Круглосуточные помощники
Микропроцессорные системы управления давно стали привычными в современных автомобилях. Одно из направлений, которое развивается, пожалуй, наиболее интенсивно, – использование электроники в средствах активной безопасности. |
К таким «помощникам» прежде
всего относятся антиблокировочные системы тормозов (ABS), системы стабилизации
движения (ESP), ассистенты торможения (ВА), системы контроля движения по полосам,
различного рода устройства, отслеживающие обстановку в мертвых зонах, приборы,
контролирующие состояние водителя, и многое другое.
Электроника и торможение
Антиблокировочная система тормозов для грузовых автомобилей
впервые была представлена 25 лет назад. Внедрение ABS в их конструкцию осложнялось
использованием пневматического привода тормозов. Переход к дисковым тормозным
механизмам несколько упростил выполнение задачи, но самой главной проблемой
оставалось слишком большое время реакции исполнительных механизмов на нажатие
педали. Разработка электронных тормозных систем (Electronic Brake System),
в которых сигнал управления открыванием-закрыванием клапанов передается
по электрической сети, позволила реализовать функции ABS, ESP, EBD и даже
осуществлять постоянное диагностирование узлов тормозной системы (например,
контроль степени износа тормозных колодок).Блок управления EBS помогает включить
в единую систему и моторный тормоз-замедлитель.
Brake Assist (BA), анализируя
скорость нажатия педали тормоза, способна распознать критическую ситуацию
и создать максимальное давление воздуха в приводе тормозов. На современном
этапе уже отработаны алгоритмы торможения в автоматическом режиме с использованием
данных от радара активного круиз-контроля. Но пока право принимать решения
все же принадлежит человеку.
В новом Mercedes-Benz Sprinter представлен вариант
адаптивной системы электронной стабилизации движения (Adaptive ESP), которая
учитывает степень загрузки автомобиля, влияющей на высоту расположения центра
тяжести. В опасной ситуации в зависимости от положения груза, показаний
датчиков скорости вращения колес, изменения угла поворота относительно вертикальной
оси, датчиков продольного и бокового ускорений и датчика отклонения от курса
система подтормаживает одно или несколько колес и регулирует тягу двигателя.
Это позволяет предотвратить срыв автомобиля в неуправляемый занос в повороте.
Окружающая
обстановка
Многие зарубежные специалисты убеждены, что если бы водители
могли обнаружить возникающее препятствие всего на одну секунду раньше, то количество дорожно-транспортных происшествий значительно
бы сократилось. Стремление освободить водителя от максимально большего числа
операций по управлению автомобилем, а также расширить его возможности стимулировало
к разработке таких систем как контроль движения по полосе, радары бокового
обзора и других.
Устройство контроля движения по полосе обычно включает в
себя две телекамеры и блок управления. Система распознавания настроена
так, что в идеале линии разметки справа и слева от автомобиля должны находиться
на равном от него расстоянии. Если машина отклоняется от оси полосы
и пересекает линию разметки, а водитель не включил перед этим указатель поворота,
Lane Assist предупреждает его звуковым и световым сигналами. В некоторых автомобилях
звуковой сигнал заменен вибратором в спинке или подушке сиденья.
В дальнейшем предполагается широкое применение активных систем, способных
самостоятельно возвращать автомобиль на полосу движения. Такой способностью
наделен, например, экспериментальный грузовой автомобиль Actros от Mercedes-Benz.
Внедрение активного круиз-контроля позволяет автоматически поддерживать заданную
дистанцию до впереди идущего автомобиля. Когда радар обнаруживает препятствие,
которое находится на опасно близком расстоянии, блок управления при помощи
тормоза-замедлителя снижает скорость до безопасного значения. Сегодня на грузовиках
и автобусах уже серийно устанавливаются варианты таких систем, где задействована
вспомогательная тормозная система и снижение скорости происходит приблизительно
до 30 км/ч. Однако специалисты компаний Volvo Trucks и Mercedes-Benz работают
над созданием более эффективного круиз-контроля, который в случае опасности
дает команду рабочим тормозным механизмам – до полной остановки автомобиля.
Радар, контролирующий пространство перед автомобилем, позволяет реализовать
и режим предаварийной подготовки. Если столкновение неизбежно, электронный
блок управления даст команду на включение преднатяжителей ремней безопасности
и даже автоматически отсоединит аккумуляторную батарею после аварии, чтобы
избежать короткого замыкания в сети. Кстати, при незначительном столкновении,
когда риска короткого замыкания нет, система безопасности позволяет продолжить
движение. Все это уже применяется на легковых автомобилях. Часто ДТП происходят
из-за ограниченной видимости прямо перед капотом или в районе дверей, поэтому
автомобили начали оснащать телекамерами и радарами, контролирующими пространство
в так называемых мертвых зонах. Если при попытке совершить маневр в опасной
близости окажется препятствие или другое транспортное средство, водителя предупредят
звуковой и световой сигналы.
Фактически речь идет о создании так называемого кокона безопасности вокруг
автомобиля. Такой кокон (см. схему в заголовке) обеспечивают радары с рабочей
частотой 24 ГГц, контролирующие пространство на расстоянии 5 м от передней
и задней части автомобиля и мертвую зону в радиусе 2–3 м от водительской двери,
а также радар с рабочей частотой 76 ГГц, контролирующий наличие препятствий
перед автомобилем. Их дополняют телекамеры, контролирующие пространство перед
автомобилем, позади него и по сторонам, а также инфракрасные системы контроля
правой мертвой зоны. В ночное время помощь водителю оказывают системы ночного
видения, позволяющие обнаружить препятствие на проезжей части или опасные
объекты на обочине, еще не освещенные фарами.
На упомянутом ранее Mercedes-Benz Sprinter впервые для коммерческих автомобилей
улучшить видимость в поворотах помогает так называемая интеллектуальная система
освещения. Биксеноновые фары поворачиваются в сторону поворота, улучшая освещение
проезжей части и обочины, а при включении указателя поворота на скорости менее
40 км/час активируется боковая подсветка. Система значительно облегчает вождение
автомобиля на неосвещенных участках дорог и позволяет видеть пешеходов, переходящих
дорогу, и другие препятствия.
Контроль состояния водителя
Водители грузовых
автомобилей и автобусов, совершающих дальние поездки, более других подвержены
риску попасть в аварию из-за усталости и засыпания за рулем. До недавнего
времени контроль над водителем осуществлялся при помощи тахографа, регистрирующего
время непрерывного вождения, общее время в пути и др. При этом устанавливается
режим труда и отдыха. Но при таком способе контроля реакция на нарушения
режима наступает иногда слишком поздно.
Установив специальную телекамеру, фиксирующую направление взгляда водителя
и еще ряд параметров, в том числе частоту мигания глаз, а также дополнительные
датчики на рулевом колесе, можно «научить» электронный блок управления заблаговременно
определять наступление усталости. Система в состоянии зафиксировать момент,
когда водитель отвлекается от управления автомобилем, и привлечь его внимание
либо включением световой дорожки, либо звуковым сигналом.
Разработка таких систем ведется многими производителями автомобилей, а также
фирмами, выпускающими автомобильную электронику (Siemens, Delphi и др.).Дополнительные
возможности дает использование навигационных систем. Кроме предоставления
различной информации, необходимой водителям, диспетчеры транспортных компаний
могут в режиме реального времени контролировать местонахождение автомобиля
и соблюдение водителями режима труда.