Системы активной безопасности — ситуация под контролем
История успеха ABS началась в 1978 г., когда с конвейера сошла первая автомобильная антиблокировочная система с электронным управлением, разработанная компанией Bosch. Первыми легковыми автомобилями, оборудованными системой ABS от Bosch, стали Mercedes Benz S класса и BMW 7-й серии. Сегодня более двух третьих всех новых автомобилей в мире оборудованы системой ABS — ключевым компонентом системы безопасности автомобиля.
Еще в 1936 г. компания Bosch зарегистрировала патент на «механизм, предотвращающий блокировку колес моторных транспортных средств». Но лишь с появлением электронных систем контроля и управления инженеры смогли разработать антиблокировочную систему тормозов ABS, которая обладала бы достаточным быстродействием и надежностью, чтобы ее можно было использовать в автомобилях.
В 1978 г. система, известная как ABS 2, весила 6,2 кг, размер операционной памяти был
2 килобайта. В настоящее время ABS восьмого поколения с 256-килобайтной операционной
памятью весит всего лишь 1,4 кг. Более чем за 30 лет антиблокировочная система тормозов ABS прошла большой путь, превратившись из дополнительной опции для представительских автомобилей в стандартное оборудование для даже недорогих моделей.
Как же работает система ABS?
Если автомобиль без ABS интенсивно тормозит и создаваемая водителем тормозная сила на колесе больше той, которую шина способна передавать на дорожное покрытие, колесо блокируется. В этом случае шина не может больше передавать боковые силы, автомобиль становится неуправляемым и теряет устойчивость. Тормозные силы уменьшаются, а тормозной путь увеличивается. Даже одно резкое нажатие на педаль тормоза может привести к блокировке колес. При этом автомобиль уже перестает реагировать на повороты руля и становится неуправляемым.
В автомобиле, оборудованном антиблокировочной системой, электронный блок управления ABS с помощью датчиков скорости вращения колес постоянно контролирует скорость всех колес. Если одно из колес начинает входить в блокировку, ABS молниеносно вмешивается и снижает давление в тормозной системе, направленное на данное колесо, и таким образом предотвращает его полную остановку. ABS может в течение миллисекунд отрегулировать тормозные силы для каждого колеса в отдельности. При работе ABS давление в тормозном механизме не зависит от усилия нажатия на педаль тормоза, а определяется электронным блоком управления в соответствии с состоянием дорожного покрытия.
Благодаря ABS автомобиль остается управляемым и, таким образом, может избежать столкновения с возникающими на дороге препятствиями даже при резком торможении.
В опасных дорожных ситуациях, когда экстренного торможения не избежать, антиблокировочная система ABS обеспечивает надежную поддержку водителю. Во время интенсивного торможения ABS помогает автомобилю сохранить устойчивость и управляемость, обеспечивает более короткий тормозной путь. Кроме того, ABS способствует более равномерному износу шин.
В России антиблокировочная система тормозов ABS входит в серийную комплектацию микроавтобусов «Газель» и «Соболь» и доступна в качестве опционального оборудования в таких отечественных легковых автомобилях, как УАЗ «Патриот», Lada Kalina и Lada Priora.
Критические дорожные ситуации могут складываться не только во время торможения, но и при трогании с места или при разгоне, особенно на скользком дорожном покрытии, на крутом склоне, а также на повороте.
Противобуксовочная тормозная система (TCS), основанная на технологии ABS, появилась на рынке в 1986 г. Благодаря дополнительному интерфейсу между электронным управлением двигателя и ABS, TCS предотвращает пробуксовку колес, снижая при необходимости крутящий момент на каждом ведущем колесе. Таким образом, на гладкой поверхности автомобиль лучше разгоняется, и даже на виражах, преодолеваемых слишком быстро, система повышает устойчивость автомобиля, снижая при необходимости крутящий момент двигателя. TCS является логическим продолжением системы ABS, но, в отличие от нее, работает при разгоне автомобиля.
Программа электронной стабилизации (ESP®) совмещает в себе функции систем ABS и TCS, но с дополнительной функцией «контроля вращения автомобиля вокруг вертикальной оси» — эта функция предотвращает занос автомобиля. Она была разработана для того, чтобы водителю было легче сохранить контроль над автомобилем во время внезапных маневров при резкой смене полосы или при объезде препятствий.
ABS и TCS помогают водителю при изменениях скорости продольного перемещения автомобиля: антиблокировочная функция содействует его торможению, а антипробуксовочная — ускорению.
Программа электронной стабилизации ESP® помогает управлять транспортным средством при его курсовых перемещениях. Система определяет желаемое направление по углу поворота рулевого колеса, а датчики на всех колесах измеряют скорость их вращения. Одновременно датчики угловой скорости измеряют перемещение транспортного средства вокруг вертикальной оси и его боковое ускорение. На основании этих данных блок управления вычисляет фактическую траекторию движения, которая 25 раз в секунду сравнивается с желаемым направлением. Если значения расходятся, система немедленно реагирует на ситуацию без какого-либо вмешательства со стороны водителя, снижая мощность двигателя и восстанавливая стабильность автомобиля. Если этого недостаточно, ESP® дополнительно притормаживает каждое колесо по отдельности. Возникающее вращательное движение противодействует заносу настолько, насколько позволяют законы физики, и автомобиль остается на безопасной траектории движения.
Компания Bosch подготовила Программу электронной стабилизации к серийному производству совместно с Mercedes Benz и в 1995 г. первой в мире выпустила систему на рынок (первоначально ESP® устанавливалась на модели Mercedes S-класса).
В последующие годы разработчики усовершенствовали систему и дополнили ее новыми функциями, помогающими трогаться в гору и предотвращающими раскачивание прицепов или опрокидывание фургонов.
Мировые исследования показали, что система ESP® значительно уменьшает вероятность аварий с участием одного транспортного средства, приводящих к тяжким последствиям или человеческим жертвам. К таким авариям относятся дорожно-транспортные происшествия, в которые не вовлечены другие участники движения.
Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации. Их применение позволяет в различных критических ситуациях сохранить контроль над автомобилем и, соответственно, снизить тяжесть аварии или, если возможно, предотвратить ее вовсе.
