Автономные системы аварийного торможения

Исследование, проведенное немецкой ассоциацией страхования, показало, что 50% столкновений из-за невнимательности при соблюдении дистанции, происходят вообще без какого-либо торможения и целых 70% происходят с торможением, которого недостаточно, чтобы вовремя остановить транспортное средство. Кроме того, почти 75% всех несчастных случаев, которые приводят к травмам, происходят в пределах города, на скоростях ниже 20 км. в час. Система автономного экстренного торможения (AEB — Autonomous Emergency Braking Systems) предназначена для предотвращения или минимизации ущерба от подобного вида аварий.


AEB это системы мониторинга условий во время движения вперед. Если авария, как представляется, неизбежна, эта система будет автоматически применять соответствующее торможение. Система помощи аварийного торможения Continental, например, использует в оценке ситуации три лазерных луча для сканирования дороги на предмет наличия препятствий до восьми метров вперед. Система способна предотвращать столкновения, если разница скоростей между двумя транспортными средствами составляет менее км. в час. На скорости больше 10 км / ч, система может уменьшить тяжесть последствий.

Volvo XC60 реализует технологию двойного режима обнаружения от Continental, которая способна обнаруживать пешеходов, а также другие транспортные средства, и применять полное тормозное давление на скорости 5 до 20 км. в час. Система использует инфракрасный лазер, расположенный за зеркалом заднего вида и камеру высокого разрешения для обнаружения объекта. Сочетание двух технологий зондирования позволяет системе более точно оценивать ситуацию для дальнейших действий по предотвращению аварии. Другие системы используют радары и/или датчики для обнаружения потенциальных препятствий на дороге впереди автомобиля.

Большинство систем AEB не тормозят до последнего возможного момента, предупреждая водителя, используя звуковые и визуальные предупреждения. Торможение обычно активируется позже, чем в ситуации, когда обычный водитель, который внимательно смотрит на дорогу станет тормозить. Следовательно, система с малой долей вероятности вмешивается в нормальное управление автомобилем, поэтому действия водителя, не являются зависимыми от системы автоматического торможения.

Системы развертывания подушек безопасности. Подушки для пешеходов и другие новинки…

Подушки безопасности являются важной частью системы дополнительной безопасности (SRS) в большинстве транспортных средств. Цель подушки безопасности, которая развертывается, когда автомобиль внезапно замедляется (как, например, при столкновении), состоит в том, чтобы предотвратить пассажиров транспортного средства от удара об любые жесткие поверхности головой или другими частями тела. Подушки безопасности, как правило, сделаны из нейлоновой ткани и скрыты за панелями в различных местах автомобиля, в том числе, и на рулевом колесе.

В зависимости от степени тяжести аварии, скорость развертывания подушек безопасности определяется блоком управления подушками безопасности. В случае аварии, датчик удара (акселерометр) посылает сигнал на блок управления подушками безопасности. Этот блок управления запускает надувающее устройство, генерирующее азотный газ путем воспламенения смеси азида натрия (NaN3) и нитрата калия (KNO3). Время между обнаружением аварии и полным развертыванием подушки безопасности составляет приблизительно 0,05 секунды. Скорость воздушной подушки составляет около 200 миль в час, что само по себе может быть вредным в некоторых случаях. Это привело к появлению адаптивных систем подушек безопасности, которые используют несколько надувных устройств для производства развертывания низкого или высокого уровня. Эти системы могут регулировать давление подушек безопасности в зависимости от таких факторов, как положение сиденья, размер пассажира, тяжесть аварии и использование ремня безопасности.

Большинство систем используют датчик веса на сиденье переднего пассажира, чтобы определить, занято ли оно. Если сиденье пустует, подушка безопасности пассажира не будет развернута. Датчик веса может также различать детей и взрослых, которые могут занимать место. Как правило, развертывание подушки безопасности будет не столь резким, если датчик определит низкий вес пассажира.

В 2012 году корпорация Volvo стала первым производителем автомобилей, внедрившим систему подушек безопасности для пешеходов, которая используется в модели V40. С помощью системы датчиков фиксируется контакт (столкновение) с пешеходом. Как только это происходит, капот открывается с обратной стороны и подушка безопасности надувается на лобовое стекло в зоне работы стеклоочистителя.

В 2013 году General Motors (GM) объявила о новой подушки безопасности для боковых ударов. Она надувается рядом с центральной консолью и обеспечивает перекрытие пространства между водителем и передним пассажиром или поддержку для одного водителя. GM также модифицировал переднюю подушку безопасности, которая имеет вентиляцию помогающую сдуванию, когда пассажир сжимает мешок. Это обеспечивает адаптивный эффект срабатывания, который присущ более дорогим двухступенчатым воздушным подушкам. Из-за того, что вентиляционные отверстия закрываются во время первоначального развертывания, они могут раздуваться с меньшим давлением. Это снизит вероятность возникновения некоторых травм связанных с резким вздуванием, для водителей, которые сидят ближе к рулевому колесу.

В 2014 году компания TRW начала производство по своей технологии подушек безопасности на крыше. Блок подушки безопасности в крыше состоит: из подушки, генератора газа, и канала диффузии газа. Устройство зафиксировано под подкладкой переднего лобового стекла. Подушка безопасности на крыше работает, разворачиваясь вниз и вдоль лобового стекла, а не в направлении пассажира, как традиционные подушки безопасности. Эта конструкция заменяет подушки безопасности, расположенные в приборной панели, освобождая пространство в приборной панели.

Система адаптивного освещения дороги. «Умные фары»

Адаптивное переднее освещение

основная характеристика

Адаптивные системы переднего освещения регулируют освещение головных фонарей (фар) автомобиля, чтобы компенсировать различные ситуации возникающие во время вождения. Большинство адаптивных систем главного освещения имеют одну или несколько следующих функций:

Корректирование направление света в зависимости с изменением направления дороги.
Рисунок луча изменяется в зависимости от предполагаемого направления.
Переключения дальнего света/ближнего света происходят автоматически в ответ изменения погодных и дорожных условий: дождь, туман, встречный транспорт и т. д.
Многие системы используют корректирующие двигатели для физической регулировки направления луча фар. В состав некоторых систем включены дополнительные источники света в различных фокусных точках отражателя головной лампы для регулировки луча.

Угловые огни

Адаптивные передние фары используют поворотные фонари для увеличения горизонтальной площади, которая освещается фарами автомобиля при угловом повороте. Существуют статические поворотные огни и динамические поворотные огни. Статические поворотные огни используют дополнительные источники света или дополнительные отражатели в головной лампы, чтобы направить свет в направлении поворота автомобиля.

Схема поворота автомобиля влево с поворотными огнями. Дополнительный отражатель или дополнительный источник света светит в направлении поворота.

 

С помощью динамического освещения поворотов, весь источник света поворачивается по горизонтали, когда автомобиль входит в угол поворота. Скорость и угол поворота определяются электронным блоком управления, который собирает информацию от датчика скорости автомобиля, датчика положения рулевого колеса и датчика скорости рыскания.

Слева: Автомобиль без поворотных огней. Справа: Автомобиль с динамическими поворотными огнями.

Автоматическое управление выравнивания переднего освещения дороги

Автоматическое управление выравниванием головных фонарей добавляет еще одну функцию передним адаптивным системам головных фонарей. Иногда вертикальное выравнивание необходимо, когда вес распределяется неравномерно в автомобиле, например, во время ускорения/торможения, или при движении по ухабистой местности. Система автоматического выравнивания блок-фар обеспечивает соответствующее освещение в таких ситуациях с помощью шаговых двигателей, которые входят в комплект фронтального освещения. Существуют статические и динамические системы.

Статические системы корректны только для распределения веса в транспортном средстве. Блок управления рассчитывает угол наклона автомобиля, используя информацию, предоставленную датчиками оси автомобиля и регулирует направление света в соответствии с углом наклона автомобиля.

 

статическое выравнивание

Слева: Низкий луч с равномерно распределенным весом. Справа: Низкий луч регулируется при перемещении центра тяжести сзади автомобиля.

Динамические системы учитывают как распределение веса, так и ускорение/торможение изменений.

 

динамическое выравнивание

направление луча регулируется для ускорения автомобиля.

Использование камеры

В некоторых адаптивных системах переднего освещения используется цветная камера , которая обнаруживает положение источников света, и электронный блок управления ECU, который определяет типы обнаруженных источников света. Источники света, зафиксированные от приближающегося транспортного средства послужат сигналом для переключения фар на ближний свет, а после того, как приближающийся автомобиль проедет мимо, произойдет переключение обратно, в положение дальнего света. Это уменьшает блики для других водителей и создает более безопасные условия движения для обоих водителей. Также, при увеличении скорости автомобиля интенсивность освещения и дальность охвата освещения может увеличиваться. Цветная камера может также обнаружить туман и тоннели и отрегулировать головные лампы соответственно. Эта камера обычно крепится под лобовым стеклом или над зеркалом заднего вида.

Постепенное изменение направления луча фары.

В прошлом, большинство автомобилей имели две основные настройки света: ближний и дальний. В некоторых современных автомобилей высокого класса, лучи управляются адаптивной передней системой освещения для того, чтобы обеспечить непрерывный диапазон интенсивности света от уровня ближнего света до полного уровня дальнего света. Фары в этом случае регулируются вертикально. Во время движения, лучи направлены ниже, чтобы предотвратить блики для других водителей. Когда никакие другие автомобили не обнаружены, направление лучей поднимается выше, чтобы лучше освещать дорожное полотно. Эти огни обычно управляются камерой, как описано выше, в разделе «Использование камеры…»

Лазерные и светодиодные. Матричные фары.

Внедрение технологии светодиодных и лазерных фар позволило разработать сложные системы фар, которые могут выборочно избегать определенных зон (например, лобовое стекло встречного автомобиля) или выборочно выделять определенные объекты (например, пешеходов или животных). Такие системы могут также регулировать яркость и фокус фар на основе получаемых данных о скорости автомобиля и других факторов. Хотя адаптивные системы фар с этими возможностями доступны на некоторых моделях автомобилей, во многих странах такие устройства пока запрещены в целях безопасности. По всей видимости это обусловлено тем, что в

Как контролируется количиество расходуемого топлива двигателя в системах Common Rail Direct Injection (CRDI)

Количество впрыскиваемого топлива зависит от технических характеристик форсунки, давления топлива и длительности времени, в течение которого она остается открытой.

В старых дизельных двигателях длительность была фиксирована, так как форсунки были механическими и управлялись камерами. В современных двигателях форсунки используют пьезоэлектрические клапаны, управляемые компьютером двигателя, для регулировки длительности с учетом точных потребностей двигателя.

Происходит все это примерно следующим образом. Электронный блок управления (ECU, ЭБУ, контроллер, «мозги» и т.п.) получает команду от электронного датчика педали акселератора когда вы хотите увеличить обороты двигателя и скорость. На основании программы которая в него заложена, контроллер выставляет необходимое давление с помощью клапана регулятора который установлен на топливном насосе. Кроме того на сновании этой же программы, блок управления открывает форсунки ровно на тот период времени, который необходим для данного режима работы. В итоге, давление умножаем на время и производительность форсунки, и вуаля – получаем количество израсходованного топлива за цикл.

Разумеется работа ЭБУ основывается не только на команду электронной педали. Показания датчиков: давления, масла, температуры двигателя, давления наддува, состояние системы EGR – всё учитывается. Но компьютер, это всего лишь запрограммированный исполнитель, который работает по тому алгоритму, который был заложен заводом изготовителем.

Например, блок управления имеет следующие данные:

температура ОЖ — 80 град;

давление масла 4 атм.;

педаль акселератора нажата на 20%;

тогда в точном соответствии с программой клапан регулятор создаст необходимое давление в рампе и форсунки откроются на тот период времени и именно в тот момент, как это запрограммировано. Стоит только измениться любому из показателей, например, при нажатии на педаль, сразу же изменится и временные показатели. Таким образом, все происходит автоматически и повлиять на этот процесс можно только изменив программу ЭБУ. Делается это при помощью установки специальных «прошивок» и называется чип-тюнингом. Но злоупотреблять вмешательством в заводскую программу не стоит, потому что дизельный двигатель это сложный механизм и его безупречная работа зависит от множества факторов. Его разработкой занимались ведущие инженеры ведя кропотливую работу, и кратковременное улучшение одного из показателей, например, увеличение мощности или динамики разгона, может значительно уменьшить его ресурс или увеличить расход топлива.

В чем назначение пилотного впрыска (pilot injection), понятие и преимущества данной функции.

Как вы возможно знаете, чтобы получить максимальную эффективность работы двигателя необходимо полное сжигание топлива, которое в свою очередь также резко снижает содержание оксида азота NOx в выпускных газах. Но на более низких скоростях полностью сжечь топливо невозможно, потому что давление в цилиндрах возрастает более плавно, а соответственно температура воспламенения смеси недостаточно высока… Поэтому для достижения этого введены пилотные впрыски.

Итак, что происходит, когда во время низких оборотов впрыска производится плотный впрыск за 5-7 градусов (этот показатель может варьироваться в зависимости от производителей двигателя) до начала основного впрыска? Небольшая порция топлива осуществляемая пилотным впрыском помогает в повышении температуры в камеры сгорания, таким образом, когда основной впрыск происходит, и основная часть топлива отправляется в камеру, она прогрета до более высокой температуры, чем его точка самовоспламенения. Следовательно, топливо будет гореть равномерно, и у него также есть больше времени, чтобы сгореть полностью.

Обычно в двигателях высокого класса два впрыска производятся до основного впрыска, а также еще два впрыска после него.

Еще одним преимуществом пилотных впрысков, перед основным является то, что он помогает в снижении вибраций и шума двигателя. При пилотном впрыске равномерно увеличивается температура камеры сгорания и позволяет избежать образования одномоментного возгорания смеси, которая приводит к появлению характерного стучания дизельных двигателей, и тем самым, снижается уровень шума двигателя.