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 .

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

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 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.

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 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.

Научно-техническая революция начала свой забег в середине ХХ столетия, и до сих пор не может остановиться. Это особенно заметно, если заглянуть под капот современного автомобиля: транспортные средства сегодня превратились в настоящие крепости на колесах, которые могут защитить водителя от многих неприятностей. И не последнюю роль в этой всей истории с гарантией удачной поездки играют системы безопасности автомобиля.

Ситроеновская система AFIL, отслеживающая положение авто относительно разметки

Фото

Каждый день конструкторы автомобильных концернов усложняют чертежи автомобилей, делая их все заковыристее и непонятнее для рядового пользователя. Сегодня бал правят интеллектуальные системы безопасности, а также различные средства, обеспечивающие комфортное вождение. И если учесть, что обстановка на дорогах мира, мягко говоря, далека от идеала, то автомобилю, который не оснащен современными средствами пассивной и активной безопасности, все сложнее «пробиваться» к покупателю.

ABS - антиблокировочная система

Задача ABS (anti-lock braking system ) заключается в том, чтобы предотвратить блокировку колес притормаживающего автомобиля, а также сохранить его управляемость и курсовую устойчивость.

Когда колеса блокируются, и машина, кажется, вот-вот сорвется в занос, электроника начинает методично «отпускать» и «прижимать» тормозные колодки, что дает возможность колесам проворачиваться. Эффективность системы ABS зависит в первую очередь от того, насколько хорошо она настроена. Если, например, она срабатывает слишком рано, то тормозной путь может существенно увеличиться.

Принцип действия

Механизм функционирования ABS довольно прост. Датчики вращения колес издают сигналы, которые попадают на анализирующий их компьютер. Происходит как бы имитация действий профессионального водителя, который использует метод прерывистого торможения.

Насколько же эффективна данная система? Следует сразу отметить, что с момента ее появления не умолкают споры по поводу того, больше от нее пользы или все же вреда. Но, как бы там ни было, даже противники ABS не могут игнорировать такие ее полезные качества, как значительное сокращение тормозного пути, а также сохранение контроля над многотонным авто во время экстренного торможения. Да, при срабатывании АБС очень сложно рассчитать длину тормозного пути, но лучше в полном неведении остановиться неизвестно за сколько метров до фонарного столба, чем «поцеловать» его, точно зная, сколько автомобиль протянет во время торможения. Два противоборствующих лагеря решили сойтись на том, что ABS придется как нельзя кстати неопытным водителям, а «шумахеры» всегда смогут переиграть систему. Но мы ведь говорим с вами о революционной научной мысли, потому сегодня уже смело можно утверждать, что в схватке «ABS - опытный водитель» безоговорочную победу одержит, конечно же, электроника.

Фото

Современные многоканальные ABS позволяют избавиться даже от вибрации тормозной педали при включенной системе. Когда-то причиной дорожно-транспортных происшествий становилось резкое срабатывание ABS: педаль начинала вибрировать, а машина - стонать, потому неопытные автомобилисты пугались и отпускали тормоз. Сегодня же нужно быть крайне чувствительным, чтобы почувствовать, как срабатывает ABS, входящая в стандартную комплектацию почти всех автомобилей. При этом она служит основой для других более сложных электронных систем безопасности.

ASR - антипробуксовочная система

У системы ASR (anti-slip regulation ) есть масса названий, самыми распространенными из которых являются TRC , или «трэкшн-контроль », STC , ASC+T и TRACS . Эта активная система безопасности автомобиля функционирует в тесной связке с ABS и EBD и предназначается для предотвращения пробуксовки колес, независимо от состояния дорожного полотна и усилия, применяемого для нажатия на педаль газа. Как мы уже сказали выше, многие системы безопасности работают на основе ABS. Вот и ASR использует датчики антиблокировочной системы, фиксируя пробуксовку ведущих колес, снижает обороты мотора и, если возникает такая необходимость, притормаживает колеса, обеспечивая эффективный набор скорости. Иными словами, даже если вы «утопите» педаль газа в пол, ASR не даст жечь резину и заниматься шлифовкой асфальта.

Сегодня автомобили оснащают даже приборами ночного видения

Фото

Главное назначение ASR - обеспечение устойчивости авто при резком старте или же при движении в гору по сколькой дороге. «Прокрутка» колес нивелируется благодаря перераспределению крутящего момента силовой установки на те колеса, который в данный момент имеют лучшее сцепление с дорожным полотном. Для ASR действуют определенные ограничения. К примеру, она работает исключительно на скоростях, не превышающих 40 км/ч.

Недостатки

Нельзя не сказать и о некоторых недостатках данной системы. Так, ASR будет очень мешать опытным водителям, пытающимся вытащить застрявшую машину «в раскачку». Система будет не к месту и не ко времени притормаживать и сбрасывать газ. Известны случаи, когда антипробуксовочная система настолько «душила» двигатель, что автомобиль вообще не мог двигаться.

Или вот, к примеру, активные драйверы. Им ASR вставляет палки в колеса при управляемом заносе, контролируя этот занос тягой. Но это не идет ни в какое сравнение с той пользой, которую приносит система: она блокирует дифференциал, притормаживает колесо, загруженное в повороте, и уравнивает скорость вращения колес, позволяя максимально эффективно использовать крутящий момент «сердечка» автомобиля.

Многие автопроизводители сегодня забывают о стрит-рейсерах и делают ASR неотключаемой. Но разве наших изобретательных водителей может что-то остановить? Они просто извлекают предохранитель и потакают своим амбициям гонщика. Однако тут есть и свое «но»: если вы уверены в том, что ASR помешает вам посадить на поводок скорость, мы напоминаем, что данную систему используют в болидах Формулы 1.

EBD - распределяем тормозное усилие

EBD (electronic brake distribution ), или EBV - это активная система безопасности авто, отвечающая за распределение тормозного усилия между всеми колесами. Снова-таки, EBD всегда работает параллельно с основополагающей ABS.

Примечательно, что EBD начинает действовать до реакции ABS, или же страхует последнюю в том случае, если она неисправна. Так как эти системы тесно связаны и всегда работают в паре, то в каталогах очень часто можно встретить обобщающую аббревиатуру ABS+EBD.

Благодаря EBD мы получаем оптимальное сцепление колес с дорогой, значительно повышенную курсовую устойчивость авто при экстренном торможении, а также гарантию того, что контроль над автомобилем не будет потерян даже в критической ситуации. Кроме того, система учитывает такие факторы, как положение автомобиля относительно дороги и загрузка транспортного средства.

Brake assistant - безопасное торможение

Brake Assist (BAS, DBS, PA, PABS ) представляет собой активную систему безопасности автомобиля, которая работает в одной упряжке с ABS и EBD. Она включается в момент экстренного торможения, когда водитель недостаточно сильно, но довольно резко нажимает на педаль тормоза. Brake Assist самостоятельно измеряет усилие и скорость нажатия на педаль и, если необходимо, немедленно повышает уровень давления в тормозной магистрали. Это дает возможность торможению быть максимально эффективным и значительно сократить тормозной путь.

Brake Assist

Фото

Система умеет различать панические действия водителей или же те моменты, когда они довольно продолжительный отрезок времени давят на тормозную педаль. BAS не будет вступать в работу при резких торможениях, которые входят в разряд «прогнозируемых». Многие считают, что эта система является помощником в основном для представительниц слабого пола, ведь у милых дам иногда попросту не хватает сил для осуществления экстренного торможения. Потому в критической ситуации им на помощь приходит система Brake Assist, которая и «дожимает» тормоз до максимального замедления.

EDL: блокируем дифференциал

EDL (electronic differential lock ), которую еще называют EDS , - это система, отвечающая за блокировку дифференциала. Этот электронный помощник дает возможность повысить общую безопасность автомобиля, улучшить его характеристики тяги при неблагоприятных условиях, облегчить момент трогания, обеспечивает интенсивный разгон, а также движение на подъем.

Фото

Система блокировки дифференциала определяет угловую скорость каждого из ведущих колес и сопоставляет полученные результаты. Если угловые скорости не совпадают, например, при пробуксовке одного из колес, EDL подтормаживает буксующее колесо до тех пор, пока скорость его вращения не сравняется со скоростью другого ведущего. Если разность частот вращения достигает отметки в 110 оборотов в минуту, система включается автоматически и действует без каких-либо ограничений на скоростях до 80 км/ч.

HDC: контролируем тягу во время спуска

HDC (hill descent control ), а также DAC и DDS - электронная система контроля тяги для спуска со скольких и крутых уклонов. Функционирование системы осуществляется через подтормаживание колес и «удушение» силового агрегата, однако при этом действует фиксированное ограничение скорости в пределах 7 км/ч (при заднем ходе скорость не превышает 6,5 км/ч). Это пассивная система, которая как включается, так и выключается самим водителем. Регулируемая скорость при спуске в полной мере зависит от первоначальной скорости автомобиля, а также от включенной передачи.

Фото

Система, контролирующая скорость, позволяет отвлечься от тормозной педали и сосредоточиться исключительно на управлении. Этой системой комплектуются все полноприводные транспортные средства. HDC, в автоматическом режиме включающая стоп-сигналы, отключается сразу после того, как скорость автомобиля переваливает за отметку 60 км/ч.

HHC - облегченный подъем

В отличие от системы HDC, помогающей водителям спускаться с крутых склонов, HHC (hill hold control ) предотвращает откат машины при движении в гору. Альтернативными названиями данной системы безопасности являются USS и HAC .

Фото

В тот момент, когда водитель перестает взаимодействовать с педалью тормоза, HDC продолжает удерживать высокий уровень давления в тормозной системе. Лишь в тот момент, когда автомобилист достаточно сильно нажмет педаль газа, давление снижается, и автомобиль начинает движение с места.

ACC: в круиз на автомобиле

ACC (active cruise control ) является адаптивным круиз-контролем, используемым для поддержания заданного скоростного режима автомобиля и контроля безопасной дистанции. PBA (predictive brake assist ) является прогнозирующей системой торможения, которая работает совместно с адаптивным круиз-контролем.

Круиз-контроль

Фото

Если расстояние до впереди идущего авто сокращается, система начинает притормаживать до тех пор, пока дистанция не восстановится до заданного уровня. Если же впереди идущий автомобиль начинает отдаляться, ACC начинает прибавлять скорость.

PDC - парковка под контролем

PDC (parking distance control ), в простонародье Parktronik - система, использующая ультразвуковые сенсоры для определения расстояния до препятствия и позволяющая контролировать дистанцию при парковке.

Парктроник

Фото

О том, насколько велико расстояние до ближайшего препятствия, водителя информируют специальные сигналы, частота которых изменяется при сокращении дистанции - чем ближе автомобиль к опасному участку, тем короче паузы между отдельными сигналами. После того, как до препятствия остается 20 см, сигнал становится непрерывным.

ESP - гарантия курсовой устойчивости

У системы ESP (electronic stability program ), наверное, больше всего альтернативных названий, в которых и черт шейку бедра сломит: ESC, VDC, DSTC, VSC, DSC, VSA, ATTS или Stabilitrac . Данная активная система безопасности отвечает за курсовую устойчивость автомобиля и работает вместе с ABS и EBD.

В тот момент, когда возникает опасность заноса, на сцену выходит ESP. Проанализировав скорость вращения колес, давление в тормозной магистрали, положение руля, угловую скорость и поперечное ускорение, ESP за каких-то 20 миллисекунд вычисляет, какие колеса необходимо притормозить и насколько нужно снизить обороты двигателя для того, дабы стабилизировать авто.

Фото

Электронные системы безопасности вовсе не превращают наши автомобили в высокоинтеллектуальных роботов, которые смогут проделать всю работу за водителя. Краеугольным камнем в этом случае пока остается водитель, который должен уметь трезво оценивать дорожную ситуацию, свои возможности и возможности своего автомобиля. А, как известно, опасней иллюзии, чем иллюзия собственной неуязвимости, не существует.

В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы):гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.

Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.

Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов.

Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации - путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).

Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.

Система повышения эффективности тормозов при нагреве FBS (Fading Brake Support, другое наименование - Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.

Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.

Системы-ассистенты водителя

Функции, или системы, поддержки водителя предназначены для помощи водителю при выполнении определённых маневров или в определённых ситуациях. Таким образом они повышают удобство управления автомобилем и его безопасность. Такие системы как правило не вмешиваются в управление в критических ситуациях, а включены всегда и могут при желании быть отключены.

Ассистент движения на спуске

Ассистент движения на спуске, называемый также HDC (от англ. Hill Descent Control) помогает водителю при движении по горным дорогам. Когда автомобиль находится на наклонной плоскости, действующая на него сила тяжести раскладывается, по правилу параллелограмма, на нормальную и параллельную составляющие.

Последняя представляет собой действующую на автомобиль скатывающую силу. Если на автомобиль действует собственная сила тяги, то она добавляется к скатывающей силе. Скатывающая сила действует на автомобиль постоянно, независимо от скорости автомобиля. Вследствие этого автомобиль, скатывающийся по наклонной плоскости, будет всё время ускоряться, т. е. двигаться тем быстрее, чем дольше он скатывается.

Принцип работы:

Ассистент движения на спуске задействуется при выполнении следующих условий:

Скорость автомобиля меньше 20 км/час,

Уклон превышает 20-,

Двигатель работает,

Ни педаль газа, ни педаль тормоза не нажаты.

Если эти условия выполнены и получаемые ассистентом движения на спуске данные о положении педали акселератора, оборотах двигателя и скорости вращения колёс свидетельствуют о увеличении скорости автомобиля, ассистент исходит из того, что автомобиль скатывается на спуске и необходимо задействовать тормоза. Система начинает работать со скорости, которая слегка превышает скорость пешехода.

Скорость автомобиля, которую тормозной ассистент должен (с помощью подтормаживания всех колёс) поддерживать, зависит от скорости, с которой было начато движение на спуске, и включённой передачи. В этом случае ассистент движения на спуске включает насос обратной подачи. Клапаны высокого давления и впускные клапаны ABS открываются, а выпускные клапаны ABS и переключающие клапаны закрываются. В тормозных цилиндрах колёс создаётся тормозное давление, и автомобиль замедляется. Когда скорость автомобиля снизится до того значения, которое необходимо удерживать, ассистент движения на спуске прекращает подтормаживание колёс и вновь снижает давление в тормозной системе. Если после этого скорость начинает увеличиваться (при том, что педаль акселератора остаётся не нажатой), ассистент исходит из того, что автомобиль по-прежнему движется по спуску. Таким образом, скорость автомобиля постоянно удерживается в безопасном диапазоне, который легко может управляться и контролироваться водителем.

Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ двигате­лем, трансмиссией, ходовой частью и дополнительным оборудова­нием) позволяет:

снизить расход топлива;

ток­сичность отработавших газов,

повысить мощность двигателя,

актив­ную безопасность автомобиля,

улучшить условия труда водителя.

Соблюдение требований ограничивающих токсичность отрабо­тавших газов и расход топлива требует поддержания стехиометрического состава горючей смеси, отключения подачи топлива на режиме принудительного ХХ, точного и оптимально­го регулирования момента зажигания или впрыска топлива.

Вы­полнения этих требований невозможность без использования ЭСАУ.

Применяемые ЭСАУ двигателем включают системы управления:

топливоподачей,

зажиганием (в бензиновых двигателях),

клапана­ми цилиндров,

рециркуляцией отработавших газов.

Наибольшее распространение получили первые две системы.

Системы управления клапанами применяются для отключения группы цилиндров с целью экономии топлива и для регулирования фаз газораспределения. Системы управления рециркуляцией отра­ботавших газов обеспечивают возврат во впускной трубопровод потребного количества отработавших газов для смешивания их со свежей горючей смесью.

ЭСАУ облегчает пуск холодного двигателя, уменьшает время прогрева перед движения.

Антиблокировочные системы позволяют уменьшить в 2 раза тормозной путь на скользкой дороге, исключая воз­никновения заноса.

6.2. Электронное управление двигателем

Электронные системы управления топливоподачей бензиновых двигателей

Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ) топливоподачей бензиновых двигателей обусловлено не­обходимостью снижения токсичности отработавших газов и повы­шения топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. ЭСАУ позволяют в большей степени оптимизировать процесс сме­сеобразования и делают возможным применение трехкомпонент­ных нейтрализаторов, эффективно работающих при постоянном коэффициенте избытка воздуха а близком к 1.

Кроме того, ЭСАУ двигателем, позволяют повысить приеми­стость автомобиля, надежность холодного пуска, ускорить прогрев и увеличить мощность двигателя.

ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей разделяют на сис­темы впрыска (во впускной трубопровод или непосредственно в камеру сгорания) и карбюраторные системы с электронным управлением.

Принцип действия системы электронного управления карбюра­тором заключается в согласованном управлении воздушной и дрос­сельной заслонками.

Так система Ecotronic фирмы Bosch поддерживает на большинст­ве режимов стехиометрический состав рабочей смеси, обеспечивает необходимое обогащение смеси на режимах пуска и прогрева двига­теля. В системе предусмотрены функции отключения подачи топлива на принудительном холостом ходу и поддержания на заданном уров­не частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Наибольшее распространение получили системы впрыска во впускной трубопровод. Они разделяются на системы с впрыском в зону впускных клапанов и с центральным впрыском (рис. 6.1, где: а - центральный впрыск; б - распределенный впрыск в зону впускных клапанов;в - непосредственный впрыск в цилиндры двигателя; 1 - подача топлива; 2 - подача воздуха; 3 - дроссельная заслонка; 4 - впускной трубопровод; 5 - форсунки; 6 - двигатель).

Система с впрыском в зону впускных клапанов (другое название распределенный или многоточечный впрыск) включает в себя ко­личество форсунок равное числу цилиндров, система с централь­ным впрыском - одну или две форсунки на весь двигатель. Форсун­ки в системах с центральным впрыском устанавливаются в специ­альной смесительной камере, откуда полученная смесь распреде­ляется по цилиндрам. Подача топлива форсунками в системе рас­пределенного впрыска может быть согласована с процессом впуска в каждый цилиндр (фазированный впрыск) и несогласованна - форсунки работают одновременно или группой (нефазированный впрыск).

Системы с непосредственным впрыском из-за сложности конст­рукции долгое время не применялись на бензиновых двигателях. Однако ужесточение экологических требований к двигателям дела­ет необходимым развитие этих систем.

Современные ЭСАУ двигателем объединяют в себе функции управления впрыском топлива и работой системы зажигания, по­скольку принцип управления и входные сигналы (частота вращения, нагрузка, температура двигателя) для этих систем являются общими.

В ЭСАУ двигателем используется программно-адаптивное управление. Для реализации программного управления в ПЗУ бло­ка управления (БУ) записывается зависимость длительности впры­ска (количества подаваемого топлива) от нагрузки и частоты вра­щения коленчатого вала двигателя. На рис. 6.2 представлена обобщенная регулировочная характеристика бензинового двигателя по составу смеси.

Зависимость задается в виде таблицы (характеристической карты) разработанной на ос­новании всесторонних испытаний двигателя. Данные в таблице представлены с определенным шагом, например 5 мин -1 , промежуточные значения БУ получает интерполяцией. Аналогичные табли­цы используются и для определения угла опережения зажигания. Выбор данных из готовых таблиц является более быстрым процес­сом, чем выполнение вычислений.

Непосредственное измерение крутящего момента двигателя на автомобиле связано с большими техническими трудностями, по­этому основным датчиком нагрузки являются датчики расхода воз­духа и (или) датчик давления во впускном трубопроводе. Для опре­деления частоты вращения коленчатого вала двигателя обычно используется счетчик импульсов от датчика положения коленчатого вала индукционного типа или от датчика-распределителя системы зажигания.

Полученные по таблицам значения корректируются в зависимо­сти от сигналов датчиков температуры охлаждающей жидкости, по­ложения дроссельной заслонки, температуры воздуха, а также на­пряжения бортовой сети и других параметров.

Адаптивное управление (управление по обратной связи) исполь­зуется в системах с датчиком кислорода (λ-зондом). Наличие ин­формации о содержании кислорода в отработавших газах позволя­ет поддерживать коэффициент избытка воздуха а (λ) близким к 1. При управлении топливоподачей по ОС БУ первоначально определяет дли­тельность импульсов по данным датчиков нагрузки и частоты вращения КВ двигателя, а сигнал от датчика кислорода используется для точной корректировки. Управление впрыском то­плива по обратной связи осуществляется только на прогретом дви­гателе и в определенном диапазоне нагрузки.

Принцип адаптивного управление применяется также для ста­билизации частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода и для управления углом опережения зажигания по пределу детонации.

Современные ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей имеют функцию самодиагностики. БУ проверяет работу датчиков и исполнительных устройств и идентифицируют неисправности. При обнаружении неисправности БУ заносит в память соответствующий код и включает аварийную лампу CHECK ENGINE на панели приборов.

Диагностический прибор позволяет получать информа­цию от БУ:

считы­вать коды неисправностей;

определять текущие зна­чения параметров двигателя,

активизировать исполнительные меха­низмы.

функции диагностического прибора ограничены возможностями БУ.

Применение ЭСАУ повышает надежность работы двигателя за счет обеспечения возможности его работы в «усеченном» режиме. В случае возникновения неисправности в одном или нескольких датчиках, БУ определяет, что их показания не соответствуют действительности и отключает эти датчики. В «усеченном» режиме ра­боты информация от неисправных датчиков замещается эталон­ным значением или косвенно рассчитывается по данным от других датчиков. Например, при неисправности датчика положения дрос­сельной заслонки его показания можно имитировать расчетом по частоте вращения коленчатого вала и расходу воздуха. При выходе из строя одного из исполнительных механизмов используется ин­дивидуальный алгоритм обхода неисправности. При дефекте в це­пи зажигания, например, отключается впрыск в соответствующий цилиндр, с целью предотвращения повреждения каталитического нейтрализатора.

При работе двигателя в «усеченном» режиме возможно сниже­ние мощности, ухудшение приемистости, затрудненный пуск холод­ного двигателя, увеличение расхода топлива и др.

Для компенсации технологического разброса в характеристиках элементов ЭСАУ и двигателя, учета их изменения при эксплуата­ции в программе БУ предусмотрен алгоритм самообучения. Как упоминалось выше, сигнал от датчика кислорода используется для корректировки значения длительности впрыска полученного по таб­лице из ПЗУ БУ. Однако при значительных расхождениях такой процесс занимает много времени.

Самообучение заключается в сохранении в памяти БУ значений коэффициента корректировки. Весь диапазон работы двигателя разбивается, как правило, на четыре характерные зоны обучения:

холостой ход, высокая частота вращения при малой нагрузке, час­тичная нагрузка, высокая нагрузка.

При работе двигателя в любой из зон, происходит корректировка длительности импульсов впрыска до тех пор, пока реальный состав смеси не достигнет оптимального значения. Полученные таким об­разом коэффициенты корректировки характеризуют конкретный двигатель и участвуют в формировании длительности импульса впрыска на всех режимах его работы. Процесс самообучения при­меняется также для управления углом опережения зажигания при наличии обратной связи по детонации. Основная проблема функ­ционирования алгоритма самообучения заключается в том, что ино­гда неправильный сигнал датчика может быть воспринят системой как изменение параметра двигателя. Если ошибка сигнала датчика недостаточно велика, чтобы был зарегистрирован код неисправно­сти, повреждение может остаться необнаруженным. В большинстве систем корректирующие коэффициенты не сохраняются при отклю­чении питания БУ.

При покупке автомобиля все чаще определяющим фактором становится наличие систем помощи водителю. В частности, повысилась значимость систем удерживания автомобиля в выбранной полосе и автоматического экстренного торможения. По оценке компанией Bosch статистики регистрации новых автомобилей, каждый пятый легковой автомобиль оснащен такими системами. При этом в 2013 году системы помощи были установлены только в каждом десятом новом автомобиле. Если бы все автомобили были оснащены системой автоматического экстренного торможения, можно было бы предотвратить до 72% ДТП, в которых пострадали люди, связанных с наездом на автомобиль сзади. Было также выявлено, что система поддержки движения по выбранной полосе может предотвратить до 28% ДТП, в которых по вине водителей, случайно съехавших со своей полосы, пострадали люди.

Технические требования для большинства современных автомобилей

Повышение безопасности, обеспечиваемое системами помощи водителю, является одной из причин их растущей популярности. В частности, автоматическая система экстренного торможения оценивается в рейтингах европейской программы оценки безопасности новых автомобилей Euro NCAP. С 2016 года новые транспортные средства должны оснащаться системой предотвращения столкновения с пешеходом, если автопроизводитель стремится получить высшую оценку в 5 звезд. В связи с изменениями в нормативах испытаний и благодаря постоянному снижению стоимости, все больше современных легковых автомобилей оборудуются датчиками, которые отслеживают параметры окружающего пространства.

Один датчик содействует работе нескольких систем помощи водителю

В основе технологии лежит использование датчика радарной системы - MRR - радара среднего диапазона. Например, такой радар используется в моделях VW Polo и Golf, что свидетельствует о его доступности даже для сегмента небольших и компактных автомобилей. Один датчик может поддерживать работу нескольких систем помощи водителю. Помимо системы экстренного торможения, датчик MRR работает для адаптивного круиз-контроля (ACC). ACC автоматически поддерживает выбранную водителем скорость и запрограммированное безопасное расстояние до идущего впереди автомобиля. В комбинации с системой предупреждения столкновений, АСС может снизить количество экстренных торможений на автомагистралях до 67%. В 2014 году 8% новых автомобилей оснащались АСС, что в два раза больше по сравнению с данными Bosch годом ранее.

Каждый четвертый новый легковой автомобиль умеет определять, когда водитель устал

Количество новых автомобилей, оснащённых системой распознавания дорожных знаков, а также системой распознавания сонливости водителя растет – оба показателя выросли на 2% по сравнению с 2013 годом. Так, шесть процентов всех автомобилей, зарегистрированных в 2014 году, могут распознавать определенные дорожные знаки на дороге с помощью видеокамеры. Далее информация отображается в виде символов на приборной панели, что помогает водителям разобраться в сложностях навигации по дорожным знакам. В 2014 году система, которая определяет степень усталости водителя, была установлена в каждом четвертом новом автомобиле. С помощью датчика угла поворота рулевого колеса и электрического усилителя руля система проводит анализ поведения водителя для выявления первых признаков сонливости. Система сразу же регистрирует резкие маневры руля и, учитывая дополнительные параметры, такие как длительность поездки и время дня, определяет степень сонливости. Прежде чем водитель успевает заснуть, предупреждает его, чтобы он остановился для отдыха.

Системы помощи при парковке являются наиболее распространенными в новых автомобилях

Система управления фарами автоматически включает фары дальнего света при движении за пределами населенных пунктов, пока впереди или по встречной полосе не обнаружится какое-нибудь транспортное средство. Также она постоянно управляет работой передних фар. Системы, которые регулируют только ближний свет, не были включены в последнее исследование, в результате чего количество автомобилей со встроенными системами управления фарами уменьшилось. В 2014 году система была представлена только в 13% новых зарегистрированных автомобилей.

Также в исследования впервые была включена система помощи при парковке. Она задействует ультразвуковые датчики, подающие звуковые сигналы, которые сообщают водителю о расстоянии между транспортным средством и препятствиями при парковке, а также камеры заднего обзора и парковочные помощники. Эти помощники контролируют рулевое управление при парковке, в то время как водитель отвечает только за ускорение и торможение. Так, например, в 2014 году более половины новых зарегистрированных автомобилей (52%) были оснащены системами помощи при парковке, что свидетельствует о наибольшей популярности этих систем в новых автомобилях.

(Исследование Bosch, основанное на статистических данных компании Polk и Немецкого федерального представительства автотранспорта за 2014 год для новых зарегистрированных автомобилей).

(Исследование Bosch, основанное на статистических данных компании Polk и Немецкого федерального представительства автотранспорта за 2014 год для новых зарегистрированных автомобилей).