Преимущества и недостатки автомобильных автоматических систем торможения

У каждого из нас бывали ситуации в жизни, когда мы приходили очень уставшими домой с работы, а ночью так и не высыпались. В таких случаях утром нас ждала невыносимая мигрень и сильный недосып. И если таблетку от головной боли вы успеете принять, то чашку кофе — далеко не всегда.

Каждых опытный водитель знает, что в таких ситуациях садится за руль — очень опасно, так как во время проезда очередной пробки можно просто напросто уснуть, не заметив спереди дорогую иномарку. Вовремя среагировать и затормозить при таких обстоятельствах иногда бывает очень непросто и чтобы как можно быстрее избежать разнообразных летальных исходов, рекомендуем вам ознакомиться с ситемой автоматического торможения.

Принцип действия систем автоматического торможения

Используемая сегодня технология активного торможения построена на радарах, которые сканируют пространство и при выявлении в непосредственной близости от автомобиля препятствия активируют систему экстренного автоматического торможения. В качестве излучающего элемента используется лазер, что позволяет обеспечить необходимую точность определения имеющихся впереди транспортного средства препятствий. Полученные от радара сигналы преобразуются в электронный код и отправляются в бортовой компьютер автомобиля. Далее автоматика в режиме реального времени анализирует полученные данные, оценивает возможный тормозной путь, после чего принимается решение об активации автоматического торможения.

По словам инженеров компании Ford , которые занимались разработкой данной системы, при скорости движения в 15 км/ч такое экстренное автоматическое торможение на 100% предотвращает аварии, а при скорости 30 км/ч последствия дорожно-транспортного происшествия минимизируются.

Многим из нас может показаться, что подобная система просто дублирует действия человека. В принципе, ничто не мешает нам самостоятельно постоянно следить за дорогой, оценивать опасность и соответствующим образом замедлять автомобиль, предотвращая дорожно-транспортное происшествие. Однако в действительности у человека на принятие решения по торможению автомобиля уходит обычно до 0,3 миллисекунды, что при скорости в 100 километров в час равняется приблизительно 20 метрам дистанции. И именно эти 20 метров дороги могут кому-то спасти жизни и предотвратить дорожно-транспортное происшествие. Тогда как автоматическая система сканирует дорогу и анализирует опасность в режиме реального времени, при этом у машинного интеллекта быстродействие принятие такого решения в 5 раз лучше, нежели у человека.

Практическая часть

Итак, допустим, вы не предпринимаете никаких действий за рулём — не тормозите, не выкручиваете рулевое колесо, чтобы обогнуть препятствие. Как было уже сказано выше, эта система отлично работает на скорости менее 30 км/ч и способна полностью свести к нулю вероятность аварии, хотя главным её приоритетом является сведение к минимуму повреждений автомобиля и травм водителя. Тем не менее ACS не забирает всю ответственность за управление машиной у водителя.

Надо сказать, что система автоматического торможения автомобиля прекрасно справляется с возложенными на неё функциями, однако водителю при этом не поступает никаких сигналов — ни световых, ни звуковых. Не передаётся вибрация и на руль.

При увеличении скорости движения до 40 км/ч и приближении к неподвижно стоящему объекту, система вообще не среагирует, пусть даже если вы и отпустите педаль газа. Однако если вы приблизитесь к автомобилю, движущемуся с такой же скоростью, что и ваш, на опасное расстояние, то ACS первым делом подаст вам предупредительный сигнал, а уже потом начнёт торможение вполсилы. Вся идея ACS и заключается в том, вы начнёте всё же действовать самостоятельно и нажмёте наконец на педаль тормоза, но если вы будете оставаться безучастным, то система примет решение и сделает все за вас.

Может показаться странным, но подавляющее большинство людей жмут на педаль тормоза во время аварийной ситуации не с той силой, с которой могли бы, поэтому система автоматического торможения ACS легко поможет водителю дожать тормозную педаль, когда вы проснётесь в считаных сантиметрах от заднего бампера впереди стоящего мерседеса. Как показали неоднократные исследования, треть всех аварий — это результат «встречи» заднего и переднего бамперов двух автомобилей. При этом в половине подобных случаев водитель не тормозит вообще. Поэтому очевидно, что в подобных случаях помощь водителю от его автомобиля была бы крайне необходима.

В районе бампера также используется специальный радар

Стоить помнить, что если скорость вашей машины достаточно велика, то никакая система безопасности вас не спасёт – здесь вся ответственность ложится только на водителя и весь контроль над ситуацией остаётся только в его руках.

Подумаем о недостатках

Такая система уже давно устанавливается на многие марки машин, например, на Ford Focus, Volvo, Subaru. Хотя первоначально на машины для российских дорог Форд, к примеру, не планировал устанавливать систему автоматического торможения автомобиля. Связано это с тем, что большинство наших автовладельцев не слишком часто моют своего «железного коня», поэтому чистота номерных знаков и фонарей практически всегда оставляет желать лучшего. А ведь радар ACS срабатывает как раз на эти элементы.

Предполагалось, что это усложнит работу автоматического торможения автомобиля, но реальности все обстоит несколько иначе. В крупных городах автомашины часто идут одним сплошным потоком, расстояние между ними невелико (помним о пробках!) и ACS приходилось бы постоянно тормозить, мешая движению. И все же поддерживать чистоту линзы и датчиков необходимо.

ACS особенно полезна в пробках и на перекрестках

Также неоднозначность момента может возникнуть, когда впереди едущий водитель авто решает повернуть на перекрёстке. Дистанция между вами начинает уменьшаться и система автоматического торможения вашего авто начинает срабатывать, думая, что возникает нештатная ситуация, которой на самом деле нет. Или передний сосед по дороге начинает маневрировать на небольшой скорости – тут тоже возможна ложная тревога системы.

Как работает система автоматического торможения автомобиля?

Ах, эти утренние поездки на работу за рулем своего любимого автомобиля. Как же опасны они бывают, когда Ваш утренний кофе не справился со своей задачей и не до конца вырвал вас из объятий Морфея. И вот, вы до сих пор находитесь в полусонном состоянии, окружающие вас автомобили еле движутся, словно сонные мухи, на телефон приходит уйма сообщений накопившихся за ночь. Вы обращаете свое внимание на экран телефона, чтобы узнать, последние новости о ночных похождения друга / подруги, и когда вы возвращаете свой взгляд к дороге, вы обнаруживаете зад внедорожника в нескольких сантиметрах от переднего бампера вашего автомобиля. На лице написано удивление и испуг, вы резко выжимаете тормоз в надежде, что еще есть время остановиться и избежать «качелей» с недалекой блондинкой, или грубым небритым верзилой, которые наверняка сидят в этом внедорожнике и только и ждут, чтобы получить травму шейного отдела позвоночника от столкновения, которое вы им везете.

Читать еще: Как пересдать на права после их лишения

Но такого рода неудачи могут навсегда остаться в прошлом, благодаря функции автоматического торможения. Эта сложная система, при помощи датчиков и компьютеров вашего автомобиля, предвидит аварию, и помогает сонному хозяину избежать неминуемого столкновения с внезапно появившейся перед его «носом» целью.

За рубежом подобные системы предотвращения аварий доступны уже в течение многих лет, но к нам они начали пробиваться только в последние годы. И не потому, что в нашей стране самые квалифицированные водители или самая лучшая правовая база в мире (не забывайте про злых дядек, которые могут пострадать в столкновении). Эксперты объясняют такую задержку тем, что в Российской Федерации проживает весьма широкий и разнообразный контингент водителей, обладающий различными стилями вождения, в различных условиях. Поэтому подстроить данную систему, под менталитет того или иного автомобильного сообщества регионов РФ, раньше не представлялось возможным.

Теперь, когда эта технология появляется все в большем числе моделей на территории нашей страны, давайте взглянем на то, что ценного она в себе несет, и каким образом она может вам помочь, если утренний кофе не выполнил свое предназначение.

Система City Safety от компании Volvo автоматически применяет тормоз, если водитель вовремя не среагирует на замедление или остановку впереди идущего автомобиля.

Как устроена система автоматического торможения на примере автомобилей Volvo и Subaru.

Практически в каждом случае, автоматическое торможение является частью набора систем и технологий безопасности, которые работают вместе с одно лишь целью: спасти вашу, извините, задницу. В автомобилях Subaru эта система называется EyeSight, компания Volvo назвала свою систему автоматического торможения City Safety. Другие производители автомобилей, в том числе Cadillac и Mercedes-Benz, также имеют нечто подобное.

«С технической точки зрения система работает очень просто», говорит Адам Копштейн, менеджер по безопасности в компании Volvo. «Нет ничего сложного в том, чтобы заставить автомобиль резко остановиться, для этого у нас есть различные датчики и ABS. Фокус заключается в том, чтобы заставить автомобиль затормозить именно в тот момент, когда это больше всего необходимо, при чем сделать это без участия водителя». Копштейн очень забавный малый, после того, как он заявил, что система автоматического торможения очень простая, он начал подробно объяснять то, как этот фокус выполняется на практике.

Каждый автопроизводитель использует различные настройки для своей системы, поэтому в качестве примеров мы будем рассказывать как работают системы автоматического торможения Subaru и Volvo.

Система EyeSight компании Subaru, что не удивительно, использует две черно-белые камеры, которые работают как ваши глаза для триангуляции скорости и расстояния до автомобиля, следующего впереди вас. Они установлены в верхней части ветрового стекла, и сканируют обстановку каждые 0,1 секунды, ища контраст между фоном и любой вертикальной поверхностью. Программное обеспечение запрограммировано на распознание нескольких типов изображений, например, задней части автомобиля, мотоцикла, велосипеда и даже пешехода.

Компания Volvo использует лидар (не путать с лигр – смесь льва и тигра) в своей системе City Safety. Лидар – это лазерный радар, который с помощью ультразвуковых импульсов определяет объекты перед автомобилем, а также их скорость и расстояние до них. Так как лидар лучше всего работает с близкого расстояния, компания Volvo установила камеру в лобовом стекле и радар в переднем бампере, которые работают вместе на высокой скорости в рамках системы предупреждения столкновения с полной возможностью торможения. Радар может обнаруживать объекты в нескольких сотнях метрах перед автомобилем, но он не может определить, что это за объект. Здесь к работе подключается камера, которая может идентифицировать объект и определить, является он проблемой или его можно проигнорировать.

К слову сказать, компания Volvo и ранее удивляла нас своими техническими новинками в системе дорожной безопасности. О паре таких новинок можно прочитать здесь.

На данный момент мы разобрались в том, как именно ваш автомобиль может увидеть этот злосчастный внедорожник на своем пути, который так неожиданно остановился. Пока бортовой компьютер вашего автомобиля делает некоторые панические расчеты, мы пойдем дальше, и надеемся, что вы остаетесь с нами.

Как работает система автоматического торможения автомобиля на практике?

Итак, ваш автомобиль определил, что неминуемо столкнется с внедорожником впереди. Он также может определить, что вы ничего не собираетесь предпринять по этому поводу. Вы не пытаетесь вывернуть руль в попытке объехать массивный бампер впереди идущего автомобиля, вы не выжимаете педаль тормоза. Пришло время вашему автомобилю взять все в свои руки. Вернее схемы. Хотя, какая разница?

На скорости менее, чем 32 км/ч или около того, большинство систем могут полностью предотвратить аварию, хотя задачей подобных технологий является минимизация повреждений, а, следовательно, и травм. «Это дополнительный уровень безопасности, но мы не пытаемся полностью забрать ответственность за управление у водителя. Если система определила опасность, она предупредит об этом водителя и поможет ему, если тот в панике замешкается, и не будет знать, что делать», говорит все тот же Адам Копштейн.

Система EyeSight предупредит вас, когда вы будете в секунде от бампера этого страшного внедорожника, а затем, чтобы помочь вам, легко выжмет педаль тормоза. Как это ни странно, но большинство людей не достаточно сильно жмут на педаль тормоза во время аварии.

Читать еще: Сигнализации Stalker 600 Light с автозапуском (инструкция по эксплуатации и пользованию брелком)

Система Volvo по сути является наслоением друг на друга двух систем: City Safety, которая работает на малых скоростях, и система предупреждения столкновения, которая работает тогда, когда автомобиль едет на достаточно высокой скорости. Так как мы рассматриваем ситуацию, в которой движение не слишком интенсивное, то в игру вступит система City Safety. Если лидар посчитает, что автомобиль находится слишком близко к впереди идущему транспортному средству, и вы ничего не делаете по этому поводу, вы не получите никакого предупреждения. Система начнет торможение за вас, а затем в лобовом стекле загорится красный светодиод, который имитирует свет стоп-сигнала, чтобы привлечь ваше внимание. Идея заключается в том, что возможно после этого вы начнете наконец-то действовать и нажмете тормоз, но если вы и теперь ничего не предпримите, то Volvo сделает все за вас.

Если же ваш автомобиль набрал хорошую скорость, то в подобной ситуации сработает другая система, а City Safety уйдет на второй план. На скорости выше 50 км/ч система даст вам предупреждение о том, что вы движетесь слишком близко к транспортному средству, следующему перед вами. Также система активирует тормозную систему, чтобы она была готова к действию, когда вы начнете тормозить, или, если вы этого не сделаете, система сделает это за вас.

Эти системы работают лучше, когда скорость между вашим автомобилем и автомобилем, с которым возможно столкновение, менее 30 км/ч. Если перепад скорости больше, все в ваших руках и только под вашей ответственностью. Если вы летите по дороге быстрее пули, никакой EyeSight не спасет вас от самого себя.

Какого развития ждать от новой системы?

Как компания Subaru, так и компания Volvo – как, в прочем, и любой другой производитель автомобилей – не собираются отобрать у вас контроль над вождением, как это хочет сделать компания Nissan, автомобили которой скоро смогут ездить самостоятельно. «Если система начнет активацию, но вы решите, что опасности нет, то вам не придется вступать в ожесточенную борьбу с вашим транспортным средством», говорит Копштейн. «Автомобиль лишь притормозит, чтобы вы могли без потерь выйти из сложившейся ситуации». Представитель компании Subaru выразился еще проще: «Мы хотим, чтобы машину вели именно вы».

Если же никто не пытается отнять ответственность у водителя, зачем тогда вообще устанавливать эту систему автоматического торможения? Почему бы тогда просто не подавать звуковой или световой сигнал, или, как в случае с Cadillac, вибрацию сидения, чтобы привлечь внимание водителя к разумному управлению своим транспортным средством? Результаты множества исследований говорят о том, что треть всех зарегистрированных столкновений происходят, когда передний бампер одного автомобиля встречает задний бампер другого автомобиля. И в половине этих несчастных случаев водитель заднего автомобиля вообще не тормозит. Так что, становится очевидным тот факт, что в такие стрессовые моменты водителю просто необходима небольшая помощь от его транспортного средства, дабы избежать неприятных последствий и непредвиденных походов в автомагазин запчастей своего города за новым бампером.

Один исследовательский институт даже успел установить, что у автомобилей с системой автоматического торможения было намного меньше страховых случаев, чем у автомобилей без таковой (на 14-27%). При этом процент варьировался в зависимости от системы. И это было в 2010 году, в практически темный век для столь молодой системы.

Кроме того, автоматическое торможение не работает в одиночку. Оно является частью более всеобъемлющего комплекса автомобильных опций, который включает в себя управление дроссельной заслонкой, систему предупреждения об отклонении от заданной траектории движения, адаптивный круиз-контроль и другие системы безопасности. Поскольку технология движется вперед, она будет дешеветь, и, как следствие, появляться в большем количестве автомобилей, что сможет принести пользу покупателям совершенно разных моделей транспортных средств. В том числе и тому злому дядьке, который по нашему сценарию едет во впереди идущем внедорожнике.

Теперь осталось спросить вашего мнения, дорогие читатели, как вы считаете, была бы полезна такая система в вашем автомобиле?

А вот как работает эта система при взгляде со стороны.

Что такое ESP в машине?

Electronic Stability Program, или ESP, – это система электронного контроля устойчивости, которая также называется системой динамической стабилизации. Главная цель ESP – управление моментом силы колес, что позволяет устранить боковое движение и выровнять положение авто.

Как и ASR, система имеет несколько аналогов, которые используются в конкретных марках машин:

На авто KIA, Hyundai и Honda устанавливается ESC.
Rover, BMW и Jaguar комплектуются DSC.
Отличительная черта Volvo – система DTSC.
В машинах Acura можно встретить VSA.
Модели Toyota агрегатируются VSC.
В автомобилях Subaru, Nissan и Infiniti эксплуатируется система VDC.

Работа системы Active City Stop в режиме реального времени

Как уже отмечалось ранее, электронно-аналитический комплекс ACS предназначен для эксплуатации в скоростном диапазоне от 15 до 30 км/ч. Для контроля дорожной ситуации свыше данного диапазона компанией Ford разработана другая система — Forward Alert.

Active City-Stop отлично справляется со своей задачей в оговоренном режиме, однако при работе водителю не поступают какие-нибудь предупредительные сигналы: ни звуковые, ни световые, ни тактильные — в виде вибрации руля. Если же разогнаться до скорости в 40 км/ч и направиться к неподвижно расположенному препятствию, система не среагирует, даже если вы отпустите педаль акселератора. Однако, если вы приблизитесь к движущемуся с такой же скоростью автомобилю на опасно близкое расстояние, то алгоритм подаст сначала предупредительный сигнал водителю, а позже задействует торможение в пол силы.

Видео, как работает система автоматического торможения (ACS) на автомобиле Ford Kuga и Focus:

Разновидности вспомогательных систем экстренного торможения

Существуют две группы вспомогательных систем экстренного торможения:

помощь при экстренном торможении;
автоматическое экстренное торможение.

Читать еще: Смогут ли летающие автомобили стать скорой реальностью

Первая создает максимальное тормозное давление, образующееся в результате нажатия водителем на педаль тормоза. По сути, она “дотормаживает” за водителя. Вторая – выполняет ту же функцию, но уже без участия водителя. Этот процесс происходит автоматически.

Система помощи при экстренном торможении

Исходя из принципа создания максимального тормозного давления, система этого типа делится на пневматическую и гидравлическую.

Пневматическая система помощи при экстренном торможении

Пневматическая система позволяет обеспечить максимальный КПД работы вакуумного усилителя тормозов. Она состоит из следующих элементов:

датчика, расположенного внутри вакуумного усилителя и замеряющего скорость перемещения штока усилителя;
электромагнитного привода штока;
электронного блока управления (ЭБУ).

Пневматический вариант устанавливается, в основном, на автомобили, оборудованные антиблокировочной системой тормозов (ABS).

В основе принципа работы системы – распознавание характера экстренного торможения по скорости нажатия водителем на педаль тормоза. Эту скорость фиксирует датчик, передающий результат в электронную систему управления. Если сигнал больше установленного значения, ЭБУ активирует электромагнит привода штока. Вакуумный усилитель тормозов дожимает до упора педаль тормозов. Еще до срабатывания ABS происходит экстренное торможение.

К системам помощи при экстренном торможении пневматического типа относятся:

BA (Brake Assist);
BAS (Brake Assist System);
EBA (Emergency Brake Assist) – устанавливается на автомобили Вольво, Тойота, Мерседес, БМВ;
AFU – ставится на Ситроен, Рено, Пежо.

Гидравлическая система помощи при экстренном торможении

Гидравлический вариант системы “брейк ассист” создает максимальное давление жидкости в тормозной системе за счет элементов ESC (системы курсовой устойчивости).

Схема устройства и работы системы экстренного торможения

Конструктивно система состоит из:

датчика давления в тормозах;
датчика частоты вращения колес или датчика разряжения в вакуумном усилителе;
выключателя стоп-сигнала;
ЭБУ.

Система также имеет несколько типов:

HBA (Hydraulic Braking Assistance) устанавливается на Фольксваген, Ауди;
HBB (Hydraulic Brake Booster) ставят также на Ауди и Фольксваген;
SBC (Sensotronic Brake Control) – предназначен для Мерседеса;
DBC (Dynamic Brake Control) – ставят на БМВ;
BA Plus (Brake Assist Plus) – Мерседес.

На основании сигналов датчиков ЭБУ включает гидравлический насос системы ESC и увеличивает давление в тормозной системе до максимального значения.

Помимо скорости нажатия на педаль тормоза система SBC учитывает силу нажатия на педаль, дорожное покрытие, направление движения и другие факторы. В зависимости от конкретных условии ЭБУ формирует оптимальное тормозное усиление на каждое колесо.

Вариация BA Plus учитывает расстояние до впереди движущегося транспорта. В случае опасности она предупреждает водителя, либо дотормаживает за него.

Система автоматического экстренного торможения

Система экстренного торможения этого типа более совершенна. Она распознает движущееся впереди транспортное средство либо препятствие с помощью радара и видеокамеры. Комплекс самостоятельно вычисляет расстояние до транспортного средства и в случае вероятной аварии снижает скорость. Даже при возможном столкновении последствия будут не такими серьезными.

Помимо автоматического экстренного торможения, устройство оснащено и другими функциями. Такими, как: предупреждение водителя об опасности столкновения посредством звуко-световой сигнализации. Также активируются некоторые устройства пассивной безопасности, за счет чего комплекс имеет другое название – “превентивная система безопасности”.

Конструктивно этот тип системы экстренного торможения базируется на других системах активной безопасности:

адаптивного круиз-контроля (контроль за расстоянием);
курсовой устойчивости (автоматическое торможение).

Известны следующие виды систем экстренного автоматического торможения:

Pre-Safe Brake – для Мерседес;
Collision Mitigation Braking System, CMBS применимы для автомобиля Хонда;
City Brake Control – Фиат;
Active City Stopи Forward Alert – устанавливается на Форд;
Forward Collision Mitigation, FCM- Митсубиси;
City Emergency Brake – Фолксваген;
City Safety применимы на Вольво.

Зачем нужна ASR

Аббревиатура ASR имеет немецкое происхождение и является сокращением длинного немецкого слова «Antriebsschlupfregelung», которое в дословном переводе означает «регулирование пробуксовывания». Ею обозначается электрогидравлическая система, предназначенная для предотвращения потери сцепления колес с дорожным покрытием. Впервые ASR в ее современном виде была применена в 1979 году на некоторых моделях автомобилей BMW, а самый первый ее вариант опробован в 1971 году на американских автомобилях Buick. Сейчас эта антипробуксовочная система используется всеми ведущими мировыми производителями автомобильной техники, которые называют ее по-разному, например, в машинах Toyota ее аналог именуется TRC, в Opel — DSA, в Range Rover — ETC, в Honda — TSC, в Volvo — STC.

По сути дела, ARS является «продвинутой» версией системы ABS: она не только полностью выполняет все ее функции, но и еще не позволяет ведущим колесам автомобиля пробуксовывать при интенсивном разгоне и трогании с места. Таким образом, при торможении ASR функционирует в качестве антиблокировочной системы тормозов (ABS), а во время движения действует как антипробуксовочная.

Читайте также: Что такое ABS в автомобиле.

Brake Assist на современных авто

Применение active brake assist (ABS) позволяет максимально успешно выйти из сложных ситуаций. Если для профессионала легче использовать так называемое ступенчатое или прерывистое торможение, то новичкам будет сложно сразу освоить подобные навыки, требующие большой практики и точности. В этом случае система экстренного торможения станет идеальным вариантом, поэтому многие производители разработали собственные варианты подобной опции.

Наиболее известные алгоритмы:

Distronic Plus устанавливается на авто производства компании Mercedes-Benz.
City Safety system от известного бренда Volvo.

Active Brake Assist — запатентованное изобретение, используемое в комплектации многих моделей брендов Ауди, Лэнд Ровер, BMW, Акуру. Если ранее аналогичные ПО устанавливалось исключительно на авто премиум – класса, то сейчас согласно решению Европейской комиссии, подобные устройства должны быть на всех моделях выпускаемых автомобилей. Это позволит снизить катастрофическую цифру погибших и пострадавших вследствие ДТП, повысит безопасность движения.

Многие водители слышали об этой опции, но далеко не все знают, что такое brake assist в автомобиле и как это работает. Подобные программы позволяют снизить риск ДТП, обеспечивают безопасность движения и помогают усилить реакцию в экстренной ситуации. В приведенной информации рассмотрен основной принцип работы системы экстренного торможения, а также современные модификации этой программы.