Системи за активна безопасност в автомобила

Системата за пътна безопасност на водачите и пътниците в автомобила е определяща при конструирането и създаването на всеки нов автомобил. Наред с техническите характеристики, все по-определящи в избора на нов автомобил са системите за пътна безопасност. Те работят в две направления: за предотвартявяне на ПТП и за минимизиране на щетите при възникване на пътнотранспортно произшествие и се наричат активна и пасивна безопасност.

Пасивна безопасност са всички системи и конструктивни решения, които трябва да запазят живота и здравето на пътниците при ПТП. За пасивната безопасност на автомобила се работи в следните направления: конструкция и форма на купето, въздушни възглавници(airbag), предпазни колани, подглавници, вътрешно и външно оборудване на автомобила, системи за звуково известяване и много други.

Всички системи за активна безопасност са насочени към предотвартяване на ПТП и други инциденти с автомобила. За активна безопасност на автомобила се разработват много електронни системи като: ABS и ESP система, система за автоматично спиране, адаптивен круиз контрол, контрол на лентата за движение, система за контрол на умората на водача и много други.

Системите за активна безопасност на автомобила се разделят на основни и допълнителни. Основните системи се включват автоматично при необходимост независимо от водача като: ABS, EDB, ASR и ESP системи, както и система за автоматично спиране.

Допълнителните системи за активна безопасност се включват и изключват от водача. Такива са: парктроник, адаптивен круиз контрол и дуги.

Антиблокираща спирачна система (ABS)

Основното предимство на ABS система (ABS system) е възможността да се заобиколи всяко препятствие на пътя с едновременно спиране.

При автомобили без антиблокираща система при рязко спиране на хлъзгави повърхности водещите колела блокират и занасят, което прави заобикалянето на препятствие много по-трудно и дори невъзможно.

Вярно е, че ABS(anti-lock braking system) увеличава спирачния път при покрития като сняг, пясък и рохкави почви, но автомобилът не занася и водачът не губи контрол върху него.

Особено полезна е системата при спиране върху повърхности с различно сцепление на колелата, защото не позволява блокиране на колелата и завъртане на автомобила.

Антиблокиращата система следи скоростта на въртене на колелата, посредством датчици. При рязко натискане на педала на спирачката и спиране на колело датчикът подава сигнал към блока за управление. Той отправя команда към хидравличния клапан на блокиралото колело за кратковременно отваряне, което понижава налягането в спирачната хидравлика и колелото отново се започва да се върти. Това осигурява добро сцепление с пътната настилка и възможност за маневреност на автомобила.

Система за електронно разпределение на спирачната сила (EBD)

Заедно с ABS се поставя още една система за активна безопасност, управляваща електронно разпределението на спирачната сила, наречена Electronic Brake Force Distribution. Задачата на системата е да регулира нивото на налягането във всеки от спирачните контури. Това се налага от факта, че в процес на натискане на спирачния педал центърът на тежестта на автомобила се измества към предната ос, а задната ос е разтоварена. За да се подсигури контрол над автомобила блокирането на предните колела трябва да се извършва малко преди задните.

Принципът на действие на EBD система и ABS е идентичен. Разликата е в налягането на задните колела, което е по-малко. При блокиране на задните колела, клапаните освобождават налягането. При завъртане на колелата клапаните се затварят и налягането нараства.

Двете системи работят едновременно и се допълват.

Управление на хлъзгането на колата (ASR)

Нарича се още противобуксуваща система, система за контрол на хлъзгането и система за контрол на теглителната сила - тракшън контрол. При приплъзване на колело, системата го блокира и заставя другото колело на оста да се върти. При скорост над 80 км/ч това се постига с промяна на ъгъла на отваряне на дроселовата клапа.

Основната разлика на ASR (Engine-Slip Regulation) е в контролирането на голям брой сензори като скорост на въртене, разлика в ъгловите скорости и други.

От марката на автомобила зависи начина на функциониране на системата. Тя може да контролира ъгъла на изпреварване на дроселовата клапа, мощността на двигателя, ъгъла на впръскване на горивната смес, програмата за промяна на предавките и други. Активирането на ASR система става чрез специален превключвател.

Системата за тракшън контрол има някои недостатъци като факта, че при пробуксуване на автомобила в началото се включват и спирачните накладки. Това довежда до бързото им износване. Затова е необходимо редовна проверка на състоянието на спирачни накладки и тяхната своевременна подмяна.

ASR системата е сложна за обслужване и ремонт и изисква намесата на професионалист.

Електронна стабилизираща система (ESP)

Системата за стабилизация на автомобила (ESP system) е известна още като: ESC, VSC, VDC, DSTC, DSC и VSA. ESP система в съвременните автомобили не само предотвартява блокиране на колелата при рязко спиране, а и ограничава мощността на двигателя, за да не поднесе автомобила.

ESP (Electronic Stability Program)- електронна стабилизираща програма е най-сложната система в съвременния автомобил. Тя контролира работата на ABS системата, ASR (Engine-Slip Regulation)- управление на хлъзгането на колата или система за тракшън контрол и работата на дроселовата клапа.

Тя се състои от блок за електронно управление, който получава информация от сензори и датчици, разположени в двигателя и трансмисията. По този начин се следи работата на двигателя, скоростта на въртене на колелата, налягането в хидравличната спирачна система, ъгълът на въртене на волана, както и завъртането на целия автомобил при завой. Електронният блок прави оценка на системата и подава команди към изпълнителните механизми на всяко от колелата. Той е свързан с блока за електронно управление на двигателя като може да коригира мощността и оборотите при необходимост.

Електронната стабилизираща програма се включва и изключва с бутон от командното табло на автомобила.

Система за автоматично спиране (AEB)

Системите за предотвартяване на удар или автоматично спиране (Automatic Emergency Braking) навлизат все повече в оборудването на дори при масовите модели автомобили. Известни са под различни наименования като Brake Assistant, Active City Stop (ACS) при Ford, City Emergency Brake при Volkswagen, Front Assist при Skoda и много други. За ново произведените автомобили, продавани в Европейския съюз те са задължителни.

Системата за автоматично спиране е създадена с цел да се избегне ПТП чрез спиране, независимо от реакцията на водача, тъй като е възможно той да не успее да реагира при внезапно възникнала опасност или появил се пешеходец.

Принципът на действие е аналогичен при всички такива системи, макар ида има разлика в оборудването им. Извършва се сканиране на пътната обстановка пред движещия се автомобил и отчитайки скоростта и траекторията на движение се преценява вероятността за удар. При възникване на препятствие или друга ситуация системата подава звуков и светлинен сигнал към водача за предприемане на действие. Ако водачът в този момент не реагира, системата предприема автоматично екстремно спиране.

В повечето случаи ПТП са следствие от закъсняло спиране, разсейване на водача или недобра видимост. Именно в тези случай AEB е незаменима. За следене на пътната обстановка се използват светлинни датчици, камери, радари и други подобни устройства.Така например Форд използват светлинен датчик, който сканира пътната обстановка и позволява да се избегне удар при 15 км/ч и минимизира последствията от удара при скорости от 30 до 50 км/ч в зависимост от модела на автомобила.

При Фолксваген системата за автоматично спиране работи до скорост от 65 км/ч като сканира обстановката с радар и камери и активира автоматично спиране при появата на неподвижни препятствия или пешеходци.

Системата за автоматично спиране има две функции. Тя предупреждава водача за препятствие на пътя и опасност от удар и понижава скоростта на движение преди удара, ако е невъзможно да се избегне.

Ако водачът реши да заобиколи препятствието, завърти волана и увеличи скоростта системата автоматично се изключва.

Адаптивен круиз контрол (ACC)

Той е усъвършенствана версия на системата за круиз контрол, която автоматично поддържа зададена постоянна скорост на автомобила при преходи извън населени места. Адаптивният или активен круиз контрол (Adaptive Cruise Control) следи скоростта на движещия се отпред автомобил и поддържа скорост на автомобила, съобразена с необходимата безопасна дистанция. Това е възможно с оборудването на специален радар и мощен цифров сигнален процесор. Така процесорът регистрира движещият се отпред автомобил и го следва на безопасна дистанция докато той не промени лентата на движение или не се промени терена на пътния участък с много последователни завои.

Технологията на адаптивен круиз контрол работи при скорост от 30 до 200 км/ч. За безопасност при движение при пускане на волана от водача, ACC се изключва. Той автоматично се изключва и при натискане на педала на спирачката. Новите системи също разпознават дали следвате пътната маркировка. Сензор веднага разпознава дали се движите в една лента за движение или търсите друга водеща кола.

За удобство бутоните за управление на системата са разположени на волана и са за: включване, изключване, повишаване на скоростта, намаляване на скоростта и възстановяване.

Използването на адаптивен круиз контрол е забранено при:

• Движение по лед или заледено пътно платно.
• Движение по мокър път.
• При намалена видимост: нощем, при валежи от дъжд и сняг и мъгла.

Предимствата на тази система са, че винаги спазва безопасна дистанция и никога не надвишава зададената скорост.

Система за контрол на лентата

Системата за контрол на лентата е предназначена да предупреждава водача когато автомобилът напусне лентата си на движение, освен когато мигачът е включен за промяна на посоката. Тези системи са проектирани да сведат до минимум злополуките и да отстранят причините за сблъсъка: грешка на водача, разсейване и сънливост. Съществуват системи за контрол на лентата, които само предупреждават водача и такива, които предприемат действия.

• lane departure warning (LDW). Предупрежденията са визуални, звукови и вибрационни.
• По - усъвършенстваната система за контрол на лентата предупреждава водача и ако той не предприеме действие, автоматично връща автомобила в лентата. Тази система се нарича система за поддържане на лентата за движение - lane keeping system (LKS).

И двете системи са оборудвани с видео сензори, които са монтирани зад предното стъкло около огледалото за задно виждане, лазерни датчици, които се монтират отпред на автомобила и инфрачервени датчици, разположени под предното стъкло и дъното на автомобила.

Важно е да се знае, че тези системи се основават пътната маркировка. Не се ориентират ако маркировката е изтрита или не е налична. Ако пътят е покрит със сняг, то това нарушава функционирането на системата.

Система за контрол на умората на водача

Голям процент от ПТП са резултат от разсейване или заспиване на водача. Затова е създадена система за контрол на умората на водача. Тя работи като електроника следи траекторията на движение и действията на водача при шофиране, както и движението на главата. Отчитайки опасност електронният блок показва на контролния панел иконка: чаша кафе или друга и подава звуков сигнал. Ако водачът не спре за почивка, сигналът се подава периодично през петнадесет минути например.

Парктроник (APS)

Парктроник(parktronic) или APS (Acoustic Parking System) e инсталирана помощна система за паркиране. Тя представлява система от сензори, които подпомагат паркирането на автомобила. За работата на системата се използват инфрачервени, ултразвукови или електромагнитни сензори за парктроник. Колкото повече са сензорите, толкова по-добре работи системата. Съществуват и модели с камера и такива, които сигнализират при неправилно паркиране. При повечето съвременните системи имаме парктроник с камера и дисплей, на който се вижда препятствието.

Действието на парктроника се изразява в излъчването от сензорите, които са разположени на предна и задна броня, на инфречервени, ултразвукови или електромагнитни вълни на определено разстояние.

Когато някоя от вълните срещне препятствие, то тя се отразява и сензора подава сигнал към контролния блок, който го извежда на дисплея и подава звуков сигнал. Тази звукова сигнализация зачестява с приближаването на обекта и при достигане до 30 см разстояние става постоянна.

Според броя на електромагнитните или инфрачервени сензори парктрониците са:

• Четири сензора, разположени на задната броня - евтин вариант, който покрива само пространството зад автомобила.
• Шест сензора, от които четири на задната броня и два на предната. Най-предпочитания вариант.
• Осем сензора - по четири на предна и задна броня. Този вариант покрива целия периметър и е най-ефективен.

При ултразвуковите парктроници се разполага лента, която обхваща целия периметър.

Връзката между сензорите и контролния блок може да е с кабели или безжична. Обхватът на действие на сензорите на парктроника е до 2 метра. При камера за задно виждане има по-голяма обзорност.

Безопасността на участниците в движението е най-важният компонент при създаването на нови автомобили. В тях навлизат все повече нови електронни автоматични системи, чиято единствена цел е да се запази живота на хората. Елиминирането на човешкия фактор в редица критични ситуации може да създаде една по-сигурна и безопасна среда за движението по пътищата и предотварти пътнотранспортни произшествия. А безопасното и комфортно пътуване все повече се поставя на първо място при избора на автомобил.