Системы активной безопасности автомобиля
Главная » Системы активной безопасности
Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации. При возникновении такой ситуации система самостоятельно (без участия водителя) оценивает вероятную опасность и при необходимости предотвращает ее путем активного вмешательства в процесс управления автомобилем.
Применение систем активной безопасности позволяет в различных критических ситуациях сохранять контроль над автомобилем или, другими словами, сохранить курсовую устойчивость и управляемость автомобиля.
Под курсовой устойчивостью понимается способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим занос и опрокидывание.
Управляемость заключается в способности автомобиля двигаться в заданном водителем направлении.
Наиболее известными и востребованными системами активной безопасности являются:
- антиблокировочная система тормозов;
- антипробуксовочная система;
- система курсовой устойчивости;
- система распределения тормозных усилий;
- система экстренного торможения;
- система обнаружения пешеходов;
- электронная блокировка дифференциала.
Перечисленные системы активной безопасности конструктивно связаны и тесно взаимодействуют с тормозной системой автомобиля и значительно повышают ее эффективность. Ряд систем может управлять величиной крутящего момента через систему управления двигателем.
Имеются также вспомогательные системы активной безопасности (ассистенты), предназначенные для помощи водителю в трудных с точки зрения вождения ситуациях. Помимо своевременного предупреждения водителя о возможной опасности, системы осуществляют и активное вмешательство в управление автомобилем, используя при этом тормозную систему и рулевое управление.
Большое количество таких систем появилось и появляется в связи со стремительным развитием электронных систем управления (появлением новых видов входных устройств, повышением производительности электронных блоков управления).
К вспомогательным системам активной безопасности относятся:
- парковочная система;
- система кругового обзора;
- адаптивный круиз-контроль;
- cистема аварийного рулевого управления;
- система помощи движению по полосе;
- система помощи при перестроении;
- система ночного видения;
- система распознавания дорожных знаков
- система контроля усталости водителя
- система помощи при спуске;
- система помощи при подъёме;
- и др.
Промежуточное положение между активными и пассивными системами безопасности занимают превентивные системы безопасности.
Системы активной безопасности — ситуация под контролем — STOP-газета
Системы активной безопасности — ситуация под контролем
История успеха ABS началась в 1978 г., когда с конвейера сошла первая автомобильная антиблокировочная система с электронным управлением, разработанная компанией Bosch. Первыми легковыми автомобилями, оборудованными системой ABS от Bosch, стали Mercedes Benz S класса и BMW 7-й серии. Сегодня более двух третьих всех новых автомобилей в мире оборудованы системой ABS — ключевым компонентом системы безопасности автомобиля.
Еще в 1936 г. компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колес моторных транспортных средств». Но лишь с появлением электронных систем контроля и управления инженеры смогли разработать антиблокировочную систему тормозов ABS, которая обладала бы достаточным быстродействием и надежностью, чтобы ее можно было использовать в автомобилях.
В 1978 г. система, известная как ABS 2, весила 6,2 кг, размер операционной памяти был
2 килобайта. В настоящее время ABS восьмого поколения с 256-килобайтной операционной
памятью весит всего лишь 1,4 кг. Более чем за 30 лет антиблокировочная система тормозов ABS прошла большой путь, превратившись из дополнительной опции для представительских автомобилей в стандартное оборудование для даже недорогих моделей.
Как же работает система ABS?
Если автомобиль без ABS интенсивно тормозит и создаваемая водителем тормозная сила на колесе больше той, которую шина способна передавать на дорожное покрытие, колесо блокируется. В этом случае шина не может больше передавать боковые силы, автомобиль становится неуправляемым и теряет устойчивость. Тормозные силы уменьшаются, а тормозной путь увеличивается. Даже одно резкое нажатие на педаль тормоза может привести к блокировке колес. При этом автомобиль уже перестает реагировать на повороты руля и становится неуправляемым.
В автомобиле, оборудованном антиблокировочной системой, электронный блок управления ABS с помощью датчиков скорости вращения колес постоянно контролирует скорость всех колес. Если одно из колес начинает входить в блокировку, ABS молниеносно вмешивается и снижает давление в тормозной системе, направленное на данное колесо, и таким образом предотвращает его полную остановку. ABS может в течение миллисекунд отрегулировать тормозные силы для каждого колеса в отдельности. При работе ABS давление в тормозном механизме не зависит от усилия нажатия на педаль тормоза, а определяется электронным блоком управления в соответствии с состоянием дорожного покрытия.
Благодаря ABS автомобиль остается управляемым и, таким образом, может избежать столкновения с возникающими на дороге препятствиями даже при резком торможении.
В опасных дорожных ситуациях, когда экстренного торможения не избежать, антиблокировочная система ABS обеспечивает надежную поддержку водителю. Во время интенсивного торможения ABS помогает автомобилю сохранить устойчивость и управляемость, обеспечивает более короткий тормозной путь.
Кроме того, ABS способствует более равномерному износу шин.
В России антиблокировочная система тормозов ABS входит в серийную комплектацию микроавтобусов «Газель» и «Соболь» и доступна в качестве опционального оборудования в таких отечественных легковых автомобилях, как УАЗ «Патриот», Lada Kalina и Lada Priora.
Критические дорожные ситуации могут складываться не только во время торможения, но и при трогании с места или при разгоне, особенно на скользком дорожном покрытии, на крутом склоне, а также на повороте.
Противобуксовочная тормозная система (TCS), основанная на технологии ABS, появилась на рынке в 1986 г. Благодаря дополнительному интерфейсу между электронным управлением двигателя и ABS, TCS предотвращает пробуксовку колес, снижая при необходимости крутящий момент на каждом ведущем колесе. Таким образом, на гладкой поверхности автомобиль лучше разгоняется, и даже на виражах, преодолеваемых слишком быстро, система повышает устойчивость автомобиля, снижая при необходимости крутящий момент двигателя.
TCS является логическим продолжением системы ABS, но, в отличие от нее, работает при разгоне автомобиля.
Программа электронной стабилизации (ESP®) совмещает в себе функции систем ABS и TCS, но с дополнительной функцией «контроля вращения автомобиля вокруг вертикальной оси» — эта функция предотвращает занос автомобиля. Она была разработана для того, чтобы водителю было легче сохранить контроль над автомобилем во время внезапных маневров при резкой смене полосы или при объезде препятствий.
ABS и TCS помогают водителю при изменениях скорости продольного перемещения автомобиля: антиблокировочная функция содействует его торможению, а антипробуксовочная — ускорению.
Программа электронной стабилизации ESP® помогает управлять транспортным средством при его курсовых перемещениях. Система определяет желаемое направление по углу поворота рулевого колеса, а датчики на всех колесах измеряют скорость их вращения. Одновременно датчики угловой скорости измеряют перемещение транспортного средства вокруг вертикальной оси и его боковое ускорение.
На основании этих данных блок управления вычисляет фактическую траекторию движения, которая 25 раз в секунду сравнивается с желаемым направлением. Если значения расходятся, система немедленно реагирует на ситуацию без какого-либо вмешательства со стороны водителя, снижая мощность двигателя и восстанавливая стабильность автомобиля. Если этого недостаточно, ESP® дополнительно притормаживает каждое колесо по отдельности. Возникающее вращательное движение противодействует заносу настолько, насколько позволяют законы физики, и автомобиль остается на безопасной траектории движения.
Компания Bosch подготовила Программу электронной стабилизации к серийному производству совместно с Mercedes Benz и в 1995 г. первой в мире выпустила систему на рынок (первоначально ESP® устанавливалась на модели Mercedes S-класса).
В последующие годы разработчики усовершенствовали систему и дополнили ее новыми функциями, помогающими трогаться в гору и предотвращающими раскачивание прицепов или опрокидывание фургонов.
Мировые исследования показали, что система ESP® значительно уменьшает вероятность аварий с участием одного транспортного средства, приводящих к тяжким последствиям или человеческим жертвам. К таким авариям относятся дорожно-транспортные происшествия, в которые не вовлечены другие участники движения.
Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации. Их применение позволяет в различных критических ситуациях сохранить контроль над автомобилем и, соответственно, снизить тяжесть аварии или, если возможно, предотвратить ее вовсе.
Возврат к списку
Что такое активная безопасность?
В автомобильной промышленности активная безопасность относится к усовершенствованным системам помощи при вождении (ADAS) в транспортных средствах, которые помогают водителям снизить тяжесть аварий или полностью избежать их, управляя рулевым управлением, торможением и движением.
Безопасность всегда была первостепенной задачей в автомобильном мире.
Промышленность разработала протоколы испытаний мирового класса, связанные с безопасностью транспортных средств, и ее достижения оказались очень успешными в снижении числа дорожно-транспортных происшествий со смертельным исходом. Оценка
Количество смертельных случаев на 100 миллионов пройденных транспортных миль резко сократилось за последние несколько десятилетий: с 3,35 в 19с 75 до 1,13 в 2018 году.
Большая часть этих улучшений связана с функциями «пассивной безопасности», т. е. функциями, которые активируются только в случае аварии и уменьшают риск получения травм водителем и пассажирами. К ним относятся ремни безопасности и подушки безопасности, а также структурные усовершенствования, такие как зоны деформации, которые поглощают энергию аварии. Однако преимущества пассивной безопасности начали сходить на нет. Кроме того, становится все более серьезной проблемой отвлеченное вождение, частично из-за смартфонов.
Чтобы продолжить тенденцию к повышению безопасности и достичь отраслевой цели по нулевому количеству аварий и смертельных случаев, связанных с транспортными средствами, транспортные средства должны помогать водителям перестать сталкиваться с вещами.
Вот тут-то и возникает активная безопасность.
С помощью таких датчиков, как радар, камеры и ультразвуковые датчики, автомобиль может воспринимать окружающий мир. Затем процессоры интерпретируют эту информацию, действуя как второй набор глаз для водителя и предпринимая действия, если это необходимо.
Активная безопасность демонстрирует явные преимущества
Относительно простое предупреждение Такие системы, как обнаружение слепых зон или предупреждение о лобовом столкновении, сами по себе могут спасти жизни, но в сочетании с технологией, которая предпринимает действия, выходящие за рамки простого предупреждения для создания активная безопасность система, результаты впечатляют.
Например, транспортное средство может определить, приближается ли оно к объекту слишком быстро, попытаться предупредить водителя, а затем автоматически задействовать тормоза, если водитель не отреагирует вовремя.
Примеры более совершенных систем активной безопасности включают такие функции, как автоматическая смена полосы движения, помощь на дороге и помощь в пробках. В этих примерах несколько датчиков вокруг транспортного средства должны быть интегрированы посредством слияния датчиков, чтобы мощные контроллеры домена, работающие с передовыми программными алгоритмами, могли обрабатывать информацию и управлять автомобилем.
решения.
В то время как системы активной безопасности начального уровня могут выполнять одно действие, например торможение, эти более продвинутые системы помогают водителю с несколькими аспектами управления транспортным средством. Например, они, как правило, управляют рулем, чтобы сохранить транспортное средство на полосе движения или объезжайте более медленные транспортные средства, одновременно контролируя скорость транспортного средства, чтобы поддерживать безопасное расстояние от других транспортных средств и препятствий.
Системы активной безопасности: что это такое и как они работают?
Технологии активной безопасности могут полностью предотвратить несчастные случаи или, по крайней мере, активно помочь водителю снизить воздействие аварийной ситуации. С этой целью различные системы безопасности постоянно контролируют работу автомобиля и его окружение.
Активные системы дают водителю больше контроля в опасных ситуациях. Проще говоря, системы активной безопасности предотвращают или смягчают последствия аварии до того, как она произойдет или произойдет контакт.
Они также известны как «основные» функции безопасности.
Первая волна систем активной безопасности
Первая волна технологий активной безопасности уже широко используется в современных легковых и коммерческих автомобилях. Примерно 80–90 % автомобилей на дорогах Европы оснащены такими технологиями, как:
Антиблокировочная тормозная система (ABS)
Системы ABS помогают предотвратить блокировку колес автомобиля при резком торможении и позволяют водителю держать руль.
Электронный контроль устойчивости (ESC)
ESC помогает предотвратить занос автомобиля и потерю водителем управления при повороте. Технология ESC может автоматически активировать тормоза, чтобы помочь направить автомобиль в правильном направлении.
Вторая волна активной безопасности
В настоящее время внедряется вторая волна активных мер безопасности с использованием передовых технологий, таких как бортовые датчики, радары, камеры, GPS и лазеры.
Датчики
Радар
Камеры
GPS
Лазеры
Вторая волна инноваций в области активной безопасности включает такие технологии, как:
Автономное экстренное торможение (AEB)
Системы AEB начинают торможение автоматически, если столкновение неизбежно, а водитель не предпринимает никаких действий (или недостаточно быстро).
AEB может обнаружить потенциальное столкновение и активировать тормоза, чтобы избежать его или, по крайней мере, смягчить его последствия.
Предупреждение о выходе из полосы движения (LDW)
Системы LDW предупреждают водителя, если он покидает отмеченную полосу без использования указателя поворота или если автомобиль выходит за пределы своей полосы движения.
Помощь в удержании полосы движения (LKA)
Системы LKA прикладывают крутящий момент к рулевому колесу или давление на тормоза, когда вот-вот произойдет выезд за пределы полосы движения.
Системы обнаружения сонливости и внимания
Они оценивают бдительность водителя (например, отслеживая, как долго кто-то находится за рулем, или анализируя действия рулевого колеса) и предупреждают водителя о необходимости сделать перерыв.
Информация об ограничении скорости (SLI)
Системы SLI информируют водителя о текущем ограничении скорости, отображая его на приборной панели и/или в навигационной системе.
Они используют камеры для распознавания дорожных знаков или используют данные об ограничении скорости из навигационной системы. Многие системы SLI сочетают в себе и то, и другое.
Системы контроля давления в шинах (TPMS)
TPMS контролируют давление воздуха в шинах автомобиля и сообщают эту информацию в режиме реального времени водителю, например, с помощью сигнальной лампы «низкое давление», указывающей на недостаточное давление в шинах (что может стать причиной несчастных случаев).
Интеллектуальная система помощи при превышении скорости (ISA)
Системы ISA могут активно предотвращать превышение водителем ограничения скорости с помощью камер распознавания дорожных знаков и связанных с GPS баз данных ограничений скорости.
Если столкновение действительно неизбежно , технология активной безопасности также может уменьшить его последствия. Например, снижение скорости автомобиля на несколько километров перед столкновением может спасти жизнь.