Реферат Системы безопасности автомобиля
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Обзор систем безопасности
ADK (Abstandsdistanzkontrolle)
ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung)
Brake assistant
EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung)
EDS (Elektronische Differentialsperre)
ESP (Elektronisches Stabilitats Programm)
SRS
Airbag
ABS
Как работает ABS?
SBC
EHB
Недостатки систем активной безопасности
Обзор систем безопасности
Согласно исследованиям дорожно-транспортных происшествий, которые проводила компания DaimlerChrysler несколько лет назад, с момента появления в стандартной комплектации автомобилей Mercedes системы ESP количество аварий с их участием сократилось на 25 %. А специалисты компании Toyota, изучив более миллиона автомобильных аварий, пришли к выводу, что применение системы ESP помогает сократить число происшествий вдвое.
За время своего существования системы ESP сумели спасти не только жизни тысяч людей, но и будущее некоторых новых моделей. Вспомните, например, как в 1997 году в европейской прессе разгорелся скандал вокруг Mercedes А-класса, который в ходе первых журналистских испытаний не прошел «лосиный тест» и опрокинулся. Тогда специалисты оперативно решили проблему, оснастив все комплектации этой модели системой ESP и низкопрофильными шинами (попутно, конечно, доработав и подвеску).
Но владельцам автомобилей, оснащенных системами активной безопасности, все же следует иметь в виду, что эти системы более предназначены для того, чтобы контролировать положение и не допускать аварийной ситуации, чем экстренно тормозить в последние доли секунды.ABS (Anti-Blockier-System)
ADK (Abstandsdistanzkontrolle)
ADK – система контроля дистанции при парковке, которая посредством ультразвуковых сенсоров определяет расстояние до ближайшего препятствия. Система включает в себя ультразвуковые преобразователи и блок управления. О величине расстояния до препятствия водителя информирует акустический сигнал, характер звучания которого изменяется при сокращении расстояния до препятствия. Чем меньше расстояние, тем короче пауза между отдельными сигналами. Когда до препятствия остается
- для угловых сенсоров переднего бампера
- для фронтальных сенсоров переднего бампера
- для угловых сенсоров заднего бампера
- для фронтальных сенсоров заднего бампера
Примечание. Помимо обозначения ADK (Abstandsdistanzkontrolle) для обозначения данной системы могут использоваться аббревиатуры PDC (Parking distance control) и Parktronik.
ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) – противобуксовочная система (ПБС)
ПБС – система, которая контролирует уровень проскальзывания ведущих колес автомобиля, не допуская их пробуксовки в процессе разгона. Когда излишний крутящий момент приводит к проскальзыванию одного или обоих ведущих колес, ПБС воздействует на системы управления силовым агрегатом, снижая частоту вращения двигателя и повышая силу тяги на ведущих колесах автомобиля.
Принцип действия системы
Получая от датчиков АБС информацию о частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, блок управления ПБС сравнивает полученные сигналы и в случае, если возникает разница в частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, начинает воздействовать на силовой агрегат, снижая его мощность. На первом этапе ПБС делает более поздним момент зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Если эта мера не дает должного эффекта, ПБС начинает воздействовать на систему подачи топлива. В зависимости от типа связи между педалью акселератора и устройствами подачи топлива (механическая или электронная) данное воздействие выражается либо в отключении одной из топливных форсунок, либо в изменении угла открытия дроссельной заслонки. В результате крутящий момент на ведущих колесах снижается до оптимальной величины, и автомобиль трогается с места либо ускоряется без пробуксовки.
Brake assistant – система динамического контроля за торможением
Основное предназначение данной системы - постоянный контроль скорости приведения в движение педали тормоза. В случае необходимости резкого торможения Brake assistant автоматически создает максимальное давление в тормозном приводе вплоть до срабатывания АBS. При резком нажатии на педаль тормоза, система динамического контроля за торможением за доли секунды устанавливает максимальное давление в тормозном приводе, сокращая, тем самым, тормозной путь автомобиля
EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung) – электронный распределитель тормозных сил (РТС).
Основное назначение данного узла - распределение тормозных сил в момент начала торможения автомобиля, когда, согласно законам физики, под действием сил инерции происходит частичное перераспределение нагрузки между колесами передней и задней оси.
Принцип действия
Основная нагрузка при торможении с движения передним ходом ложится на колеса передней оси, на которых может быть реализован больший тормозной момент, в то время как колеса задней оси, напротив, разгружаются, и, при приложении к ним большого тормозного момента, могут заблокироваться. Во избежание этого РТС, обработав данные, получаемые от датчиков АБС и датчика, определяющего положение педали тормоза, воздействует на тормозную систему и перераспределяет тормозные силы на колесах пропорционально действующим на них нагрузкам. РТС вступает в действие до начала работы АБС или при несрабатывании АБС из-за ее неисправности
EDS (Elektronische Differentialsperre) – электронная блокировка дифференциала (ЭБД)
ЭБД представляет собой логичное дополнение к функциям антиблокировочной системы (АБС), благодаря которому повышается потенциал безопасности автомобиля, улучшаются его тяговые характеристики при движении в неблагоприятных дорожных условиях, а также облегчаются процессы трогания с места, интенсивного разгона, движения на подъем и эксплуатации автомобиля в сложных погодных условиях.
Принцип действия системы
При прохождении поворотов колеса автомобиля, установленные на одной оси проходят пути разной длины, из-за чего их угловые скорости тоже должны быть разными. Это несовпадение скоростей компенсируется за счет работы дифференциального механизма, устанавливаемого между ведущими колесами. Но у применения дифференциала в качестве связующего звена между правым и левым колесами ведущей оси автомобиля есть и отрицательные стороны.
Особенностью конструкции дифференциала является то, что он (при равенстве правой и левой шестерен) независимо от условий движения осуществляет равное распределение крутящего момента между колесами ведущей оси. При прямолинейном движении на покрытии с равными коэффициентами сцепления это не сказывается на поведении автомобиля. Когда же ведущие колеса автомобиля попадают на участок с различными коэффициентами сцепления, колесо, движущееся по участку дороги с меньшим коэффициентом сцепления, начинает пробуксовывать. В силу условия равенства крутящих моментов, обеспечиваемого дифференциалом, буксующее колесо ограничивает тягу противоположного колеса. Блокировка дифференциала при несовпадении условий сцепления левых и правых колес устраняет эту равнораспределенность.
Получая сигналы от датчиков частоты вращения, имеющихся в составе АБС, ЭБД определяет угловые скорости ведущих колес и непрерывно сопоставляет их между собой. При несовпадении угловых скоростей, возникающем, например, при буксовании одного из колес, оно подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим. В результате такого регулирования возникает реактивный момент, который, в случае необходимости, создает эффект механически заблокированного дифференциала, а колесо, имеющее лучшие условия сцепления с дорожным покрытием, получает возможность передавать большее тяговое усилие. При разности частот вращения около 110 об/мин система автоматически включается в работу и без ограничений действует на скоростях до
ESP (Elektronisches Stabilitats Programm) – противозаносная система (ПЗС)
ПЗС – система, основным предназначением которой является помощь водителю в сложных дорожных ситуациях. В случае возникновения экстремальной ситуации она компенсирует неадекватно резкую реакцию водителя и способствует сохранению устойчивости автомобиля. Работа данной системы заключается в осуществлении тягово-динамического регулирования работы систем управления автомобилем. ПЗС распознает опасность заноса и целенаправленно компенсирует нарушение курсовой устойчивости автомобиля. Для обозначения аналогичных систем также используются следующие сокращения: ASMS (Automatisches Stabilitats Management System), DSC (Dynamic Stability Control), FDR (Fahrdynamik-Regelung), VSA (Vehicle Stability Assist), VSC (Vehicle Stability Control). Принцип действия системы ПЗС реагирует на критические ситуации в том случае, если известны ответы на два вопроса: - куда намерен ехать водитель? - куда на самом деле едет автомобиль? Ответ на первый вопрос система получает от датчиков, определяющих угол поворота рулевого колеса и угловые скорости колес автомобиля. Ответ на второй вопрос можно получить, измерив угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси и величину его поперечного ускорения. Если по поступающей от датчиков информации получаются разные ответы на упомянутые выше вопросы, то существует вероятность возникновения критической ситуации, при которой необходимо вмешательство ПЗС. Критическая ситуация может проявляться в двух вариантах поведения автомобиля: Недостаточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае ПЗС дозированно подтормаживает заднее колесо на внутренней стороне поворота, а также воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате добавления к сумме сил тормозной силы, приложенной к упомянутому выше колесу, вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается в сторону поворота и возвращает машину на заданную траекторию движения, предотвращая выезд за пределы проезжей части и обеспечивая тем самым вписываемость в поворот. Избыточная поворачиваемость автомобиля. В этом случае ПЗС дозированно подтормаживает переднее колесо на внешней стороне поворота и воздействует на системы управления работой двигателя и АКП (если автомобиль оборудован автоматической трансмиссией). В результате вектор результирующей силы, действующей на автомобиль, поворачивается наружу поворота, предотвращая тем самым занос автомобиля и следующее за ним неуправляемое вращение вокруг вертикальной оси.
Еще одной распространенной ситуацией, в которой требуется вмешательство ПЗС, является объезд неожиданно возникшего на дороге препятствия. В случае, если автомобиль не оборудован ПЗС, события в данном случае часто развиваются по следующему сценарию: Перед автомобилем неожиданно возникает препятствие. Чтобы избежать столкновения с ним, водитель резко поворачивает влево, а затем, чтобы возвратиться на ранее занимаемую полосу, – вправо. В результате подобных манипуляций автомобиль резко поворачивается и возникает занос задних колес, переходящий в неуправляемое вращение автомобиля вокруг вертикальной оси.
Развитие ситуации в случае с автомобилем, оборудованным ПЗС, выглядит несколько иначе.
Водитель пытается объехать препятствие, как и в первом случае. По сигналам датчиков ПЗС распознает возникший неустойчивый режим движения автомобиля. Система производит необходимые вычисления и, в качестве контрмеры, подтормаживает левое заднее колесо, способствуя тем самым повороту автомобиля. При этом сила бокового увода передних колес сохраняется. Пока машина движется по дуге влево, водитель начинает поворачивать рулевое колесо вправо. Чтобы способствовать повороту автомобиля вправо, ПЗС подтормаживает правое переднее колесо. Задние колеса при этом вращаются свободно, благодаря чему оптимизируется действующая на них боковая сила увода.
Предпринятая водителем смена полосы движения может вызвать резкий поворот автомобиля вокруг вертикальной оси. Чтобы предотвратить занос задних колес, подтормаживается левое переднее колесо. В особо критических ситуациях это торможение должно быть очень интенсивным, чтобы ограничить нарастание боковой силы увода, действующей на передние колеса.
Как работает система SRS
Пассивная безопасность автомобиля - это целый комплекс решений в его конструкции для снижения тяжести последствий для человека при аварии
Одна из систем пассивной безопасности - т.н. air bag или автомобильная подушка безопасности. В связи с тем, что эта система начинает работать после свершения аварии, у нее остается очень мало времени на анализ ситуации и на реакцию для спасения людей. Система SRS довольно дорогостоящая и, в общем-то, ошибаться не должна, спасая жизнь человека в действительно критических условиях. Причем компьютером системы учитывается то обстоятельство, что водитель и пассажир обязательно пристегнуты ремнями безопасности. Именно они, а не подушки, в основном, призваны спасти человека. Сила давления тела человека на ремни безопасности на пороге срабатывания датчика ускорений составляет порядка 300-
Условия срабатывания подушек безопасности, в основном, следующие:
- должно быть включено зажигание в положение «ON»,
- скорость автомобиля должна быть не ниже
- должен быть сильный фронтальный удар (когда идет речь о подушках для водителя и
пассажира), вектор силы удара должен быть примерно в секторе плюс/минус 30 градусов от
продольной оси автомобиля,
- должны сработать 2 датчика ускорений.
- автомобиль должен двигаться вперед.
Параметры системы безопасности в части, касательно передних подушек, примерно следующие:
- на легковых автомобилях передний датчик срабатывает при ускорении 4G, встроенный датчик в компьютере при ускорении 2G,
- на внедорожниках передний датчик срабатывает при ускорении 6G, встроенный датчик – при ускорении 3G,
- объем водительской подушки-50-60л,
- объем пассажирской подушки-80-90л,
- наполнение происходит азотом,
- начало раскрытия происходит через 20 мс (0.02 секунды),
- полное наполнение происходит через 35 мс (0,035 сек),
- наклон человека по инерции - через 40-55 мс,
- по прошествии 105 мс подушка начинает опадать,
- полностью сдувается через 4-9 сек после происшествия,
- скорость раскрытия оболочки составляет 270-
безопасности человек способен получить сильную травму!!1
Конструктивно системы SRS различных автомобилей отличаются количеством датчиков и их возможностями, программами, заложенными в компьютер ЗРЗ, но основные параметры соответствуют приведенным выше.
Материал предоставлен компанией Рольф 25.08.2004
СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ – система предупреждения столкновений.
На прототипе седана Volvo было преодолено в общей сложности более
«Наша новая технология создана, чтобы помочь водителю избежать наезда на пешехода на скорости ниже
Использование СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ уже обязательное условие
Все без исключения ведущие разработчики СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ стремятся к одному - они создают автомобиль, на котором риск попасть в ДТП сводится к минимуму, а травматизм практически исключен.
Согласно данным, собранным в странах Евросоюза, пассажиры и пешеходы чаще водителей страдают в результате ДТП, а скорость выше
Вне зависимости от названия СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ и производителя, принцип действия у них един. Это постоянный контроль за состоянием на дороге, и в случае чего - информирование водителя о нестандартной ситуации.
Именно на этом принципе основана разработка Volvo под названием Collision Warning with Full Auto Brake and Pedestrian Detection. Ее суть заключается в заблаговременном обнаружении человека или препятствия на проезжей части и последующем торможении, если водитель по какой-либо причине не предпринимает никаких действий. В аналогичном направлении действуют конструкторы и других производителей. Так обеспечивается безопасность самых незащищенных участников движения.
Преимущества автомобильных систем безопасности
Помимо предупреждающих систем обнаружения пешеходов, многие современные автомобили, как правило, относящиеся к премиум-классу, стали оснащаться активными системами безопасности. Это особенно актуально для нашей страны, где 37,5% общего количества дорожно-транспортных происшествий – столкновения. Из них 6,5% ДТП – наезды на препятствия, 3,2% – столкновения со стоящими транспортными средствами. Если из этих цифр вычесть долю нарушений, приходящихся на выезд на встречную полосу движения и несоблюдение требований сигналов светофоров, то теоретически оставшиеся ДТП можно было бы предотвратить, будь на автомобилях установлены системы предупреждения столкновений. Ведь человек – существо далекое от совершенства. Он может устать, его можно отвлечь, в конце концов, ему может стать нехорошо за рулем. Поэтому объединение технических возможностей из арсенала автопроизводителей и реакции человеческого организма легло в основу принципа действия системы предупреждения столкновений, которой стали оснащаться некоторые серийные автомобили последнего поколения.
Помощь водителю может проявляться в своевременном информировании не только о появлении на дороге людей, но и о приближении к краю дороги или разделительной полосе, об опасной близости другого автомобиля с любой из четырех сторон. СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ отслеживает также поведение водителя.
К подобным системам безопасности можно отнести разработку Bosch - предупреждающую систему аварийного торможения (PEBS – Predictive Emergency Braking System). Это хороший пример того, как датчики контроля пространства связаны с привычной системой стабилизации – ESP. Благодаря применению PEBS существенно снижается риск столкновения. Когда автомобиль приближается на опасное расстояние к другой машине, водитель слышит звуковой сигнал, и начинается автоматическое снижение скорости короткими резкими рывками. Если реакции от водителя нет, то включается ESP, и скорость сбрасывается наполовину. Если же от датчиков поступает сигнал о неизбежности аварии, то инициируется максимальное торможение.
По данным исследований, будь все автомобили оснащены подобной системой аварийного торможения, можно было бы избежать трех из четырех аварий с ударом в заднюю часть корпуса, а в случае неизбежного столкновения - снизить скорость в момент удара до 75%. Первой компанией, где применили систему аварийного торможения PEBS, стала Audi - здесь разработку Bosch установили на седаны A8.
Схожим образом действует система предотвращения столкновений City Safety – это изобретение Volvo. Система предотвращения столкновений работает на скоростях до
Не менее важен контроль над автомобилем во время движения на высокой скорости по трассе. От монотонности водитель часто начинает «клевать носом», и здесь больше других повезло владельцам Mercedes-Benz CL и S-Class последнего поколения. Они могут не бояться съехать со своей полосы во время движения - при переезде прерывистой разметки без включенного сигнала поворота, водитель будет предупрежден вибрацией на рулевом колесе, а в случае незапланированного пересечения сплошной разметки автоматически начнется подтормаживание колес на противоположной стороне.
Еще одной крайне важной разработкой Mercedes-Benz является система информирования водителя о наличии автомобиля, находящегося в так называемой мертвой зоне. В случае опасности он увидит красный световой сигнал на одном из боковых зеркал.
И дополняет ряд новых разработок Mercedes-Benz система автоматического распознавания и предупреждения о дорожных знаках.
Системы безопасности для сложных условий
Путешествующие на автомобиле знают, что ночью все кошки серы. Совершающие длительные поездки на несколько сотен, а то и тысяч километров должны быть готовы к тому, что в темноте им придется быть намного внимательнее, чем днем. В это время суток все объекты сливаются, и внимание уставшего водителя может притупиться. Поэтому необходимо, насколько удастся, помочь человеку, благо технические возможности для этого есть.
Например, в автомобилях марки Mercedes-Benz последнего поколения стали применять систему ночного видения Night View Assist Plus, рассчитанную на применение в условиях плохой видимости. Не обязательно в темное время суток - инфракрасная камера действует и в туман, и в ливень, и в снегопад. Как только в «поле зрения» радара оказывается человек, животное или любой другой объект, его контуры тут же выводятся на информационный дисплей автомобиля.
В новых автомобилях марки Volvo также соединены функции автоматического торможения и обнаружения пешеходов. Радар, установленный в районе решетки радиатора, необходим для сканирования пространства впереди машины, а постоянно работающая камера служит для идентификации человека. Собранные данные обрабатываются в автомобильном компьютере и, если расстояние до объекта станет опасным, водитель будет оповещен звуком и красным светом, напоминающим стоп-сигнал впереди идущего транспорта. Такое предупреждение должно вызвать интуитивное желание нажать на педаль тормоза. Как раз подобная СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ под названием Collision Warning with Full Auto Brake and Pedestrian Detection и испытывалась в Дании.
Впрочем, дело не заканчивается наработками Volvo, Mercedes-Benz и Bosch. Это просто удачные примеры применения подобных СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ. Со временем их станет еще больше, к делу подключатся другие участники рынка, часть разработок будет куплена по лицензии. Все идет к тому, что скоро можно будет существенно сократить число ДТП и несчастных случаев на человеческом уровне. Тем более что постепенно подобные системы дешевеют, и из сегмента премиум перекочевывают в автомобили среднего, а затем и начального уровня. Определенно, что в странах Европы благодаря таким СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ неизбежно сократится количество происшествий.
Современные системы автомобиля
Осторожно — ABS!
Умение правильно тормозить — это именно то качество, которое характеризует грамотного водителя.
АБС – система, основной задачей которой является предотвращение блокировки затормаживаемых колес автомобиля, сохранение его курсовой устойчивости и управляемости. Сегодня необходимость ее применения на современных легковых автомобилях признана подавляющим большинством автопроизводителей. Наличие АБС на автомобиле избавляет его водителя от необходимости постоянно контролировать тормозное усилие на педали во избежание блокировки, а следовательно и снижения эффективности торможения колес автомобиля. Эту задачу берет на себя электронный блок АБС, который анализирует сигналы, поступающие от датчиков скорости вращения колес, и через гидромодулятор воздействует на рабочие тормозные механизмы автомобиля
При экстренном торможении (особенно на скользкой5 дороге) колеса быстро блокируются и автомобиль становится неуправляемым. Крутить руль в этом случае совершенно бесполезно. Поэтому опытный водитель применяет прерывистое или импульсное торможение — нажимает отпускает тормозную педаль, давая колесам провернуться, что позволяет изменить траекторию движения и в результате вырулить в нужную сторону, объезжая, например, неожиданно возникшее препятствие или удерживая автомобиль на своей полосе.
Нащупать величину тормозного усилия, одновременно обеспечивающую и торможение с максимальной эффективностью, и сохранение управляемости, не всегда под силу даже опытному водителю. А на скользком, да еще и неравномерном покрытии, когда сцепление с дорогой резко меняется (для каждого колеса в отдельности), это особенно трудно сделать. Вот и приходится водителю колдовать с тормозной педалью и подруливать в короткий миг отпускания тормоза, чтобы машину не развернуло или не вынесло на встречную полосу (ведь всем известно, что столкновения со встречными автомобилями приводят к самым тяжелым последствиям, так как скорости движения в этом случае суммируются). При этом в момент кратковременного блокирования колес происходит резкое снижение управляемости, а в момент разблокирования — резкий толчок, что также может негативно отразиться на движении машины.
Для сохранения плавности управления многие применяют торможение двигателем переключаясь на низшие передачи (на механической коробке это надо делать с перегазовкой, чтобы не заблокировать ведущие колеса). Одним словом, для сохранения контроля над автомобилем полагается выполнить целый комплекс действий, правильная последовательность которых требует определенных навыков.
Но многим ли из нас хватит самообладания, чтобы хоть на миг ослабить нажим на педаль тормоза в экстренной ситуации, когда машина с визгом летит, быть может в свой последний путь?
Однако то, что сложно для человека, под силу бесстрастным механизмам — и вот уже много лет на автомобилях устанавливают антиблокировочные системы торможения (АБС). Которые освобождают водителя от необходимости производить все вышеописанные действия. Такие системы оснащены устройствами управления с обратной связью предотвращающими блокировку колес во время торможения даже при сильном нажатии на педаль тормоза.
История создания ABS
Антиблокирочные системы торможения впервые были применены в авиации, где проблема торможения стала особенно актуальной для истребителей палубного базирования. А уже в 1966-1971 годах появились первые английские автомобили JENSEN INTERCEPTOR FF с АБС позаимствованной у авиаторов (Dunlop Maxaret Anti-Lock Bracking System, или сокращенно — ABS).
Вначале они были довольно дорогими и не слишком надежными, но время шло, системы совершенствовались, и сегодня ABS по предписанию комиссии ООН по дорожному движению уже должна входить в обязательное оборудование любого современного автомобиля.
В 1978 году фирма Bosh запатентовала антиблокировочную систему под управлением электроники, и с тех пор на многих автомобилях применяются разработки именно этой компании. С годами ABS стала основой для создания других систем активной безопасности. Спустя девять лет в компании Bosh была разработана система регулирования тягового усилия на колесах ASR - Antrieb Schlupf Regelung (позже она получила название TCS – Traction Control System, а по-русски ее еще иногда называют антипробуксовочной или противопробуксовочной системой — ПБС).
ПБС — это система, которая контролирует уровень проскальзывания ведущих колес автомобиля, не допуская их пробуксовки в процессе разгона. Когда излишний крутящий момент приводит к проскальзыванию одного или обоих ведущих колес, ПБС воздействует на системы управления двигателем, снижая частоту вращения вала и повышая силу тяги на ведущих колесах автомобиля.
Информацию о частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля блок управления ASR\TCS получает от ABS. В зависимости от типа связи между педалью акселератора и устройствами подачи топлива (механическая или электронная), система либо уменьшает подачу топлива, либо изменяет степень открытия дроссельной заслонки. В результате крутящий момент на ведущих колесах снижается до оптимальной величины, и автомобиль трогается с места или ускоряется без пробуксовки.
А еще через несколько лет после ASR появилась система электронной стабилизации движения ESP — Electronic Stability Programe (по-русски ее иногда называют противозаносной системой — ПЗС) Компания Bosh поставляет системы ESP на автомобильные конвейеры с 1995 года. Основным предназначением системы ПЗС является помощь водителю в сложных дорожных ситуациях. В случае возникновения экстремальной ситуации она компенсирует неадекватно резкую реакцию водителя и способствует сохранению устойчивости автомобиля. Работа данной системы заключается в осуществлении тягово-динамического регулирования работы систем управления автомобилем. ПЗС распознает опасность заноса и целенаправленно компенсирует нарушение курсовой устойчивости автомобиля.
Автомобили, которые оснащаются подобными системами, дорожают на 300-900 долларов, но покупателей это не пугает: это плата за личную безопасность.
Созданием и производством более сложных систем стабилизации движения типа Е5Р или ее «двойников» (DSC, VSC, VDS, DSTC и т. д.) сегодня занимаются многие компании — разработчики автомобильного оборудования: помимо Robert Bosh GmbH, это и TRW Automotive, и Continental Automotive Systems, и др. Все они функционально похожи, но
называются по-разному в зависимости от конструктивных отличий, алгоритма работы а также марки и модели автомобиля: у BMW — это DSC (Dynamic Stability Control — системой динамической стабилизации), у Toyota и Lexus — VSC (Vehicle Stability Control — контроль устойчивости автомобиля), у Subaru — VDS (Vehicle Dynamics Control — система динамического контроля управляемости), у VOLVO — DSTC (Dynamic Stability and Traction Control— система динамической стабилизации и контроля тяги) и т. д.
Конечно, новые современные системы более функциональны, чем ABS. Например система ESP (созданная, по существу, на базе ABS и TCS) управляется более совершенной компьютерной программой, а в тормозной системе появился электрогидравлический модуль, способный индивидуально активизировать тормозные механизмы любого из колес. В качестве датчиков обратной связи (помимо применяемых в системах ABS и TCS) появилось несколько новых сенсоров — бокового ускорения, вращения вокруг вертикальной оси и поворота рулевого колеса.
Новейшие системы стабилизации включаются в процесс управления автомобилем при любой потере курсовой устойчивости, а выявить отклонение от маршрута электронному блоку управления позволяют вышеупомянутые датчики. Удерживание машины на нужной траектории обеспечивается и управлением тягой двигателя, и подтормаживанием одного или нескольких колес, которые позволяют довернуть автомобиль туда, куда повернут руль
Как работает ABS?
На автомобилях, оборудованных тормозной системой обычного типа, резкое выжимание педали тормоза приводит к блокировке колес. При этом нарушается сцепление протектора с дорожным покрытием, и автомобиль может пойти юзом, теряя управляемость. Система АВЗ предотвращает преждевременную блокировку колес, непрерывно управляя скоростью их вращения во время торможения за счет модуляций давления гидравлической жидкости в каждом из тормозных механизмов.
Кстати, выход ABS из строя по какой-то причине приводит к активации аварийного режима при котором обеспечивается нормальное функционирование обычной тормозной системы
Основными компонентами современной ABS являются: гидромодулятор, датчики скорости вращения колес и электронный блок управления. Датчики отслеживают скорость вращения колес (посылая на скорости
В первом случае автомобиль имел два колесных датчика и два клапана, установленных по диагонали относительно продольной оси (т. е. по одному для передних и задних колес) Это была самая дешевая, но и самая ограниченная по своим возможностям система — затормаживались/растормаживались одновременно оба колеса на каждой оси В трехканальной схеме были задействованы три датчика и три клапана — по одному на каждое из передних колес и один для колес задней оси. При этом затормаживание/растормаживание каждого колеса передней оси происходило уже независимо, а задние колеса по-прежнему тормозились одновременно.
Последняя система имеет отдельные датчики и клапаны для тормозных механизмов каждого из колес и, соответственно, подбирает для каждого из них наиболее оптимальный режим торможения. Позже, для коррекции тормозного усилия в системах ABS стали применять так называемые датчики перегрузок (G-датчики или акселерометры). G-датчик служит для выявления перегрузок, связанных с ускорением/замедлением автомобиля и выдает на блок управления ABS информацию в виде соответствующего сигнального напряжения. На автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач, модуль управления трансмиссией на основании сигналов от блока ABS может производить переключение на пониженные передачи, а на полноприводных автомобилях может перераспределяться момент между передними и задними осями (если, конечно, такое перераспределение также управляется электроникой). Современная ABS, как правило, уже способна учитывать неровности дорожного покрытия, углы поворота колес и изменение радиуса самого колеса, например при установке запаски. Кроме того, она может быть связана с другими системами активной безопасности.
Большинство испытаний, в которых сравнивались тормоза ABS с обычными тормозами. указывают на то, что ABS уменьшает тормозной путь, особенно на мокром дорожном покрытии. Подобные результаты справедливы даже по отношению к примитивным двухканальным ABS. Испытания, проведенные на тяжелых грузовых автомобилях и автопоездах, показали, что применение ABS практически полностью предотвращает эффект «складывания» автопоезда (эффект «складного ножа»). Легковые автомобили с четырехканальными ABS показали еще более значительное сокращение тормозного пути почти на всех покрытиях (особенно неравномерных). Опыты с экстренным торможением на скорости
После перехода к четырехканальным ABS удалось получить при сохранении устойчивости на скорости свыше
Будущее систем стабилизации движения
Покупая новейшие модели автомобилей, вы можете встретиться с новой терминологией в области систем стабилизации движения и курсовой устойчивости. На базе ESP сегодня создали новые системы, еще более «интеллектуальные» и многофункциональные. С 2001 года некоторые модели оснащаются системами SBC (Sensotronic Brake Control), а с будущего года на конвейере появится EHB (Electro Hydraulic Brake).
SBC — это новое поколение тормозных систем с электрогидравлическим приводом. В конструкцию этой системы входит электронная (сенсорная) педаль тормоза, которая, по сути, не передает усилие ноги, нажимающей на педаль, тормозной системе (как раньше), а включает управление электрогидронасосом тормозной системы. При необходимости работу последнего корректирует «электронный мозг», и даже если вы по какой-то причине ослабили силу нажатия (например, в критической ситуации после «удара по тормозам» в панике снимаете ногу с педали), то такое устройство распознает растерянность водителя, и автоматика самостоятельно и с максимальной эффективностью затормозит автомобиль до полной остановки. Однако тормоза с электронной педалью срабатывают значительно быстрее, чем традиционные механизмы.
EHB — это следующее поколение электронно-гидравлических систем торможения позволяющее реализовывать функции ABS, ESP и других систем активной безопасности уже внутри самих тормозов, а не «навешивать» их в виде дополнительных программ Электроникой будут корректироваться и углы поворота колес, что позволит обеспечивать еще больший стабилизирующий эффект.
Многие современные системы комплектуются целым рядом дополнительных функций.
Во-первых, это упреждающее наполнение гидросистемы, которое позволит самостоятельно подводить колодки к тормозным дискам для уменьшения времени срабатывания тормозов, если их придется активизировать в ближайшее время («электронный мозг» будет делать вывод о возможности аварийной опасной ситуации самостоятельно).
Во-вторых, система будет регулировать давление в тормозном контуре для обеспечения плавной остановки. Это будет достигаться за счет уменьшения давления тормозной жидкости в гидравлических контурах по мере замедления автомобиля, или при помощи специального датчика будут отслеживаться перегрузки при торможении для поддержания «комфортного» уровня замедления, независимо от силы нажатия на педаль тормоза.
В-третьих, может быть реализован режим «самоочистки» тормозных дисков, если они мокнут во время дождя или снегопада. К мокрым дискам через определенные интервалы времени будут подводиться колодки (до легкого, незаметного при движении контакта) которые будут снимать слой воды и прогревать диски до оптимального состоянии.
В-четвертых, тормозные системы могут оснащаться так называемыми «горными тормозами», которые будут исключать скатывание автомобиля назад при остановках или возобновлении движения на подъеме. Тормозная система в этом случае будет автоматически поддерживать давление в контурах до момента нажатия на педаль газа Подобная система может обеспечить и автоматическое удержание автомобиля на парковке без необходимости пользования механическим «ручником». А такой электронный «ручник» не требует отдельного привода тормозных механизмов колес и не нуждается в отключении. Для его активизации можно будет нажать соответствующую кнопку, которая даст электрогидравлическому модулю распоряжение держать давление в контурах до поступления какой-либо другой команды.
И наконец, современные автомобили могут оснащаться различными системами адаптивного круиз-контроля, которые будут самостоятельно выбирать дистанцию до едущего впереди автомобиля в зависимости от режима движения и даже осуществлять экстренное торможение при необходимости. Подобная система, которая получает информацию от датчиков или телекамер, сможет самостоятельно останавливать машину в пробках и, напротив, возобновлять дальнейшее движение без участия водителя.
Кроме того, ведутся перспективные работы по повышению эффективности торможения в зависимости от типа шин и даже от степени износа резины. То есть тормозная система сможет менять характеристики, подстраиваясь не только под внешние условия, но и под состояние резины и самого автомобиля. Одним словом, перспективных направлений в развитии автомобильных систем довольно много, так что трудно даже предположить, что готовит нам ближайшее будущее.
Недостатки систем активной безопасности
Несмотря на то, что многие справедливо считают, что ABS способствует повышению эффективности торможения и уменьшает тормозной путь (во многих случаях это действительно так), не стоит забывать, что система разрабатывалась совсем не для этого
На самом деле, ABS не предназначена для сокращения тормозного пути автомобиля и способна лишь обеспечить сохранение управляемости в процессе торможения Более того, в ряде случаев (песок, гравий, снег, опавшие листья и вообще грязная дорога с неровным покрытием) тормозной путь автомобиля, оборудованного ABS, может даже несколько превышать привычный для моделей с обычной тормозной системой. На неровной дороге это происходит потому, что, отрываясь от поверхности земли при торможении, колесо мгновенно блокируется, «вводя в заблуждение» систему ABS. А на дорожных покрытиях, занесенных снегом, и гравийных покрытиях автомобили, снабженные системами ABS, имеют более длинный тормозной путь по сравнению с автомобилями без ABS из-за того, что блокирование колес в данном случае создает «эффект плуга»—намертво заблокированные колеса нагребут перед собой «валики» из грунта или снега сильно сокращая тормозной путь.
При торможении в гололед многие водители жалуются, что «под знакомый стрекот машину буквально несет вперед». Это тоже один из вариантов раннего срабатывания системы. Что делать в такой ситуации? Только направлять автомобиль в место с лучшим сцеплением или просто в безопасное место.
Забывая об этом, многие водители, уверовав во «всесильность» ABS, не снижают скорость в неблагоприятных для системы дорожных условиях и не соблюдают безопасную дистанцию до ближайшего транспортного средства, что приводит к печальным последствиям.
Негативные последствия для автомобилей с ABS усугубляются еще и тем, что, даже когда ABS действительно способствует уменьшению тормозного пути, прогнозировать его точное значение, в отличие от применения обычной тормозной системы, крайне сложно даже опытному водителю (то есть разброс в результатах торможения в одном и том же месте с применением ABS гораздо выше, чем при ее отключении).
ABS не предотвращает и срыв в боковой юз при резком изменении направления движения автомобиля. Например, машина может войти в занос при прохождении поворота на слишком высокой скорости или при рывке руля во время смены полосы движения при превышении безопасной скорости.
Не помогает ABS и при потере курсовой устойчивости автомобиля (для этого служат другие, более «продвинутые» системы). Так что в процессе экстренного торможения автомобиля с ABS следует также избегать резких рывков руля. Точно так же система не может обезопасить водителя в такой аварийной ситуации как, например, аквапланирование.
Таким образом, автомобили, оснащенные системами, предотвращающими блокировку тормозов, во многих случаях становятся не только не менее, но и более опасными для своих пассажиров, нежели автомобили без ABS. Так, например, в результате исследования известного американского Института дорожной безопасности (Insurance Institute for Highway Safety) выяснилось, что наличие на автомобиле ABS или других систем активной безопасности никоим образом не снижает частоту предъявления или суммы страховых исков по ущербу от различных ДТП. И в реальности так впечатляюще выглядевшие на тестовых испытаниях системы терпят фиаско в реальных дорожных условиях.
Исследователи полагают, что это происходит в основном оттого, что водители машин оснащенных ABS или другими системами активной безопасности, чувствуют себя увереннее и начинают вести машину слишком агрессивно. А в результате, попадая в экстренную ситуацию и даже имея возможность, выжимая педаль тормоза, вращать руль, они избегают одной аварии и тут же попадают в другую.
Что касается «новичков», пересевших на автомобили, оснащенные ABS, совсем недавно (это особенно актуально для России), то для них характерно либо сохранение старой привычки по нескольку раз нажимать на педаль тормоза (как учили раньше), что снижает эффективность работы ABS, либо недостаточно сильное нажатие на педаль тормоза (в этом случае система не активируется, а торможение из-за сниженного давления в такой системе менее эффективно, чем в обычной), либо вообще боязнь обратной связи (характерного треска ABS), когда они снимают ногу с педали и вообще прекращают тормозить.
Что касается опытных водителей, то применение ABS лишает их возможности использовать специальные приемы управления. По сути, при экстренном торможении с ABS остается только один прием — мощно и бескомпромиссно жать на педаль тормоза и одновременно пытаться «отрулить» от опасности. Вот только при таком «отруливании» следует помнить российские правила дорожного движения, предписывающие «принять возможные меры к снижению скорости вплоть до остановки транспортного средства». Не следует забывать, что для нормальной работы ABS на автомобиле должны быть установлены четыре шины одного размера и степени износа.
Еще одной причиной конфликта с ГИБДД при использовании систем ABS в России является сложность определения тормозного следа при ДТП. И хотя по пункту 4.1.16 ГОСТ Р 51709-2001 «АТС, оборудованные антиблокировочными тормозными системами... не должны оставлять следов юза на дорожном покрытии до момента отключения АБС при достижении скорости движения, соответствующей порогу отключения АБС (не более
