Материал: Организация бортовой информационно-управляющей системы

• Антиблокировочная система тормозов - ABS (Anti-lock Braking System): Система повышает устойчивость при торможении, обеспечивает возможность изменения траектории при торможении и в некоторых случаях уменьшает тормозной путь (на скользких дорожных покрытиях до 10-15%). Может служить источником информации о скорости автомобиля, состоянии дорожного покрытия.

• Противобуксовочная система - ASR (Automatic/Anti Slip Regulation), ATC (Automatic Traction Control), ETS (Electronic Traction Control) или DTC (Dynamic Traction Control): Улучшает процесс движения на скользких дорогах, снижая буксование колес. Может служить источником информации о состоянии дорожного покрытия.

• Система стабилизации движения (система поддержания курсовой устойчивости) - ESP (Electronic Stability Program), ESC (Electronic Stability Control), DSM (Dynamic Stability Management) или VSA (Vehicle Stability Assist), VSC (Vehicle Stability Control): Повышает курсовую устойчивость автомобиля, предотвращает занос автомобиля.

• Система помощи при экстренном торможении - BA (Brake Assist), BAS (Brake Assist System) или EBA (Electronic Brake Assist или Emergency Braking Assistant): Уменьшает тормозной путь автомобиля путем автоматического повышения давления в тормозном приводе при быстром (экстренном) нажатии на тормозную педаль. Проводятся работы по использованию системы ВА в интеллектуальных системах управления транспортом (для предотвращения проезда линии "Стоп"). Развитием системы ВА является система PBA (Predictive Brake Assist). В этой системе используется локатор, оценивающий расстояние до препятствия и скорость сближения с ним, для расчета эффективности торможения с целью снижения вероятности наезда движущегося сзади транспорта.

• Круиз контроль: Система поддержания заданного режима движения.

• Адаптивный круиз- контроль - ACC (Adaptive Cruise Control): Система поддерживает заданную скорость и может автоматически её корректировать, чтобы поддержать надлежащее расстояние между транспортными средствами. Для работы системы используются локационные датчики.

• Системы предотвращения столкновений автомобилей - СПСА: В системах используются радио или оптические локаторы, скани- рующие пространство перед автомобилем. В простейших системах, при нарушении дистанции безопасности между движущимися ТС, водитель предупреждается световым/звуковым сигналом. В более сложных системах автоматически осуществляется торможение. Разрабатываются системы предупреждения не только фронтальных столкновений, но и боковых столкновений. Дальнейшим развитием СПСА является система Stop&Go, обеспечивающая безопасное движение с автоматическим торможением и ускорением в транспортном потоке. Системы СПСА сегодня являются "закрытыми", но в будущем могут стать "от- крытыми", т.е. использующими информацию от навигационных систем и дорожно-транспортной инфраструктуры.

• Система торможения "по проводам" - BBW (Brake by Wire): Перспективная тормозная система, в которой управление торможением осуществляется электроникой (по проводам), а силовая, исполнительная часть может быть гидравлической, пневматической или электрической. • Система активного рулевого управления - AFS (Active Front Steering): Система корректирует управляющие воздействия водителя, улучшая управляемость и устойчивость автомобиля. Может использоваться в системе автоматической парковки транспортного средства.

• Активная подвеска автомобиля.

• Система предотвращения опрокидывания.

• Автоматическая система управления стеклоочистителями: Система получает информацию от оптического датчика, определяющего наличие и раз- мер капель на ветровом стекле, включает и регулирует скорость стеклоочистителя.

• Автоматическая система управления световыми приборами: Световой датчик определяет освещенность вокруг ТС и автоматически включает световые приборы. Некоторые системы управляют переключением фар, для снижения ослепления водителей встречного транспорта.

1.4.2 Системы информирования водителя

• Система информации о техническом состоянии автомобиля: Следит за техническим состоянием автомобиля, в том числе осуществляет мониторинг давления в шинах. Система может быть "закрытой", информирующей только водителя, или "открытой", передающей информацию в сервисный центр.

• Система адаптивного освещения: Обеспечивает лучшее освещение дороги при проезде поворотов, поворачивая фары автомобиля в соответствии с поворотом объекты в видимые водителем изображения, повышая безопасность движения в условиях плохой видимости.

• Система предупреждения о пересечении дорожной разметки: Система предупреждает водителя о непроизвольном выходе с заданной полосы движения.

• Система предупреждения о возможности опрокидывания - RSC (Roll Stability Control).

• Система мониторинга "слепой зоны": Система предупреждает водителя световым или звуковым сигналом, или изображением на видеомониторе о нахождении рядом с транспортным средством других участников движения, которые могут создать помеху при перестроении на другую полосу движения.

• Система распознавания дорожных знаков: Видеосистема отслеживает дорожные знаки и воспроизводит их на мониторе (приборном щитке) или проецирует на лобовое стекло.

• Системы обнаружения препятствий при движении задним ходом: Эти системы обнаруживают препятствия (ультразвуком, радаром или инфракрасным излучением) при движении транспортного средства назад и, когда препятствие идентифицировано, информируют об этом водителя.

• Мониторинг состояния водителя: Система отслеживает управляющие реакции водителя, состояние его глаз и др. и предупреждает его звуковым (голосовым) сигналом для повышения его внимания.

• Системы обнаружения невидимых препятствий: К таким системам относятся различные устройства (с локационными датчиками различных типов, сканирующими пространство вокруг автомобиля), информирующие водителя о наличии препятствий. К этим системам также относятся системы ночного видения, которые используют инфракрасные излучатели и преобразуют невидимые на дороге объекты в видимые водителем изображения, повышая безопасность движения в условиях плохой видимости.

• Системы информирования о препятствиях впереди.

• Навигационные системы: Системы, в том числе активные, использующие информацию от датчиков внутри автомобиля, в случаях проезда автомобиля в тоннелях и других местах, где пропадает сигнал от спутников.

• Системы информации о состоянии дорожного движения: Системы предупреждают водителя о наличии заторов на дорогах, информируют об оптимальной скорости движения с целью проезда на разрешающий сигнал светофора и др.

• Системы информации о метеоусловиях.

• Система предупреждения о наличии пешеходов на проезжей части.

• Система предупреждения о наличии знака (линии) "Стоп".

1.4.3 Cистема сбора и передачи информации

• "Черный ящик".

• Тахограф.

• Система передачи об аварии "e-Call": Система передает сигнал о ДТП по команде водителя или автоматически при срабатывании систем пассивной безопасности.

• Система электронной идентификации автомобиля (груза).

• Система предоставления данных об автомобиле для сервисных станций.

• Система позиционирования транспортного средства (передатчик местонахождения).

Отдельные системы АТС могут быть одновременно и "закрытыми" и "открытыми", т.е. информация от них может быть использована как внутри АТС, так и быть передана в инфраструктуру и другим участникам движения.

На рисунке 1.4.3 представлена блок-схема классификации бортовых систем интеллектуального автотранспортного средства [3].

Рисунок 1.4.3 - классификации бортовых систем интеллектуального автотранспортного средства.

2. Виды биус, классификация, примеры

.1 Классификация современных ботовых электронных систем автомобилей

Классификация современных бортовых электронных систем автомобилей (рисунок 2.1) включает в себя:

ЭСУА - электронные системы управления автомобилем;

ЭСУД - электронные системы управления двигателем;

СБСА - специализированные бортовые системы автомобиля;

ЛВС - локальные вычислительные сети.

Системы активной безопасности и другие.

Рисунок 2.1.

Электронные системы управления автомобилем подразделяются на два типа: обеспечивающие безопасность при движении автомобиля и улучшающие управляемость и эргономичность автомобиля. Например, система курсовой устойчивости предотвращает увод автомобиля в неуправляемый занос, а автоматическая коробка перемены передач облегчает управление автомобилем.

Электронные системы управления двигателем включают в себя системы впрыска, зажигания и пуска двигателя и другие приборы электрооборудования автомобиля, обеспечивающие надежную работу двигателя и его высокий КПД. Специализированные бортовые системы автомобиля включают в себя различные системы отображения информации, необходимой для водителя; системы, повышающие комфортабельность автомобиля; системы навигации; противоугонные устройства.

Локальные вычислительные сети являются мультиплексными системами передачи информации на основе технологии CAN. Они позволяют значительно уменьшить число проводов, контактов и звеньев связи на автомобиле.

2.2 Электронные системы управления автомобилем

.2.1 Антиблокировочная тормозная система автомобиля

Структурная схема антиблокировочной тормозной системы с обратной связью представлена на рисунке 2.2.1.

Рисунок 2.2.1 - Антиблокировочная тормозная система (ABS) с обратной связью: 1 - главный тормозной цилиндр; 2 - модулятор давления; 3 - колесный тормозной цилиндр; 4 - датчик скорости колеса; 5 - входной усилитель ABS; 6 - блок вычислений ABS; 7 - блок управления ABS; 8 - блок контроля исправности ABS

Электронный блок управления (ЭБУ) собран на базе интегральных микросхем с применением цифровой технологии. Он состоит из четырех блоков и семи микросхем:

входной усилитель ABS для формирования и усиления сигналов датчика скорости колеса;

блок вычислений ABS для выполнения логических операций, сравнения угловых скоростей колес, определения пробуксовки ко лес, их замедления и для формирования команд исполнительному механизму;

блок управления ABS, представляющий собой усилитель мощности для привода электромагнитных клапанов в модуляторе давления;

блок контроля исправности ABS. При возникновении неисправности этот блок отключает антиблокировочную систему. При этом основная тормозная система (без регулировки) остается в рабочем состоянии.

2.2.2 Противобуксовочная система автомобиля

Противобуксовочная система (англ. Anti-Slip Regulation, ASR) - это электрогидравлическая система автомобиля, предназначенная для предотвращения потери тяги посредством контроля за пробуксовкой ведущих колес. Иногда эту систему называют системой управления силой тяги. Во время ускорения автомобиля, когда излишний крутящий момент приводит к быстрому повышению частоты вращения одного или обоих ведущих колес, противобуксовочная система поддерживает проскальзывание ведущих колес в пределах допустимого уровня, выполняя следующие функции:

регулирование силы тяги;

поддержание курсовой устойчивости автомобиля.

Противобуксовочная система с замкнутой обратной связью (рисунок 2.2.2 а) объединяется с блоком управления антиблокировочной системы для совместного использования ее компонентов, включающих датчики частоты вращения колес и клапаны управления давлением.

Рисунок 2.2.2 а - Принципиальная схема противобуксовочной системы автомобиля: 1 - главный тормозной цилиндр; 2 - модулятор давления ABS/ASR; 3 - электронный блок управления ABS/ASR; 4 - электронный блок управления тягой двигателя; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - датчик положения педали акселератора; 7 - датчики угловой скорости колес; 8 - колесные тормозные цилиндры.

Существует несколько вариантов противобуксовочных систем: управление двигателем, управление двигателем - тормозами, управление двигателем с блокировкой дифференциала. Первый вариант управления не использует тормоза и не требует модификации антиблокировочной тормозной системы. Для повышения быстродействия системы при резком ускорении не только прикрывается дроссельная заслонка, но и уменьшается угол опережения зажигания и количество впрыскиваемого топлива. Данные меры способствуют увеличению устойчивости движения автомобиля. Вместе с этой системой может применяться устройство блокировки дифференциала, что также увеличивает устойчивость автомобиля при ускорении. Подобная система управления тяговым усилием используется на автомобилях с задними ведущими колесами.