Что обеспечивает активная безопасность автомобиля

Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики.
Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей
Политикой в отношении файлов cookie

Широкой публике известно, что службы,
механизмы и системы, которые призваны НЕ довести дело до ДТП, входят в пул
активной безопасности; минимизацией последствий УЖЕ СЛУЧИВШЕГОСЯ дорожно-транспортного
происшествия занимаются системы, устройства и приборы, которые относят к
пассивной безопасности. А вот дальше вашему вниманию информация, которая не так
хорошо известна «широкой автомобильной общественности».

Совокупность всех конструктивных
свойств автомобиля, которые направлены на предотвращение ДТП (вплоть до исключения
его предпосылок), укладывается в следующий список:

1. Антиблокировочная система тормозов (ABS или АБС) в
   сотые доли секунды затормаживает и растормаживает тормоза, а некоторые
   системы делают это даже до тысячи раз в секунду. И там, где имеется хоть
   какая-то сцепка колеса с дорожным покрытием, происходит замедление
   автомобиля. А там, где колесо скользит, происходит «роспуск» тормозной
   системы, и автомобиль получает возможность управления. Система эта была
   придумана «для чайников», то есть для массового потребителя и требует
   следующего алгоритма действий — педаль тормоза резко в пол, и рулевым
   колесом «уворачивайся» от надвигающихся препятствий. Этому приему вождения
   учат специально на курсах контраварийной подготовки, а в качестве примечания замечу, что
   профессиональные водители, в том числе и автомобильные спортсмены, систему
   АБС и вообще подобных электронных ассистентов «не сильно жалуют»,
   предпочитая иметь собственный ежесекундный
   контроль над автомобилем.
2. Система курсовой устойчивости работает «в связке» с АБС
   и притормаживает одно из четырех колес в случае потери автомобилем
   заданной траектории движения. Эту систему «продвинутые» водители также не очень
   любят, поскольку она не дает направить машину в контролируемое скольжение.
3. Система распределения тормозных усилий (на самом-то
   деле) применялась еще на древних Жигулях и Москвичах, но там «работало»
   механическое приспособление, а на современных авто этим занимается один из
   электронных блоков управления (ЭБУ). Масса датчиков ежесекундно передает
   ему свои показания — о скорости автомобиля, о положительном или
   отрицательном его ускорении, об угловой скорости (если возникает хоть
   капля подозрения на вращение автомобиля вокруг вертикальной оси) и т. д. и
   тп. Этот массив данных обрабатывается в считанные миллисекунды, и
   соответствующие команды направляются исполнительным механизмам.
4. Система экстренного торможения работает (через ЭБУ) по
   такой же схеме и в этой же связке со всеми остальными электронными системами,
   но отдельно также отслеживает ещё и скорость перемещения педали тормоза. В
   случае распознавания панических действий водителя она автоматически
   поднимает давление в системе, помогая водителю, и включает аварийку на три
   моргания для информирования задних.
5. Электронная блокировка дифференциала в основном
   применяется в тяжелых и полноприводных автомобилях (паркетниках), а также
   в спортивных версиях «дорожных гражданских» авто — «для полноты ощущения
   драйва и контроля над автомобилем».
6. Противобуксовочная система, понятно, помогает тронуться
   без срыва ведущих колес, но лишает «возможности» стартовать с форсом и
   визгом колёс.
7. Внешние световые приборы не только помогают безопасно
   управлять автомобилем в условиях недостаточной видимости, но и другим
   участникам дорожного движения обозначают наше транспортное средство на
   дороге.

Спецы по безопасности отдельно выделяют
еще и так называемые вспомогательные системы (ассистенты), которые также
предназначены облегчать жизнь водителя:

1. Электромеханический стояночный тормоз «облегчает»
   жизнь иным ленивым автовладельцам, автоматически фиксируя автомобиль при
   его полной остановке, и
   автоматически же снимая его с ручника, когда нога водителя касается педали
   акселератора.
2. Парктроник, понятно, помогает не помять-поцарапать
   соседей по парковке.
3. Адаптивный круиз-контроль мониторит скорость дорожного
   потока и расстояние до впереди идущего автомобиля, прибавляя или снижая
   скорость своего собственного авто сообразно скорости соседей по потоку.
4. Система помощи при трогании на подъём избавляет от
   нервного и физического напряжения не только начинающих, но и опытных
   водителей, действительно весьма полезная штука.
5. Система помощи при спуске с горы не позволяет сорваться
   автомобилю в юз на скользком (грязном) покрытии.
6. Система обнаружения помехи в «слепых зонах» позволяет
   обнаружить соседей по потоку справа-сзади и/или слева-сзади.

Некоторые авторы, пишущие на темы
безопасности, относят в «активную» часть даже такие вещи, например, как и системы
навигации, в том числе и ЭРА-ГЛОНАСС, а также — «климатическую обстановку» в
салоне или громкость музыки, словом, всё то, что влияет на физическое,
эмоциональное и психическое состояние человека за рулём.

Список конструктивных элементов автомобиля,
которые направлены на минимизацию тяжести ДТП, сохранения жизни и здоровья
своих седоков, также не мал. Большинство из них срабатывает в момент
столкновения и «продолжает работать» до полной неподвижности транспортного
средства.

Включает в себя такие конструктивные
элементы:

1. Высокопрочная клетка непосредственно пассажирского салона
   защищает седоков при столкновении (во всех спортивных автомобилях это архи
   важная конструктивная позиция).
2. Энергопоглощающие кузовные элементы, которые
   «сламываются» и складываются в программируемом «формате», имеются в
   передней и задней частях кузова вне салона и призваны выполнять функции
   гашения отрицательного ускорения автомобиля при ударе.
3. Защита от проникновения силовой установки (двигателя и КПП),
   а также других агрегатов трансмиссии и ходовой части в салон и увод их под
   днище автомобиля.
4. Годами (и даже десятилетиями) сложившаяся практика
   проектирования днища автомобиля, состоящего сегодня из металлических
   конструкций самых разных форм, сечений и профилей; тут тебе и жесткость на
   кручение, и шумоизоляция, и пассивная безопасность авто.
5. Мягкие, зачастую пластиковые, бамперы не только
   защищают несущие части кузова при ударе на «пешеходных» скоростях, но
   также выполняют задачи гашения инерции и при более сильном ударе.
6. Среди так называемых удерживающих систем первыми
   выделяют, разумеется, ремни безопасности, а также «сопутствующие» им
   элементы — пиропатроны, преднатяжители и т. д.
7. Широкие дверные пороги и поперечные брусья безопасности
   в дверях проектируют для защиты от бокового удара.
8. Подушки безопасности раскрываются в течение 300-400
   миллисекунд, вне зависимости от того — это фронтальные, боковые, встроенные
   в ремни безопасности или в надкапотное пространство для защиты пешеходов.
9. Из наиболее «древних» приспособлений, которые начинали
   применяться еще на автомобилях 50-60-х годов прошлого столетия (и
   применяются до сих пор) — это складывающиеся рулевые колонки, травмобезопасные
   педальные узлы, где при резко неадекватном «нажатии» педали отламываются с
   мест креплений, уменьшая риск повреждения ступней водителя.
10. Активные подголовники пассажирских сидений
    сегодня защищают шейные позвонки седоков от так называемой хлыстовой
    травмы при ударе сзади.
11. Сминаемые и/или мягкие элементы внутренней отделки интерьеров
    также минимизируют травмы, если не сработали или не справились подушки.
12. Современные многослойные поликарбонатные стекла окон «по
    кругу», которые при разрушении не травмируют пассажиров.
13. Системы Эра-Глонасс и подобные им, которые оповещают
    экстренные службы о факте происшествия.

На подавляющем большинстве проданных
автомобилей системы пассивной безопасности, как правило (и к великому счастью),
остаются невостребованными в течение всего срока жизни автомобиля. Однако при покупке
нового авто экономить на комплектациях не стоит, а при покупке
подержанного — нужно трижды перепроверить сроки годности и функционал всего
установленного здесь оборудования.

Оно может сработать всего один лишь раз,
зато спасет вашу жизнь.

Будьте разумными, и берегите себя! На этом всё. Для тех кто в поисках подарков на Новый Год, рекомендую посмотреть обзоры полезных устройств для дома и семьи:

— Недорогой кухонный помощник. Обзор погружного блендера Scarlett SC-HB42F84;

— Обзор умных напольных весов Tefal Goodvibes Life BM9600S1 с разными показателями тела и красивым дизайном.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

К сожалению, от риска попасть в ДТП не застрахован ни один даже самый аккуратный и опытный автомобилист. Понимая это, автопроизводители стараются сделать все возможное, чтобы повысить безопасность водителя и его пассажиров во время поездки. Одна из мер, направленная на снижение числа аварий, – разработка современной системы активной безопасности автомобиля, позволяющей уменьшить риск возникновения ДТП.

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.

Функции систем, отвечающих за активную безопасность

Все системы, входящие в комплекс устройств активной безопасности, выполняют несколько единых функций:

• снижают риск возникновения ДТП;
• сохраняют контроль автомобиля в сложных или нештатных ситуациях;
• обеспечивают безопасность во время движения как водителю, так и его пассажирам.

Контролируя курсовую устойчивость транспортного средства, комплекс систем активной безопасности позволяет сохранять движение по требуемой траектории, обеспечивая противодействие силам, способным вызвать занос или опрокидывание машины.

Основные устройства системы

Современные транспортные средства комплектуются различными механизмами, относящимися к комплексу активной безопасности. Данные устройства можно разделить на несколько видов:

• устройства, взаимодействующие с тормозной системой;
• средства контроля рулевого управления;
• механизмы управления двигателем;
• электронные устройства.

В общей сложности существует несколько десятков функций и механизмов, позволяющих обеспечить безопасность водителя и его пассажиров. Основными и наиболее востребованными системами среди них считаются:

• антиблокировочная;
• антипробуксовочная;
• экстренного торможения;
• курсовой устойчивости;
• электронной блокировки дифференциала;
• распределения тормозных усилий;
• обнаружения пешеходов.

ABS

АБС является частью тормозной системы и сейчас встречается практически на всех автомобилях. Главная задача устройства заключается в том, чтобы исключить полную блокировку колес во время торможения. В результате автомобиль не потеряет устойчивость и управляемость.

При помощи датчиков блок управления ABS контролирует скорость вращения каждого из колес. Если одно из них начинает замедляться быстрее нормированных значений, система сбрасывает давление в его магистрали, и блокировка предотвращается.

Система АБС всегда срабатывает автоматически, без вмешательства водителя.

ASR

ASR (она же ASC, A-TRAC, TDS, DSA, ETC) отвечает за исключение пробуксовки ведущих колес и позволяет избежать заноса автомобиля. При желании водитель может ее отключить. Работая на базе ABS, ASR дополнительно управляет электронной блокировкой дифференциала и определенными параметрами двигателя. Имеет разные механизмы действия на больших и малых скоростях.

ESP

ESP (система курсовой устойчивости) отвечает за предсказуемое поведение автомобиля и сохранение вектора движения в случае нештатных ситуаций. Обозначения могут отличаться в зависимости от производителя:

• ESP;
• DSC;
• ESC;
• VSA и т.д.

В ESP входит целый комплекс механизмов, способных оценивать поведение автомобиля на дороге и реагировать на возникающие отклонения от параметров, заданных в качестве нормы. Система может корректировать режим работы КПП, двигателя, тормозов.

BAS

Система экстренного торможения (сокращенно – BAS, EBA, BA, AFU) отвечает за эффективное срабатывание тормозов при возникновении опасной ситуации. Может функционировать как совместно с ABS, так и без нее. В случае резкого нажатия на тормоз, BAS подключает в работу электромагнитный привод штока усилителя. Дожимая его, система обеспечивает максимальное усилие и наиболее эффективное торможение.

EBD

Распределение тормозных усилий (EBD или EBV) является не отдельной системой, а дополнительной функцией, расширяющей возможности ABS. EBD защищает автомобиль от возможной блокировки колес на задней оси.

EDS

Механизм электронной блокировки дифференциала основан на базе ABS. Система предотвращает пробуксовку и повышает проходимость транспортного средства, перераспределяя крутящий момент на ведущих колесах. Анализируя скорость их вращения с помощью датчиков, EDS подключает тормозной механизм, если одно из колес вращается быстрее других.

PDS

Контролируя пространство впереди автомобиля, система предотвращения столкновения с пешеходами (PDS) обеспечивает автоматическое торможение автомобиля. Оценка дорожной ситуации происходит благодаря работе камер и радаров. Для наибольшей эффективности задействуется механизм BAS. Однако пока данная система освоена далеко не всеми автопроизводителями.

Устройства-ассистенты

Кроме основных функций активной безопасности в современных транспортных средствах могут присутствовать и вспомогательные устройства (ассистенты):

• система кругового обзора (позволяет водителю контролировать «мертвые» зоны);
• помощь при спуске или подъеме (контролирует нужную скорость на сложных участках дороги);
• ночное видение (помогает обнаружить пешеходов или препятствия на пути в темное время суток);
• контроль усталости водителя (дает сигнал о необходимости отдыха, обнаруживая признаки усталости автомобилиста);
• автоматическое распознавание дорожных знаков (предупреждает автомобилиста о зоне действия тех или иных ограничений);
• адаптивный круиз-контроль (позволяет автомобилю сохранять заданную скорость без помощи водителя);
• помощь при перестроении (информирует о возникновении помех или препятствий, мешающих перестроению).

Современные транспортные средства становятся все более безопасными для водителей и пассажиров. Конструкторы и инженеры предлагают новые разработки, главная задача которых – помочь автомобилисту в нештатной ситуации. Однако важно помнить, что безопасность на дороге зависит, в первую очередь, не от автоматики, а от внимательности и аккуратности водителя. Использование удерживающего ремня и соблюдение правил дорожного движения по-прежнему остаются главным залогом безопасности.

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка…

From Wikipedia, the free encyclopedia

The term active safety (or primary safety) is used in two distinct ways.

The first, mainly in the United States, refers to automobile safety systems that help avoid accidents, such as good steering and brakes. In this context, passive safety refers to features that help reduce the effects of an accident, such as seat belts, airbags and strong body structures. This use is essentially interchangeable with the terms primary and secondary safety that tend to be used worldwide in standard UK English. The correct ISO term is «primary safety» (ISO 12353-1).

However, active safety is increasingly being used to describe systems that use an understanding of the state of the vehicle to both avoid and minimise the effects of a crash. These include braking systems, like brake assist, traction control systems and electronic stability control systems, that interpret signals from various sensors to help the driver control the vehicle. Additionally, forward-looking, sensor-based systems such as advanced driver-assistance systems including adaptive cruise control and collision warning/avoidance/mitigation systems are also considered as active safety systems under this definition.

These forward-looking technologies are expected to play an increasing role in collision avoidance and mitigation in the future. Most major component suppliers, such as Aptiv, TRW and Bosch, are developing such systems. However, as they become more sophisticated, questions will need to be addressed regarding driver autonomy and at what point these systems should intervene if they believe a crash is likely.

In engineering, active safety systems are systems activated in response to a safety problem or abnormal event. Such systems may be activated by a human operator, automatically by a computer driven system, or even mechanically. In nuclear engineering, active safety contrasts to passive safety in that it relies on operator or computer automated intervention, whereas passive safety systems rely on the laws of nature to make the reactor respond to dangerous events in a favourable manner.

Examples[edit]

• The computer operated control rods in a nuclear power station provide an active safety system, whereas a fuel that produces less heat at abnormally high temperatures constitutes a passive safety feature
• Collision avoidance systems in a modern car
• Many buildings have interconnected fire alarms that can be triggered manually by pushing a button or breaking a glass plate attached to sensors

Automotive sector[edit]

In the automotive sector the term active safety (or primary safety) refers to safety systems that are active prior to an accident. This has traditionally referred to non-complex systems such as good visibility from the vehicle and low interior noise levels. Nowadays, however, this area contains highly advanced systems such as anti-lock braking system, electronic stability control and collision warning/avoidance through automatic braking. This compares with passive safety (or secondary safety), which are active during an accident. To this category belong seat belts, deformation zones and air-bags, etc.

Advancement in passive safety systems has progressed very far over the years, and the automotive industry has shifted its attention to active safety where there are still a lot of new unexplored areas. Research today focuses primarily on collision avoidance (with other vehicles, pedestrians and wild animals)^[1] and vehicle platooning.^[2]

Examples of active safety[edit]

• Good visibility from driver’s seat,
• Low noise level in interior,
• Legibility of instrumentation and warning symbols,
• Early warning of severe braking ahead,
• Head up displays,
• Good chassis balance and handling,
• Good grip,
• Anti-lock braking system,
• Electronic Stability Control,
• Chassis assist,
• Intelligent speed adaptation,
• Brake assist,
• Traction control,
• Collision warning/avoidance,
• Adaptive or autonomous cruise control system.
• Electronic brakeforce distribution
• front & rear wiper

Examples of passive safety[edit]

• Passenger safety cell,
• Crumple zones,
• Seat belts,
• Loadspace barrier-nets,
• Air bags,
• Laminated glass,
• Correctly positioned fuel tanks,
• Fuel pump kill switches

See also[edit]

• Passively safe
• Intelligent Speed Adaptation (ISA)
• Electronic Stability Control

References[edit]

External links[edit]

• Continental Automotive Systems
• TRW Cognitive Safety Systems
• SafelyThere — Continental Automotive Systems
• Vehicle Safety Equipment «Drive Safer America»

Говоря о безопасности
дорожного движения, мы отмечали, что
она зависит от безопасности каждого
элемента системы ВАДС. По статистике
вследствие неисправности автомобиля
происходит 3 — 5 % всех ДТП. На первый
взгляд это немного, в то же время это
звено (автомобиль) второстепенным не
назовешь, так как:

во-первых, 3 — 5 % —
это не так уж и мало, если учесть, что в
России ежегодно регистрируется порядка
150 тыс. ДТП, то общее количество ДТП по
техническим причинам составляет 7 — 8
тыс.;

во-вторых, ДТП,
происходящие вследствие технической
неисправности автомобиля, приводят
чаще всего к очень тяжелым последствиям
(несложно представить, к чему приведет
отказ тормозов, рулевого управления,
элементов ходовой части, учитывая, что,
как правило, такие отказы происходят
на скоростях, близких к максимальным);

в-третьих,
значительная часть ДТП, которые статистика
относит к ошибкам водителей, фактически
происходят вследствие технической
неисправности автомобиля (повышенный
шум, вибрация, загазованность кабины и
целый ряд других).

Дорожно-транспортные
происшествия возникают вследствие
отказов следующих узлов автомобиля
(общее количество ДТП, вследствие
технических неисправностей ТС принято
за 100 %):

тормозной системы
— 41,3 %

рулевого управления
— 16,4 %

ходовой части и
шин — 19,2 %

приборов освещения
и сигнализации — 7,9 %

других устройств
— 15,2 %

итого — 100 %

Рис. 26. Структура
безопасности автомобиля

Понятие «безопасность
автомобиля» включает в себя комплекс
его конструктивных и эксплуатационных
свойств, обеспечивающих БД то есть
предупреждение ДТП, снижение тяжести
их последствий, а также снижение вредного
влияния автомобиля на окружающую среду.

Различают активную,
пассивную, послеаварийную и экологическую
безопасности (рис. 26).

Под активной
безопасностью автомобиля понимают его
конструктивные свойства, обеспечивающие
надежность движения во все эксплуатационных
условиях, то есть направленные на
предотвращение ДТП.

Под пассивной
безопасностью — его конструктивные
свойства, предотвращающие или снижающие
степень травмирования участников
движения и обеспечивающие восстанавливаемость
автомобиля после ДТП.

Под послеаварийной
безопасностью — его конструктивные
свойства, направленные на предотвращение
усугубляющих последствии ДТП.

Необходимо отметить,
что все виды безопасности автомобиля
взаимосвязаны. В критических ситуациях
первоначально в работу должны вступить
качества активной безопасности автомобиля
и предотвратить ДТП, если они по какой-то
причине не срабатывают, то включаются
качества пассивной безопасности и
снижают степень травмирования участников
ДТП, затем вступают в работу качества
послеаварийной безопасности, при помощи
которых обеспечивается эвакуация людей,
предотвращаются возгорания, взрывы
автомобиля.

В отличие от первых
трех качеств безопасности, которые
включаются в работу в экстренных случаях,
экологическая безопасность проявляется
на протяжении всего срока службы
автомобиля.

12.1. Активная безопасность автомобиля

К качествам активной
безопасности автомобиля относятся его
эксплуатационное свойства (тормозные,
тягово-скоростные, устойчивость,
управляемость, информативность,
надежность цементов конструкции и др.)
и параметры рабочего места водителя
(микроклимат кабины, шум, вибрация,
эргономические качества). Остановимся
подробнее на некоторых из них.

Тормозные
свойства.
Средняя скорость автомобиля, отражающая
совокупность его динамических свойств,
в большой степени зависит от возможности
быстро остановить автомобиль. Надежные
и эффективные тормоза позволяют водителю
уверенно вести автомобиль с большой
скоростью и вместе с тем обеспечивают
необходимую БД. Эффективность торможения
зависит от конструкции и состояния
тормозных устройств, конструкции и
состояния шин, типа и состояния дорожного
покрытия, величины уклона дороги и
других параметров.

Согласно международным
нормативным документам автомобиль
оснащается тормозными устройствами,
выполняющими следующие функции:

рабочая тормозная
система обеспечивает замедление движения
транспортного средства и его остановку
надежно, быстро, эффективно независимо
от дорожных условий и степени загрузки;

стояночная тормозная
система предназначена для удержания
ТС разрешенной максимальной массы в
неподвижном состоянии на опорной
поверхности с уклоном не менее 16 %;

запасная тормозная
система предназначена для снижения
скорости ТС при выходе из строя рабочей
тормозной системы;

на некоторых типах
автомобилей применяется вспомогательная
тормозная система, предназначенная для
уменьшения энергонагруженности тормозных
механизмов рабочей тормозной системы.

В зависимости от
сложившихся дорожных условий различают
служебное и экстренное торможение.

К служебному
относят торможение для снижения скорости
или остановки автомобиля в заранее
выбранном водителем месте. Как правило,
снижение скорости в этом случае
осуществляется плавно.

Экстренное
торможение используют с целью максимально
быстрого уменьшения скорости ТС,
например, для предотвращения наезда. С
точки зрения безопасности движения нас
больше интересует экстренное торможение.
Это торможение характеризуется
остановочным путем и путем торможения.

Путь торможения
— это расстояние, которое проходит
автомобиль с начала торможения до
остановки.

При торможении
кинетическая энергия вращающихся и
поступательно движущихся масс
транспортного средства преобразовывается
в работу торможения, переходящую в
тепловую энергию

,

где
Е – кинетическая
энергия ТС. А_m
– работа
торможения.

Заменив Е
и А_m
их
эквивалентами, получим:

, (22)

где G_а
— сила тяжести автомобиля, кг; V_a
— скорость автомобиля, м/с; Р_ш
— тормозная сила, кг; S_m
— путь торможения, м.

Максимально
возможная тормозная сила ограничивается
сцеплением шин с дорогой, т. е.

,

где φ
— коэффициент сцепления шин с дорогой,
значение коэффициента φ
для различных условий представлены в
табл. 15.

Подставив значение
формулу (22) получим:

.

Отсюда для
горизонтального участка дороги

.

Таблица 15

Покрытие дороги	φ для поверхности
сухой	мокрой
Асфальтобетонное	0,6-0,7	0,4-0,5
Булыжное, щебеночное	0,5-0,6	0,3-0,4
Грунтовая дорога	0,4-0,6	0,2-0,4
Дорога, покрытая снегом, укатанная	0,2-0,3	—
Дорога в гололед	0,05-0,2	—

Однако из практики
известно, что чем больше масса транспортного
средства, тем больше величина пути
торможения. Поэтому для практических
расчетов вводят коэффициент эффективности
торможения К_э,
величина которого зависит от конструкции
тормозов и массы ТС. Значения коэффициента
К_э
представлены в табл. 16.

Таблица 16

Автомобили	Без нагрузки	С нагрузкой
Легковые	1 — 1,12	1,1 — 1,15
Грузовые разрешенной максимальной массы до 1,0 т и автобусы длиной до 7 м	1,1 — 1,3	1,2 — 1,5
Грузовые разрешенной максимальной массы более 1 0 т и автобусы длиной более 7 м	1,2 — 1,4	1,4 — 1,6

Уточненная формула
расчета пути торможения

.

При торможении на
уклоне

,

где i
— уклон дороги.

Эффективность
снижения скорости зависит от приемов
торможения. В практике вождения автомобиля
важное значение имеет освоение способов
торможения, исключающих блокировку
(юз) колеса. Обычно используют четыре
способа торможения: плавный, резкий,
прерывистый, ступенчатый.

Плавный способ
торможения. При торможении этим способом
водитель плавно и постепенно увеличивает
усилие на педали тормоза. При его
применении созда­ются средние нагрузки
на детали автомобиля, как правило, не
возникают сложные ситуации в дорожном
движении, однако, применить этот способ
можно лишь при наличии у водителя
достаточного времени для его осуществления.

Рис. 27. Способы
торможения: а — плавное торможение; б
— резкое; в — прерывистое; г — ступенчатое;

Р
— усилие на педали тормоза; j
— замедление автомобиля; S_m
— путь торможения

Резкий способ торможения.
При его применении водитель быстро
прикладывает к педали максимально
возможное усилие, доведя колеса до
блокировки. Однако эффективность такого
торможения низка вследствие уменьшения
коэффициента сцепления шин с дорогой
при скольжении колеса юзом (рис. 27). Кроме
того, при блокировке колес теряется
управляемость автомобиля и возрастает
вероятность ДТП.

Более эффективен
прерывистый способ торможения. Сущность
его состоит в том, что после резкого и
сильного нажатия на педаль и, следовательно,
перехода колес в режим юза, водитель
резко отпускает педаль тормоза, прекращая
торможение, затем действие повторяется
несколько раз.

Наибольшей
эффективностью обладает ступенчатый
способ торможения, он наиболее сложен
по технике исполнения и для его применения
требуется специальная тренировка.
Отличие ступенчатого торможения от
прерывистого состоит в том, что педаль
тормоза после резкого нажатия на нее,
не полностью отпускается, а лишь
настолько, чтобы устранить юз, после
чего усилие на педаль снова увеличивается
и т. д.

Если условно
эффективность торможения (величину
пути торможения) при применении плавного
и резкого способов торможения принять
за 1, то при прерывистом способе торможения
она составит 0,8 — 0,9, а при ступенчатом
0,7 —0,8.

Для практической
оценки возможности остановки автомобиля,
например с целью предотвращения ДТП,
кроме пути торможения используют понятие
остановочный путь — расстояние, которое
проходит автомобиль с момента обнаружения
водителем препятствия до остановки
транспортного средства.

Рис. 28. Схема для
определения остановочного пути

Остановочный путь
(рис. 28), кроме пути торможения, включает
расстояние, пройденное транспортным
средством за время реакции водителя
t_р,
время срабатывания тормозного привода
t_cр
и нарастания давления в тормозной
системе t_н.
Величина остановочного пути определяется
по формуле:

.
(23)

Время реакции
водителя t_р
отсчитывается от обнаружения препятствия
до начала нажатия на тормозную педаль,
зависит от его физиологических качеств,
меняется в широких пределах от 0,3 до 1,5
с и в расчетах обычно принимается 0,7 —
0,8 с.

Бремя срабатывания
тормозов t_cр
отсчитывается с начала нажатия на
тормозную педаль до возникновения
тормозного момента на колесах, зависит
от технического состояния тормозной
системы, типа привода и колеблется от
0,05 до 0,15 с для гидравлического привода
и от 0,2 до 0,4 для пневматического.

Время нарастания
давления в тормозной системе t_cр
отсчитывается от начала его увеличения
до достижения максимального значения,
зависит от типа транспортного средства,
типа и состояния тормозной системы,
усилия на тормозную педаль и в расчетах
принимается 0,1 — 0,3 с.

Тягово-скоростные
качества.
Тягово-скоростными называют совокупность
свойств, обеспечивающих необходимые
диапазоны изменения скоростей движения
и интенсивности разгона транспортного
средства в различных дорожных условиях,
которые определяют:

предельную величину
продольных уклонов дороги, преодолеваемых
автомобилем на каждой из передач;

возможную величину
ускорения автомобиля на каждой из
передач при разных дорожных сопротивлениях;

максимальную
скорость автомобиля в различных условиях.

Эти качества
особенно важны в дорожно-транспортных
ситуациях, требующих резкого увеличения
скорости автомобиля (обгон, объезд
препятствия, проезд перекрестков), т.
е. в таких ситуациях, в которых необходимо
быстро сократить время нахождения
автомобиля в сложной или опасной
обстановке.

Стремление
максимально использовать скоростные
качества автомобиля естественны.
Производительность автотранспорта
находится в прямой зависимости от
скорости.

Однако скорость
движения оказывает влияние практически
на все отрицательные аспекты безопасного
управления автомобилем. Увеличение
скорости влечет за собой рост в степенной
зависимости величины пути торможения
и центробежной силы, снижение коэффициента
сцепления φ
и увеличение коэффициента сопротивления
качению колес f,
создавая тем самым предпосылки к
пробуксовке, продольному и боковому
скольжению колес автомобиля, ухудшению
устойчивости и управляемости автомобиля,
ограниче­нию всех видов информативности.
Тяжесть последствий ДТП находится в
прогрессивной зависимости от скорости
движения. Значительная часть ДТП с
тяжелыми последствиями (более 40 %) связана
с превышением скорости движения
автотранспортных средств.

Следовательно,
чрезмерная уверенность водителя в
динамических качествах автомобиля
может привести к очень серьезным
последствиям и уже сейчас на автомобилях
устанавливается аппаратура, информирующая
водителя о превышении скорости в той
или иной ситуации.

Устойчивость
автомобиля характеризует его способность
противостоять произвольным изменениям
направления движения, опрокидыванию
или скольжению на дороге. Различают
поперечную и продольную устойчивость
автомобиля.

Продольная
устойчивость транспортного средства
заключается в сохранении ориентации
вертикальной оси в продольной плоскости
в заданных пределах, т. е. перемещении
на продольном уклоне без опрокидывания
или скольжения. Вероятность опрокидывания
современных автомобилей в продольной
плоскости невелика ввиду низкого
расположения центра тяжести.

Поперечная
устойчивость характеризует свойство
транспортного средства сохранять
ориентацию вертикальной оси в поперечной
плоскости в заданных пределах.

Потеря поперечной
устойчивости вызывает боковое скольжение
с возможным переходом его в опрокидыва­ние,
что может быть вызвано следующими
причинами:

действие центробежной
силы;

действие боковых
сил (ветра, поперечной составляющей
массы и др.);

— моментом,
создаваемым различными по величине
тяговой или тормозной силами на колесах
левого и правого борта;

буксированием или
скольжением колес одного борта;

резким разгоном,
торможением или поворотом управляемых
колес;

неодинаковой
регулировкой колесных тормозов;

неисправностью в
рулевом управлении (большой люфт,
заклинивание);

разрывом шин и др.

При повороте
автомобиля на кривой радиусом R_п
(рис. 29) в центре масс О_ц
возникает центробежная сила Р_ц,
стремящаяся сместить автомобиль в
боковом направлении

.

Р_ц
раскладывается на две составляющие:
продольную Р_х
и поперечную
Р_у.
Для безопасного движения основное
значение имеет сила Р_у,
вызывающая скольжение и опрокидывание
автомобиля.

Величину Р
можно рассчитать по формуле

.

где γ
— угол между
радиусом траектории центра масс
автомобиля и продолжением оси задних
колес (см. рис. 29).

При поворотах угол
γ
имеет небольшое значение и поэтому в
расчетах на устойчивость автомобиля
используют не составляющую силы Р_у
от Р_ц,
а полное значение сил Р_ц.

Противодействует
смещению автомобиля сила сцепления
колес с дорогой Р_сц

_.

где G_k
— сила тяжести, приходящаяся на колесо,
кг; φ_у
— коэффициент сцепления шин с дорогой
в поперечном направлении.

Рис. 29. Схема сил,
действующих при криволинейном движении

Условие неустойчивого
равновесия:

.

Отсюда легко
рассчитать скорость (критическую), с
которой можно вести автомобиль без
опасности заноса по горизонтальному
участку, м/с:

.
(24)

Согласно формуле
(24) движение автомобиля будет устойчивее
на дорогах с пологими поворотами, хорошим
качеством и состоянием покрытия, а также
при ограниченных скоростях движения.

Условие устойчивости
автомобиля в случае возможного
опрокидывания получаем, составляя
уравнение моментов относительно центра
опрокидывания — точки О
(рис. 30), в котором опрокидывающему
действию поперечной силы Р_ц
на плече h_ц
(, возникающей
при движении автомобиля на повороте,
характеризующемся радиусом R_п,
противодействует сила G_а
на плече В/2.

или
,

где
— высота центра масс, м; В — колея, м.

Рис. Действие в
поперечной плоскости моментов от сил
Р_ц
и G_a
на повороте
радиусом Р_п

Плечо действия силы G_а
будет несколько меньше В/2 вследствие
деформации упругих элементов подвески
под действием центробежной силы и крена
подрессоренных масс. Это учитывается
введением коэффициента
.
После преобразования максимально
возможная скорость (критическая), с
которой можно вести автомобиль без
опасности опрокидывания по горизонтальному
участку, м/с:

,

где
— коэффициент, учитывающий деформацию
упругих элементов подвески (рессор,
шин)= 0,85 — 0,95.

Согласно формуле
(25) устойчивость автомобиля в случае
возможного опрокидывания выше на дорогах
с пологими поворотами у автомобилей с
широкой колеей и низкой высотой центра
масс. Опрокидывание автомобиля может
также произойти в результате непогашенного
заноса, в случаях наезда на препятствие
или съезда его с полотна дороги.

Возможность заноса
или опрокидывания автомобиля зависит
от величины и направления поперечного
уклона дороги. Если уклон совладает с
направлением Центробежной силы, условия
заноса и опрокидывания усугубляются и
наоборот. Движение автомобиля по
криволинейной траектории может возникнуть
не по воле водителя, а как следствие
нарушения курсовой устойчивости с
последующими нежелательными последствиями.
Возможность заноса или опрокидывания
автомобиля требует от водителя умения
выбора безопасной скорости и траектории
движения на криволинейных участках
дороги, а также при маневрировании.

Управляемость
автомобиля характеризует его способность
двигаться по направлению, заданному
водителем. При плохой управляемости
автомобиль «рыскает» и от водителя
требуются дополнительные воздействия
на органы управления для корректировки
его траектории. Плохая управляемость
или полная ее потеря может быть в
результате бокового скольжения
управляемых колес, что часто встречается
при торможении на скользких дорогах.

Управляемость
автомобиля оценивается мерой соответствия
параметров движения количественным
характеристикам управляющих воздействий
на рулевое колесо. Эта мера в различных
условиях движения меняется в широких
пределах, что затрудняет выбор оценочных
параметров управляемости.

Необходимые
качества управляемости могут быть
достигнуты при условии выполнения
следующих требований:

обеспечением
необходимого соотношения углов поворота
управляемых колес;

обеспечением
стабилизации управляемых колес;

исключением
возможности произвольных колебаний
управляемых колес;

наличием в рулевом
управлении обратной связи, обеспечивающей
водителя информацией о величине и
направлении сил, действующих на
управляемые колеса.

Информативность
автомобиля — это его свойство обеспечивать
необходимой информацией водителя и
других участников движения в любых
условиях. Информативность ТС имеет
решающее значение для безопасного
управления. Информация об особенностях
транспортного средства, характере
поведения и намерениях его водителя во
многом предопределяет безопасность в
действиях участников движения и
уверенность в реализации их намерений.
В условиях недостаточной видимости,
особенно ночью, информативность в
сравнении с другими эксплуатационными
свойствами автомобиля оказывает главное
влияние на безопасность движения.

Различают внутреннюю,
внешнюю и дополнительную информативность
автомобиля.

Свойства автомобиля,
обеспечивающие возможность воспринимать
водителем информацию, необходимую для
безопасного управления автомобилем в
любой момент времени, называются
внутренней информативностью. Она зависит
от конструкции и обустройства кабины
водителя. Важнейшими для внутренней
информативности являются обзорность,
конструкция и содержание элементов на
щитке приборов, система внутренней
звуковой и световой сигнализации.

Обзорность должна
позволять водителю своевременно и без
помех физически воспринимать всю
необходимую информацию о любых изменениях
дорожной обстановки. Она зависит, прежде
всего, от размера окон и стеклоочистителей;
ширины и расположения стоек кабины;
конструкции смывателей, системы обдува
и обогрева стекол; расположения, размеров
и конструкции зеркал заднего вида.

Панель приборов
должна располагаться в кабине таким
образом, чтобы водитель для наблюдения
за ними и восприятия их показаний
расходовал минимальное время, не
отвлекаясь от наблюдения за дорогой.
Расположение и конструкция рукояток,
кнопок и клавишей управления должны
позволять легко их находить, особенно
ночью, и обеспечивать водителя посредством
тактильных и кинетостатических ощущений
обратной связью, необходимой для контроля
точности управляющих действий. Наибольшая
точность сигналов обратной связи
требуется от рулевого колеса, педалей
тормоза и управления дроссельной
заслонкой, а также рычага переключения
передач.

Внешняя информативность
— свойство, от которого зависит
возможность других участников движения
получить информацию от автомобиля,
необходимую для правильного взаимодействия
с ним в любое время. Она определяется
размерами, формой и окраской кузова,
характеристиками и расположением
световозвращателей, системы внешней
световой сигнализации, а также звуковым
сигналом.

Система внешней
световой сигнализации включает указатели
поворотов, сигналы торможения, габаритные
огни, освещение номерного знака, сигналы
преимущественного проезда. С учетом
особенностей восприятия и анализа
водителем информации система внешней
световой сигнализации должна отвечать
требованиям надежности работы и
однозначного толкования сигналов
участниками движения в любых условиях
видимости.

Дополнительная
информативность — свойство автомобиля,
позволяющее эксплуатировать его в
условиях ограниченной видимости (ночью,
в тумане и т. п.). Она зависит от характеристик
приборов системы автономного освещения
и других устройств автомобиля, позволяющих
улучшить восприятие водителем информации
в различных дорожно-транспортных
ситуациях.

Система автономного
освещения на любом автомобиле снабжена
фарами ближнего и дальнего света. На
некоторых автомобилях (автобусах,
автопоездах), занятых на междугородных
перевозках, устанавливают фары скоростного
света, предназначенные для свобод­ного
режима движения по прямым участкам
дорог со скоростью, превышающей 70 — 90
км/ч. Все более широкое применение для
различных автомобилей получают
противотуманные фары для движения во
время плохой видимости и фары с
широкоугольным светом для движения по
криволинейным участкам с малыми радиусами
поворота, по неосвещенным улицам городов,
лесным и другим дорогам.

Весовые и габаритные
параметры важны для предупреждения
стесненности дорожного движения и
обеспечения сохранности дорог. Поэтому
предусматриваются ограничения на
параметры транспортных средств, а при
отклонении от этих ограничений вводятся
специальные правила перевозок
крупногабаритных и тяжеловесных грузов.

Груз считается
крупногабаритным, если автотранспортное
средство с грузом или без груза превышает
хотя бы одно из значений:

— по ширине 2,55 м
(2,6 м для рефрижераторов и изотермических
кузовов);

— по высоте 4,0 м от
поверхности дороги;

— по длине для
одиночных автомобилей, автобусов и
троллейбусов — 12,0 м, для автопоездов в
составе «автомобиль — прицеп» и
«автомобиль — полуприцеп» — 20,0 м, для
двухзвенных сочлененных автобусов и
троллейбусов— 18,0 м.

К крупногабаритным
относятся также транспортные средства,
имеющие в своем составе два и более
прицепа независимо от ширины и общей
длины автопоезда.

Транспортные
средства в зависимости от осевых масс
подразделяются на 2 группы:

к группе А относятся
ТС с осевыми массами наиболее нагруженной
оси свыше 6 т до 10 т включительно,
предназначенные для эксплуатации на
дорогах с усовершенствованным покрытием;

к группе Б относятся
ТС с основными массами наиболее
нагруженной оси до 6 т включительно,
предназначенные для эксплуатации на
всех дорогах.

Груз считается
тяжеловесным, если полная масса
транспортного средства с грузом или
без груза и (или) осевая масса превышают
хотя бы один из параметров, указанных
в табл. 17 и 18.

Таблица 17

Допустимые значения
полной массы ТС

Виды ТС	Полная масса, т	Расстояние между крайними осями ТС группы А, не менее, м
Группа А	Группа Б
Одиночные автомобили и автобусы:
двухосные	18	12	3,0
трехосные	25	16,5	4,5
четырехосные	30	22	7,5
Автопоезда:
трехосные	28	18	10,0
четырехосные	36	24	11,2
пятиосные и более	38	25,5	12,2

Параметры рабочего
места водителя.
Активная безопасность автомобиля
определяется и теми конструктивными
качествами, которые определяют условия
работы водителя (микроклимат кабины,
уровень шума и вибрации, эргономические
свойства и др.).

Микроклимат кабины
— это совокупность температуры,
влажности, скорости воздуха, наличие в
нем вредных примесей.

Шум и вибрация —
природа их одна и та же — это механические
колебания, возникающие под влиянием
внешних воздействий.

Таблица 18

Допустимые значения
осевой массы на каждую ось

Расстояние между осями ТС, м	Осевая масса на каждую ось, т
Группа А	Группа Б
Свыше 2	10,0	6,0
Свыше 1 ,65 до 2 включительно	9,0	5,7
Свыше 1,35 до 1,65 включительно	8,0	5,7
Свыше! до 1,35 включительно	7,0	5,0
До 1,0	6,0	4,5

Эти параметры
непосредственно влияют на психофизиологические
характеристики водителя. Отклонение
их от нормы приведет к быстрому физическому
утомлению, снижению умственной
деятельности, замедлению реакции и как
результат снижению произ­водительности
труда и уровня безопасности. Например,
оптимальный температурный режим в
кабине водителя принят 17 — 24° С, отклонение
от него в ту или иную сторону вызывает
резкое увеличение вероятности совершения
ДТП (рис. 31).

В. И. Коноплянко
[12] допустимые параметры рабочего места
водителя представил в виде зон условий
обитания (рис. 32).

Эргономические
свойства характеризуют соответствие
размеров и формы сиденья и органов
управления транспортного средства
антропометрическим параметрам человека.
На рис. 33 представлено правильное
положение водителя, которое достигается
опреде­ленными соотношениями размеров
подушки и спинки сиденья, возможностью
их регулирования. Немаловажное значение
с точки зрения БД имеет положение рук
на рулевом колесе. Правильное положение
(по аналогии с циферблатом часов) (см.
рис. 33, а); левая рука — между 9 и 10 часами,
правая — между 2 и 3 часами.

Рис. 31. Влияние
температуры воздуха в кабине (Т)
на вероятность совершения ДТП (Р_ДТП)

Органы управления. Современные
автомобили требуют от водителя при
управлении сравнительно малых мускульных
усилий и в этом отношении они достаточно
совершенны. Мускульную работу измеряют
по количеству выделяемого во время
работы тепла и различают легкую (1—3
ккал/мин), умеренную (3 — 5), среднюю (5 —
8), тяжелую (8— 10), очень тяжелую (10— 15). В
зависимости от марки автомобиля
мускульные усилия водителя составляют
1 — 5 ккал/мин, соответственно его
мускульная работа относится к легкой
или умеренной.

Рис. 32. Зоны условий
обитания

Требования, предъявляемые
к органам управления:

минимальное время,
затрачиваемое на перемещение и
срабатывание систем, приводящих их в
действие;

оптимальные
величины прикладываемых к ним усилий;

наличие обратной
связи между величинами прикладываемых
усилий и реакцией органов управления.

Рис. 33. Оптимальная
поза водителя

а — положение рук
на рулевом колесе; б — положение тела

12.2. Пассивная безопасность
автомобиля

Способность
конструкции ТС обеспечивать защиту

человека от
травмирования или смертельного исхода
при ДТП называется пассивной безопасностью.
Различают внутреннюю пассивную
безопасность по отношению к водителю
и пассажирам и внешнюю — к пешеходам и
уменьшению повреждения автомобиля.

Принцип действия
средств пассивной безопасности в
основном состоит в уменьшении динамической
нагрузки на тело человека в процессе
столкновения или опрокидывания ТС, что
обеспечивается некото­рой растяжкой
времени действия нагрузки за счет
деформации элементов пассивной
безопасности. При этом используются
такие факторы, как ограничение перемещения
людей внутри кузова и кабины, допустимое
уменьшение внутренних размеров
автомобиля, уменьшение травмоопасности
деталей, контактирую­щих с человеком.

К средствам
пассивной безопасности относят:
ударно-прочностные свойства кузова и
кабины, бампер, травмобезопасную рулевую
колонку, ремни безопасности, замки и
петли дверей, сиденья и их крепления,
элементы интерьера, подголовники, стекла
кузова и кабины и др. Средства пассивной
безопасности входят в конструкцию
автомобиля и срабатывают автоматически.

Основные требования
к пассивной безопасности автомобиля:

— деформации
передней и задней частей кузова при
столкновении должны обеспечивать
допустимый уровень замедления;

— жесткость салона
должна быть такой, чтобы сохранить зону
жизнеобеспечения;

— рулевое колесо
и колонка должны перемещаться и поглощать
удар (телескопировать), а также распределять
удар по груди водителя без нанесения
ему травм;

— должна быть
исключена возможность выброса или
выпадания пассажиров или водителя при
ДТП (надежность дверных замков);

— должны быть
предусмотрены индивидуальные защитные
удерживающие средства для всех пассажиров
и водителя (ремни безопасности,
подголовники, пневмоподушки);

— перед пассажирами
и водителем не должно быть травмоопасных
элементов;

— стекла (ветровое,
боковое) не должны быть травмоопасными.

В Республике Беларусь, как собственно и в Российской Федерации, в отличие от Европы и США, никакие электронные системы активной безопасности до сих пор не являются обязательным оборудованием для автомобилей. Но за крайние годы «голые» комплектации автомобилей успели покинуть рынок почти в полном составе. Тем временем иностранные концерны постоянно расширяют список доступного оборудования, помогающего предотвратить аварию. Например, Mercedes и Volvo начали поставлять к нам модели, имеющие режим автопилотирования. Ситуация в этой области меняется быстро, и наши представления о том, что из подобного оборудования действительно необходимо и как оно работает, нуждаются в регулярном обновлении. В этой статье мы рассказываем об электронных помощниках водителя и об инновациях в этой сфере.

Система активной безопасности автомобиля — это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на предотвращение дорожно-транспортных происшествий и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями автомобиля. Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации.

Если говорить простым языком, то задача систем активной безопасности — «почувствовать» рискованную ситуацию и предотвратить столкновение, или, как минимум, погасить скорость. Если в прежние годы организации, испытывающие автомобили на безопасность, брали в расчет только результаты краш-тестов, то теперь они в своей оценке учитывают и работу электроники. Причем значимость активной безопасности в итоговой оценке с годами стала расти.

Безусловная польза электронных ассистентов доказана мировой статистикой аварийности. На Западе АБС входит в базовые комплектации всех автомобилей с 2004 года, а с 2011 года Евросоюз, США и Австралия ввели требование оснащать все новые машины системами курсовой устойчивости (ESP). Уже известно, что системы экстренного торможения также станут обязательными в ближайшие годы.

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.

Постараемся немного подробнее разобраться в основных системах активной безопасности.

АБС — основа основ!

На фоне новейших автопилотов антиблокировочная система тормозов уже может показаться примитивной системой, которая мало от чего защищает, но это ошибочное мнение. Именно датчики и система управления АБС по сей день остаются основой всех электронных ассистентов. Просто с годами антиблокировочная система обросла множеством дополнительных модулей. Можно сказать, что ESP, системы контроля скорости при спуске, системы экстренного торможения и тому подобное являются в некотором роде надстройкой, а начинается активная безопасность именно c АБС.

Бороться с блокировкой колес при торможении начали более 100 лет назад, причем сначала эту проблему заметили на железной дороге (вагоны с заблокированными колесами чаще сходили с рельсов). В середине XX века системы, предотвращающие юз колес, получили распространение в авиации. Ну, а первым серийным автомобилем с электронной АБС стал Mercedes S-класса (W116) в 1978 году.

1 — Гидравлический блок управления, 2 — Датчики скорости вращения колес

Когда при интенсивном торможении колеса перестают вращаться, автомобиль начинает скользить и не слушается руля, а тормозной путь при этом может значительно вырасти (на некоторых видах покрытия). Это связано с тем, что пока колесо вращается, в пятне контакта протектора с дорогой создается трение сцепления (оно же — трение покоя) и его сила больше, чем сила трения скольжения, возникающая при блокировке. Без трения сцепления колеса не способны воспринимать боковые усилия, поэтому автомобиль просто продолжает скользить по инерции: объехать препятствие или вписаться в поворот не получится.

АБС позволяет не допустить такой ситуации: датчики на колесах отслеживают скорость вращения десятки раз в секунду и, когда электроника фиксирует блокировку колес, гидромодуль снижает давление в одной или нескольких тормозных магистралях, чтобы колеса вновь смогли вращаться.

Все современные антиблокировочные системы являются четырехканальными (то есть электроника управляет каждым колесом в отдельности) и имеют очень важную «надстройку» — EBD (Electronic Brakeforce Distribution). Это система распределения тормозных усилий, которая автоматически подстраивает давление в каждом контуре таким образом, чтобы обеспечить максимально эффективное торможение.

Вплоть до конца XX века антиблокировочные системы на многих автомобилях работали плохо: электроника срабатывала грубо и не могла достаточно точно определять тормозное усилие на каждом из колес в отдельности. Инструкторы по контраварийной подготовке рекомендовали вообще не полагаться на АБС и учили водителей по старинке тормозить на грани блокировки колес, либо использовать прерывистое торможение (это гоночный прием, имитирующий работу АБС). Но по мере эволюции электронных систем все поменялось. Если при опасности вы жмете тормоз «в пол», то раньше вас назвали бы «чайником», а теперь именно так и учат делать. Давите изо всех сил, почувствовали боль в ноге — значит, все сделали правильно! Логика проста: в каждое отдельное мгновение колеса имеют разное сцепление с дорогой, поэтому одно колесо может быть уже заблокированным, а другое следовало бы дополнительно «дотормозить». Но водитель не способен приложить к каждому колесу разные усилия, а вот электроника при торможении «в пол» сама распределит силы между колесами максимально эффективно.

Современные АБС имеют важное дополнение — систему помощи при экстренном торможении (не путать с автоматическими системами экстренного торможения). Речь про Brake Assist System (BAS), которая способна фиксировать резкий удар по педали тормоза и в случае, если усилие на педали недостаточное, электроника сама будет дотормаживать изо всех сил до полной остановки. Именно так, как учат делать инструкторы.

ESP, HDC, EDL, EDTC и их развитие…

К 90-м годам прошлого века электроника усовершенствовалась настолько, что автопроизводители стали доверять ей более сложные задачи. Инженеры взялись за борьбу с боковыми скольжениями и с пробуксовкой ведущих колес. Так появились система динамической стабилизации ESP (Electronic Stability Program) и противобуксовочная система Traction Control, которые добавились к АБС. В частности, это даже не отдельные системы, а функции, реализованные в едином блоке управления.

Вновь всех опередил Mercedes — первым серийным автомобилем с ESP в 1995 году стал знаменитый «шестисотый». Вскоре системы курсовой устойчивости превратились в обязательный атрибут всех дорогих машин, ну, а в XXI веке началось массовое распространение этих разработок.

1 — Электрогидравлический модуль, 2 — Датчики ABS, 3 — Датчик поворота руля, 4 — Датчик вращения вокруг вертикальной оси, 5 — Блок управления.

В своей работе система стабилизации руководствуется информацией от большого числа датчиков, оценивающих поведение автомобиля. Кроме данных от сенсоров вращения колес и давления в тормозной системе, электроника ESP также анализирует боковые и продольные ускорения, положение педали акселератора и угол поворота руля. Также системы научились контролировать топливо-воздушную смесь (уменьшать подачу топлива, тормозить двигателем и т.п.) и работать в связке с электронной системой управления автоматической трансмиссией.

Когда электроника фиксирует, что автомобиль начинает отклоняться от намеченной траектории или возник риск неконтролируемого заноса, система выборочно подтормаживает одно или несколько колес и уменьшает подачу топлива. Таким образом удается быстро скорректировать автомобиль и быстро погасить скорость.

ESP ранних поколений были довольно несовершенны и поведение автомобиля с такой электроникой понравилось далеко не всем. Особенно страдали владельцы мощных машин: электроника слишком активно «душила» двигатель. Это убивало все удовольствие от быстрых виражей, ну а зимой езда превращалась в пытку. Если под колесами лед, вазовская «классика» могла обогнать какую-нибудь «пятерку» BMW при старте со светофора. Поэтому истинные ценители скоростных машин предпочитали ездить с отключенной ESP. В наши дни ситуация заметно улучшилась. Электроника стала гораздо деликатнее вмешиваться в процесс управления автомобилем, и, что самое главное, система теперь может допускать некоторое «лихачество» за рулем, если «видит», что водитель сам совершает правильные действия, «отлавливая» автомобиль в скольжениях. Это, как правило, относится к моделям со спортивным характером: на них ESP настраивают так, чтобы позволить развитие управляемого заноса до той стадии, пока водитель совершает корректные действия.

По мере развития технологий ESP получила множество «надстроек». Например, у внедорожников и кроссоверов появилась система контролируемого движения на спуске. Возникновение скольжения на крутом уклоне особенно опасно, так как потерявший управление автомобиль во многих ситуациях «поймать» будет уже невозможно — подчиняясь силе гравитации, машина будет бесконтрольно скользить до ближайшего препятствия. Поэтому электроника уже в начале спуска повышает давление в тормозных магистралях таким образом, чтобы автомобиль двигался со скоростью не выше 5–12 км/ч и при этом ни одно из колес не блокировалось.

Каждый производитель ищет свой подход к настройкам ESP и вспомогательного оборудования. Иногда получаются очень любопытные вещи. Например, обновленная Mazda 3, появившаяся в прошлом году, получила дополнительную функцию управления вектором тяги G-Vectoring Control (GVC). Электроника, определяя разгрузку передних колес, варьирует тягу, в итоге система не допускает сноса передней оси. Утверждается, что новая система действует филигранно и почти совсем не ограничивает возможности мотора.

Nissan же умеет тормозами и тягой двигателя гасить продольные колебания кузова — так на дорожных волнах колеса всегда сохраняют хорошее сцепление с дорогой. «Факультативные» дополнения к ESP можно перечислять долго: электронная имитация блокировки межосевого дифференциала (EDL), функция стабилизации прицепа… Но все они преследуют одну основную цель — не дать машине сорваться в неконтролируемое боковое скольжение и наиболее эффективно использовать тягу двигателя.

Автоматические тормоза — эволюция продолжается

Автоматика, способная в случае опасности ударить по тормозам, появилась в 2003 году. Почти одновременно на рынок вышли Honda Inspire и Toyota Celsior с подобными разработками. В дальнейшем этим направлением заинтересовались все крупнейшие автоконцерны, и сегодня это оборудование стало вполне массовым: на российском рынке уже есть пара десятков моделей с автотормозом, причем это оборудование теперь не является особенностью только лишь люксовых машин.

Не один год система автоматического торможения доступна в качестве опции покупателям Ford Focus и Mazda CX-5, а на моделях подороже такая электроника может быть включена уже «в базу». Правда, тут важно понимать — системы разных марок сильно различаются, и недорогие решения не очень эффективны.

Принцип работы и устройство системы автоторможения: для автотормоза главное — это «органы зрения». Простейшие системы используют лазерный дальномер (лидар), у более продвинутых есть один или несколько радаров и видеокамера, ну а самые «крутые» разработки имеют стереокамеру c двумя объективами. В зависимости от набора этого оборудования отличаются и возможности систем. Простенькие «слепнут» в туман и дождь, да и в ясную погоду срабатывают только на низких скоростях и практически не различают мотоциклистов и низкие прицепы. Подобные системы автоторможения стоят, например, на Mazda CX-5 и Ford Focus. Организация Euro NCAP в своих тестах даже не учитывает работу таких примитивных систем: они обозревают пространство лишь на 10–20 метров вперед и срабатывают на скоростях до 30 км/ч.

Серьезные системы рассчитаны на более высокие скорости и хорошо замечают даже небольшие препятствия. Радар, посылающий электромагнитные импульсы, контролирует пространство на 500 метров вперед, причем не теряет зрение даже в полной темноте или тумане. Дальнозоркие стереокамеры бьют на расстояние в 250–500 метров: изображение с камер позволяет системе распознавать образы, «видя», например, пешеходов, которых не заметил радар. Кроме того, стереокамера распознает расстояние до объектов и вместе с радаром позволяет строить 3D-картинку, по которой ориентируется система.

Будущее уже наступило — ассистенты превзошли «начальника»

Выше речь шла о системах, которые в обычных режимах движения никак себя не проявляют и только в случае опасности перехватывают управление. Управляет автомобилем человек, а электроника лишь его подстраховывает. Однако автопром дошел дуже о той стадии, когда стало понятно, что более безопасен обратный вариант: когда электроника выполняет все основные действия, а человек лишь контролирует ситуацию. Теперь электронные ассистенты получили такие полномочия, что уже вовсю отодвигают «начальника»-водителя на второй план.

Адаптивный круиз-контроль, система удержания автомобиля в своей полосе и парковочный автопилот сегодня есть в арсенале большинства ведущих автомобильных марок. Первые системы, способные контролировать дистанцию до впереди идущей машины, появились в середине 90-х. В 1995 году Mitsubishi вывела на рынок седан Diamante, оснащенный немного усовершенствованным круиз-контролем: при приближении к впереди идущей машине эта система умела автоматически сбрасывать газ и тормозить передачами, но не более того. Задействовать тормоза первыми смогли немцы: в 1999 году на Mercedes S-класса в кузове W220 появилась система Distronic, которая через штатный блок АБС-ESP могла контролировать дистанцию до впереди идущей машины.

С той поры основной принцип не изменился: между вашей машиной и автомобилем впереди как будто проложена невидимая подушка: притормаживает ее водитель — автоматически замедляетесь и вы. А когда чужая машина разгоняется, словно невидимый «трос» тянет вас за ней. Очень удобно!

К 2003 году ассистенты научились рулить. Honda оснастила седан Inspire системой Lane Keep Assist System. Она не просто видела дорожную разметку и оповещала водителя о том, что машина покидает свою полосу (такое стало возможным еще в 90-е), но и сама подруливала таким образом, чтобы удержать автомобиль в своем ряду. В том же 2003 году на рынок впервые вышел автомобиль, способный самостоятельно осуществить параллельную парковку — пионером в этой области стала Toyota Prius. Обе разработки вскоре получили широкое распространение на рынке.

Начиная с 2014 года Euro NCAP присуждает автомобилям дополнительные баллы за работу системы удержания машины на полосе движения. За прошедшие три года было испытано 45 машин, впрочем, в 2016 году тесты проходили по новой, более детальной методике оценки, так что именно испытания прошлого года дают актуальную картину.

Следующий шаг — полностью автономное управление автомобилем, и некоторые производители его уже сделали. С осени 2015 года владельцы автомобилей Tesla получили обновленный софт для своих автомобилей, называющийся Autopilot. Это пока еще не полностью беспилотная система, а скорее продвинутый круиз-контроль. По инструкции руки убирать с руля не следует, но, в принципе, можно: автомобиль будет ехать по намеченному маршруту, совершая перестроения и поворачивая в нужных местах. На шоссе с хорошей разметкой это уже работает неплохо, в городской черте система пока проходит отладку.

Нечто подобное внедрили и другие марки. Причем такие автомобили уже есть в продаже в СНГ. Скажем, Volvo S90 с системой Pilot Assist и новый Mercedes E-класса с оборудованием Drive Pilot. Скоро к числу подобных моделей присоединится и новая «пятерка» BMW.

Принцип работы и устройство ассистентов и автопилотов

Если автотормозу достаточно пары «глаз»-радаров, то ассистентам управления автомобилем нужно больше «органов зрения», смотрящих во все стороны. Получая данные от этого оборудования, искусственный интеллект распознает не только объекты на проезжей части и разметку, но и обочину, повороты, дорожные знаки. Руководствуясь всем этим, электроника сама прокладывает маршрут в навигационной системе и следует ему.

Сколько органов чувств должно быть в идеале? У Volvo сейчас одна камера, один радар, два задних локатора и 12 датчиков парктроника. У Mercedes арсенал побогаче: 3 радара (малой, средней и большой дальности), «стереокамера» с двумя объективами. Ну, а самый продвинутый набор оборудования получили прошлой осенью автомобили Tesla. У них теперь 8 видеокамер кругового обзора (вперед смотрят три: основная охватывает пространство в 150 метрах от машины, «дальнобойная» — до 250 метров, а помогает им широкоугольная камера, охватывающая 60 метров). По бокам и в задней части еще 5 камер. Кроме того, беспилотной системе помогают основной радар, бьющий на 160 метров, и 12 ультразвуковых датчиков, размещенных по кругу.

Именно столько «органов чувств» надо для передвижения в полностью автоматическом режиме. Прежде у Tesla была лишь одна фронтальная видеокамера и этого оказалось недостаточно. В мае 2016 года Tesla впервые попала в ДТП со смертельным исходом, когда машина управлялась автопилотом и, предположительно, одна из причин заключалась именно в плохом «зрении». Формально водителю не следовало убирать руки с руля, поэтому расследование Национального управления безопасности движения на трассах США (NHTSA) признало автопилот невиновным. Но представители Tesla ранее поспешили заявить, что с усовершенствованным «зрением» подобных ДТП можно избежать вовсе.

Вспомогательные системы — предупредить и предотвратить!

По Правилам дорожного движения никакие электронные помощники не снимают с водителя ответственности. Поэтому лучше, конечно, не доводить ситуацию до опасного рубежа, когда электроника вынуждена брать дело в свои руки. И в арсенале современных машин есть множество систем активной безопасности, которые никак не вмешиваются в управление, но способны вовремя предупредить о риске, чтобы водитель сам совершил нужные действия. Эти разработки тоже спасают много жизней.

Возьмем к примеру систему контроля «слепых» зон. Она всего лишь отслеживает пространство позади автомобиля и, если другая машина, приближаясь сзади, попадает в ту самую «слепую» зону зеркал, то загорается тревожная лампочка с той стороны, откуда исходит опасность.

Очень полезны бывают системы кругового обзора, дополнившие привычный парктроник: миниатюрные видеокамеры размещены на кузове таким образом, что система способна построить виртуальную картинку, показывающую вид сверху или сбоку от машины. Еще недавно это казалось фантастикой, а теперь встречается на вполне распространенных моделях. Например, в качестве опции такую систему можно заказать на Volkswagen Passat или даже Nissan Qashqai.

Второстепенное, но не менее важное оборудование можно перечислять долго. Совсем не лишняя опция — система контроля давления в шинах. Все чаще встречается система распознавания усталости водителя, способная «почувствовать», что манера вождения поменялась из-за утомления. Шикарная вещь — камера ночного видения, дающая водителю сигнал, что на проезжей части — человек…

P.S.: «И как же раньше мы управляли автомобилем!» — проворчит опытный водитель, который привык полагаться только на себя, а не на электронику. Прав ли он? Это в идеальном мире каждый автомобилист владел бы контраварийными приемами вождения и ни на секунду не расслаблялся бы за рулем, но будем реалистами —вовремя среагировать на опасную ситуацию и справиться с неуправляемым автомобилем способны далеко не все. Чтобы аварии не произошло, нам в этом помогает система активной безопасности!

Как правильно и технологически грамотно производить диагностику, обслуживание и ремонт систем активной безопасности Вы можете узнать из наших курсов! Будем рады видеть Вас в нашей команде!

Статью подготовил: А. Бракоренко

Если верить исследованиям, от 80 до 85% транспортных аварий и катастроф приходится на автомобили. Производители авто понимают, что безопасность транспортного средства – важное преимущество над соперниками на рынке, а так же то, что от безопасности одного автомобиля зависит безопасность движения на дороге в целом. Причины аварий могут различными – это и человеческий фактор, и состояние дороги, и метеорологические условия, и конструкторам приходится учитывать весь спектр угроз. Поэтому современные системы безопасности обеспечивают и активную, и пассивную защиту автомобиля, и состоят из сложного комплекса различных устройств и приспособлений, от антиблокировочной системы колёс (далее – АБС) и противозаносных систем до подушек безопасности.

Активная безопасность и предотвращение ДТП

Надёжное транспортное средство позволяет водителю сохранить свою жизнь и здоровье, а вместе с тем – жизнь и здоровье пассажиров на современных, битком забитых трассах. Безопасность автомобиля принято делить на пассивную и активную. Активная означает те конструкторские решения или системы, которые уменьшают вероятность дорожно-транспортного происшествия.

Активная безопасность позволяет менять характер движения, не опасаясь выхода автомобиля из-под контроля.

Активная безопасность зависит от конструкции машины, большое значение имеет эргономичность сидений и салона в целом, системы, предотвращающие обмерзанием стёкол, козырьки. Системы, сигнализирующие о поломках, предотвращающие блокировку тормозов или следящие за превышением скорости так же относят к активной безопасности.

Заметность автомобиля на дороге, которая определяется его цветом, тоже может сыграть свою роль в предотвращении аварии. Так, яркие жёлтые, красные и оранжевые автомобильные кузова считаются более безопасными, а при отсутствии снега к их числу добавляется и белый цвет.

Ночью за активную безопасность отвечают различные отражающие свет поверхности, которые машину заметной в свете фар. Например, поверхности номерных знаков, покрытые специальной краской.

Удобное, эргономичное размещение приборов на приборной доске и зрительный доступ к ним вносят свою лепту в предотвращение ДТП.

Системы пассивной безопасности

Если авария всё же случилась, водитель и пассажиры оказываются под защитой средств и систем пассивной безопасности. Большая часть специальных устройств и систем пассивной безопасности находится в передней части салона, поскольку при авариях страдает в первую очередь ветровое стекло, рулевая колонка, передние двери автомобиля и приборная панель.

Ремни безопасности – простое и дешёвое средство, отличающееся необычайно высокой эффективностью.

В настоящее время во многих государствах, в том числе, в России, их наличие и использование обязательно.

Более сложная система пассивной защиты – подушка безопасности.

Созданные изначально как альтернатива ремню и средство, позволяющее избежать травм грудной клетки водителя (травмы о рулевое колесо – одни из самых распространённых при авариях), в современных авто подушки могут быть установлены не только впереди водителя и пассажира, но и вмонтированы в двери для того, чтобы уберечь от бокового удара. Недостатком этих систем являет чрезвычайно громкий звук при наполнении их газом. Шум настолько силён, что превышает болевой порог и может даже повредить барабанную перепонку. Так же подушки не спасут при опрокидывании машины. По этим причинам проводят эксперименты по внедрению сеток безопасности, которые в дальнейшем заменят подушки.

У водителя при лобовом ударе есть возможность травмировать ноги, потому в современных автомобилях педальные узлы тоже должны быть травмобезопасными. При столкновении в таком узле происходит отделение педалей, что позволяет уберечь ноги от травм.

Заднее сиденье

Детские автомобильные сиденья и специальные ремни, которые надёжно фиксируют тело ребёнка и предупреждают его перемещение по салону в случае аварии, могут обеспечить безопасность совсем юных пассажиров, для которых не подходят обычные ремни безопасности.

При резком возникновении перегрузки, воздействующей на туловище пассажира, есть возможность повредить шейные позвонки. Поэтому, задние сиденья, как и передние, оснащаются подголовниками.

Надёжное крепление сидений тоже очень важно: перегрузку в 20g должно выдержать пассажирское сиденье, чтобы обеспечить должную безопасность в случае аварии.

Особенности конструкции

Как уже говорилось, автомобиль и сам по себе должен быть сконструирован так, чтобы обеспечивать максимальную безопасность людям. И достигается это не только эргономикой. Не последнее значение имеет прочность различных элементов конструкции. У одних элементов она должна быть повышена, а у других – напротив.

Так, чтобы обеспечить надёжную пассивную безопасность пассажиров и водителя, средняя часть кузова или рамы должна обладать повышенной прочностью, а передняя и задняя части – напротив. Тогда, при сминании передней и задней частей конструкции часть энергии удара тратится на деформацию, а более прочная средняя часть легко выдерживает столкновение, не деформируется и не ломается. Те части, которые должны быть смяты при ударе, делают из хрупких материалов.

Рулевое колесо должно выдержать удар, но не сломать водителю грудину и рёбра.

Поэтому ступицы руля изготавливают большого диаметра и покрывают упругими амортизирующими материалами.

Стёкла в автомобилях тоже служит целям пассивной безопасности: в отличие от обычного оконного стекла, оно не разбивается на большие куски с острыми кромками, а крошится на мелкие кубики, которые не могут нанести порезы ни водителю, ни пассажирам.

Технологии на службе активной безопасности

Современный рынок предлагает множество надёжных и эффективных систем активной безопасности. Самые распространённые и известные – антиблокировочные системы, которые предотвращают скольжение колёс, возникающее при блокировке колёс. Если нет скольжения, то автомобиль не заносит.

АБС позволяет совершать во время торможения манёвры и полностью контролировать движение транспортного средства до его полной остановки.

Электроника АБС получает сигналы с датчиков вращения колёс. Затем она анализирует информацию и посредством гидромодулятора влияет на тормозную систему, на короткие периоды времени «отпуская» тормоза, чтобы те проворачивались. Это и позволяет избежать заноса и скольжения.

На конструктивной основе АБС построены антипробуксовочные системы, которые анализируют данные о частоте вращения колёс и управляют крутящим моментом двигателя.

Системы курсовой устойчивости повышают безопасность автомобиля, удерживая направление его движения. Такие устройства сами могут определить аварийную ситуацию, интерпретируя действия водителя в сравнении с параметрами движения авто. Если система распознаёт ситуацию как аварийную, она начинает корректировать движение машины несколькими способами: подтормаживанием, изменением крутящего момента мотора, регулировкой положения передних колёс. Есть устройства, которые так же сигнализируют водителю об опасности и нагнетают давление в тормозной системе, повышая её эффективность.

Снизить смертность сбитых пешеходов на 20% позволяют системы обнаружения пешеходов. Они распознают человека по курсу движения автомобиля и автоматически снижают его скорость. Использование специальной подушки безопасности для пешеходов в комплексе с этой системой позволяют сделать автомобиль ещё более безопасным для тех, у кого автомобиля нет.

Для того, чтобы предотвратить блокировку задних колёс, применяют систему перераспределения давления. Её задача – выровнять давление тормозной жидкости, основываясь на показаниях датчиков.

Выводы

Использование систем активной и пассивной безопасности снижает риск аварии и травматизм, если авария всё-таки происходит.

Пассивная безопасность строится вокруг поглощения энергии удара частей кузова, двигателя либо тела пассажира и предотвращения опасных деформаций конструкции, которые могут привести к травмам находящихся в салоне людей.

Активная безопасность направлена на предупреждение водителя об угрозе и регулировку систем управления, торможения, изменение крутящего момента.

Технологии в данной отрасли развиваются стремительно, и рынок постоянно наполняется новыми, более современными и эффективными системами, делая движение по дорогам всё безопасней с каждым годом.