Статьи по теме "Безопасность"

Система помощи движению по полосе

Система помощи движению по полосе (другие наименования – помощник движения по полосеассистент удержания полосы движения) помогает водителю придерживаться выбранной полосы движения и тем самым, предотвращать аварийные ситуации. Система эффективна при движении по автомагистралям и обустроенным федеральным дорогам, т.е. там, где имеется качественная дорожная разметка.

Различают два вида систем помощи движения по полосе: пассивные и активные. Пассивная система предупреждает водителя об отклонении от выбранной полосы движения. Активная система наряду с предупреждением производит корректирующее вмешательство в работу рулевого управления.

У разных автопроизводителей система помощи движению по полосе имеет свои торговые названия, но предлагаемые системы имеют, в основном, схожую конструкцию:

  • Lane Assist от Audi, Volkswagen;
  • Lane Departure Warning System от BMW, Citroen, Kia, Ceneral Motors, Opel, Volvo;
  • Lane Departure Prevention от Infiniti;
  • Lane Keep Assist System от Honda, Fiat;
  • Lane Keeping Assist от Mercedes-Benz;
  • Lane Keeping Support System от Nissan;
  • Lane Monitoring System от Toyota.

Система помощи движению по полосе является электронной системой и имеет следующее устройство:

  • клавиша управления;
  • камера;
  • блок управления;
  • исполнительные механизмы.

С помощью клавиши управления производится включение системы. Клавиша может располагаться на рычаге переключения указателей поворота, панели приборов или центральной консоли.

Камера производит запись изображения на определенном расстоянии от автомобиля и его оцифровку. В системе используется монохромная камера, которая распознает линии разметки как резкое изменение градации серого. Камера объединена с блоком управления. Объединенный блок располагается на лобовом стекле за зеркалом заднего вида.

Исполнительными устройствами системы помощи движения по полосе являются:

  • контрольная лампа;
  • звуковой сигнал;
  • вибромотор на рулевом колесе;
  • нагревательный элемент лобового стекла;
  • электродвигатель электромеханического усилителя руля.

Информация о работе системы выводится на панель приборов в видеконтрольной лампы. Предупреждение водителя производится с помощью вибрации рулевого колеса, а также подачи визуальных звуковых и световых сигналов. Вибрацию создает вибромотор, встроенный в рулевое колесо.

Нагревательный элемент располагается на ветровом стекле, при необходимости автоматически включается, устраняет запотевание и обледенение окна камеры. Корректирующее подруливание система осуществляет с помощью электромеханического усилителя рулячерез электродвигатель.

Во время работы активной системы помощи движения по полосе реализуются следующие основные функции:

  • распознавание траектории полосы движения;
  • визуальное информирование о работе системы;
  • корректировка работы рулевого управления;
  • предупреждение водителя.

Обстановка перед автомобилем проецируется на светочувствительную матрицу камеры и преобразуется в черно-белое изображение, которое анализируется электронным блоком управления.

Алгоритм работы блока управления определяет положение линий разметки полосы, оценивает качество распознавания разметки, вычисляет ширину полосы и ее кривизну, рассчитывает положение автомобиля на полосе. На основании проведенных вычислений осуществляются управляющее воздействие на рулевое управление (корректирующее подруливание), и если требуемый эффект удержания автомобиля на полосе не достигается - предупреждается водитель (вибрация рулевого колеса, звуковой и световой сигналы).

При преднамеренном перестроении с одной полосы на другую должен быть включен сигнал поворота, иначе система будет препятствовать маневру. При неблагоприятных условиях(отсутствие одной линии или всей разметки, загрязненное или заснеженное дорожное полотно, узкая полоса движения, нестандартная разметка на ремонтируемых участках, поворот малого радиуса) система деактивируется.

Предусмотрено три режима работы системы помощи движения по полосе:

  • система включена и активирована (активный режим);
  • система включена и деактивирована (пассивный режим);
  • система выключена.

Система аварийного рулевого управления

Многие системы активной безопасности воздействуют на продольную динамику автомобиля. Компания Continental предложила новый подход к предотвращению аварий. В дополнение к широко распространенной системе экстренного торможения предложена система аварийного рулевого управления (Emergency Steer Assist, ESA), позволяющая автоматически воздействовать на боковую динамику автомобиля.

Система Emergency Steer Assist является составной частью концепции ContiGuard, которая объединяет разработки в области активной и пассивной безопасности, телематики. Широкое внедрение аварийного рулевого управления планируется с 2014 года.

Система ESA значительно расширяет границы противодействия аварийной ситуации. В случае, когда экстремальное торможение уже неэффективно (пройдена граница торможения), у водителя транспортного средства имеется возможность избежать столкновения путем поворота. Применение системы аварийного рулевого управления еще более актуально в плохих дорожных условиях (снег, дождь), когда разрыв между экстремальным торможением и возможностью уклониться от столкновения значительно увеличивается.

Конструктивно система аварийного рулевого управления построена на базе существующих систем автомобиля. Для раннего обнаружения возможной опасности в системе используется радар(элемент системы адаптивного круиз-контроля) и видеокамера(элемент системы помощи движению по полосе). С помощью датчиков системы динамической стабилизации оценивается характер движения автомобиля и действий водителя.

Информация от датчиков передается в электронный блок управления, который анализирует дорожную ситуацию, при необходимости принимает решение об активации аварийного поворота и формирует управляющие команды на исполнительные устройства. В качестве исполнительных устройств выступаетэлектромеханический усилитель рулевого управления, система курсовой устойчивости, активная подвеска, система активной кинематики заднего моста. Действия водителя всегда имеют преимущество перед управляющими воздействиями системы, если признаются адекватными дорожной ситуации.

В работе системы аварийного рулевого управления различают несколько этапов. При возникновении опасности водитель предупреждается с помощью звукового сигнала или вибрации. В данном случае он может воспользоваться тормозной системой для предотвращения аварии. Если водитель решает уклониться от препятствия, система выбирает оптимальную траекторию движения, при которой обеспечивается стабилизация транспортного средства. Когда экстренное торможение провести уже невозможно автоматически производится аварийный поворот автомобиля.

В городских условиях из-за низкой скорости транспортного средства и высокой плотности трафика экстренная остановка является более эффективной, чем уклонение от столкновения.

Адаптивный круиз-контроль

Адаптивный круиз-контроль (Adaptive Cruise ControlACC) предназначен для автоматического управления скоростью движения автомобиля. Адаптивный круиз-контроль является дальнейшим развитием системы круиз-контроля, которая поддерживает заданную постоянную скорость движения.

Известными системами адаптивного круиз-контроля являются:

  • Preview Distance Control от Mitsubishi;
  • Radar Cruise Control от Toyota;
  • Distronic (Distronic Plus) от Mercedes-Benz;
  • Active Cruise Control от BMW;
  • Adaptive Cruise Control от Volkswagen, Audi, Honda.

Система адаптивного круиз-контроля имеет следующее общее устройство:

  • датчик расстояния;
  • блок управления;
  • исполнительные устройства.

Датчик расстояния служит для измерения скорости и расстояния до впереди идущего автомобиля. В качестве датчика расстояния используются радары или лидары.Радар (Radar, Radio Detection and Ranging) излучает электромагнитные волны на объект и получает обратный сигнал – эхо. Скорость впереди идущего автомобиля оценивается по изменению частоты отраженной волны, а расстояние до машины - по времени возвращения сигнала. Установленные параметры преобразуются в электрические сигналы и передаются в блок управления.

Лидар (Lidar, Liht Detecting and Ranging) использует инфракрасный лазерный луч. Принцип действия лидара аналогичен радару. Лазерные датчики дешевле радаров, но подвержены влиянию погодных условий, поэтому на автомобилях премиум-класса в системе адаптивного круиз-контроля используются, в основном, радары.

Датчик расстояния устанавливается на переднем бампере или решетке радитора автомобиля. Радиус действия датчика составляет порядка 150 м. В последних разработках адаптивного-круиз-контроля используется датчики расстояния короткого и длинного диапазонов. Датчик короткого диапазона обеспечивает замедление автомобиля до полной остановки. Датчик длинного диапазона – до 30 км/ч. Это расширяет функциональные возможности системы и позволяет ее использовать при движении автомобиля с малой скоростью на небольшой дистанции (например, при движении в "пробках"). К примеру, в системе Distronic Plus используется три датчика – один дальнего и два ближнего действия.

Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков расстояния, а также входную информацию от других систем, с помощью которых определяется:

  • скорость и дистанция до впереди идущего автомобиля;
  • скорость управляемого автомобиля;
  • угол поворота рулевого колеса;
  • боковое ускорение;
  • радиус кривой.

Программное обеспечение, установленное в блоке, сравнивает фактические параметры движения с заданными, на основании которого формируются управляющие воздействия по изменению скорости движения. Своих исполнительных устройств система АСС не имеет, а используют другие электронные системы автомобиля, с которыми связывается через блоки управления:

  • система курсовой устойчивости;
  • дроссельная заслонка с электрическим приводом;
  • автоматическая коробка передач.

Принцип работы адаптивного круиз-контроля

Работа системы адаптивного круиз-контроля осуществляется в диапазоне скоростей от 30 до 180 км/ч. Современные системы АСС поддерживают скоростной режим от 0 до 200 км/ч, а также режим торможения и старта в условиях плотного движения (функция Stop and Go).

Адаптивный круиз-контроль обеспечивает движение автомобиля в следующих режимах:

  • постоянной скорости;
  • ускорения;
  • замедления.

При отсутствии на дороге других автомобилей, система поддерживает заданную водителем скорость.

При ускорении или перестроении впереди идущего автомобиля происходит ускорение автомобиля до заданной водителем скорости.

При замедлении или перестроении из соседнего ряда впереди идущего автомобиля происходит замедление автомобиля до заданной водителем дистанции. На низкой скорости замедление достигается за счёт работы тормозной системы (увеличения давления тормозной жидкости в системе), на высокой скорости - за счет снижения мощности двигателя (уменьшения подачи воздуха через дроссельную заслонку) и, при необходимости, работы тормозной системы.

С целью повышения безопасности автомобиля отдельные конструкции адаптивного круиз-контроля могут включать следующие системы:

  • систему превентивной безопасности;
  • систему экстренного торможения;
  • систему GPS-навигации.

Адаптивный круиз контроль служит технической основой разрабатываемых систем автоматического управления автомобилем.

Статьи по теме