Автомобили

Классификация систем активной безопасности автомобиля

Активная безопасность транспортного средства (ТС) представляет собой совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств ТС, которые направлены на предотвращение ДТП и исключение предпосылок их возникновения, связанных с конструктивными особенностями ТС, дорожной обстановкой и управляющими воздействиями водителя. Основным предназначением систем активной безопасности автомобиля является предотвращение аварийной ситуации.

Наиболее известными и востребованными системами активной безопасности являются:

Их можно отнести к основным системам активной безопасности, которые будут рассматриваться в данной главе.

Имеются также вспомогательные системы активной безопасности (ассистенты), предназначенные для помощи водителю в трудных с точки зрения вождения ситуациях. К таким системам относятся:

  • парктроник;
  • адаптивный круиз-контроль;
  • система помощи при спуске;
  • система помощи при подъеме;
  • электромеханический стояночный тормоз и др.

Кроме того, ТС оборудуется ранее рассмотренными устройствами и системами, а также введенными конструктивными усовершествованиями пассивной безопасности (см. раздел 4), которые в целом снижают тяжесть травм при ДТП или предотвращают их. В целом, названные типы систем создают предпосылки безопасного движения ТС. В настоящее время разработаны и применяются новые системы: предотвращения столкновений, слежения за рядностью движения, слежения за мертвыми зонами, а также адаптивный дальний свет.

В зависимости от формирования алгоритма управления исполнительным устройством автоматические системы делятся [8] по принципу разомкнутого управления, компенсации и обратной связи (рис. 1).

схемы систем безопасности

Рис. 1. Функциональные схемы систем безопасности, построенные по различным принципам управления: а — по принципу разомкнутого управления; б — по принципу компенсации; в — по принципу обратной связи; РО — регулируемый объект; Р — регулятор; КУ — корректирующее устройство; ОС — обратная связь; g(t) — алгоритм функционирования; f(t) — скорректированный алгоритм функционирования; y(t) — выходные величины; z(t) — корректирующее управление алгоритма функционирования g(t)

Принцип разомкнутого управления (рис. 1, а) заключается в том, что алгоритм управления регулируемым объектом (РО) формируется только на основе заданного алгоритма функционирования g(t) и не связан с выходными величинами y(t) регулируемого объекта и с возмущающим воздействием f(t), которое может отсутствовать. Примером такого алгоритма управления может быть обычная система запуска двигателя, торможение водителем, информационное устройство измерения и т.п.

Принцип компенсации (рис. 2, б) позволяет ввести коррективы z(t) в алгоритм управления g(t) и компенсировать отклонения регулируемой величины y(t), вызванные возмущающим воздействием f(t), с помощью корректирующего устройства (КУ). Например, корректировка давления на выходе регулятора тормозных сил y(t) = p(t) в зависимости от изменения вертикальной нагрузки G на ось затормаживаемых колес f(t) = G(t)).

Однако возмущающее воздействие часто имеет случайный и неожиданный характер (не является функцией времени t) и оценивается вероятностными характеристиками. Поэтому появление такого возмущения трудно определить и сформировать оптимальный алгоритм управления. В некоторой степени при полуавтоматическом регулировании эту роль выполняет оператор-водитель, исходя из сложившейся дорожной ситуации и своего субъективно принятого решения (например, необходимости торможения ТС). При работе автоматической системы формирование алгоритма управления возможно скомпенсировать на основе корректирующего устройства, воспринимающего изменение возмущающего воздействия f(t).

Принцип обратной связи (рис. 1, в) позволяет формировать алгоритм управления на основе измерения реальной величины контролируемого параметра управляемого объекта. С этой целью в систему вводится обратная связь (ОС), которая включает датчики, измеряющие выходные параметры y(t) регулируемого объекта, и блок управления, соединенный с регулятором P. Такие системы называются следящими, и к ним в первую очередь можно отнести ABS. Принцип обратной связи широко применяется в системах активной безопасности, так он позволяет отслеживать отклонение выходных параметров регулируемого объекта от установленных алгоритмом управления значений.

Важным требованием к системам, основанным на этом принципе, является высокая скорость обработки поступающей информации. Это требование объясняется тем, что реально изменение параметров управляемого объекта происходит с некоторым запаздыванием (например, под влиянием инерционности колеса, индуктивности электромагнитов клапанов) по сравнению с возмущением, которое его вызвало. Управляющее воздействие в этом случае может обеспечивать регулирование лишь в некоторой области изменения выходных параметров. В данном случае процесс регулирования осуществляется в циклическом режиме. При этом создается жесткая работа системы, которая может сопровождаться гидравлическим ударом в трубопроводах привода, высоким напряжением возникающей самоиндукции в электромагнитах при их выключении и т.п.

Для высокоорганизованных систем в практике измерения нескольких параметров РО может применяться одновременное использование всех трех принципов управления. Это позволяет оптимизировать алгоритм управления, быстро сформировать регулирующее воздействие и в некоторой степени скомпенсировать недостатки каждого принципа регулирования в отдельности.

Сегодня применяется достаточно большое количество систем активной безопасности, которые отличаются конструктивным исполнением и работают в основном автономно.

Условно системы активной безопасности можно также разделить по назначению:

  • системы стабилизации управления колесами ТС;
  • системы безопасности водителя и пассажира;
  • системы безопасности пешеходов и других движущихся живых объектов;
  • системы безопасности движения;
  • системы безопасности ТС.

Например, к системам стабилизации управления колесами ТС можно отнести ABS, ASR и ESC.

Приведенные признаки типов систем позволят в дальнейшем, применяя их аналогию, легко изучить конструктивные особенности, что не вызовет трудностей при проведении идентификации и определении их состояния.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *