Сучасний автомобіль помітно відрізняється від машин тридцятирічної давності. Він споживає менше палива, його вихлоп чистіший, він комфортніший. Нарешті, в разі аварії він надує подушки безпеки і знизить тяжкість ДТП. Але, мабуть, найголовніша відмінність - постійна присутність у салоні сучасного авто якогось невидимого друга. Електронний ангел-охоронець зробить все, щоб запобігти аварії.
Сучасний автомобіль помітно відрізняється від машин тридцятирічної давності. Він споживає менше палива, його вихлоп чистіший, він комфортніший. Нарешті, в разі аварії він надує подушки безпеки і знизить тяжкість ДТП. Але, мабуть, найголовніша відмінність - постійна присутність у салоні сучасного авто якогось невидимого друга. Електронний ангел-охоронець зробить все, щоб запобігти аварії.
На електроніку сподівайся, але сам не плошай. Така релігія водія сучасного автомобіля. Законів фізики електронні системи, звичайно ж, не скасовують, але здатні запобігти низці аварій, які були б неминучі за кермом старовинного тарантасу. Заслуга електронних систем полягає в тому, що поряд з іншими системами вони підвищують активну безпеку автомобіля, тобто сукупність його конструктивних та експлуатаційних властивостей, спрямованих на запобігання аварії та виключення передумов її виникнення. Електронні системи допомагають водієві безпечно керувати автомобілем.
Гальми і керуй
Що ви робите, коли бачите перешкоду перед вашим автомобілем? Гальмуйте. Не секрет, що можливість запобігання аварії найчастіше пов'язана з ефективним гальмуванням, тому гальмівні властивості автомобіля повинні забезпечувати його швидку зупинку в будь-яких дорожніх ситуаціях.
А щоб ця умова виконувалася, необхідно, щоб сила, що розвивається гальмівним механізмом, не перевищувала сили зчеплення з дорогою, яка залежить від навантаження на колесо і стану дороги. Якщо колеса заблокуються, це може призвести до замету і перетворити автомобіль на некерований снаряд. Головний принцип роботи всіх сучасних систем активної безпеки - кероване гальмування з чітким дозуванням гальмівного зусилля на колеса.
Основою основ усього різноманіття систем активної безпеки є антиблокувальна система гальм, або ABS (АБС). «Пристрій для запобігання жорсткого гальмування коліс» німецька фірма Bosch запатентувала в далекому 1936 році. А початок сучасної історії ABS було покладено в 1964 році, коли дипломований інженер Хайнц Лайбер розробив фундаментальні принципи побудови таких систем. З моменту виходу на світовий ринок система постійно модернізувалася. Функціональна ефективність АБС з кожним роком збільшувалася при неухильному зниженні маси і габаритів. Так, якщо маса першої системи 1978 року становила 6,9 кг, то нинішнє 8-е покоління важить 1,6 кг.
Багато хто помилково вважає, що головна заслуга АБС - скорочення гальмівного шляху. Насправді ж основна гідність цієї системи - можливість керованого гальмування. При гальмуванні зусилля в гальмівних механізмах змінюється ступінчато, завдяки чому колеса не блокуються і водій може коригувати траєкторію руху автомобіля в момент гальмування. Гальмівний же шлях автомобіля, оснащеного АБС, порівняно зі звичайною машиною або знижується, або зростає - все залежить від дорожнього покриття.
Гальмівні помічники
Наступним кроком підвищення ефективності гальмування після АБС стало створення систем, що зменшують час спрацювання гальм, так званих систем допомоги при гальмуванні BA (Brake Assist), DBS (Dynamic Brake Control), BAS, PA, PABS. АБС робить гальмування при повністю натиснутої педалі максимально ефективним, але не може спрацювати при легкому натисканні на педаль. Підсилювач же гальм забезпечує аварійне гальмування в тому випадку, коли водій натискає на педаль гальма різко, але недостатньо сильно. Для цього система вимірює, наскільки швидко і з яким зусиллям водій тисне педаль, після чого при необхідності миттєво підвищує тиск у гальмівній системі до максимального.
Автомобіль рухається не в ідеальних умовах. Дорога має поздовжні та поперечні ухили, якість поверхні може постійно змінюватися, завантаження автомобіля теж може бути різним. Для обліку всіх цих факторів додатково до системи АБС встановлюються системи розподілу гальмівних сил EBV, EBD (Electronic Brake Distribution). Принцип їх дії полягає в тому, що гальмівне зусилля передається на кожне колесо індивідуально і суворо дозовано, а електронні датчики і комп'ютер оцінюють стан автомобіля в реальному масштабі часу і запобігають заметам корпусу, забезпечуючи максимальну ефективність гальмування за будь-яких умов руху.
Прогрес не стоїть на місці. Автомобілі починають оснащувати системами електронного управління гальмуванням - ECB, Brake by Wire, EBS (Electronic Braking System). Незважаючи на різницю в назвах, ідея цих систем полягає в тому, що педаль гальма не має механічного зв'язку з гальмівною системою. Її переміщення перетворюється на електричний сигнал і подається до блоку управління. Після обробки інформації, що надходить з датчиків, що визначають швидкість, навантаження, поперечне прискорення автомобіля, кут повороту рульового колеса, комп'ютер дає команду виконавчим механізмам, що регулюють тиск в контурах гальмівної системи.
Для того, щоб водій отримував зворотний зв'язок від автомобіля, встановлюється електрогідравлічний симулятор ходу, який створює опір на педалі гальма. Для забезпечення екстреної зупинки автомобіля, оснащеного системою ECB, у разі виходу з ладу основного джерела живлення використовується додатковий конденсаторний блок.
Немає паленої гуми!
Гальмування - один з основних режимів руху транспортного засобу, що впливає на його безпеку. Але перед тим як гальмувати, машина повинна безпечно і швидко розігнатися і рухатися дорогами з різним рельєфом і дорожнім покриттям. Для допомоги водієві на автомобіль встановлюються системи, що стабілізують траєкторію руху при старті, розгоні, русі в поворотах.
Антипробуксовочні системи, залежно від виробника, мають різні назви: у Audi — ASR (Anti-Slip Regulation), у Volvo — STC (Stability And Traction Control), у Toyota — TRC (Traction Control). При пробуксовці провідних коліс у момент прискорення система автоматично знижує крутячий момент двигуна і пригальмовує колесо, що зірвалося в пробуксовку, сприяючи відновленню тягового зусилля. Діючи спільно з системами ABS і EBD, вона полегшує і прискорення, і гальмування.
Антипробуксовочна система зазвичай може відключатися, що дозволяє любителям спортивного стилю водіння чіпатися з пробуксовкою. Є люди, яким прямо-таки необхідно відчувати запах паленої гуми свого автомобіля.
Оптимальна фізика
Системи, про які піде мова далі, рідко відключаються. І це добре, оскільки курсова стійкість робить безпечним управління автомобілем на високій швидкості на дорогах з різним рельєфом і типом покриття.
Системи курсової стійкості, відомі під наступними назвами: VSC (Vehicle Stability Control), ESP (Electronic Stability Program), DSTC (Dynamic Stability And Traction Control), - впливають як на дросельну заслінку двигуна, так і на гальмівну систему. За допомогою датчиків система вловлює занос через різкий поворот керма або недостатній контакт зі слизькою дорогою. Змінюючи крутячий момент двигуна і пригальмовуючи одне з коліс, вона виводить автомобіль із замету і допомагає водієві стабілізувати траєкторію руху.
Системи динамічної стабілізації поки є найбільш ефективними. Вони навіть здатні компенсувати помилки водія, нейтралізуючи занос, коли контроль над автомобілем вже втрачено. Але, якщо радіус повороту занадто малий або швидкість в повороті перевищує всі розумні межі, навіть найдосконаліша система стабілізації не допоможе.
На вершині еволюції
Втім, цього року в розробці систем активної безпеки зроблено ще один важливий крок вперед. На суд громадськості був представлений новий люксовий седан Lexus GS-430, оснащений інтегрованою системою контролю руху автомобіля VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management).
VDIM включає в себе всі існуючі системи активної безпеки. Вона отримує сигнали від величезної кількості датчиків і після їх обробки розпізнає наміри водія і активує необхідні системи безпеки, роблячи автомобіль стійким і більш чуйним на керуючу дію водія. При цьому керуючий вплив від VDIM йде як на гальмівну систему, так і на рульове управління. Це і є головна гідність новітньої системи. Особливо суттєво те, що VDIM працює на попередження критичної ситуації.
Втім, прогрес і далі не стоятиме на місці. На ринок виходять автомобілі, що мають у своєму арсеналі інтуїтивні парктроніки, радари ближньої дії (див. «ПМ» № 1, 2006), системи, що допомагають рухатися в умовах низької освітленості... Та багато ще чого. Однак, сідаючи за кермо навіть самого що ні на є ультрасучасного автомобіля, завжди треба пам'ятати, що невидимі друзі водія не всемогутні. До тих пір, поки за кермом не будуть сидіти роботи, в справі безпеки людський фактор залишиться визначальним.