Принцип работы системы безопасности автомобиля
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:
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:
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:
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.
ЛЕКЦИЯ 13. Тема 7. Виды безопасности автомобиля и нормативные документы по конструктивной безопасности
Введение
Согласно статистике, в более 80% всех дорожно-транспортных происшествий участвуют автомобили. Более одного миллиона людей каждый год погибают и около 500 тысяч получают телесные повреждения. Стремясь обратить взор на эту проблему, каждое 3-е воскресенье ноября было объявлено ООН «Всемирным днём памяти жертв дорожных аварий». Современные системы безопасности автомобиля нацелены на уменьшение существующей печальной статистики по этому вопросу. Конструктора новых авто всегда пристально следуют нормам производства и безопасности авто. Для этого они моделируют всевозможные опасные ситуации на краш-тестах. Поэтому перед выпуском в свет авто проходит тщательную проверку и годность для безопасного использования на дороге.
Автомобильные аварии становятся причиной гибели многих людей
Но полностью устранить этот вид происшествий невозможно при таком уровне развития техники и общества. Поэтому основной упор делается на предупреждение аварийной ситуации и ликвидацию последствий после неё.
Тесты по безопасности авто
Главной организацией по оценке безопасности автомобилей является «Европейская ассоциация испытания новых автомобилей». Существует она с 1995 года. Каждой новой марке машины, прошедшей через ряд тестов, выставляется оценка по пятизвездной шкале – чем звезд больше, тем лучше.
Каждая новая марка автомобиля должна пройти ряд испытаний
Например, благодаря тестам они доказали, что использование высоких подушек безопасности уменьшают риск получения травмы головы в 5-6 раз.
Системы активной безопасности
Самыми популярными системами активной безопасности, значительно повышающими эффективность тормозной системы, являются:
1) Антиблокировочная система тормозов. Она устраняет блокировку колёс во время торможения. Задача системы: предотвратить скольжение авто в случае потери водителем управления во время аварийного торможения. АБС уменьшает тормозной путь, что позволит избежать наезда на пешехода или угодить в кювет. Плюсом антиблокировочной системы тормозов является антипробуксовочная система и электронный контроль устойчивости;
Антиблокировочная система тормозов (составляющие)
2) Антипробуксовочная система. Система предназначена для улучшения управления автомобилем в сложных погодных условиях и условиях плохого сцепления, используя механизм воздействия на ведущие колёса;
3) Система курсовой устойчивости. Предотвращает неприятные заносы автомобиля благодаря использованию электронного компьютера, который и управляет моментом силы колеса или колёс одновременно. Система под руководством компьютера берёт управление на себя, когда близка вероятность потери управления человеком – поэтому и является очень эффективной системой безопасности авто;
Система курсовой устойчивости
4) Система, распределяющая тормозные усилия. Дополняет антиблокировочную систему тормозов. Основное отличие состоит в том, что СРТ помогает управлять тормозной системой на протяжении всего движения автомобиля, а не только во время аварийной ситуации. Она отвечает за равномерность распределения тормозных усилий по всем колёсам, дабы сохранить установленную водителем траекторию движения;
5) Механизм электронной блокировки дифференциала. Суть работы её такова: во время заноса или скольжения, часто возникает ситуация, что одно из колёс зависает в воздухе, продолжая крутиться, а опорное колесо – перестаёт. Водитель теряет контроль над управлением автомобиля, что создаёт риск аварии на дороге. В свою очередь, блокировка дифференциала позволяет передать крутящийся момент полуосям или карданам, нормализуя движение авто.
6) Механизм автоматического экстренного торможения. Помогает в тех случаях, когда водитель не успевает полностью нажать на педаль тормоза, т. е. система сама автоматически оказывает тормозное давление.
7) Система предупреждения о приближении пешеходов. При опасном приближении пешехода к автомобилю система подаст звуковой сигнал, который позволит избежать происшествия на дороге и сохранить ему жизнь.
Также существуют системы безопасности (ассистенты), которые вступают в работу до наступления аварии, как только почувствуют потенциальную угрозу жизни водителя, при этом они перехватывают на себя ответственность за рулевое управление и тормозную систему. Рывок для развития этих механизмов дал прорыв в изучении электронных систем: выпускаются новые виды устройств, увеличивается полезность блоков управления.
К этим системам относят:
Система ночного виденья
Воспроизведение
Недостаточная надежность CAN шины в сочетании с высококлассными хакерскими атаками поставили автопроизводителей в положение, в котором они должны «догонять прогресс». С растущей базой кода растет и уязвимость подключенных автомобилей. Это создает больше возможностей для удачных программных атак. Проще говоря – взломать современный подключенный автомобиль теперь можно значительно большим количеством способов:
Индустрия должна быстро найти способ криптографической защиты существующих шин с низкой пропускной способностью, таких как CAN, через которые соединяются блоки управления. Шины с более высокой пропускной способностью, такие как Ethernet, поступают на автомобильные платформы, чтобы удовлетворить потребность в более быстром и большем объеме передачи информации. Эти системы имеют более высокий уровень надежности, но они не избавят производителей от необходимости модернизации существующей шины CAN. Данный процесс несет в себе существенные проблемы, связанные с ресурсами, стоимостью, реализацией и управлением (особенно ключами безопасности).
Элементы пассивной безопасности
Когда водитель уже не в силах самостоятельно предотвратить аварийную ситуацию, в работу вступают элементы системы пассивной безопасности автомобиля.
Система включают в себя следующие компоненты:
Идея создать механизм привязки водителя к сиденью проявилась в 1907 году, а уже в 1959 году были выпущены первые автомобильные ремни. По сей день они остаются самым дешёвым и эффективным элементом, обеспечивающим безопасность. С развитием технологии производства и техники в целом, стали появляться ремни с автоматической системой натяжения, которые отлично проявляют себя в паре с подушками безопасности в случае аварийной ситуации: они срабатывают сразу же и прижимают человека к креслу.
В зависимости от типа, модели и комплекции автомобиля ремни безопасности сохраняют жизнь в 50-55% случаев.
Подушка представляет собой ничем не примечательный мешок из синтетического материала, основной задачей которого является принятие нагрузки в результате столкновения о тело человека. Сейчас подушки практически не оставляют повреждений на теле человека, однако, раньше они приводили к гематомам на теле, а в крайнем случае могли вызвать глухоту. Очень часто это происходило с людьми невысокого роста и детьми.
При использовании подушки безопасности вы сохраните себе жизнь в трех случаях из десяти, а при комбинированном использовании подушки и ремня безопасности вероятность положительного исхода увеличивается до 80%.
Конструктора заявляют, что подголовники также защищают наше тело, в частности шею, от серьезных травм при контакте с корпусом автомобиля в случае аварийной ситуации. Однако, по словам основной массы людей, эффективность подголовников преувеличена, и защита достигается только при определённых условиях.
Также на пассивную безопасность оказывают влияние размеры кузова, чем больше – тем безопаснее, и окраска.
photo_popup
Ученые из Миссурийского университета науки и технологий (г. Ролл, штат Миссури) разработали высокопрочную сталь третьего поколения, обладающую одновременно пластичностью. Она легче традиционных сплавов, применяемых в автомобилестроении, что позволит снизить общий вес транспортных средств, а значит уменьшить расход топлива и в конечном итоге снизить выбросы вредных веществ в атмосферу. При этом ударопрочностные характеристики инновационной стали, столь важные для автопроизводителей, соответствуют всем требованиям безопасности. В настоящее время большинство современных легковых и грузовых машин изготавливают из так называемой стали первого поколения. К сожалению, сталь второго поколения, несмотря на то, что она по всем статьям превосходит свою предшественницу, так и не получила широкого распространения. Ее производство оказалось очень сложным и дорогостоящим процессом. Новинка лишена всех этих недостатков. Сейчас ученые совместно со специалистами крупнейших металлургических предприятий США ведут отработку технологий изготовления инновационного сплава в промышленных масштабах.
Современные системы активной безопасности автомобиля
Названы основные системы активной безопасности автомобилей в 2019 году. Смотрите основные задачи систем, возможные вариации, чем планируют дополнить автомобили. В конце статьи видео-обзор системы определения усталости водителя. Названы основные системы активной безопасности автомобилей в 2019 году. Смотрите основные задачи систем, возможные вариации, чем планируют дополнить автомобили. В конце статьи видео-обзор системы определения усталости водителя.
Представить современный автомобиль без элементарной системы безопасности практически невозможно. Так называемые «голые» базовые комплектации уже давно покинули рынок, а на их место пришли укомплектованные варианты авто. В России и ближайших странах пока не существует определенного перечня (стандарта) активных и пассивных систем безопасности. Тем не менее, в других Европейских странах и США данный список стандартизирован, и многие производители предлагают больше, чем есть в списке. Рассмотрим перечень этих систем и их основное предназначение.
Что такое активная система безопасности автомобиля?
Все системы безопасности автомобиля делят на пассивные и активные. В нашем случае рассмотрим активные системы, которые чаще стали внедрять в базовые комплектации и перевели в ряд стандартного набора. Активная система безопасности – это по сути совокупность разных систем, датчиков, механизмов и прочих элементов автомобиля, в паре с продуманным программным обеспечением.
Основная задача активной системы безопасности – предотвратить дорожно-транспортное происшествие, а так же исключить ситуации, которые могут привести к ДТП. Среди таких причин может быть поломка, выход из строя системы управления или же попросту невнимательность водителя. Особенностью активной системы считается наличие интеллекта или определенного алгоритма, по которому механизм может вывести автомобиль из критической ситуации. Другими словами избежать столкновения, тем самым не только сохранив пассажиров, но и сам автомобиль в целом.
Перечень активных систем безопасности и их предназначение
Учитывая огромный прогресс современных технологий, особенно в направлении электроники, перечень активных систем безопасности так не можно перечислять долго. Все же в наши дни специалисты и производители вывели основной перечень тех активных систем безопасности, которые стали стандартными для многих новых автомобилей, даже в базовой комплектации. Например, возьмем некие европейские стандарты машин и их начинку безопасности. В их перечень вошли такие активные системы:
На первый взгляд данный список активных систем кажется примитивным, но даже этот набор играет немало важную роль в управлении автомобиля. К тому же, перечисленный список тесно связан с тормозным механизмом автомобиля, соответственно повышают эффективность торможения. Не секрет, что помимо тормозов, данные механизмы могут управлять двигателем, понижать или повышать обороты.
Антиблокировочная система тормозов (ABS) – служит для предотвращения блокировки колес автомобиля в момент торможения, благодаря чему сохраняется управляемость машиной. Так же уменьшается длина тормозного пути, обеспечивается лучшая маневренность и управление в момент экстренного торможения.
Антипробуксовочная система, так же известная как противопробуксовочная – предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колес. Может работать самостоятельно или же в паре с другими активными и пассивными системами. В зависимости от производителя название может меняться. Самыми распространенными считаются ASR, TCS и STC.
Распределение тормозного усилия – как правило, механизм работает на заднюю ось автомобиля. Современные машины устроены таким образом, что передок нагружен больше чем зад, соответственно блокировка задних колес может привести к курсовой дестабилизации. Если говорить о строении данного механизма, то это только программное обеспечение, паразитирующее на ABS. Распространенные названия EBD и EBV.
Экстренное торможение – название говорит за себя. Основное предназначение – эффективное использование тормозного механизма в необходимой экстренной ситуации. Применение данного механизма позволяет сократить тормозной путь на 15-20% от стандартного варианта. Иногда это может быть решающим моментом в предотвращении ДТП или уменьшении силы удара.
Курсовая устойчивость – служит для сохранения устойчивости и маневренности автомобиля методом определения и устранения критических моментов. Данная система стала стандартным оснащением в США и странах Евросоюза еще с 2011 года. Чаще всего встречается название ESP, а так же VDC.
Механизм обнаружения препятствий и пешеходов – предотвращает столкновение автомобиля с пешеходом. Распознав объект, скорость автомобиля автоматически замедляется, в случае возможности система избегает столкновения или по крайней мере снижает силу удара. Начиная с 2010 года, компания Volvo ввела систему в стандартный набор своих автомобилей. Распространенные названия – PDC, APDC или EyeSight.Включение аварийки при экстренном торможении – немаловажный элемент, среди активной безопасности. С названия становится понятно, если автомобиль совершил экстренное торможение, в автоматическом режиме включается аварийка. Это не только предотвратит столкновение с другими автомобилями, но и предупредит других участников дорожного движения.
Стоит понимать, что это основной список тех активных механизмов, которые ныне являются обязательными в разных странах. С мерой прогресса, производители внедряют новые активные системы, тем самым каждый раз расширяя список.
Стандартный список активных систем запланированный на 2021 год
В соответствии с прогрессом, перечень активных систем безопасностей так же стремительно меняется. Страны Евросоюза и США утвердили новый перечень активных механизмов автомобиля, которые должны стать стандартными до 2021 года. По разным данным, это может спасти минимум 7300 жизней, тем самым предотвратив 38900 возможных ДТП. В данный перечень вошли такие механизмы:
На сегодня нельзя сказать, что предполагаемые активные системы безопасности устанавливаются на все новые автомобили. Известные марки машин стараются держать свою планку, комплектуя базовые комплектации не хуже проданных топовых вариантов. Другие же производители стараются экономить на этом, тем самым поставляя «бедные» базовые комплектации машин.
Больше всего удивляет наличие системы «алкогольный блокиратор». Механизм работает в постоянном автоматическом режиме, и отключить его практически невозможно. С одной стороны это огромный плюс, так как предполагают существенное уменьшение ДТП из-за водителей под воздействием алкоголя. С другой же стороны, в случае наличия пассажиров с алкогольным опьянением, механизм может не дать зеленый свет на передвижение.
Как говорится, тут многое будет зависеть от производителя авто, а так же логического устройства механизма. Предполагают, что в случае обнаружения такого водителя, система автоматически будет отправлять сигнал ближайшему патрулю. Поэтому такое новшество может прийтись по душе не каждому водителю.
Еще одной доработкой станет «черный ящик», он же регистратор данных. Для современных автомобилей это незаменимая вещь, так как не редко ситуации с ДТП решаются месяцами, или же вовсе не виновный, становится виновным. Как показывает статистика, не всегда суд может быть на стороне потерпевшего. Механизм записывает все характеристики автомобиля, скорость, поведение водителя, в том числе и манеры управления автомобилем. Таким образом, сняв информацию с «черного ящика» вполне можно понять сложившуюся ситуацию.
Помимо перечисленных активных систем, производители доработают существующие варианты. Пример тому безопасная зона на капоте автомобиля (доработка коснется появления дополнительной подушки безопасности). Так же доработка коснется ремней безопасности (если быть точней датчиков блокировки, разблокировки и срабатывания). Говорить о стандартном списке активных систем безопасности стоит максимум на полгода или год. Прогресс технологий идет огромными шагами, соответственно перечень функций постоянно меняется.
Видео-обзор механизма определения усталости водителя авто: