Обзор систем контроля дистанции

Круиз-контроль — устройство, поддерживающее постоянную скорость автомобиля, автоматически прибавляя газ при снижении скорости движения и уменьшая при её увеличении, к примеру, на спусках, без участия водителя.

Удобен в дальних дорогах, когда утомительно удерживать на большом протяжении времени педаль газа в одном и том же положении.

Устанавливается как на автомобили с автоматической коробкой передач, так и на автомобили с механикой.

Впервые серийно стал устанавливаться в начале 1970-х гг. на американские машины, где и получил наибольшее распространение, что обусловлено большим количеством в США длинных автомагистралей, соединяющих пригороды мегаполисов.

Конструкция

В простом случае под капотом имеется сервомотор, который посредством тяги или троса механически связан с сектором газа на карбюраторе или инжекторе. При движении автомобиля с определённой установившейся скоростью и постоянным углом наклона педали газа (а значит, и углом поворота сектора газа) водителем включается режим стабилизации, при этом электронный блок управления (ЭБУ) запоминает текущий угол поворота сектора газа. При падении скорости движения автомобиля электрический сигнал рассогласования, снимаемый с внешних датчиков движения (спидометра, КПП или ЭБУ трансмиссии, зависит от конструкции) приходит на ЭБУ круиз-контроля, который в свою очередь даёт команду на сервомотор, который начинает перемещать сектор (и педаль газа) на увеличение подачи топлива. В зависимости от сигнала рассогласования угол поворотасектора будет увеличиваться, пока скорость автомобиля не станет расти, либо сектор не упрётся в ограничительный упор (при наличии на автомобиле автоматической КПП последняя ещё раньше автоматом перейдёт на пониженную передачу, что обусловлено заложенной в неё логикой работы). При достижении заданной скорости движения сервомотор останавливает перемещение сектора газа.

При увеличении скорости более заданной сервомотор отрабатывает на перемещение сектора газа в сторону уменьшения подачи топлива, вплоть до механического упора по холостому ходу, что вызовет торможение двигателем. В случае дальнейшего роста скорости водителю необходимо подтормаживать самому, так как круиз¯контроль не имеет связи с тормозной системой автомобиля.

В любом случае данная система не предназначена для сложных условий движения и должна включаться водителем только на пустых и прямых загородных трассах исключительно в равнинной местности, в противном случае можно очень легко попасть в аварийную ситуацию. Для экстренного выключения круиз¯контроля достаточно поставить ногу на педаль тормоза и немного её нажать, также дополнительно предусматриваются кнопки и рычаги быстрого отключения.

Адаптивный круиз-контроль

Адаптивный круиз¯контроль (ACC, Adaptive Cruise Control) — устройство, поддерживающее переменную скорость движения, используя систему технических средств, позволяет автоматически поддерживать необходимую скорость транспортного средства (ТС), соблюдая заданную дистанцию удаления от впереди движущегося ТС. Для использования функции адаптивного круиз¯контроля необходимо включить круиз¯ контроль и задать скорость движения выше, чем у движущегося впереди транспортного средства. При необходимости ACC включает тормозную подсистему. Первые автомобили, использовавшие такую систему, были Mercedes-Benz 1997 г.в., BMW e38 и Toyota Celsior 1999 г.в.

В некоторых ACC также присутствует система предотвращения скатывания автомобиля на подъёме HLA (Hill Launch Assist).

АСС зависит от систем безопасности автомобиля ABS и ESP: если любая из них неисправна, АСС выключается.

Разберем пример работы активного круиз контроля на автомобилях Mercedes. Он работает, когда Вы пристроились за впереди идущей машиной и с помощью видеокамеры наводится на номерной знак автомобиля-лидера. Тогда ваш автомобиль будет следить за лидером как привязанный, если тот не станет менять полосу движения, а дорога не горный серпантин с крутыми поворотами.

Данный активный круиз-контроль работает на скоростях от 30 до 200 км/ч. И главное условие его использование - нельзя ни в коем случае снимать руки с руля, иначе он отключится. Встречаются также варианты активного круиз-контроля, когда автомобиль следить за дорожной разметкой и двигается в пределах полосы, а не ищет другую машину.

Если впереди идущий автомобиль замедляет ход, то система посылает сигнал на снижение скорости. Когда дорога впереди пустая, система дает сигнал на восстановление скорости.

Система активного круиз контроля призвана помогать водителю избегать столкновения с впереди идущим транспортом. Если система не успевает снизить скорость и есть вероятность столкновения, то она подает водителю сигнал нажать на тормоза или уйти в сторону от столкновения. В продвинутых системах, она способна самостоятельно затормозить без участия водителя.

Система Distronics

Система контроля безопасной дистанции Distronics. Если эта система установлена на машину, на приборную панель добавляется экран, отображающий в цифровом виде установленную скорость. Установленная дистанция показана стрелочкой на шкале вместе со схематичным изображением автомобиля. Когда на той же полосе движения появляется машина, идущая впереди, на экране высвечивается изображение второго автомобиля и расстояние до него на шкале (см. Рисунок 1). При помощи системы Distronics автоматически поддерживается заданное безопасное расстояние до идущей впереди машины, что помогает водителю. На рисунке 2 изображена схема контроля безопасной дистанции Distronics.

Система Stop&Go Stop&Go работает на частоте 24 ГГц и обеспечивает слежение за препятствием прямо по курсу на расстоянии до 20 м. Она реагирует на сближение с препятствием и включается сразу, если возникает опасность столкновения. При этом в динамике скорость торможения не должна превышать 2 м/с. Дистанция, поддерживаемая до препятствия в пределах до 20 м, варьируется автоматически в зависимости от скорости. На малых скоростях она значительно меньше. Главным отличием Stop&Go от уже используемых систем станет возможность возобновления движения за впереди идущим автомобилем. Это значительно облегчит движение в пробках. На рисунке 3 изображена работа системы Stop&Go.

Система предупреждения столкновений Eaton-Vorad Collision Warning System Eaton-Vorad Collision Warning System (EVT-300) – система предупреждения столкновений на грузовых автомобилях и автобусах, которая постоянно сканирует пространство радарами, стоящими спереди и сбоку. Когда в опасной близости от грузовика засекается объект (стоящие или медленно едущие автомобили), водитель получает визуальный и звуковой сигналы предупреждения. В некоторых моделях радар объединен с «умным» круиз-контролем SmartCruise, который помогает автоматически поддерживать заданную скорость и безопасную дистанцию до впереди идущего автомобиля. Система безопасности тяжелых грузовых автомобилей, представленная концерном Freightliner, состоит из двух основных подсистем:

  1. SmartCruise – поддерживает уровень скорости в соответствии с заранее установленным интервалом между машиной и лидером (впереди идущим транспортом). Используя радар переднего обзора, система Smart Cruise автоматически подстраивается под более медленную скорость впереди идущей машины. Если лидер увеличивает разрыв, система возобновляет движение на ранее установленном уровне скорости. Водитель контролирует ситуацию на дороге и, имея более высокий приоритет относительно системы, может ускоряться или тормозить по своему усмотрению. Система Smart Cruise незаменима для тех моментов, когда водитель отвлекается на настройку радиоприемника или сверяется с картой.
  2. AlwaysAlert – радарная система (24 ГГц), передающая сигнал с датчиков переднего и бокового обзора в кабину автомобиля. Когда система выявляет на пути потенциальную угрозу, маленький экран показывает комбинацию загорающихся

лампочек, и система генерирует звук для предупреждения водителя как сигнал к началу предупредительных мер для предотвращения столкновения.

Система AlwaysAlert «видит» и отслеживает движение 20 транспортных средств, едущих одновременно по той же или смежной полосе. Система сообщает об опасности на пути, даже если дорога изгибается.

Сканирующие радарные датчики для предотвращения аварийных ситуаций, таких как столкновение, когда одна машина «подрезала» другую, или столкновение на радиусных поворотах, радарные датчики должны определять азимутальные координаты объектов. Для этого производители радарных датчиков используют многолучевую переключаемую антенну или механически сканирующую антенну

Таблица 1 - Типы антенн, используемые производителями

Фирма-

производитель

Тип антенны

Bosch

Три переключаемых луча

Fujitsu Ten Delphy

Один механически сканирующий луч

Autocruise

Один луч подсветки, два для приема – суммарный и разностный

Наиболее общим решением для всех ситуаций является антенна с электронным сканированием, у которой поле или угол обзора изменяется в зависимости от дорожной ситуации, дальности и типа неподвижного препятствия или подвижного объекта. Анализ требований, предъявляемых к автомобильному радарному датчику с учетом применений, показывает, что оптимальные параметры должны быть следующими.

Таблица 2 - Оптимальные параметры антенны

Препятствие

Дальность в

метрах

Угол обзора

Пешеход

5

30

Пешеход

10-15

45-60

Велосипедист

От 10

30

Мотоциклист

20

30

Легковой автомобиль

40-150 10-60

10-60 на радиусе 50 м

Неподвижное

препятствие

0,5 – 5

Переменный сектор

30-60

Требования, приведенные в таблице 2, могут быть реализованы только с помощью электронной сканирующей антенны, с переменным полем зрения от 10° до 60°.

Направление автомобильных радаров продолжает развиваться, и через некоторое время новые разработки антенн с переменным электронным сканированием достигнут промышленного уровня применимости для этих устройств. На рисунке 2 изображен автомобильный радар Eaton.

торможением CMBS

На скоростях выше 15 км/ч, система открывает как двигающиеся, так и оказавшиеся в покое объекты на дистанции до 100 м впереди. Как только система характеризует, что соударение неизбежно, инициируется процесс из трех этапов.

На первом рубеже, приблизительно за 3 сек. до соударения, шофер принимает предотвращение визуальным и звуковым сигналом.

На втором рубеже, как только система характеризует, что возможно соударение по всей видимости (в большинстве случаев, приблизительно 2 секунд до удара), происходит три внезапных натяжения ремня безопасности и автомобиль затевает торможение.

На последнем рубеже, как только соударение неизбежно, CMBS подтягивает ремни безопасности передних пассажиров (используя реверсивные преднатяжители) и прикладывает наивысшее тормозное усилие. При всем при этом шофер берет на себя личное участие в ходе торможения, извлекая максимум из того, на что который может автомобиль.

Все меры, утвержденные CMBS обратимы: если удается избежать аварии (в частности, если средство передвижения в заключительный момент уходит в сторону), то натяжение ремней прекращается, и выключаются сигналы опасности.

Для того чтобы создать стереотипные уличные ситуации в настоящем мире и определить эффективность системы CMBS, Honda провела два главных на подобии тестирований. Чтобы удостовериться в верной работе системы, тест-пилот на скорости подъезжал к движущимся и стационарным объектам для того, чтобы определить, насколько подходяще система отвечает визуальными и звуковыми сигналами, натяжением ремней безопасности и торможением.

Для отнесения быстроты реакции водителя, добровольцы, последующие за автомобилем-манекеном, были нарочно отвлечены от перемещения на тот момент, как только автомобиль-манекен перед ними начинал аварийное торможение. Добровольцам не говорили, что автомобиль-манекен в заключительный момент будет отведен в сторону. Для того, чтобы у добровольцев не выработалась относительная реакция на идущее, доброволец один раз имел возможность брать на себя участие в исследовании.

Объединив эффекты тестов на эффективность и функциональность, квалифицированные работники Honda смогли дать оценку работы системы в ситуации, максимально подведенной к актуальной. На рисунке 3 изображена работа системы CMBS.

Заключение

Круиз-контроль – довольно удобная система, обладающая рядом преимуществ. Во- первых, она избавляет водителя от необходимости постоянно регулировать скорость движения автомобиля. Во-вторых, она позволяет экономить топливо – при езде с

постоянно установленной скоростью топливо расходуется не так интенсивно, как при езде с изменяемой скоростью движения. В-третьих, адаптивный круиз-контроль является эффективной системой безопасности. Минусы у круиз-контроля – чисто технологические. При засорении датчиков, выходе из строя или ошибке радара система адаптивного круиз- контроля может решить, что впереди на небезопасной дистанции движется автомобиля и резко снизить скорость вплоть до остановки. А водитель может быть к этому не готов. Ну и еще один минус – круиз-контроль расслабляет и делает водителя менее восприимчивым к меняющейся дорожной обстановке.

 

Литература

  1. Елистратов В.В. Методы и средства предупреждения столкновений автомобилей. Монография. – Рязань: Рязан. воен. автомоб. ин-т им. генерала армии В.П. Дубынина. – 2008. – 89 с
  2. Рынкевич С.А. Адаптивные системы управления АТС // Автомобильная промышленность. 2005. – №6. – С.36-38.
  3. Рынкевич С.А. Интеллектуальные системы управления тормозами // Автомобильная промышленность. 2005. – №1. – С.14-16.
  4. Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства: Учебник.- 3-е изд., стер. М.: Академия, 2007. – 240 с.
  5. Гаделыиин Т.К.,Гадельшин Д.Т. Применение информации об ускорении автомобиля для исследования его параметров // Известия МГТУ "МАМИ". 2008. – №1. – С.20-25.
Год: 2017
Город: Костанай