Классификация систем активной безопасности автомобиля

Классификация систем активной безопасности автомобиля

Системы безопасности являются центральным направлением развития современных автомобилей. Серьезный эволюционный этап в данном направлении начался с момента появления первых интеллектуальных устройств, которые предотвращали или снижали риски аварии. Сегодня подобные системы образуют целый пласт средств, которые носят название активной безопасности автомобиля. Это преимущественно электронные устройства, которые могут отслеживать определенные параметры состояния машины, своевременно подавая сигналы о возможных угрозах.

Понятие систем активной безопасности

You will be interested:How dangerous is the new coronavirus?

Для понимания того, что собой представляют такие системы, необходимо для начала рассмотреть принцип действия механизмов, которые являются их противоположностью. То есть речь пойдет о системах пассивной безопасности. Как уже было отмечено, это механические устройства, причем традиционно никак не связанные с электронными средствами управления. Они срабатывают в моменты, когда физически фиксируется внешнее воздействие. Что же касается активной безопасности автомобиля, это комплекс устройств, которые ориентируются на предотвращение ДТП, а также минимизацию рисков, приводящих к другим негативным последствиям. Это могут быть не только электронные приборы с датчиками, но и конструкционные части машины. Более того, на эффективность таких систем влияют и рабочие характеристики автомобиля, которые напрямую никак не связаны с задачами обеспечения безопасности.

Особенности активной безопасности

Главной особенностью данного рода систем можно назвать элемент интеллектуального принятия решений, из-за чего их и называют активными. Разумеется, речь идет об условной «интеллектуальности», поскольку самое сложное устройство этого комплекса все же работает по определенному алгоритму. Другое дело, что и сам пользователь, и управляющая программа могут менять отдельные параметры работы системы в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Важно рассмотреть, что такое с точки зрения управления активная безопасность автомобиля. Это во многом автономная система, которая включается в работу, в постоянном режиме обрабатывая исходные данные от датчиков. По их показаниям и принимаются те или иные решения. Причем действие системы может завершаться на этапе подачи тревожного сигнала водителю или же непосредственным влиянием на отдельные механические агрегаты и даже на характер движения машины.

Что такое активная безопасность

Долгое время единственным средством защиты водителя и пассажиров в автомобиле являлись только ремни безопасности. Однако по мере активного внедрения электроники и автоматики в конструкцию автомобилей, ситуация в корне изменилась. Теперь транспортные средства комплектуются самыми различными устройствами, которые можно разделить на две основных группы:

• активные (направленные на устранение риска возникновения аварийной ситуации);
• пассивные (отвечают за снижение тяжести последствий при ДТП).

Особенность активных систем безопасности заключаются в том, что они способны действовать в зависимости от ситуации и принимать решения, основываясь на анализе обстановки и конкретных условий, при которых происходит движение автомобиля.

Набор возможных функций активной безопасности зависит от производителя, комплектации и технических характеристик транспортного средства.

Требования к системам активной безопасности

Нормативный регламент с требованиями к активной безопасности напрямую относится к устройствам и конструкционным узлам. С последними взаимодействуют электронные регуляторы, отвечающие за комплекс функций, обеспечивающих безопасность. Среди основных требований к активной безопасности автомобиля такого типа можно выделить следующие:

• Все колеса должны контролироваться тормозной системой, команды на которую подаются от одного управляющего органа.
• К управляющему комплексу активной безопасности должна быть подключена резервная система торможения, также связанная с четырьмя колесами.
• Самопроизвольные движения рулевого колеса с поддержкой гидроусилителя от нейтрального положения при условии работающего мотора не допускаются.
• Рулевой механизм не должен иметь следов деформации и прочих конструкционных изменений.
• Уровень технической жидкости в бачке гидроусилителя рулевого управления всегда должен отвечать нормативным требованиям для конкретного механизма. Не допускаются утечки из резервуара и другие конструкционные нарушения.

Системы — “ассистенты” и активная безопасность транспортных средств

Еще один представитель класса автопилотов

Существует еще один класс систем, с которыми активная безопасность автомобиля связанна непосредственно, это так называемые “ассистенты” — помощники. Они относятся к вспомогательным системам, но все чаще входят в стандартную комплектацию автомобилей. Кратко представим некоторые из них:

• парктроник или система помощи при парковке;
• система кругового обзора (специальная система зеркал заднего вида или использование камер для исключения наличия “мертвых” зон)
• круиз-контроль (в современной интерпретации, адаптивный круиз — контроль, служит больше для безопасности, чем для комфорта);
• система аварийного подруливания (крайне неоднозначная система, еще находящаяся в стадии разработки, но уже внедренная на некоторые автомобили);
• система ночного видения (позволяет получать информацию с неосвещенных участков дороги);
• система распознавания дорожных знаков (носит предупредительный характер, для установки оптимального режима движения);
• система контроля усталости водителя (одна из самых востребованных систем контроля, последние разработки позволяют эффективно отслеживать признаки усталости и засыпания водителя);
• система помощи при спуске и подъеме (эта система позволяет новичкам более безопасно и комфортно путешествовать по горным дорогам или в местах с большими уклонами);
• система помощи при перестроении (контроль за слепыми зонами и предупреждение о столкновении);
• система помощи движения по полосе (осуществляет контроль за выбранной полосой движения);

Свойства активной безопасности автомобиля

Даже исправный и соответствующий требованиям комплекс активной безопасности не всегда может отвечать должному уровню контроля машины, если его организация и настройки были выполнены без учета эксплуатационных параметров. Чтобы исключить подобные отклонения, следует ориентироваться на рабочие свойства данной системы. В частности, под активной безопасностью понимают свойства автомобиля следующего порядка:

• Эффективная тормозная система. Указывает на способность машины надежно удерживаться на одном месте и быстро сокращать скоростной режим.
• Устойчивость и управляемость. Способность машины в условиях аварийного движения производить резкие маневры с целью выхода из критического положения.
• Обзорность. Свойство, которое позволяет водителю получать максимальный объем визуальной информации о ситуации на дороге с учетом конструкции конкретного автомобиля.
• Наружная информативность машины. Эффективность средств, которые отвечают за подачу сигналов и внешнее освещение.
• Шумоизоляция. Высокий уровень шума в салоне напрямую негативно сказывается на состоянии водителя, снижая его внимание и скорость реакций.

Пассивная безопасность автомобиля

Если аварии избежать никак не удастся, то еще есть возможность значительно снизить тяжесть ДТП. Именно за сохранение человеческой жизни и отвечают пассивные системы. Речь, как вы уже наверняка догадались, идет о подушках безопасности. Все верно, именно от них в большей степени зависит жизнь людей, находящихся в автомобиле. Но есть целый ряд других важных факторов. К примеру, жесткость кузова. Чем она выше, тем меньше деформации при ударе. Еще один важный момент — разная прочность частей кузова. К примеру, передняя и задняя части всегда более мягкие, что необходимо для гашения удара. Середина же, где находятся пассажиры и водитель, — максимально жесткая и прочная.

Все современные автопроизводители устанавливают двигатель и коробку передач на рычажной подвеске. Как показала практика, при лобовом столкновении уходящий в салон мотор и КПП очень часто приводят к летальному исходу. Поэтому в настоящее время при фронтальном ударе ДВС опускается и уходит под пол. Такое решение позволяет снизить уровень деформации места переднего пассажира и водителя.

Разновидности устройств обеспечения активной безопасности

По функциональному назначению и технико-аппаратному исполнению можно выделить несколько групп устройств или комплексных систем, которые образуют общую систему активной безопасности на базе конкретного автомобиля:

Читайте также: Дизельные двигатели грузовых автомобилей и тракторов. Запасные части, регулировки и ремонт.

• Системы управления двигателем.
• Механика тормозной системы.
• Средства контроля рулевого управления.
• Электронные устройства.

Наиболее перспективной считается последняя категория элементов активной безопасности автомобиля – ее представляют так называемые ассистенты водителя, которые помогают ему в сложных условиях вождения. Данная помощь носит не только характер информационного оповещения, но и непосредственно влияет на управление, подавая команды на механические узлы и агрегаты в той или иной части. Теперь же рассмотрим наиболее распространенные и технологичные системы данного типа.

Аварийное рулевое управление

Существует целое семейство систем, предназначенных для контроля продольной динамики движения транспортного средства. Наиболее эффективными считаются разработки, в которых сочетаются элементы торможения и аварийного рулевого управления. Такая комбинация обеспечивает возможность контроля и боковой динамики автомобиля. Активная и пассивная безопасность в данном случае формируют единый функциональный комплекс устройств, срабатывающих в моменты угрозы. Например, в условиях гололеда одного лишь экстренного торможения бывает не достаточно. Требуется и соответствующее направление кузова через рулевой контроль. Именно так срабатывает аварийное рулевое управление, одновременно подключая и тормозную систему, и поворотные механизмы. Слаженность взаимодействия достигается посредством сигналов, поступающих от телематического комплекса автомобиля и его датчиков.

Контроль усталости водителя

Согласно статистике, порядка 25 % аварий на дорогах происходит именно по причине усталости автовладельца. Достаточно 4 часов вождения без перерывов, чтобы реакции водителя утратили необходимую остроту. Специально для таких случаев была разработана концепция ассистента, который фиксирует отклонения в поведении водителя, сообщая о необходимости остановки. При этом используются разные принципы выявления признаков усталости – по взгляду водителя (через специальные сенсоры), по контролю движения машины и характеру манипуляций с органами управления. Опять же, при однозначной фиксации отклонений система может или дать соответствующее оповещение, или вмешаться в процесс управления через тормозную систему, руль и т. д.

Системы контроля движения

Обширная категория систем, в постоянном режиме участвующих в управлении автомобилем, корректируя или дополняя действия водителя. Что относится к активной безопасности автомобиля? В качестве основы можно выделить систему поддержки курсовой устойчивости (сохраняет заданную траекторию движения посредством динамической стабилизации), но к сегодняшнему дню этот комплекс значительно расширился и за счет узконаправленных дополнений:

• Помощник движения по полосе.
• Помощник при перестроении.
• Ассистенты при спуске и на подъеме.

Объединяются эти системы влиянием на одинаковые рабочие органы и средства контроля машины. Задействуются функции скоростного регулятора, рулевая колонка, системы торможения, контроль двигателя, оптическая инфраструктура и другие средства оповещения.

Системы-ассистенты

Выше описаны только основные системы, но активная безопасность автомобиля включает еще ряд вспомогательных, так называемых «ассистентов». Их количество тоже немалое, и к ним относятся такие системы как:

• Кругового обзора (камеры, установленные по периметру, позволяют контролировать «слепые» зоны);

• Круиз-контроля (позволяет авто удерживать заданную скорость, без участия водителя);
• Аварийного рулевого управления (позволяет в автоматическом режиме избежать автомобилю столкновения с препятствием);
• Помощи движению по полосе (обеспечивает движение авто исключительно по заданной полосе);
• Помощи при перестроении (контролирует слепые зоны и при изменении полосы движения сигнализирует о возможном препятствии);
• Ночного виденья (позволяет контролировать пространство вокруг авто в темное время суток);
• Распознавания дорожных знаков (распознает знаки и информирует водителя о них);
• Контроля усталости водителя (при обнаружении признаков усталости водителя сигнализирует о необходимости отдыха);
• Помощи при начале движения со спуска и в подъем (помогает начать движение, не используя тормоза или ручник).

Это основные ассистенты. Но конструкторы постоянно совершенствуют их и создают новые, повышая общее количество систем авто, обеспечивающих безопасность во время движения.

В современном автопроизводстве активная безопасность играет значительную роль для сохранения здоровья людей в автомобиле и вне его, а также исключает множество ситуаций, которые раньше привели бы к повреждению авто. Поэтому не стоит недооценивать их значимость и пренебрегать наличием таких помощников в комплектации.

В статье использованы материалы сайта Аutoleek.ru.

Парктроник

Система представляет группу устройств, отвечающих за помощь в управлении автомобилем при выполнении типовых маневров. В данном случае речь идет о парковочном ассистенте, некоторые элементы которого, впрочем, могут задействоваться и в других ситуациях. Итак, парктроник – это активная безопасность автомобиля, которая посредством датчиков и видеокамер позволяет аккуратно и без риска столкновения парковаться. В области бамперов устанавливаются чувствительные элементы (сенсоры), которые подают в салон световые или звуковые сигналы в случае опасного приближения. Видеокамеры – это своего рода опциональное дополнение, позволяющее водителю ориентироваться не только на сигналы, но и самому наблюдать за происходящим в зоне парковки через монитор, подключенный к задней или передней камере.

Подведем итоги

Безусловно, в настоящее время есть определенные проблемы безопасности автомобиля. В частности, речь идет о безопасности скорее информационной, нежели технической. Дело в том, что современные транспортные средства оснащаются Wi-Fi-интерфейсами. Нередко хакеры пользуются специальными программами для взлома и кражи персональных данных. Некоторые утилиты позволяют дистанционно управлять некоторыми функциями авто. К примеру, отпиранием и запиранием дверей, запуском мотора и т. п.

Но от водителя тут зависит не так много. Поэтому инженеры ведущих компаний стараются максимально защитить электронику транспортного средства. Конечно, выбирать автомобиль исходя из его уровня безопасности тоже нецелесообразно. Ведь совсем не факт, что вы за свою водительскую карьеру хотя бы раз попадете в ДТП. Хотя рейтинг безопасности автомобилей все же кое-что говорит о том, какой производитель уделяет больше внимания этому аспекту. Лидерами в отрасли являются такие и «БМВ». Но сейчас практически все транспортные средства, передвигающиеся по дорогам, соответствуют пусть даже минимальным требованиям безопасности автомобиля. Если наряду с этим соблюдать правила дорожного движения, то риск попадания в ДТП снижается в разы. Основная причина дорожно-транспортных происшествий — невнимательность, пренебрежение правилами дорожного движения и езда в нетрезвом состоянии.

Системы ночного видения

Плохая видимость на дороге – один из опаснейших врагов любого автомобилиста. Особенно в условиях ночного времени и плохой погоды повышаются риски столкновения с объектами, которые не были должным образом идентифицированы водителем. Для предотвращения подобных ошибок используются устройства с тепловым излучением. Через специальную камеру они воспринимают инфракрасный сигнал, проецируя его на экран пользователя в салоне. Бывают системы активной и пассивной безопасности автомобиля такого типа:

Системы активной безопасности

Нередко одно слишком сильное нажатие на педаль тормоза или неосторожный поворот руля может привести к печальным последствиям – от заноса до вылета на встречную полосу движения. Чтобы минимизировать риск возникновения подобных ситуаций инженеры ведущих автокорпораций оснащают машины полезными системами, которые оказывают реальную помощь водителю и делают управление авто необычайно комфортным и простым.

Что такое ASR?

Automatic Slip Regulation, или ASR, – это одна из систем активной безопасности автомобиля. Антипробуксовочная система направлена на недопущение блокировки колес в условиях, когда машина движется по бездорожью или по сложному покрытию – например, по льду. Кроме того, ASR дает возможность избежать пробуксовки при старте на скользкой дороге.

Принцип работы ASR:

— Датчик информирует об изменениях блока управления, который в свою очередь обрабатывает поступивший сигнал. — БУ сравнивает скорости вращения колес, а затем передает команду исполнительному механизму. — Механизм снижает скорость вращения того колеса, которое пробуксовывает, и согласовывает ее с показателями других колес.
Результат: блокирование дифференциала не осуществляется, как следствие, при движении авто по непрямой траектории колеса ведущей оси вращаются в обычном режиме, но при этом имеют разную скорость.

Как работает ASR?

Влияние на ведущие колеса осуществляется двумя способами:

Когда машина двигается со скоростью, предположим, 60 км/ч (у каждой марки – свой показатель), колесо, которое пробуксовывает, притормаживается тормозной системой. Благодаря чему это происходит? Насос для тормозной жидкости, который входит в состав ASR, создает необходимое давление, соленоиды приводят в действие клапаны, которые и осуществляют подачу жидкости на тормозные цилиндры. Если установленная предельная скорость превышена, то блок управления антипробуксовочной системы сигнализирует об этом двигателю, а тот в свою очередь снижает крутящий момент. Если автомобиль комплектуется автоматической трансмиссией, то активируется повышенная передача, что приводит к «ослаблению» тяговых характеристик машины.

Можно ли отключить ASR?

При необходимости Вы можете деактивировать систему. Как правило, эта опция полезна для новичков, которые хотят отработать навыки вождения на пустой дороге.

Кнопка ASR OFF, позволяющая отключить опцию, в большинстве авто находится возле рычага коробки переключения передач или на приборной панели. Когда Вы нажмете на клавишу, загорится соответствующая лампочка.

Подробная инструкция по деактивации системы в Вашем автомобиле представлена в руководстве по эксплуатации машины.

«Двойники» системы

На автомобили различных марок устанавливаются аналогичные системы, которые имеют отличающиеся названия. Так, ASR – это прерогатива машин немецких брендов Mercedes, Audi и Volkswagen. DSA используется в машинах Opel. TCS – это характерная черта транспортных средств концерна Toyota.
ASR, как и прочие системы-двойники, входят в состав системы стабилизации курсовой устойчивости, известной как ESP.

Что такое ESP в машине?

Electronic Stability Program, или ESP, – это система электронного контроля устойчивости, которая также называется системой динамической стабилизации. Главная цель ESP – управление моментом силы колес, что позволяет устранить боковое движение и выровнять положение авто.

Как и ASR, система имеет несколько аналогов, которые используются в конкретных марках машин:

• На авто KIA, Hyundai и Honda устанавливается ESC.
• Rover, BMW и Jaguar комплектуются DSC.
• Отличительная черта Volvo – система DTSC.
• В машинах Acura можно встретить VSA.
• Модели Toyota агрегатируются VSC.
• В автомобилях Subaru, Nissan и Infiniti эксплуатируется система VDC.

Из чего состоит ESP?

В состав системы входит блок управления, измерительные приборы, которые контролируют разные параметры, и гидравлический блок.

Система курсовой устойчивости способна полноценно функционировать только совместно с иными системами активной безопасности авто: — Антиблокировочной тормозной системой ABS. — Антипробуксовочной системой ASR. — Системой распределения тормозных усилий EBD. — Электронной системой блокирования дифференциала EDS.

Как функционирует ESP?

Внешние датчики анализируют различные параметры – функционирование тормозной системы, особенности движения машины, положение акселератора, смена угла поворота руля. Эти данные передаются на БУ. Он сопоставляет полученные сведения с реальным движением машины. Если ESP решила, что водитель утратил контроль над авто, она вмешивается в управление, то есть задействует механизмы, которые связаны с иными системами активной безопасности.

Корректировка траектории движения машины осуществляется несколькими способами:

• За счет подтормаживания конкретных колес. Какие именно колеса будут притормаживаться, решает сама система. Так, при заносе осуществляется торможение наружным передним колесом.
• Благодаря изменению оборотов двигателя.

Также блок управления ESP взаимодействует с двигателем и автоматической коробкой переключения передач авто. Это позволяет системе корректировать их работу в форс-мажорных обстоятельствах.

Можно ли отключить ESP?

Эту систему активной безопасности можно отключить, в некоторых случаях деактивация даже рекомендована: например, когда Вы едете по сыпучему грунту. Однако не забывайте, что ESP – действительно полезная система, которая оказывает реальную помощь, особенно в зимних условиях. Благодаря ей аварийность уменьшилась примерно на 30%.

Что такое ABS (АБС) автомобиля?

Anti-lock Brake System, или ABS, — это активная система безопасности, которая руководит торможением транспортного средства в сложных дорожных условиях (мокрый асфальт, скользкое покрытие и др.).

Предшественники современной системы появились еще в 60–70-х годах XIX века. Их можно было встретить в таких машинах, как Линкольн, Jenssen FF, Мерседес W116, БМВ 7.

Из чего состоит АБС и каков принцип ее работы?

Конструкция системы подразумевает наличие БУ, датчиков контроля скорости и гидравлического модулятора.

Функционирование антиблокировочной системы предполагает три этапа: сброс давления в цилиндре тормозной системы, его поддержание и повышение до нужного уровня. На деле это выглядит так:

• При торможении датчики скорости передают данные БУ.
• БУ плавно уменьшает скорость авто.

Если одно из колес стало скользить или полностью остановилось, датчик информирует об этом БУ, который задействует выпускной клапан. Он закрывает жидкости доступ в тормозной цилиндр колеса – насос сразу же начинает ее возвращение в гидроаккумулятор. Результат – блокировка снимается. Когда частота вращения колеса нормализовалось, БУ закрывает выпускной клапан и открывает клапан впускной. В результате снова начинает работать насос, но теперь он выполняет действия «в обратном порядке»: нагнетает давление в тормозной цилиндр, что позволяет притормаживать колесо. Все эти операции осуществляются очень быстро. Они повторяются до полной остановки транспортного средства.

Что это дает?

При экстренном торможении машины, которые оснащены АБС, замедляют ход плавно, а не идут юзом. Следовательно, даже в сложных дорожных условиях машина остается управляемой. Водителю же нужно только следить за направлением движения авто до полной его остановки. Иными словами, антиблокировочная система обеспечивает управляемое торможение, что позволяет избежать аварии.

При экстренном торможении транспортного средства, не оборудованного ABS, сильное нажатие на педаль тормоза приводит к тому, что, как бы Вы ни выкручивали руль, машина не изменит своей траектории. Это связано с тем, что заблокированные колеса будут скользить и не позволят водителю маневрировать. Как результат, автомобиль поедет по прямой, что может привести к серьезным последствиям.

Нюансы, о которых стоит знать

Эффективность работы антиблокировочной системы зависит от того, в каком состоянии находится дорога. Если Вы едете по неровному полотну с буграми и выбоинами, то длина тормозного пути авто будет гораздо больше обычной. Объясняется это очень просто. Когда авто тормозит, его колеса на мгновение «подпрыгивают». Это приводит к потере сцепления с дорогой и, как следствие, к прекращению вращения. АБС воспринимает это как блокировку и останавливает торможение. Когда сцепление с покрытием восстанавливается, системе приходится перестраиваться. Это занимает время – отсюда и увеличение длины тормозного пути. Сделать работу АБС оптимальной в данной ситуации поможет обычное снижение скорости авто.

Следует помнить, что системы активной безопасности помогают водителю в сложной ситуации, а не берут на себя управление автомобилем, поэтому автолюбителю не стоит расслабляться – он должен быть готов ко всему.

Источник https://iga-motor.ru/ustrojstvo-avto/bezopasnost-avtomobilya-2.html

Источник https://favorit-motors.ru/articles/ekspluataciya-avto/sistemy-aktivnoy-bezopasnosti/

Источник