Современный автомобиль состоит из четырех основных агрегатов: двигателя внутреннего сгорания (ДВС), кузова, шасси и ходовой части. Эти агрегаты состоят из различных функциональных систем, которые обеспечивают выполнение главной функции автомобиля - перевозку грузов и пассажиров. Для того чтобы перевозки были безопасными, а для пассажиров и комфортными, чтобы агрегаты, узлы, блоки, системы работали безотказно, на автомобиле широко используются электротехнические устройства и средства электрон пой автоматики.
В последние годы техническая оснащенность автомобилей электронной бортовой автоматикой значительно возрастает.
Совсем недавно микропроцессорные системы зажигания, электронные системы управления гидравлическими тормозами, системы впрыска бензина, бортовая сам oil и а гностика считались последними достижениями в области автомобильного аппарате и приборостроения. Теперь их относят к классическим системам и устанавливают почти на каждый серийный автомобиль.
В наши дни на вновь разрабатываемые модели автомобилей дополнительно начинают устанавливать совершенно нетрадиционные бортовые автоматические системы, к которым относятся: информационная система водителя с микропроцессорным обеспечением; спутниковая навигационно-поисковая система; радарные и ультразвуковые системы зашиты автомобиля от столкновений и угона; системы повышения безопасности и комфорта людей в салоне; система круиз-контроля; система «электронная карта»; мультиплексная электропроводка.
Параллельно проводятся поиски более эффективных компьютерных технологий обработки информации в бортовых электронных системах. Разработаны и уже находят применение так называемые лингвистические функциональные преобразователи, работающие с нечеткими подмножествами лингвистических переменных, выраженных отдельными словами или целыми предложениями на естественном (английском) или искусственном (компьютерном) языке. При некотором усложнении логических и арифметических операций в микро ЭВМ это позволяет повысить точность и скорость (быстроту) обработки сигналов. Как следствие, значительно усложнился интерфейс, и возникла необходимость в ведении CAN- пpoтокола в мультиплексную систему.
На базе электронных систем автоматического управления двигателем (ЭСАУ-Д) и тормозами (ЭСАУ-Т) разработана и уже применяется гироскопическая система VDC для повышения курсовой устойчивости автомобиля на дороге в сложных условиях движения. Система VDC работает по принципу запрограммированного под нештатные условия движения совместного воздействия на крутящий момент ДВС (посредством системы ASR) и на антиблокировочную систему тормозов ABS, чем исключается боковой увод (снос) автомобиля при поворотах на большой скорости или на скользкой дороге. Водителю в таком случае отводится роль активного наблюдателя, контролирующего н корректирующего поведение автомобиля.
Интенсивно ведутся научные исследования возможности применения электромагнитных клапанов с электронным управлением в газораспределительном механизме (ГРМ) поршневого ДВС. Идею заменить классические механические клапаны электромагнитными еще в 50-х гг. XX в. предложил профессор Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ), доктор технических наук Владимир Митрофанович Архангельский. Что это дает поршневому ДВС, хорошо известно теоретически . Но практическая реализация идеи оказалась исключительно трудоемкой задачей, над решением которой работают специалисты многих зарубежных фирм и отечественные разработчики. Теоретические и экспериментальные исследования уже завершены. Теперь идут разработки конструкторских вариантов исполнения ГРМ с электромагнитными клапанами.
Наряду с усовершенствованием автомобильных бензиновых ДВС все более активизируются работы по созданию экологически чистых силовых установок для электромобилей. Полагают, что достойной заменой городскому автомобилю может стать гибридный электромобиль, электронные системы управления которым также относятся к современным новациям в области автомобилестроения.
В современных условиях глобальным требованием к новейшим автомобильным электрическим и электронным системам является неукоснительное исполнение международных стандартов OBD-II (США) и EOBD-II (EU), которые также продолжают совершенствоваться.
Помимо специфики выполняемых функций новейшие системы автомобильной бортовой автоматики кардинально отличаются от классических, чисто электронных систем широким разнообразием принципов действия входящих в них составных подсистем. В зависимости от решаемой задачи в новую систему в качестве основных компонентов могут входить не только электрические и электронные узлы и блоки, по и механические, гидравлические, светооптические, ультразвуковые и любые прочие устройства, имеющие неэлектрическую природу функционирования. Их роль в реализации заданной функции управления главная, хотя все информационные процессы в системе реализуются на уровне электронных блоков управления (ЭБУ), а в новейших системах - в бортовых микропроцессорах. Такие крупные составные комплексы управления не могут относиться ни к механическим, ни к электрическим, ни к электронным, ни к любым другим «чистым» по принципу действия системам. В этой связи новейшие системы автомобильной бортовой автоматики, устанавливаемые на концептуальные автомобили, получили повое название - автотронные системы.
Автотронная система, управляя неэлектрическими процессами через неэлектрическую периферию на выходе, сама управляется от сигналов, имеющих неэлектрическую природу, которые формируются неэлектрической входной периферией.
Например, автотропная система VDC (управления курсовой устойчивостью движения автомобиля), функциональные взаимосвязи которой с водителем и дорогой показаны на рис. 1.1, использует в качестве входной информации скорость движения, углы наклонения кузова, разность частот вращения колес, угол поворота руля, атмосферные условия, а в некоторых вариантах - давление в шинах и состояние дорожного покрытия.
Описание условных обозначений, принятых на рис 1.1.
1. Географические условия: извилистость дороги, спуски, подъемы, повороты, перекрестки дорог, переезды.
2. Дорожные условия: тип дорожного покрытия (гравий, бетон, асфальт); асфальт сухой, мокрый, обледенелый; освещение дороги; плотность транспортного потока.
3. Климатические условия: атмосферные - температура, влажность, давление; температура асфальта.
4. Техногенные условия: сцепление колес с дорогой но состоянию протекторов шин; скорость вращения колес; скорость рыскания; боковой увод автомобиля, боковой увод колес, боковое ускорение.
A. Блок датчиков: угла поворота руля; угла поворота кузова автомобиля вокруг вертикальной оси (гироскоп); бокового ускорения.
B. УВР - управляющие реакции водителя, являющиеся откликом субъективного мышления на дорожные условия движения; проявляются индивидуально в зависимости от физического и психического состояния человека.
C. Блок датчиков: температуры, давления, влажности в атмосфере, температуры асфальта (по давлению в шинах).
D. Блок колесных датчиков (ДК) ABS и вычисляемых в ЭБУ системы VDC неэлектрических входных параметров.
E. Центральный боковой компьютер (микропроцессор МП), в который интегрированы все логические и вычислительные функции четырех автоматических систем управления VDC, ADS, ASR, ABS. Содержит оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память, а также входные аналогово-цифровые (АЦП) и выходные цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи.
F. Блок оконечных преобразователей электрических сигналов в неэлектрические воздействия:
а) ДИС/ВП - драйверы информационной системы водителя (ДИС) и визуальный преобразователь (ВП) электрического сигнала в оптическое изображение;
б) ЭДД/КД - электродвигатель (ЭДД) и клапан (КД) демпфирования активной подвески (системы ADS);
в) ЭДН/НД - электродвигатель (ЭДН) и нагнетатель (НД) высокого давления в системе VDC;
г) ЭДТ/ГК - электродвигатель (ЭДТ) и гидроклапаны (ГК) системы ABS;
д) ШЭД/ДР - шаговый электродвигатель (ШЭД) и дроссельная заслонка (ДР) системы ASR.
G. Блок водительских органов управления: ВИ - визуальные индикаторы (стрелочные, электронные, дисплей и пр.); РК - рулевое колесо; ПТ - педаль тормоза; ПГ -- педаль акселератора (газа).
Все это неэлектрические проявления условий движения автомобиля, которые с помощью входных неэлектрических преобразователей перерабатываются в неэлектрические информационные сигналы: скорость движения - в круговую частоту вращения колес; углы вертикального наклонения - в механические перемещения инерционных элементов в гироскопическом устройстве; угол поворота руля - в движение (поворот) светомодулирующего (колирующего) диска; давление в шинах - в прогиб упругой мембраны и т. д.
Полученные таким образом неэлектрические информационные сигналы посредством входных датчиков (рис. 1.1, поз. А, С, D) преобразуются в электрические сигналы: поворот кодирующего диска на руле - в цифровой электрический код; круговая частота вращения колес - в последовательность электрических импульсов с изменяющейся частотой следования; перемещение инерционных элементов гироскопа, упругой мембраны датчика давления - в аналоговые электрические сигналы, которые далее с помощью аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) перерабатываются в цифровые электрические сигналы, пригодные для подачи на вход микропроцессора МП.
Микропроцессор - это центральный орган управления (мозг) автотронной системы. Его главная функция заключается в преобразовании электрических информационных сигналов об условиях движения автомобиля, полученных от входной периферии, в электрические сигналы управления, несущие информацию об интенсивности и последовательности неэлектрических воздействий на неэлектрические органы управления. Такая информация формируется в микропроцессоре в виде кодовых последовательностей электрических импульсов, которые для непосредственного управления неэлектрическими органами непригодны.
Для согласования энергетических уровней без нарушения информационного содержания на выходе микропроцессора реализуется обратное преобразование информационных сигналов из цифровой в аналоговую форму. Эту функцию выполняют цифроаналоговые преобразователи (ЦАПы), которые одновременно являются усилителями мощности аналоговых электрических сигналов.
Чтобы выполнить управляемое неэлектрическое воздействие на неэлектрические органы управления, вслед за ЦАПами устанавливаются оконечные преобразователи электрических сигналов в механические или любые другие неэлектрические воздействия. Оконечные преобразователи (блок F на рис. 1.1) являются выходными исполнительными устройствами автотронной системы, но не являются ее информационным окончанием. В отличие от электронной системы автотронная система включает в свой состав и неэлектрические объекты управления, которые и являются оконечными потребителями информации. Применительно к рассматриваемой системе управления устойчивостью движения автомобиля, оконечными потребителями информации являются: система подачи топлива в двигатель 4, тормозная система 2 автомобиля и информационная система водителя с визуальными индикаторами (ВИ) и оптическим (зрительным) каналом управления (ОКУ). Эти три системы представляют собой выходную исполнительную периферию автотронной системы, которая (периферия) под автоматическим управлением микропроцессора, при крайне ограниченном (посредством коррекции положения руля) участии водителя, обеспечивает наиболее оптимальный режим движения автомобиля в сложных дорожных условиях или в аварийной ситуации (более подробно система VDC описана в главе 8).
Другой пример - автотронное управление насос-форсунками, которые используются в системах впрыска бензина под большим давлением непосредственно в камеру сгорания для реализации внутреннего смесеобразования. Начиная с 2000 года такие форсунки стали устанавливаться в двигателях экспериментальных легковых автомобилей фирмы TOYOTA (Япония).
Насос-форсунка (рис. 1.2), являясь гидромеханическим устройством, приводится в действие от кулачка 10 распределительного вала ДВС, а управляется от электронной системы S автотронного управления впрыском (ЭСАУ-В) посредством быстродействующего электрогидравлического клапана 2.
Насос-форсунка является ярким примером составного компонента автотронной системы. Входными неэлектрическими сигналами здесь служат: частота вращения и угловое положение распределительного вала; абсолютное давление (разрежение) во впускном коллекторе; температура двигателя и положение водительской педали газа. Эти неэлектрические величины с помощью соответствующих датчиков и АЦП преобразуются в числоимульсную последовательность электрических сигналов и подаются на вход микропроцессора ЭСАУ-В. В микропроцессоре путем математической обработки входных сигналов происходит формирование последовательности управляющих импульсов для электрогидравлического клапана насос-форсунки.
В данном случае ЦАП на выходе микропроцессора не применяется, но управляющие импульсы усиливаются в усилителе мощности и подаются на обмотку электромагнита гидроклапана 2. Гидроклапан представляет собой выходное исполнительное устройство автотронной системы. Однако объектом управления является не гидрокланан, а точно отмеренная по массе и распределенная по времени струя 21 распыленного бензина, поступающая в объем цилиндра через дисковый запорный клапан 17 форсунки. Управление струей позволяет получить так называемый послойный впрыск бензина, суть которого состоит в строго дозированной подаче топлива отдельными порциями и в строго определенное время. При этом за один цикл впрыска бензин подается не сплошной однородной струей, как в обычной форсунке с электронным управлением, а несколькими частями, каждая из которых образует «свой» коэффициент избытка воздуха р. В объеме цилиндра образуется послойная структура ТВ-смеси с разной концентрацией компонентов. Преимущество прямого послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зоне центрального электрода 19 свечи зажигания 18 имеет место стехиометрическая (нормальная) ТВ-смесь с коэффициентом (3=1), которая легко возгорается. Далее процесс горения бензина при значительном избытке кислорода (р = 2,0) поддерживается за счет «открытого огня», образовавшегося в первый момент воспламенения. Такой процесс сгорания ТВ-смеси позволяет получить значительную экономию бензина (до 35%), понизить выброс в атмосферу угарного газа СО и углеводородов СН, а также увеличить удельную мощность двигателя.
1 - фрагмент блока цилиндров в зоне камеры сгорания; 2 - магнитоэлектрический гидроклапан в сливном канале; 3 - главная бензомагистраль; 4 - подающая бензомагистраль; 5 - сливной канал (обратная бензомагистраль); 6 - корпус насос-форсунки; 7 - возвратная пружина плунжера; 8 - опорная тарелочка пружины плунжера; 9 - толкатель плунжера; 10 - кулачок распредвала; 11- запорное кольцо опорной тарелочки; 12 - поршень плунжерного насоса; 13 - рабочая полость насос-форсунки; 14 - гидромеханическая форсунка закрытого типа высокого давления (100-150 бар);
15 - перепускной канал из полости плунжерного насоса в полость форсунки; 16 - возвратная пружина запорного клапана форсунки; 17 - дисковый запорный клапан форсунки; 18 - свеча зажигания (СЗ); 19 - центральный электрод СЗ; 20 - боковой электрод; 21 - конус (струя) распыленного бензина; L - ход плунжера.
Из приведенных примеров очевидно, что автотронная система является совокупностью самых различных по принципу действия устройств, объединенных в единый комплекс с целью выполнения требуемой специфической функции управления, регулирования или текущего контроля на борту автомобиля. Современные подходы автомобилестроителей к комплексному решению задач автоматического контроля, управления и регулирования приводят к тому, что подавляющее большинство новейших автомобильных систем бортовой автоматики являются автотронными, входными воздействиями для которых являются неэлектрические проявления режима работы, условий движения, дорожных ситуаций и других факторов, а выходными потребителями информации (объектами управления) - неэлектрические узлы, блоки, устройства, газообразные и жидкостные среды, имеющие место на автомобиле, и сам водитель. Это принципиальные отличия автотронных систем от чисто электронных и электрических.
Говоря о тенденциях и перспективах развития автомобильных бортовых устройств, следует отметить, что традиционно наиболее интенсивно совершенствуются узлы, агрегаты и схемы классического электрооборудования. Уже скоро в бортсеть автомобиля будет внедрено второе рабочее напряжение 42 вольта. Это связано с необходимостью повышения напряжения электропитания для новейших энергоемких потребителей, таких как силовые электромагнитные гидроклапаны, электромагнитные соленоиды силовых исполнительных устройств, мощные электродвигатели, силовые электронные коммутаторы, мультиплексная электропроводка и т. п. Ясно, что при повышении напряжения электропитания соответственно уменьшаются токи в цепях потребителей, что приводит к более надежной и экономичной их работе. Но сразу переводить все электропотребители на новое напряжение, как это было сделано при переходе с 6 на 12 вольт, в настоящее время нерационально. Причина тому - выпуск 12-вольтовых потребителей огромными сериями, технологическая оснащенность производства и, главное, все эксплуатируемые в настоящее время автомобили оборудованы 12-вольтовьши потребителями (электролампы, электродвигатели, электронное и микрокомпьютерное оснащение, аудио-, радио-, видеоаппаратура, бортовая самодиагностика и т. п.).
Единой стратегии перевода бортсети автомобиля на более высокое напряжение пока нет. Полагают, что некоторое время на автомобиле будет два напряжения: 12 вольт - для классического электрооборудования, и 42 вольта - для новейших мощных потребителей. Такой подход широко используется па многотонных грузовых автомобилях, где мощные электропотребители 24-вольтовые, а освещение - от 12 вольт. Еще более яркий пример - электромобили. Здесь главная тяговая аккумуляторная батарея, управляющий контроллер и тяговый электродвигатель рассчитаны па напряжение 120...380 В и соединены между собой отдельными цепями. При этом бортсеть остается 12-вольтовой.
Из приведенных примеров ясно, что функциональное многообразие бортовых электрических устройств неизбежно приводит к необходимости применения на автомобиле нескольких первичных источников электроэнергии с различными рабочими напряжениями. При этом не исключено, что будет использоваться и переменное синусоидальное напряжение для специальных потребителей.
Под новые напряжения в первую очередь будут модернизированы бортовые электромашины. Уже в наши дни значительно видоизменен электростартер. В нем не применяется последовательное возбуждение, которое заменено возбуждением от постоянных магнитов. Жесткая механическая характеристика электродвигателя +12В стартера согласовывается с пусковым моментом ДВС посредством планетарного редуктора (редуктора Джемса). Давно нет коллекторных генераторов постоянного тока, их заменили многофазные синусоидальные генераторы с полупроводниковыми выпрямителями и электронными регуляторами напряжения. Но и такие генераторы могут значительно видоизмениться при появлении второго рабочего напряжения или если необходимость в высоковольтном переменном напряжении станет реальной.
Ведутся также разработки по созданию универсальной электрической машины, так называемого «стартер-генератора», которая сможет выполнять две функции: запуск ДВС и подачу электроэнергии в бортсеть после запуска ДВС.
Современная микропроцессорная система зажигания с низкоуровневым многоканальным распределением энергии по свечам является наиболее совершенным решением проблемы принудительного электроискрового воспламенения ТВ-смеси в цилиндрах поршневого ДВС. Но и это не предел достижений. Уже испытаны лазерные свечи зажигания, которые работают непосредственно от электронной схемы управления без промежуточного энергонакопителя. Это позволит значительно повысить надежность и КПД системы зажигания, а также избавить ее от высокочастотных электроискровых помех на другие узлы и блоки бортовой электронной автоматики. Электронной схемой управления может стать магнитный модулятор сжатия, работающий на ферромагнитных сердечниках насыщения. Схема такого модулятора показана на рис. 1.3, основным элементом в которой является высоковольтный трансформатор с насыщающимися сердечниками.
Если магнитопровод трансформатора ввести в режим насыщения, то его коэффициент трансформации резко падает и энергия из первичной обмотки во вторичную не трансформируется.
Выходной трансформатор имеет два изолированных друг от друга магнитопровода - М, и М 2 , охваченных общей первичной обмоткой W,. Каждый магнитопровод оснащен отдельной обмоткой управления (W B " и W B ") и отдельной двухвыводной вторичной обмоткой (W 2 " и W 2 ")
Когда по управляющей обмотке W," протекает ток, достаточный для насыщения сердечника М, а обмотка W B " обесточена, то высокое напряжение будет наводиться только во вторичной обмотке W 2 ". Если обесточить управляющую обмотку W EJ " и пропустить ток насыщения по обмотке W B ", то насытится сердечник М и высокое напряжение будет трансформировано только в обмотку W 2 .
Система зажигания с трансформатором насыщения обладает высокой надежностью, малыми габаритами и весом.
В заключение следует отметить, что не все известные разработки бортовых систем вышли из стадии экспериментальных исследований. Они используются в основном на фирменных моделях спортивных и концептуальных автомобилей. Но, как и прежде, почти все новации, испытанные на концепткарах, рано или поздно начинают применяться на серийных автомобилях.
Таковы тенденции развития автомобильной техники и, в частности, систем бортового электрического, электронного и автотронного оборудования.
Рис. 1.3. Магнитный модулятор системы зажигания
Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ двигателем, трансмиссией, ходовой частью и дополнительным оборудованием) позволяет:
снизить расход топлива;
токсичность отработавших газов,
повысить мощность двигателя,
активную безопасность автомобиля,
улучшить условия труда водителя.
Соблюдение требований ограничивающих токсичность отработавших газов и расход топлива требует поддержания стехиометрического состава горючей смеси, отключения подачи топлива на режиме принудительного ХХ, точного и оптимального регулирования момента зажигания или впрыска топлива.
Выполнения этих требований невозможность без использования ЭСАУ.
Применяемые ЭСАУ двигателем включают системы управления:
топливоподачей,
зажиганием (в бензиновых двигателях),
клапанами цилиндров,
рециркуляцией отработавших газов.
Наибольшее распространение получили первые две системы.
Системы управления клапанами применяются для отключения группы цилиндров с целью экономии топлива и для регулирования фаз газораспределения. Системы управления рециркуляцией отработавших газов обеспечивают возврат во впускной трубопровод потребного количества отработавших газов для смешивания их со свежей горючей смесью.
ЭСАУ облегчает пуск холодного двигателя, уменьшает время прогрева перед движения.
Антиблокировочные системы позволяют уменьшить в 2 раза тормозной путь на скользкой дороге, исключая возникновения заноса.
6.2. Электронное управление двигателем
Электронные системы управления топливоподачей бензиновых двигателей
Применение электронных систем автоматического управления (ЭСАУ) топливоподачей бензиновых двигателей обусловлено необходимостью снижения токсичности отработавших газов и повышения топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. ЭСАУ позволяют в большей степени оптимизировать процесс смесеобразования и делают возможным применение трехкомпонентных нейтрализаторов, эффективно работающих при постоянном коэффициенте избытка воздуха а близком к 1.
Кроме того, ЭСАУ двигателем, позволяют повысить приемистость автомобиля, надежность холодного пуска, ускорить прогрев и увеличить мощность двигателя.
ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей разделяют на системы впрыска (во впускной трубопровод или непосредственно в камеру сгорания) и карбюраторные системы с электронным управлением.
Принцип действия системы электронного управления карбюратором заключается в согласованном управлении воздушной и дроссельной заслонками.
Так система Ecotronic фирмы Bosch поддерживает на большинстве режимов стехиометрический состав рабочей смеси, обеспечивает необходимое обогащение смеси на режимах пуска и прогрева двигателя. В системе предусмотрены функции отключения подачи топлива на принудительном холостом ходу и поддержания на заданном уровне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.
Наибольшее распространение получили системы впрыска во впускной трубопровод. Они разделяются на системы с впрыском в зону впускных клапанов и с центральным впрыском (рис. 6.1, где: а - центральный впрыск; б - распределенный впрыск в зону впускных клапанов;в - непосредственный впрыск в цилиндры двигателя; 1 - подача топлива; 2 - подача воздуха; 3 - дроссельная заслонка; 4 - впускной трубопровод; 5 - форсунки; 6 - двигатель).
Система с впрыском в зону впускных клапанов (другое название распределенный или многоточечный впрыск) включает в себя количество форсунок равное числу цилиндров, система с центральным впрыском - одну или две форсунки на весь двигатель. Форсунки в системах с центральным впрыском устанавливаются в специальной смесительной камере, откуда полученная смесь распределяется по цилиндрам. Подача топлива форсунками в системе распределенного впрыска может быть согласована с процессом впуска в каждый цилиндр (фазированный впрыск) и несогласованна - форсунки работают одновременно или группой (нефазированный впрыск).
Системы с непосредственным впрыском из-за сложности конструкции долгое время не применялись на бензиновых двигателях. Однако ужесточение экологических требований к двигателям делает необходимым развитие этих систем.
Современные ЭСАУ двигателем объединяют в себе функции управления впрыском топлива и работой системы зажигания, поскольку принцип управления и входные сигналы (частота вращения, нагрузка, температура двигателя) для этих систем являются общими.
В ЭСАУ двигателем используется программно-адаптивное управление. Для реализации программного управления в ПЗУ блока управления (БУ) записывается зависимость длительности впрыска (количества подаваемого топлива) от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя. На рис. 6.2 представлена обобщенная регулировочная характеристика бензинового двигателя по составу смеси.
Зависимость задается в виде таблицы (характеристической карты) разработанной на основании всесторонних испытаний двигателя. Данные в таблице представлены с определенным шагом, например 5 мин -1 , промежуточные значения БУ получает интерполяцией. Аналогичные таблицы используются и для определения угла опережения зажигания. Выбор данных из готовых таблиц является более быстрым процессом, чем выполнение вычислений.
Непосредственное измерение крутящего момента двигателя на автомобиле связано с большими техническими трудностями, поэтому основным датчиком нагрузки являются датчики расхода воздуха и (или) датчик давления во впускном трубопроводе. Для определения частоты вращения коленчатого вала двигателя обычно используется счетчик импульсов от датчика положения коленчатого вала индукционного типа или от датчика-распределителя системы зажигания.
Полученные по таблицам значения корректируются в зависимости от сигналов датчиков температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, температуры воздуха, а также напряжения бортовой сети и других параметров.
Адаптивное управление (управление по обратной связи) используется в системах с датчиком кислорода (λ-зондом). Наличие информации о содержании кислорода в отработавших газах позволяет поддерживать коэффициент избытка воздуха а (λ) близким к 1. При управлении топливоподачей по ОС БУ первоначально определяет длительность импульсов по данным датчиков нагрузки и частоты вращения КВ двигателя, а сигнал от датчика кислорода используется для точной корректировки. Управление впрыском топлива по обратной связи осуществляется только на прогретом двигателе и в определенном диапазоне нагрузки.
Принцип адаптивного управление применяется также для стабилизации частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода и для управления углом опережения зажигания по пределу детонации.
Современные ЭСАУ топливоподачей бензиновых двигателей имеют функцию самодиагностики. БУ проверяет работу датчиков и исполнительных устройств и идентифицируют неисправности. При обнаружении неисправности БУ заносит в память соответствующий код и включает аварийную лампу CHECK ENGINE на панели приборов.
Диагностический прибор позволяет получать информацию от БУ:
считывать коды неисправностей;
определять текущие значения параметров двигателя,
активизировать исполнительные механизмы.
функции диагностического прибора ограничены возможностями БУ.
Применение ЭСАУ повышает надежность работы двигателя за счет обеспечения возможности его работы в «усеченном» режиме. В случае возникновения неисправности в одном или нескольких датчиках, БУ определяет, что их показания не соответствуют действительности и отключает эти датчики. В «усеченном» режиме работы информация от неисправных датчиков замещается эталонным значением или косвенно рассчитывается по данным от других датчиков. Например, при неисправности датчика положения дроссельной заслонки его показания можно имитировать расчетом по частоте вращения коленчатого вала и расходу воздуха. При выходе из строя одного из исполнительных механизмов используется индивидуальный алгоритм обхода неисправности. При дефекте в цепи зажигания, например, отключается впрыск в соответствующий цилиндр, с целью предотвращения повреждения каталитического нейтрализатора.
При работе двигателя в «усеченном» режиме возможно снижение мощности, ухудшение приемистости, затрудненный пуск холодного двигателя, увеличение расхода топлива и др.
Для компенсации технологического разброса в характеристиках элементов ЭСАУ и двигателя, учета их изменения при эксплуатации в программе БУ предусмотрен алгоритм самообучения. Как упоминалось выше, сигнал от датчика кислорода используется для корректировки значения длительности впрыска полученного по таблице из ПЗУ БУ. Однако при значительных расхождениях такой процесс занимает много времени.
Самообучение заключается в сохранении в памяти БУ значений коэффициента корректировки. Весь диапазон работы двигателя разбивается, как правило, на четыре характерные зоны обучения:
холостой ход, высокая частота вращения при малой нагрузке, частичная нагрузка, высокая нагрузка.
При работе двигателя в любой из зон, происходит корректировка длительности импульсов впрыска до тех пор, пока реальный состав смеси не достигнет оптимального значения. Полученные таким образом коэффициенты корректировки характеризуют конкретный двигатель и участвуют в формировании длительности импульса впрыска на всех режимах его работы. Процесс самообучения применяется также для управления углом опережения зажигания при наличии обратной связи по детонации. Основная проблема функционирования алгоритма самообучения заключается в том, что иногда неправильный сигнал датчика может быть воспринят системой как изменение параметра двигателя. Если ошибка сигнала датчика недостаточно велика, чтобы был зарегистрирован код неисправности, повреждение может остаться необнаруженным. В большинстве систем корректирующие коэффициенты не сохраняются при отключении питания БУ.
Автомобилей на дорогах становится все больше, управлять им в плотном потоке становится все сложнее. Кроме того, в движении принимает участие большое количество молодых водителей, не обладающих достаточным опытом управления автомобилем.
Для помощи водителю и для повышения безопасности дорожного движения разрабатывается большое количество электронных систем безопасности автомобилей.
Автомобильные системы безопасности
Все системы безопасности делятся на активные и пассивные:
- назначение активных систем – предотвратить столкновения автомобилей;
- пассивные системы безопасности снижают тяжесть последствий при аварии.
Обзор систем активной безопасности
Данный обзор – попытка перечислить и дать характеристику современным системам активной безопасности.
1. (АБС, ABS). Предотвращает проскальзывание колес во время торможения автомобиля. Часто (но не всегда) работа АБС сокращает тормозной путь автомобиля, особенно на скользкой дороге.
3. Система аварийного торможения (EBA, BAS). В случае быстро поднимает давление в тормозной системе. Используется вакуумный способ управления.
4. Система динамического контроля над торможением (DBS, HBB). Быстро поднимает давление при экстренном торможении, но способ реализации иной, гидравлический.
5. (EBD, EBV). Фактически это программное расширение последних поколений АБС. Тормозное усилие правильно распределяется между осями автомобиля, не допуская блокировки, в первую очередь, задней оси.
6. Электромеханическая тормозная система (ЕМВ). Тормозные механизмы на колесах активируются при помощи электродвигателей. На серийных автомобилях ещё не применяется.
7. (АСС). Сохраняет выбранную водителем скорость автомобиля, поддерживая при этом безопасную дистанцию до движущегося впереди автомобиля. Для поддержания дистанции система может изменять скорость автомобиля, воздействуя на тормоза, или дроссельную заслонку двигателя.
8. (Hill Holder, HAS). При трогании автомобиля на подъеме система не позволяет автомобилю откатываться назад. Даже при отпущенной педали тормоза давление в тормозной системе сохраняется и начинает уменьшаться при нажатии на педаль «газа».
9. (HDS, DAC). Сохраняет безопасную скорость автомобиля при движении на спусках. Включается водителем, но активируется при определенной крутизне спуска и достаточно малой скорости автомобиля.
10. (ASR, TRC, ASC, ETC,TCS). Не дает колесам автомобиля проскальзывать при наборе им скорости.
11. (APD, PDS). Позволяет обнаружить пешехода, поведение которого может привести к столкновению. При опасности оповещает водителя и включает тормозную систему.
12. (PTS, Park Assistant, OPS). Помогает водителю припарковать автомобиль в стесненных условиях. Некоторые разновидности систем выполняют эту работу в автоматическом или автоматизированном режиме.
13. (Area View, AVM). При помощи системы видеокамер, а точнее, синтезированного с них изображения на мониторе помогает управлять автомобилем в стесненных условиях.
14. . Берет управление автомобиля на себя в опасной ситуации для увода автомобиля из-под удара.
15. . Эффективно удерживает автомобиль на полосе движения, обозначенной линиями разметки.
16. . Контролируя наличие помех в «мертвых зонах» зеркал заднего вида помогает безопасно выполнить маневр перестроения.
17. . При помощи видеокамер, реагирующих на тепловое излучение предметов, на мониторе создается изображение, помогающее управлять автомобилем при недостаточной видимости.
18. . Реагирует на знаки ограничения скорости, доводит эту информацию до водителя.
19. . Выполняет мониторинг состояния водителя. Если, по мнению системы, водитель устал, она требует остановки и отдыха.
20. . При аварии, после первого столкновения включает тормозную систему автомобиля, чтобы избежать последующих столкновений.
21. . Наблюдает за обстановкой вокруг автомобиля и при необходимости принимает меры, призванные предотвратить аварию.
Что скрывается за аббревиатурами, обозначающими электронные системы автомобиля
Электронные системы управления автомобилем
AAR — Автоматическая рециркуляция воздуха.
Антиблокировочная тормозная система. Помогает избежать блокировки колес при внезапном торможении или при торможении на скользкой дороге.
ADB — автоматически блокируемый дифферинциал. При пробуксовке одного колеса передает часть момента вращения на другое, улучшая проходимость.
ASC - Automatische Stabilitats Control. Антипробуксовочная система.
ASC+T — Система автоматического контроля устойчивости с регулятором тяги (ASC+T) предотвращает пробуксовку задних ведущих колес и обеспечивает надежное сцепление шин с дорогой и великолепную траекторную устойчивости. Если колесу грозит пробуксовка, например, при трогании с места или ускорении на выходе из поворота, то система управления двигателем снижает момент привода. Если этого оказывается недостаточно, то буксующее колесо или колеса автоматически подтормаживаются до тех пор, пока не восстановится нормальное сцепление шин с дорогой.
ASR — Antriebs-Schlupf-Regelung — Автоматика противоскольжения (автоматическое регулирование ведущих колес по их буксованию.
A-TRC (Active Traction Control) — активная антипробуксовочная система. A-TRC — более интеллектуальная версия традиционной антипробуксовочной системы. Она не позволит автомобилю буксовать даже при самых неблагоприятных условиях движения (как по дороге, так и по бездорожью). A-TRC автоматически обнаруживает пробуксовку ведущего колеса, подтормаживает его и снижает передаваемый на него крутящий момент, распределяя его между остальными тремя колесами. В результате на ведущие колеса, обладающие лучшим сцеплением с дорожным покрытием, всегда передается оптимальный крутящий момент. В сложнейших дорожных условиях система A-TRC практически заменяет собой блокировку дифференциалов, при этом колеса автомобиля не тормозятся так сильно на крутых поворотах. Совместная работа систем A-TRC и VSC обеспечивает отличную управляемость автомобиля при движении по очень скользкой дороге.
AUC —система контроля загрязнения наружного воздуха BMW позаботится о чистоте воздуха в салоне. Система распознаёт в наружном воздухе, например, оксид углерода, оксиды азота, этанолы и прекращает при их повышенной концентрации поступление воздуха в салон, переключая на некоторое время автоматический кондиционер на рециркуляционный режим.
BA (Brake Assist) - усилитель тормозов. Усилитель тормозов обеспечивает аварийное торможение в случае, когда водитель нажимает на педаль тормоза резко, но недостаточно сильно. Для этого система измеряет насколько быстро и с каким усилием нажата педаль, после чего, при необходимости, мгновенно повышает давление в тормозной системе до максимально эффективного. Вспомогательное усиление является едва заметным и лишь добавляет Ваши собственные действия.
CBC — система контроля торможения на поворотах.
D-4 — технология непосредственного впрыска топлива для бензиновых двигателей. Топливо впрыскивается под высоким давлением непосредственно в камеру сгорания. За счет применения этой технологии улучшаются эксплуатационные характеристики двигателя, уменьшается расход топлива и снижается уровень выбросов вредных веществ.
DAC (Downhill Assist Control) — система помощи при спуске по склону. На крутых спусках, когда система DAC обнаруживает, что скорость автомобиля больше скорости вращения колес, она автоматически изменяет тормозное усилие на отдельных колесах. Таким образом, система DAC поддерживает постоянную скорость в диапазоне 5-7 км/ч - идеальную для управляемого спуска с крутого склона. Система DAC также включается и при спуске задним ходом, но в этом случае она поддерживает скорость в пределах 3-5 км/ч.
DI Direct Injection — непосредственный впрыск. Вnpыск топлива непосредственно в камеру сгорания обеспечивает его лучшее сгорание, но вместе с тем большую шумность и вибронагруженность. В настоящее время получает все большее распространение.
DOHC Double Overhead Camshaft — два распределительных вала в головке. Аббревиатура, обозначающая распространенную схему газораспределительного механизма.
DME - Digital Motor-Elekronik или Motronik — Цифровая система управления .
DBC — Dynamic Brake Control — система регулирует тормозные усилия в зависимости от нагрузки на оси. Распознает экстренное торможение и самостоятельно включает тормоза на полную мощь.
DSC Dynamic Stability Contro l. Аббревиатура, используемая "BMW" для обозначения электронной системы стабилизации автомобиля. То же что и ESP.
DTC — Dynamic Traction Control — противобуксовочная система.
EBD (Electronic Brake Distribution) - система электронного распределения тормозного усилия. Работает в комплексе с системой ABS, обеспечивая с помощью электроники равномерное распределение тормозного усилия между всеми четырьмя колесами, чтобы обеспечить каждому из них оптимальное сцепление с дорогой.
EDC — Система электронной регулировки жесткости амортизаторов (EDC) моментально подстраивает жесткость амортизаторов BMW в зависимости от состояний дорожного полотна, загрузки автомобиля и условии движения. Электронный управляющий блок определяет, исходя из колебаний автомобиля, оптимальный уровень амортизации. При трогании с места, торможении и изменении направления движения он выше, а при спокойной поездке ниже. Наряду с автоматической подстройкой Вы можете нажатием клавиши установить более жесткий, спортивный вариант настройки.
EGR — система дожигания топлива для уменьшения вредных примесей в выхлопных газах.
ЕНВ Электронно-гидравлическая тормозная система. Управляемая электроникой тормозная система, в которой рабочее давление создается не ногой водителя, а насосом. На педали устанавливается специальный датчик.
EMV Электромагнитная совместимость. В автомобиле и вне его имеется большое количество источников электромагнитного излучения и электронных приборов, которые могут влиять на работу друг друга — от системы зажигания до мобильного телефона и приемника. Чтобы изучить и уменьшить это влияние, проводят специальные испытания.
EON Enhanced Other Network — дословно усиленная другая сеть. Функция автомобильного аудиоборудования, когда аудиосистема автоматически переключается на радиостанцию, передающую сообщение о ситуации на дорогах, а по окончании сообщения возвращается к прежней настройке.
ESP Electronic Stability Program — аббревиатура, используемая "Daimler Chrysler" и некоторыми другими компаниями для обозначения электронной системы стабилизации автомобиля. Используя штатную тормозную систему автомобиля, обеспечивает сохранение курсовой и траекторной устойчивости в . Если, например, автомобиль в повороте проявляет склонность к заносу, то система подтормаживает наружное к повороту переднее колесо. А при сносе передних колес притормаживает внутреннее заднее. В последнее время электронные системы стабилизации получают все более широкое распространение, причем не только в дорогих автомобилях.
ETS/ETC — Electronic Traction Support (Control). Система антипротивобуксовочного контроля. Электронное управление тягой.
FSI (Fuel Stratified Injection) — система непосредственного послойного впрыска топлива (аналог японской GDI).
GPS Global Positioning System — спутниковая система, позволяющая определять местоположение объекта с точностью метра до 10. GPS — приемники являются основой большинства современных навигационных систем.
HAC (Hill-start Assist Control) — система помощи при подъеме по склону. Она позволяет безопасно и без потери управляемости начинать движение вверх по крутому и скользкому склону и немедленно информирует водителя о скатывании автомобиля вниз. Когда система обнаруживает пробуксовку одного или нескольких колес, она автоматически перераспределяет крутящий момент таким образом, чтобы восстановить сцепление с шин с поверхностью. Очень важно, что колеса, шины которых имеют нормальное сцепление с поверхностью дороги, периодически подтормаживаются, чтобы восстановить контакт с дорожным покрытием шин буксующих колес. Это позволяет водителю не потерять контроль над автомобилем.
НС Hydrocarbone — углеводород. Углеводороды — органические соединения, молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода. Общая химическая формула углеводородов — СН. В применении к автомобильным двигателям под СН чаще всего понимают опасные для здоровья несгоревшие углеводороды, присутствующие в отработавших газах.
Head-up-Display Проецирование показаний приборов и сигнальной информации непосредственно в поле зрения водителя. Используется на некоторых моделях автомобилей и современных боевых самолетах.
IC Inflatable Curtain —надувающаяся занавеска. Разновидность подушки безопасности, применяемая для защиты головы и шеи при ударе сбоку. Предотвращает удар головой о детали интерьера и о неподвижные предметы, с которыми мог столкнуться автомобиль. Одновременно препятствует выпадению пассажиров в окна при аварии.
LED Light Emitting Diod —"светоизлучающий диод". Светодиоды находят все большее применение в приборах внешней световой сигнализации, поскольку обеспечивают большую яркость, а главное — более высокое быстродействие по сравнению с лампами накаливания.
LPG Liquid Petroleum Gas —"сжиженный нефтяной газ". Смесь пропана и бутана, образующаяся как побочный продукт на нефтеперегонных заводах. Имеет высокое октановое число, используется как топливо для ДВС.
MID — Информационная система с мультиинформационным дисплеем.
MPI Multi Point Injection — "многоточечный впрыск". Аббревиатура, используемая для обозначения системы распределенного впрыска бензина, когда для каждого из цилиндров используется отдельная форсунка. В отличие от центрального впрыска, когда используется одна форсунка, "обслуживающая" все цилиндры двигателя. NOх Обобщенная химическая формула оксидов азота. В применении к автомобильному двигателю под N0х чаще всего понимаются токсичные оксиды азота, образующиеся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.
OBD On Board Dyagnostics — бортовая диагностика. Аббревиатура, обозначающая автоматический контроль технического состояния транспортного средства установленными на нем диагностическими системами.
O/D — дополнительная повышенная передача в автоматической коробке передач. АКПП в подавляющем большинстве случаев имеет 4 передачи, причём 3 передача является прямой (имеет передаточное число 1, соответствует 4-ой передаче в механической коробке передач). 4-ая передача АКПП называется овердрайвом (O/D) — она имеет передаточное число меньше единицы (соответствует 5-ой передаче МКПП) и является повышающей. Эта 4-ая скорость экономит топливо, и бережёт двигатель.
Optitron — Оригинальная система подсветки комбинации приборов. При выключенном зажигании комбинация приборов не видна. При включении зажигания сначала «загораются» стрелки приборов, а затем одновременно тахометр, спидометр, указатель уровня топлива и индикатор ручного тормоза. Благодаря темному антибликовому фону приборы с системой Optitron отличаются превосходной читаемостью при любой .
PDC — Сигнализация аварийного сближения при парковке.
RDC — Система контроля за давлением воздуха в шинах при любой скорости движения следит за давлением с помощью датчиков. Уже при незначительном падении давления на приборном щитке загорается сигнальная лампа. При сильном падении давления дополнительно прозвучит предупредительный сигнал.
RDS Radio Data System . Система цифровой передачи данных на частоте вещания радиостанции и приема их автомобильным радиоприемником. Принимаемая информация отображается в буквенно-цифровом виде на дисплее радиоприемника. Таким образом передаются, например, названия , курсы валют, прогноз погоды и т.д.
SAE Society of Automotive Engineers . Американское общество автомобильных инженеров. Широко известна разработанная SAE классификация масел по вязкости.
SIPS Side Impact Protection System . Система защиты от бокового удара. Обозначает комплекс мер, включающий усиление соответствующих элементов кузова (дверных проемов, порогов, стоек, поперечин), размещение защитных и энергопоглощающих элементов в дверях, а также систему боковых подушек безопасности.
SDI Аббревиатура для обозначения атмосферных (безнаддувных) дизелей с непосредственным впрыском топлива.
SRS Supplemental Restaint System — дополнительная система удержания, или надувная подушка безопасности.
STC Stability and Traction Control . Аббревиатура для обозначения противобуксовочной системы.
TCS — Traction Control System — Система управления тягой (антипробуксовочная).
TDI Аббревиатура для обозначения дизелей с непосредственным впрыском и турбонаддувом.
TEMS (Toyota Electronically Modulated Suspension) - электронная система управления подвеской. Благодаря системе TEMS автомобиль Prado легко справляется с любой дорогой. Одно нажатие на кнопку — и система управления подвеской переводит амортизаторы в один из четырех возможных режимов работы: сверхкомфортный, комфортный, полуспортивный или спортивный. Система позволяет подвеске активно реагировать на условия движения: резкие повороты, торможение, езда по бездорожью. Она позволяет водителю лучше чувствовать дорогу при движении по бездорожью. При резком повороте система автоматически настраивает жесткость амортизаторов, противодействуя крену кузова и сохраняя устойчивость автомобиля. Аналогичным образом система уменьшает поперечные крены кузова на бездорожье и “клевки носом” при торможении.
TMC Traffic Message Chamel . Система передачи сообщений о дорожной ситуации на автомобильный радиоприемник.
Torsen Образовано от Torque Sensing — чувствование крутящего момента. Торговая марка фирмы "Gleason". Название червячного самоблокирующего дифференциала. Широкую известность получила благодаря использованию Torsen в качестве межосевых дифференциалов на всех автомобилях Audi Quattro.
TRC (Traction Control) - антипробуксовочная система. При пробуксовке ведущих колес при ускорении система автоматичекси снижает крутящий момент двигателя и подтормаживает сорвавшееся в пробуксовку колесо, способствуя восстановлению тягового усилия. Действуя совместно с системами ABS и EBD, она облегчает и ускорение, и торможение.
Twin Spark — двойная искра. Название, используемое Alfa Romeo для обозначения системы зажигания с двумя свечами на цилиндр.
UIS Unit Injector System . Аббревиатура, обозначающая насос-форсунки.
VANOS обозначает системы изменения фаз газораспределения.
VSC (Vehicle Stability Control) — система курсовой устойчивости. Автоматически срабатывает после того, как улавливает занос из-за резкого поворота руля или недостаточного контакта со скользкой дорогой. Подтормаживая то или иное колесо и изменяя крутящий момент двигателя, она выводит автомобиль из заноса и помогает водителю стабилизировать траекторию движения.
VTEC Variable Valve Timing and Lift Electronic Control — "электронное управление изменяемыми фазой и подъемом клапанов". В зависимости от режима работы двигателя система обеспечивает привод одноименных (например, впускных) клапанов каждого цилиндра от одного общего или двух разных кулачков распределительного вала.
VVT-i (Variable Valve Timing — intelligent) Электронная система изменения фаз газораспределения. Регулирует время открытия впускных клапанов, поддерживает оптимальный момент открытия, за счет чего улучшается наполнение двигателя горючей смесью. В результате улучшаются характеристики двигателя на промежуточных режимах работы.
VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift — intelligent) Электронная система изменения фаз газораспределения. Регулирует время открытия впускных клапанов и высоту открытия впускных и выпускных клапанов. Используется в двигателе для спортивной модификации Corolla T-Sport.
WHIPS Whiplash Protection System — система защиты от "плетевого" удара. Название специальной системы, предназначенной для снижения нагрузок на позвоночник и уменьшения вероятности получения травм позвоночника при ударе сзади (попутном столкновении). При такой аварии система обеспечивает передвижение спинки сиденья назад (для снижения нагрузки), после чего спинка откидывается на угол 15° (для предотвращения "эффекта катапультирования").
WIL (Whiplash Injury Lessening) Технология, применяемая в конструкции передних сидений для уменьшения возможности получения травмы от внезапного резкого движения головы при ударе сзади. Верхняя часть сидения поддерживает верх спины водителя или пассажира, а подголовник ограничивает возможность откидывания головы назад. Подобная комбинация позволяет снизить риск травм шеи, вызванный резким движением головы при столкновении на небольшой скорости.
Electronic car control systems
Научно-техническая революция начала свой забег в середине ХХ столетия, и до сих пор не может остановиться. Это особенно заметно, если заглянуть под капот современного автомобиля: транспортные средства сегодня превратились в настоящие крепости на колесах, которые могут защитить водителя от многих неприятностей. И не последнюю роль в этой всей истории с гарантией удачной поездки играют системы безопасности автомобиля.
Ситроеновская система AFIL, отслеживающая положение авто относительно разметки
Фото
Каждый день конструкторы автомобильных концернов усложняют чертежи автомобилей, делая их все заковыристее и непонятнее для рядового пользователя. Сегодня бал правят интеллектуальные системы безопасности, а также различные средства, обеспечивающие комфортное вождение. И если учесть, что обстановка на дорогах мира, мягко говоря, далека от идеала, то автомобилю, который не оснащен современными средствами пассивной и активной безопасности, все сложнее «пробиваться» к покупателю.
ABS - антиблокировочная система
Задача ABS (anti-lock braking system ) заключается в том, чтобы предотвратить блокировку колес притормаживающего автомобиля, а также сохранить его управляемость и курсовую устойчивость.
Когда колеса блокируются, и машина, кажется, вот-вот сорвется в занос, электроника начинает методично «отпускать» и «прижимать» тормозные колодки, что дает возможность колесам проворачиваться. Эффективность системы ABS зависит в первую очередь от того, насколько хорошо она настроена. Если, например, она срабатывает слишком рано, то тормозной путь может существенно увеличиться.
Принцип действия
Механизм функционирования ABS довольно прост. Датчики вращения колес издают сигналы, которые попадают на анализирующий их компьютер. Происходит как бы имитация действий профессионального водителя, который использует метод прерывистого торможения.
Насколько же эффективна данная система? Следует сразу отметить, что с момента ее появления не умолкают споры по поводу того, больше от нее пользы или все же вреда. Но, как бы там ни было, даже противники ABS не могут игнорировать такие ее полезные качества, как значительное сокращение тормозного пути, а также сохранение контроля над многотонным авто во время экстренного торможения. Да, при срабатывании АБС очень сложно рассчитать длину тормозного пути, но лучше в полном неведении остановиться неизвестно за сколько метров до фонарного столба, чем «поцеловать» его, точно зная, сколько автомобиль протянет во время торможения. Два противоборствующих лагеря решили сойтись на том, что ABS придется как нельзя кстати неопытным водителям, а «шумахеры» всегда смогут переиграть систему. Но мы ведь говорим с вами о революционной научной мысли, потому сегодня уже смело можно утверждать, что в схватке «ABS - опытный водитель» безоговорочную победу одержит, конечно же, электроника.
Фото
Современные многоканальные ABS позволяют избавиться даже от вибрации тормозной педали при включенной системе. Когда-то причиной дорожно-транспортных происшествий становилось резкое срабатывание ABS: педаль начинала вибрировать, а машина - стонать, потому неопытные автомобилисты пугались и отпускали тормоз. Сегодня же нужно быть крайне чувствительным, чтобы почувствовать, как срабатывает ABS, входящая в стандартную комплектацию почти всех автомобилей. При этом она служит основой для других более сложных электронных систем безопасности.
ASR - антипробуксовочная система
У системы ASR (anti-slip regulation ) есть масса названий, самыми распространенными из которых являются TRC , или «трэкшн-контроль », STC , ASC+T и TRACS . Эта активная система безопасности автомобиля функционирует в тесной связке с ABS и EBD и предназначается для предотвращения пробуксовки колес, независимо от состояния дорожного полотна и усилия, применяемого для нажатия на педаль газа. Как мы уже сказали выше, многие системы безопасности работают на основе ABS. Вот и ASR использует датчики антиблокировочной системы, фиксируя пробуксовку ведущих колес, снижает обороты мотора и, если возникает такая необходимость, притормаживает колеса, обеспечивая эффективный набор скорости. Иными словами, даже если вы «утопите» педаль газа в пол, ASR не даст жечь резину и заниматься шлифовкой асфальта.
Сегодня автомобили оснащают даже приборами ночного видения
Фото
Главное назначение ASR - обеспечение устойчивости авто при резком старте или же при движении в гору по сколькой дороге. «Прокрутка» колес нивелируется благодаря перераспределению крутящего момента силовой установки на те колеса, который в данный момент имеют лучшее сцепление с дорожным полотном. Для ASR действуют определенные ограничения. К примеру, она работает исключительно на скоростях, не превышающих 40 км/ч.
Недостатки
Нельзя не сказать и о некоторых недостатках данной системы. Так, ASR будет очень мешать опытным водителям, пытающимся вытащить застрявшую машину «в раскачку». Система будет не к месту и не ко времени притормаживать и сбрасывать газ. Известны случаи, когда антипробуксовочная система настолько «душила» двигатель, что автомобиль вообще не мог двигаться.
Или вот, к примеру, активные драйверы. Им ASR вставляет палки в колеса при управляемом заносе, контролируя этот занос тягой. Но это не идет ни в какое сравнение с той пользой, которую приносит система: она блокирует дифференциал, притормаживает колесо, загруженное в повороте, и уравнивает скорость вращения колес, позволяя максимально эффективно использовать крутящий момент «сердечка» автомобиля.
Многие автопроизводители сегодня забывают о стрит-рейсерах и делают ASR неотключаемой. Но разве наших изобретательных водителей может что-то остановить? Они просто извлекают предохранитель и потакают своим амбициям гонщика. Однако тут есть и свое «но»: если вы уверены в том, что ASR помешает вам посадить на поводок скорость, мы напоминаем, что данную систему используют в болидах Формулы 1.
EBD - распределяем тормозное усилие
EBD (electronic brake distribution ), или EBV - это активная система безопасности авто, отвечающая за распределение тормозного усилия между всеми колесами. Снова-таки, EBD всегда работает параллельно с основополагающей ABS.
Примечательно, что EBD начинает действовать до реакции ABS, или же страхует последнюю в том случае, если она неисправна. Так как эти системы тесно связаны и всегда работают в паре, то в каталогах очень часто можно встретить обобщающую аббревиатуру ABS+EBD.
Благодаря EBD мы получаем оптимальное сцепление колес с дорогой, значительно повышенную курсовую устойчивость авто при экстренном торможении, а также гарантию того, что контроль над автомобилем не будет потерян даже в критической ситуации. Кроме того, система учитывает такие факторы, как положение автомобиля относительно дороги и загрузка транспортного средства.
Brake assistant - безопасное торможение
Brake Assist (BAS, DBS, PA, PABS ) представляет собой активную систему безопасности автомобиля, которая работает в одной упряжке с ABS и EBD. Она включается в момент экстренного торможения, когда водитель недостаточно сильно, но довольно резко нажимает на педаль тормоза. Brake Assist самостоятельно измеряет усилие и скорость нажатия на педаль и, если необходимо, немедленно повышает уровень давления в тормозной магистрали. Это дает возможность торможению быть максимально эффективным и значительно сократить тормозной путь.
Brake Assist
Фото
Система умеет различать панические действия водителей или же те моменты, когда они довольно продолжительный отрезок времени давят на тормозную педаль. BAS не будет вступать в работу при резких торможениях, которые входят в разряд «прогнозируемых». Многие считают, что эта система является помощником в основном для представительниц слабого пола, ведь у милых дам иногда попросту не хватает сил для осуществления экстренного торможения. Потому в критической ситуации им на помощь приходит система Brake Assist, которая и «дожимает» тормоз до максимального замедления.
EDL: блокируем дифференциал
EDL (electronic differential lock ), которую еще называют EDS , - это система, отвечающая за блокировку дифференциала. Этот электронный помощник дает возможность повысить общую безопасность автомобиля, улучшить его характеристики тяги при неблагоприятных условиях, облегчить момент трогания, обеспечивает интенсивный разгон, а также движение на подъем.
Фото
Система блокировки дифференциала определяет угловую скорость каждого из ведущих колес и сопоставляет полученные результаты. Если угловые скорости не совпадают, например, при пробуксовке одного из колес, EDL подтормаживает буксующее колесо до тех пор, пока скорость его вращения не сравняется со скоростью другого ведущего. Если разность частот вращения достигает отметки в 110 оборотов в минуту, система включается автоматически и действует без каких-либо ограничений на скоростях до 80 км/ч.
HDC: контролируем тягу во время спуска
HDC (hill descent control ), а также DAC и DDS - электронная система контроля тяги для спуска со скольких и крутых уклонов. Функционирование системы осуществляется через подтормаживание колес и «удушение» силового агрегата, однако при этом действует фиксированное ограничение скорости в пределах 7 км/ч (при заднем ходе скорость не превышает 6,5 км/ч). Это пассивная система, которая как включается, так и выключается самим водителем. Регулируемая скорость при спуске в полной мере зависит от первоначальной скорости автомобиля, а также от включенной передачи.
Фото
Система, контролирующая скорость, позволяет отвлечься от тормозной педали и сосредоточиться исключительно на управлении. Этой системой комплектуются все полноприводные транспортные средства. HDC, в автоматическом режиме включающая стоп-сигналы, отключается сразу после того, как скорость автомобиля переваливает за отметку 60 км/ч.
HHC - облегченный подъем
В отличие от системы HDC, помогающей водителям спускаться с крутых склонов, HHC (hill hold control ) предотвращает откат машины при движении в гору. Альтернативными названиями данной системы безопасности являются USS и HAC .
Фото
В тот момент, когда водитель перестает взаимодействовать с педалью тормоза, HDC продолжает удерживать высокий уровень давления в тормозной системе. Лишь в тот момент, когда автомобилист достаточно сильно нажмет педаль газа, давление снижается, и автомобиль начинает движение с места.
ACC: в круиз на автомобиле
ACC (active cruise control ) является адаптивным круиз-контролем, используемым для поддержания заданного скоростного режима автомобиля и контроля безопасной дистанции. PBA (predictive brake assist ) является прогнозирующей системой торможения, которая работает совместно с адаптивным круиз-контролем.
Круиз-контроль
Фото
Если расстояние до впереди идущего авто сокращается, система начинает притормаживать до тех пор, пока дистанция не восстановится до заданного уровня. Если же впереди идущий автомобиль начинает отдаляться, ACC начинает прибавлять скорость.
PDC - парковка под контролем
PDC (parking distance control ), в простонародье Parktronik - система, использующая ультразвуковые сенсоры для определения расстояния до препятствия и позволяющая контролировать дистанцию при парковке.
Парктроник
Фото
О том, насколько велико расстояние до ближайшего препятствия, водителя информируют специальные сигналы, частота которых изменяется при сокращении дистанции - чем ближе автомобиль к опасному участку, тем короче паузы между отдельными сигналами. После того, как до препятствия остается 20 см, сигнал становится непрерывным.
ESP - гарантия курсовой устойчивости
У системы ESP (electronic stability program ), наверное, больше всего альтернативных названий, в которых и черт шейку бедра сломит: ESC, VDC, DSTC, VSC, DSC, VSA, ATTS или Stabilitrac . Данная активная система безопасности отвечает за курсовую устойчивость автомобиля и работает вместе с ABS и EBD.
В тот момент, когда возникает опасность заноса, на сцену выходит ESP. Проанализировав скорость вращения колес, давление в тормозной магистрали, положение руля, угловую скорость и поперечное ускорение, ESP за каких-то 20 миллисекунд вычисляет, какие колеса необходимо притормозить и насколько нужно снизить обороты двигателя для того, дабы стабилизировать авто.
Фото
Электронные системы безопасности вовсе не превращают наши автомобили в высокоинтеллектуальных роботов, которые смогут проделать всю работу за водителя. Краеугольным камнем в этом случае пока остается водитель, который должен уметь трезво оценивать дорожную ситуацию, свои возможности и возможности своего автомобиля. А, как известно, опасней иллюзии, чем иллюзия собственной неуязвимости, не существует.