая машина разгоняется, словно невидимый «трос» тянет вас за ней. Очень удобно!

К 2003 году ассистенты научились рулить. Honda оснастила седан Inspire системой Lane Keep Assist System. Она не просто видела дорожную разметку и оповещала водителя о том, что машина покидает свою полосу (такое стало возможным еще в 90-е), но и сама подруливала таким образом, чтобы удержать автомобиль в своем ряду. В том же 2003 году на рынок впервые вышел автомобиль, способный самостоятельно осуществить параллельную парковку — пионером в этой области стала Toyota Prius. Обе разработки вскоре получили широкое распространение на рынке.

Начиная с 2014 года Euro NCAP присуждает автомобилям дополнительные баллы за работу системы удержания машины на полосе движения. За прошедшие три года было испытано 45 машин, впрочем, в 2016 году тесты проходили по новой, более детальной методике оценки, так что именно испытания прошлого года дают актуальную картину.

Следующий шаг — полностью автономное управление автомобилем, и некоторые производители его уже сделали. С осени 2015 года владельцы автомобилей Tesla получили обновленный софт для своих автомобилей, называющийся Autopilot. Это пока еще не полностью беспилотная система, а скорее продвинутый круиз-контроль. По инструкции руки убирать с руля не следует, но, в принципе, можно: автомобиль будет ехать по намеченному маршруту, совершая перестроения и поворачивая в нужных местах. На шоссе с хорошей разметкой это уже работает неплохо, в городской черте система пока проходит отладку.

Нечто подобное внедрили и другие марки. Причем такие автомобили уже есть в продаже в СНГ. Скажем, Volvo S90 с системой Pilot Assist и новый Mercedes E-класса с оборудованием Drive Pilot. Скоро к числу подобных моделей присоединится и новая «пятерка» BMW.

Принцип работы и устройство ассистентов и автопилотов

Если автотормозу достаточно пары «глаз»-радаров, то ассистентам управления автомобилем нужно больше «органов зрения», смотрящих во все стороны. Получая данные от этого оборудования, искусственный интеллект распознает не только объекты на проезжей части и разметку, но и обочину, повороты, дорожные знаки. Руководствуясь всем этим, электроника сама прокладывает маршрут в навигационной системе и следует ему.

Сколько органов чувств должно быть в идеале? У Volvo сейчас одна камера, один радар, два задних локатора и 12 датчиков парктроника. У Mercedes арсенал побогаче: 3 радара (малой, средней и большой дальности), «стереокамера» с двумя объективами. Ну, а самый продвинутый набор оборудования получили прошлой осенью автомобили Tesla. У них теперь 8 видеокамер кругового обзора (вперед смотрят три: основная охватывает пространство в 150 метрах от машины, «дальнобойная» — до 250 метров, а помогает им широкоугольная камера, охватывающая 60 метров). По бокам и в задней части еще 5 камер. Кроме того, беспилотной системе помогают основной радар, бьющий на 160 метров, и 12 ультразвуковых датчиков, размещенных по кругу.

Именно столько «органов чувств» надо для передвижения в полностью автоматическом режиме. Прежде у Tesla была лишь одна фронтальная видеокамера и этого оказалось недостаточно. В мае 2016 года Tesla впервые попала в ДТП со смертельным исходом, когда машина управлялась автопилотом и, предположительно, одна из причин заключалась именно в плохом «зрении». Формально водителю не следовало убирать руки с руля, поэтому расследование Национального управления безопасности движения на трассах США (NHTSA) признало автопилот невиновным. Но представители Tesla ранее поспешили заявить, что с усовершенствованным «зрением» подобных ДТП можно избежать вовсе.

Вспомогательные системы — предупредить и предотвратить!

По Правилам дорожного движения никакие электронные помощники не снимают с водителя ответственности. Поэтому лучше, конечно, не доводить ситуацию до опасного рубежа, когда электроника вынуждена брать дело в свои руки. И в арсенале современных машин есть множество систем активной безопасности, которые никак не вмешиваются в управление, но способны вовремя предупредить о риске, чтобы водитель сам совершил нужные действия. Эти разработки тоже спасают много жизней.

Возьмем к примеру систему контроля «слепых» зон. Она всего лишь отслеживает пространство позади автомобиля и, если другая машина, приближаясь сзади, попадает в ту самую «слепую» зону зеркал, то загорается тревожная лампочка с той стороны, откуда исходит опасность.

Очень полезны бывают системы кругового обзора, дополнившие привычный парктроник: миниатюрные видеокамеры размещены на кузове таким образом, что система способна построить виртуальную картинку, показывающую вид сверху или сбоку от машины. Еще недавно это казалось фантастикой, а теперь встречается на вполне распространенных моделях. Например, в качестве опции такую систему можно заказать на Volkswagen Passat или даже Nissan Qashqai.

Второстепенное, но не менее важное оборудование можно перечислять долго. Совсем не лишняя опция — система контроля давления в шинах. Все чаще встречается система распознавания усталости водителя, способная «почувствовать», что манера вождения поменялась из-за утомления. Шикарная вещь — камера ночного видения, дающая водителю сигнал, что на проезжей части — человек…

P.S.: «И как же раньше мы управляли автомобилем!» — проворчит опытный водитель, который привык полагаться только на себя, а не на электронику. Прав ли он? Это в идеальном мире каждый автомобилист владел бы контраварийными приемами вождения и ни на секунду не расслаблялся бы за рулем, но будем реалистами —вовремя среагировать на опасную ситуацию и справиться с неуправляемым автомобилем способны далеко не все. Чтобы аварии не произошло, нам в этом помогает система активной безопасности!

Как правильно и технологически грамотно производить диагностику, обслуживание и ремонт систем активной безопасности Вы можете узнать из наших курсов! Будем рады видеть Вас в нашей команде!

Статью подготовил: А. Бракоренко

pro-sensys.by

Системы активной безопасности автомобиля

Сегодня мы поговорим про системы активной безопасности автомобилей, так как практические уже каждое современное авто обладает такими системами, но не многие покупатели автомобилей про них знают.

В такт с развитием электронной техники и цифровых технологий до неузнаваемости изменился и автомобиль.

Технологии не стоят на месте

И если всего каких-то 20-30 лет назад антипробуксовочная система была непременным атрибутом автомобилей премиум-класса, то сегодня она идет уже в минимальной комплектации на многих марках бюджетных автомобилей.

Сегодня львиная доля электронных систем в автомобиле так или иначе входит в набор так называемой, активной безопасности.

Эти электронные системы помогут неопытному водителю удержать автомобиль на своей траектории, преодолеть крутые спуски и подъемы, осуществить безаварийную парковку и даже объехать препятствие без заноса при экстренном торможении.

Более того, многие современные электронные системы «научились» следить за «мертвой зоной», боковым интервалом и дистанцией, они могут распознавать разметку, дорожные знаки и даже пешеходов, пересекающих дорожное полотно.

Мы уже частично затрагивали эту тему в статье современные системы автопилота.

Но и это далеко не исчерпывающий список вспомогательных электронных систем. Для комфортабельного движения по загородным дорогам многие автомобили оснащены системами адаптивного круиз-контроля.

Именно благодаря им водитель может взять своеобразный тайм-аут и следить лишь за дорогой, а все остальное, включая соблюдение дистанции, траекторию движения и управление дроссельной заслонкой будет делать электроника.

А если водитель слишком расслабился или даже задремал, его разбудит электронная система, следящая за поведением водителя.

Похоже, что будущее, когда автомобиль станет еще и авто-управляемым, совсем близко? Может быть.

Но, пока у электронных систем есть не только почитатели, но и противники.

Они утверждают, что обилие электронных систем лишь мешает водителю проявить себя, а в ряде случаев электроника даже усугубляет положение.

Прежде, чем вставать на сторону тех или других, следует сначала разобраться как работают электронные системы безопасности, каких неприятностей они помогают избежать и в каких случаях они бывают «бессильны».

ABS (Anti-block Braking System)

Антиблокировочная система торможения.

Именно под этой аббревиатурой принято скрывать ту самую антиблокировочную систему, которая не только стала первым электронным помощником водителя, но и послужила основой для создания на ее базе многих других электронных систем активной безопасности.

Сама антиблокировочная система препятствует полной блокировке колес при торможении и оставляет автомобиль управляемым даже на скользком покрытии.

Впервые подобная система была установлена на автомобили Mercedes-Benz еще в начале 70-х годов прошлого века.

Современная антиблокировочная система существенно сокращает тормозной путь при срочном торможении на скользком дорожном покрытии.

Принцип работы современной системы ABS заключается в циклах сброса и подъема давления тормозной жидкости в контурах, ведущих к исполнительным механизмам колес.

Электроника управляет клапанами, получая информацию от датчиков вращения колес.

При прекращении вращения какого-либо из колес, электронные импульсы от датчика перестают передаваться на центральный процессор.

Сразу же в действие включаются электромагнитные клапаны, сбрасывающие давление, заблокированное колесо растормаживается, после чего клапаны снова закрываются, поднимая давление в тормозных контурах.

Этот процесс проходит циклически, с частотой около 8 — 12 циклов подъема и сброса давления в секунду, пока водитель удерживает педаль тормоза.

Водитель ощущает работу АБС по пульсирующему биению тормозной педали.

Современные антиблокировочные системы позволяют не только осуществлять так называемое прерывистое торможение, но и управлять тормозными усилиями колес на каждой оси в зависимости от их проскальзывания. Эта система называется EBD, но о ней мы поговорим позже.

Недостатки АБС.

Но, у каждой медали имеется еще и обратная сторона.

Главная проблема любой АБС заключается в том, что электроника практически полностью заменяет водителя в управлении торможением, оставляя ему лишь пассивно нажимать на педаль.

Система включается в работу с некоторым запаздыванием, поскольку для оценки тормозных усилий и состояния дорожного покрытия процессору нужно время.

Обычно это доли секунды, но как показывает практика, очень часто их хватает на то, чтобы автомобиль вошел в занос.

Также АБС может сыграть с водителем еще одну злую шутку на скользком покрытии. Все дело в том, что на скоростях движения меньше 10 км/ч АБС автоматически отключается.

Это означает, что, если водитель успел сбросить скорость до значения ниже порога отключения системы в условиях очень скользкой дороги, а впереди него препятствие в виде столба, отбойника или стоящий автомобиль, вероятнее всего, водитель будет удерживать педаль тормоза нажатой.

А это легко может обернуться в условиях гололедицы мелким дорожно-транспортным происшествием.

Именно в момент отключения вспомогательной системы водитель должен брать на себя полное управление торможением.

Также непросто прокачать тормоза с АБС, здесь нужны определенная сноровка и знания.

EBD (Electronic Brake Force Distribution)

Электронная система распределения тормозных усилий.

По сути, она является усовершенствованной антиблокировочной системой активной безопасности.

В отличие от АБС, которая в циклическом режиме сбрасывает и поднимает давление в тормозных контурах, система EBD способна управлять тормозными усилиями на задней оси, поскольку при торможении центр тяжести автомобиля смещается на переднюю.

Задняя ось при этом остается практически разгруженной. Для сохранения управляемости автомобиля колеса передней оси должным блокироваться раньше, чем задней.

Работа системы EBD практически ничем не отличается от ABS. Единственное отличие — это удержание системой рабочего давления в тормозных контурах задних колес заведомо ниже, чем в передних.

При блокировке задних колес клапаны сбрасывают давление до еще более низкого значения.

При повышении скорости вращения задних колес клапаны закрываются и давление вновь нарастает.

Система работает в сочетании с ABS и является ее дополняющей частью.

Она пришла на замену знаменитому «колдуну» — механическому регулятору тормозных сил, отключающего тормозные контуры задних колес в зависимости от наклона кузова автомобиля.

ASR (Automatic Slip Regulation)

Антипробуксовочная система.

Эта электронная система активной безопасности предназначена для недопущения пробуксовки ведущих колес автомобиля.

В настоящее время она устанавливается на многие современные автомобили, включая полноприводные кроссоверы и внедорожники.

У многих автопроизводителей антипробуксовочная система может иметь разные названия. Но принцип работы практически одинаков и основывается на работе антиблокировочной системы торможения.

Также ASR включает в себя системы управления электронной блокировкой дифференциала и регулированием тяги двигателя.

Принцип ее работы базируется на кратковременной блокировке буксующего колеса и перебрасывания крутящего момента на другое колесо на этой же оси на низких скоростях движения.

На высокой (свыше 80 км/ч) скорости движения, пробуксовка регулируется при помощи регулировки угла открытия дроссельной заслонки.

В отличие от ABS и EBD система ASR при считывании показаний датчиков скорости вращения колес сравнивает не только стоящее и вращающееся колесо, но также и разницу угловых скоростей, ведущих и ведомых.

Управление кратковременной блокировкой ведущих колес осуществляется по аналогичному циклическому принципу.

В зависимости от марки и модели автомобиля, система ASR способна управлять тяговым усилием двигателя при помощи изменения угла открытия дроссельной заслонки, блокирования впрыска топлива, изменения угла опережения впрыска топлива в дизеле или угла опережения зажигания, а также управление программной алгоритма переключения передач роботизированной или автоматической коробки передач.

Активируется с помощью кнопки.

Недостатки ASR.

Одним из существенных недостатков этой системы является постоянное задействование тормозных накладок при пробуксовке ведущих колес.

Это означает, что они будут изнашиваться намного быстрее, чем тормозные накладки обычного автомобиля, не оборудованного ASR.

Поэтому, владелец автомобиля, часто использующий антипробуксовочную систему должен гораздо тщательнее следить за толщиной рабочего слоя на тормозных накладках.

Система курсовой стабилизации (Electronic Stability Program)

Электронная система курсовой устойчивости (стабилизации).

В настоящее время у многих автопроизводителей эта система называется по-разному.

Одни автопроизводители называют ее «системой стабилизации движения». Другие — «системой курсовой устойчивости». Но суть ее работы от этого практически не меняется.

Как следует из ее названия, эта электронная система активной безопасности предназначена для сохранения управляемости и стабилизации движения автомобиля в случае отклонения от прямолинейной траектории движения.

С некоторого времени оснащение автомобилей системой ESP наряду с ABS является обязательным в США, а также в Европе.

Система способна стабилизировать траекторию движения автомобиля при его разгоне, торможении, а также маневрировании.

Собственно, ESP является «интеллектуальной» электронной системой, обеспечивающей безопасность на более высоком уровне.

Она включает в себя все другие электронные системы (ABS, EBD, ASR и др.) и следит за наиболее эффективной и слаженной их работой.

«Глазами» ESP являются не только датчики скорости вращения колес, но также датчики величины давления в главном тормозном цилиндре, датчики поворота вала рулевого колеса и датчики фронтального и бокового ускорения автомобиля.

Кроме этого, ESP управляет тягой двигателя и автоматической трансмиссией. Система сама определяет наступление критической ситуации, следя за адекватностью действий водителя и траекторией движения автомобиля.

В ситуации, когда действия водителя (нажатие педалей, вращение рулевого колеса) отличаются от траектории движения автомобиля (благодаря наличию датчиков), система включается в работу.

В зависимости от вида аварийной ситуации, ESP будет стабилизировать движение при помощи притормаживания колес, управления оборотами двигателя и даже углом поворота передних колес и жесткостью амортизаторов (при наличии систем активного подруливания и управления подвеской).

Подтормаживая колеса, ESP препятствует возникновению заноса и увода автомобиля в сторону при прохождении крутых поворотов.

Например, при неадекватной траектории движения при прохождении поворота с малым радиусом, ESP подтормаживает внутреннее заднее колесо, изменяя при этом обороты двигателя, что способствует удержанию автомобиля на заданной траектории.

Крутящий момент двигателя регулирует система ASR.

В полноприводных автомобилях крутящий момент в трансмиссии регулируется при помощи межосевого дифференциала.

Современная система ESP может опираться на работу других систем: управления экстренным торможением (Brake Assistant), системы предотвращения столкновения (Braking Guard), а также электронной блокировки дифференциала (EDS).

При эксплуатации автомобиля, оборудованного интеллектуальной электронной системой курсовой устойчивости владельцу автомобиля необходимо помнить о более интенсивном износе тормозных дисков и накладок.

А также о психологическом моменте — фальшивом чувстве безопасности, которое заключается в том, что все ошибки водителя при выборе скорости движения, недооценке скользкого покрытия или дистанции до движущегося впереди автомобиля ESP способна своевременно устранить.

Ведь несмотря на все более совершенствующиеся электронные системы активной безопасности водительское мастерство и ответственность за собственную жизнь и жизни пассажиров пока еще никто не отменял.

Именно это правило следует помнить всегда, даже при езде в компании электронных помощников.

autotopik.ru