3.6.1 Системы улучшающие управляемость
Разработчик: Дэвис Дин Карнопп, Bosch, BMW
Система активного рулевого управления AFS (Active Front Steering), над которой мюнхенские инженеры работают с 1997 года, действительно проста, как все гениальное. Электромотор с «планетаркой», пристроенные к обычному реечному рулевому механизму (рис 3.1). Теперь прежней неограниченной свободы водителю уже не видать - планетарный механизм с электромотором может доворачивать управляемые колеса на 7—8 градусов по команде бортовой электроники. То есть автомобиль может подруливать самостоятельно. Кроме этого Система AFS позволяет изменять передаточное отношение рулевого привода в очень широких пределах. Чувствительностью управляет компьютер, и можно заложить в него любую программу. С помощью системы AFS можно избавиться от извечного противоречия: или «острый» руль на малой скорости и слишком нервные реакции на высокой, или спокойное поведение на большом ходу, но «тупой» руль при парковке. На серийной «пятерке» передаточное отношение рулевого механизма составляет 1:18, и это компромиссный вариант. Благодаря помощи электромотора системы AFS эта цифра в низкоскоростных режимах снижается до 1:10 - это менее двух оборотов руля от упора до упора. Парковаться с таким «быстрым» рулем очень удобно! А чтобы с ростом скорости автомобиль не становился «нервным» в управлении, электроника по мере разгона постепенно снижает активность электродвигателя. На 180-200 км/ч он вообще отключается - передаточное отношение возвращается к стандартному. А на максимальных скоростях электромотор вновь вступает в действие, но начинает вращаться в противоположную сторону. Ведь система AFS способна не только увеличивать чувствительность рулевого управления, но и уменьшать ее, повышая передаточное отношение до 1:20 и более. Кстати, подобными рулевыми механизмами с переменным передаточным отношением занимаются не только на BMW. Например, родстер Honda S2000 уже несколько лет серийно оснащается «коаксиальной» рейкой, которая увеличивает чувствительность при больших углах поворота колес для повышения маневренности. Но планетарный механизм системы AFS намного проще, чем хондовский.
Автор патента - американец. Рулевую «планетарку» запатентовал профессор Калифорнийского университета в Дэвисе Дин Карнопп. В 1990 году патент купила фирма Bosch. А в 1997 году по инициативе BMW систему стали готовить к серийному производству
|
| |
|
Рисунок 3.7Система активного рулевого управления. 1- насос гидроусилителя руля; 2 - шланги; 3 -бачок для рабочей жидкости; 4 -электронный блок управления; шина обмена данными; 5 -электродвигатель; 6 -датчик угла поворота электродвигателя; 7 -клапан системы Servotronic; 7 -планетарный редуктор; 8 - аварийный фиксатор; 9 -датчик суммарного угла поворота; 10 - рулевой механизм. | |
|
|
Рисунок 3.8 редуктор рулевого управления AFS. |
Информативность
Информативность - свойство автомобиля обеспечивать необходимой информацией водителя и остальных участников движения. Недостаточная информация от других транспортных средств, находящихся на дороге, о состояния дорожного покрытия и т.д. часто становится причиной аварии. Информативность автомобиля подразделяют на внутреннюю, внешнюю и дополнительную.
Внутренняя обеспечивает возможность водителю воспринимать информацию, необходимую для управления автомобилем.
Она зависит от следующих факторов:
- Обзорностьдолжна позволять водителю своевременно и без помех получать всю необходимую информацию о дорожной обстановке. Неисправные или неэффективно работающие омыватели, система обдува и обогрева стекол, стеклоочистители, отсутствие штатных зеркал заднего вида резко ухудшают обзорность при определенных дорожных условиях.
- Расположение панели приборов, кнопок и клавиш управления, рычага переключения скоростей и т.д. должно обеспечивать водителю минимальное время для контроля показаний, воздействий на переключатели и т.д.
Внешняя информативность
- обеспечение других участников движения информацией от автомобиля, которая необходима для правильного взаимодействия с ними. В нее входят система внешней световой сигнализации, звуковой сигнал, размеры, форма и окраска кузова.
-информативность легковых автомобилей также зависит от контрастности их цвета относительно дорожного покрытия. По статистике автомобили, окрашенные в черный, зеленый, серый и синий цвета, в два раза чаще попадают в аварии из-за трудности их различения в условиях недостаточной видимости и ночью.
-неисправные указатели поворотов, стоп-сигналы, габаритные огни не позволят другим участникам дорожного движения вовремя распознать намерения водителя и принять правильное решение.
Дополнительная информативность
Это свойство автомобиля, позволяющие эксплуатировать его в условиях ограниченной видимости: ночью, в тумане и т.д. Она зависит от характеристик приборов системы освещения и других устройств (например, противотуманных фар), улучшающих восприятие водителем информации о дорожно-транспортной ситуации. В последнее время стали появляться электронные системы значительно улучшающие информативность водителя. Подобные системы устанавливают на свои автомобили все ведущие мировые автопроизводители.
CMS(Collision Mitigation Brake System) Разработчик: Honda
|
Действия систем CMS и натяжителей ремней
|
В работе системы, получившей название Collision Mitigation Brake System (сокращенно CMS), используется известный в физике эффект Доплера, согласно которому возвращающиеся импульсы, излучаемые коротковолновым радаром, изменяют свою частоту в зависимости от скорости движения сканируемого предмета. Это позволяет системе Collision Mitigation Brake System не только определить расстояние до впереди идущего автомобиля, но и рассчитать относительную скорость, с которой автомобили сближаются. На первой стадии, когда радар системы CMS зафиксировал, что автомобили слишком быстро сближаются и дистанция между ними становится небезопасной, включается звуковой сигнализатор, а на дисплее загорается надпись Brake - "торможение". Это должно побудить водителя либо притормозить машину, либо поменять полосу движения. Если сидящий за рулем не отреагировал на предупреждение, система CMS сама начинает мягко притормаживать автомобиль. Одновременно преднатяжители ремней безопасности выбирают люфт ремней. Натяжение ремней еще раз предупреждает водителя, что медлить нельзя, иначе ситуация из опасной станет фатальной.
Если же система CMS определила, что, несмотря на принятые меры, избежать наезда на впереди идущий автомобиль не удастся, включается аварийное торможение, а ремни безопасности натягиваются до такой степени, что выскользнуть из-под них при ударе не представляется возможным. Похожую систему - Telematic of Safety - разработали инженеры компании Ford. Но эта система еще более "продвинутая", чем CMS фирмы Honda. В Telematic of Safety кроме переднего предусмотрен и задний радар. Если этот радар определил, что приближающийся сзади автомобиль едет со слишком высокой скоростью, для погашения которой потребуется больший тормозной путь, чем имеющаяся дистанция между машинами, то Telematic of Safety еще до столкновения включает аварийные огни и задействует преднатяжители ремней безопасности.
Новые технологии TOYOTA в системе активной безопасности Pre-crash Safety System.
TOYOTA MOTOR CORPORATION (TMC) продолжает совершенствовать систему предупреждения об аварии Pre-crash Safety System (рис. 3.3). Одна из новинок – отслеживание возможности столкновения в диагональном направлении. Радар обнаруживает транспортные средства, траектории следования которых, могут пересечься с направлением движения Вашего автомобиля. Если вероятность столкновения велика, срабатывает система предупреждения аварии. Сенсоры на передних подголовниках определяют положение голов водителя и пассажира на переднем сиденье и устанавливают подголовник в положение, которое снижает риск травм от резкого движения головы или шеи. О потенциальной аварии также предупреждает аварийная сигнализация.
|
|
|
Рисунок 3.9 Pre-crash Safety System. |
Другая новинка - автоматический привод задних сидений в вертикальное положение в случае вероятности лобового столкновения или удара в задний бампер автомобиля. Система также приводит подголовники и натяжители ремней безопасности в положения, которые снижают риск получения травм.