Системы экстренного торможения автомобиля: история появления и принцип работы

Одним из ключевых устройств, предотвращающих аварии или уменьшающих их последствия, является система экстренного торможения. Она необходима для эффективной работы тормозной системы в критической ситуации: в среднем, тормозной путь автомобиля сокращается на двадцать процентов. Дословно BAS или Brake assistant можно перевести как “помощник при торможении”. Вспомогательная система экстренного торможения (в зависимости от вида) либо помогает водителю при экстренном торможении (через “дожатие” педали тормоза), либо автоматически притормаживает автомобиль без участия водителя вплоть до полной остановки. В статье рассмотрим устройство, принцип работы и типы каждой из этих двух систем.

История появления

Система экстренного торможения, помощник торможения и другие механизмы, работающие с тормозами автомобиля, являются дополнениями к антиблокировочной системе. Они начали вводиться с 1970 года, а первопроходцем стал автомобиль компании Chrystler. На сегодняшний день ситуация в корне изменилась.

Если раньше подобные опции были доступны только для дорогостоящих моделей представительского класса, то сейчас такие системы пытаются сделать обязательными для всех классов. Комитет Euro NCAP опубликовал отчет о распространении систем автоматического экстренного торможения (AEB) на современных автомобилях. С 2014 года наличие на машине такого устройства станет обязательным условием получения за краш-тест максимальной оценки в пять звезд. Такое нововведение – первый шаг на пути к автомобильной революции.

Вероятно, со временем подобные системы будут обязательным требованием для выпуска модели в серийное производство. Трудно судить, как скоро это произойдет, но с каждым годом количество автомобилей, оборудованных вспомогательными системами, стремительно увеличивается. Уже сейчас они имеются в наличии на Chevrolet Aveo и Ford Focus, стоимость которых варьируется от 500 тысяч до 1 млн. рублей. Раньше, такое могли себе позволить только Mercedes и Volvo представительского класса.

Принцип работы

Система помощи при экстренном торможении (BAS) работает как с воздушными, так и с гидравлическими тормозными системами. Для распознавания ситуации используются измерительные приборы, которые устанавливаются по всему автомобилю:

— датчик частоты вращения колес;

— датчик скорости перемещения штока вакуумного усилителя (прибор, который фиксирует, с какой силой нажали на педаль тормоза);

— датчик давления жидкости в тормозной системе (принцип тот же, что и у штока вакуумного усилителя, но этот применяется для гидравлической системы тормозов);

Если говорить о жидкостной системе тормозов, то BAS управляет давлением жидкости. Гидравлическая система устроена таким образом, что тормозной механизм находится под управлением гидравлического привода. Тормозная педаль передает усилие от ноги водителя на тормозной цилиндр, наполненный жидкостью. Благодаря давлению, которое создается с помощью жидкости, поршень движется и заставляет тормозной механизм сжиматься. Система помощи при экстренном торможении управляет давлением жидкости в цилиндрах, тем самым добавляя тормозное усилие, если в этом есть необходимость.

Системы такого типа делятся на группы. Они различаются количеством датчиков, на показании которых основывают свою работу. Самые совершенные из них устанавливаются на BMW и Mercedes-Benz. Такие системы учитывают множество факторов: силу нажатия на педаль тормоза, качество дорожного покрытия, направление движения и контроль расстояния до идущего впереди автомобиля.

Если тормозная система работает с помощью пневматического привода, то давление регулирует сжатый воздух. Он передвигает поршень (шток вакуумного усилителя), тем самым увеличивая тормозное усилие. Система помощи при экстренном торможении регулирует давление воздуха, что позволяет контролировать перемещение поршня.

Система помощи при экстренном торможении

Конструкции систем помощи при экстренном торможении можно разделить на два типа по принципу создания максимального тормозного давления: пневматические и гидравлические.

 

Системы помощи при экстренном торможении пневматического типа обеспечивают эффективную работу вакуумного усилителя тормозов. К ним относятся системы:

  • BA (Brake Assist), BAS (Brake Assist System), EBA (Emergency Brake Assist) на автомобилях Mercedes-Benz, BMW, Toyota, Volvo и др.;
  • AFU на автомобилях Renault, Peugeot, Citroen.

Конструктивно данные системы объединяют датчик скорости перемещения штока вакуумного усилителя, электронный блок управления и электромагнитный привод штока.

Система помощи при экстренном торможении пневматического типа устанавливается, как правило, на автомобили, оборудованные системой ABS.

Принцип работы данной системы основан на распознавании ситуации экстренного торможения по скорости нажатия педали тормоза. Скорость нажатия на педаль тормоза фиксирует датчик скорости перемещения штока вакуумного усилителя и передает сигнал в электронный блок управления. Если величина сигнала превышает установленное значение, электронный блок управления активирует электромагнит привода штока. Вакуумный усилитель тормозов дожимает педаль тормоза. Экстренное торможение происходит до срабатывания системы ABS.

Системы помощи при экстренном торможении гидравлического типа обеспечивают максимальное давление жидкости в тормозной системе за счет использования элементов системы курсовой устойчивости. К таким системам относятся:

  • HBA (Hydraulic Braking Assistance) на автомобилях Volkswagen, Audi;
  • HBB (Hydraulic Brake Booster) на автомобилях Volkswagen, Audi;
  • SBC (Sensotronic Brake Control) на автомобилях Mercedes-Benz;
  • DBC (Dynamic Brake Control) на автомобилях BMW;
  • BA Plus (Brake Assist Plus) на автомобилях Mercedes-Benz.

Система HBA распознает экстренную ситуацию по скорости и силе нажатия педали тормоза. В работе системы используется датчик давления в тормозной системе, датчики частоты вращения колес, выключатель стоп-сигнала. На основании поступающих сигналов электронный блок управления при необходимости включает насос обратной подачи, который доводит давление в тормозной системе до максимального. Действие программы происходит до срабатывания системы ABS.

Система HBB в определенных режимах эксплуатации автомобиля (прогрев двигателя и др.) дублирует вакуумный усилитель тормозов. В работе системы используются датчик давления в тормозной системе, датчик разряжения в вакуумном усилителе, выключатель стоп-сигнала. При недостаточном разряжении в камерах вакуумного усилителя система HBB включает насос обратной подачи и повышает давление в тормозной системе до необходимой величины.

Система SBC в своей работе учитывает множество факторов, в том числе: скорость переноса ноги с педали газа на педаль тормоза, силу нажатия на педаль тормоза, качество дорожного покрытия, направление движения, другие параметры. В соответствии с конкретными условиями движения электронный блок управления формирует оптимальное тормозное усилие на каждое колесо.

Cистема BA Plus контролирует расстояние до впереди идущего автомобиля с помощью радаров системы Distronic. Если расстояние мало и существует опасность столкновения производится визуальное и звуковое предупреждение водителя. Если водитель тормозит недостаточно эффективно система дотормаживает за него.

Система автоматического экстренного торможения

Система автоматического экстренного торможения с помощью радара (лидара) и видеокамеры обнаруживает впереди идущий автомобиль. В случае вероятной аварии (интенсивного сокращения растояния между автомобилями) система реализует частичное или максимальное тормозное усилие, замедляет или останавливает автомобиль. Даже если столкновение произошло, последствия его для обоих автомобилей будут значительно меньше.

Конструктивно система автоматического экстренного торможения построена на других системах активной безопасности — системе адаптивного круиз-контроля (контроль расстояния) и системе курсовой устойчивости (автоматическое торможение).

Известными системами автоматического экстренного торможения являются:

  • Pre-Safe Brake на автомобилях Mercedes-Benz;
  • Collision Mitigation Braking SystemCMBS на автомобилях Honda;
  • City Brake Control на автомобилях Fiat;
  • Active City Stop и Forward Alert на автомобилях Ford;
  • Forward Collision MitigationFCM на автомобилях Mitsubishi;
  • City Emergency Brake на автомобилях Volkswagen;
  • Collision Warning with Auto Brake и City Safety на автомобилях Volvo;
  • Predictive Emergency Braking SystemPEBS от Bosch;
  • Automatic Emergency BrakingAEB от TRW.