Top.Mail.Ru
Системы безопасности Audi. Диковинки Ингольштадта

Системы безопасности Audi. Диковинки Ингольштадта

14.03.2012
В ближайшем будущем автомобили Audi станут столь совершенными, что, вполне вероятно, смогут обходиться без… водителя

Владимир Заборщиков

Конечно, это преувеличение, но внимательное изучение последних разработок компании в области активной безопасности и комфорта наводит именно на такую парадоксальную мысль. Автомобиль становится все более мощным, динамичным, заточенным под водителя, при этом последний все более подстраховывается умной электроникой.

Для человека, реально любящего и умеющего управлять автомобилем, такой подход может показаться обидным и даже оскорбительным. Однако рациональное зерно в превращении транспортного средства из спортивного снаряда в компьютер на колесах все-таки есть.

Система предупреждения столкновений

Audi pre sense (система предупреждения столкновений)

I  фаза:
• оптическое и звуковое предупреждение
• настройка амортизаторов
• предварительная зарядка гидравлического ассистента по торможению

II фаза:
• предупредительный толчок
• подтягивание ремней безопасности
• превое частичное торможение (~ 30%)

III фаза:
• второе частичное торможение (~50%)
• включение аварийной сигнализации
• закрывание стекол дверей и люка

IV фаза:
• натяжение ремней
• полное торможение

Ездить сегодня надо всем. И многоопытным профессионалам, и (примета времени) бабушкам-пенсионеркам, и студентам-первокурсникам. Многих из них, разумеется, зовут Себастьянами, но как Феттели, так и Лоэбы встречаются среди них редко. Разумная электроника помогает прежде всего «полумастерам», сохраняя жизнь, здоровье и средства тем, кто переоценивает свои водительские таланты. Но хватит теоретизировать. Разберем конкретные примеры.

Работа ассистента по парковке (park assist)

Работа ассистента по парковке (park assist)
© Фото: Audi AG

Машину к подъезду!

Постановку машины на стоянку экстремальной ситуацией не назовешь, скорее стрессовой (для новичков однозначно). Если что и угрожает нашему здоровью на парковке, так это разъяренный владелец машины, которую вы помяли своим бампером. К несчастью, большинство мелких столкновений приключаются именно здесь. В последние годы проблема разрешалась стремительно. Не успели появиться парковочные радары, как их увязали с устройствами активной поддержки водителя. Сначала «помощники по парковке» подсказывали водителю правильный алгоритм действия. Потом, убедившись, очевидно, в его тупости, стали сами крутить руль. А широкое внедрение автоматических и роботизированных коробок передач позволило и вовсе отказаться от «услуг» человека.

Работа ассистента по парковке (park assist)

Работа ассистента по парковке (park assist)

Боковые радары находят зазор, в который поместится автомобиль. Электропривод (служащий одновременно электроусилителем) поворачивает руль, электронный блок управления переключает передачи, регулирует обороты и осуществляет «общее руководство процессом». Парктроники следят за развитием ситуации.  Но если машина справляется сама, зачем в ней сидеть человеку? В ближайшем будущем автомобили Audi смогут парковаться, «высадив» седоков в более удобном, чем тесная парковка, месте. Автоматически закрыть машину и включить сигнализацию — задача несложная.

При выезде автовладельцу будет достаточно, выйдя­ на улицу (или зайдя в паркинг), нажать кнопку на брелоке. Машина подъедет к нему сама.

Ассистент по ночному видению

Ассистент по ночному видению дополнительно подсвечивает фигуры обнаруженных системой пешеходов на дисплее…

Практически такая же по структуре и функциям система предлагается для другой ставящей новичков в тупик проблемы — маневрирования в узкостях (в особенности задним ходом) на легковом автомобиле с прицепом. В отличие от начинающего водителя, датчики точно знают расстояние до препятствий, а процессор всегда понимает, куда поворачивать руль.

На все руки

Внедрив в конструкцию автомобиля радары и видеокамеры, научив автомобиль самостоятельно рулить и тормозить, конструкторы уже сегодня получили возможность «продублировать» водителя во многих дорожных ситуациях.

Все мы немножко Шумахеры, но безжалостная статистика утверждает, что до 90% аварий на дорогах происходят именно из-за наших, человеческих ошибок.

Ассистент по ночному видению

Ассистент по ночному видению дополнительно подсвечивает фигуры обнаруженных системой пешеходов на дисплей и выводит предупреждение на лобовое стекло.
© Фото: Audi AG

Уже сегодня автомобили Audi самостоятельно выдерживают безопасную дистанцию на шоссе и тормозят при реальной угрозе столкновения. Специальные устройства следят за тем, чтобы автомобиль всегда оставался на выбранной полосе движения, помогают припарковаться. Они обнаруживают дорожные знаки, ограничивающие разрешенную скорость движения, и отлично «видят» ночью.

В ближайшее время автомобили с четырьмя кольцами на радиаторе смогут подменять водителя при движении в пробках. Весь необходимый инструментарий для этого имеется. Надо лишь отработать алгоритм действий и обкатать систему в паре с уже имеющейся «старт-стоп».

Свет фар

Уменьшением левого пучка «управляют» встречные фары
© Фото: Audi AG

Сегодня специалисты компании работают над системой автоматического электронного торможения, в случае необходимости срабатывающей раньше, чем водитель успеет оценить дорожную ситуацию и принять соответствующее решение. Поскольку режимы движения в городе и на шоссе существенно различаются, автомобиль будет выбирать вариант действий с оглядкой на бортовую навигацию. А раз карта всегда «под рукой», можно попытаться помочь водителю и на перекрестке, прочитав знаки и заглянув радаром за угол. Более «умным» становится и адаптивный круиз-контроль.

Для устройств, буквально прощупывающих каждый сантиметр пространства как вблизи, так и достаточно далеко от автомобиля, не составит труда предупредить водителя и пассажиров, выходящих на проезжую часть, об угрожающе быстро или близко приближающихся объектах. Можно даже заблокировать ручку двери, если из мертвой зоны зеркала заднего вида «выскочит» попутный автомобиль и пройдет слишком близко от «взятого под охрану».

Система («сеть») активной безопасности, получившая название Audi Connect, по мере появления новых датчиков и исполнительных устройств будет все более и более расширяться. Ее развитие ограничивается скорее не техническими возможностями, а фантазией разработчиков.
Варианты света фар по Audi

Варианты света фар по Audi
© Фото: Audi AG

Светить везде

Другое направление повышения активной безопасности — совершенствование головного света. Принципиальных отличий между ацетиленовыми лампами карет и современным ксеноном не так уж много. Вся история развития фар — наращивание мощности светового потока, порой — в ущерб другим участникам движения. Пришлось даже ограничивать и тщательно регулировать (т.е. опять же ограничивать) пучки света. Принятый ныне алгоритм головного освещения (сильный ближний свет + «обрезанный» ближний) сложился больше чем полвека назад. Дополнительная боковая подсветка в повороте — незабытое старое: посмотрите на мотоциклы.

Инженеры Audi, активно внедрявшие и ксенон, и светодиоды, сегодня предлагают изменить не столько сами источники света, сколько режимы организации светового потока. Двух режимов фарам современного автомобиля явно недостаточно.

Ассистент по обгону

Ассистент по обгону. Задействованные датчики и системы.
© Фото: Audi AG

Судите сами. И в городе, и на загородной трассе, и на автобане надо иметь максимально возможное освещение дорожного полотна при минимальном ослеплении следующих навстречу.

Между тем, у все еще популярных ксеноновых ламп режим возможен только один. Ведь по своему устройству они примитивны: между двумя помещенными в колбу с ксеноном электродами происходит электрический разряд. Такие опыты проводили на заре электричества.

Для того чтобы спектр излучения воспринимался приятнее, чем родственные всполохи электросварки, в колбу добавлены соли металлов. Для возникновения дуги нужен высоковольтный блок питания. Газоразрядная лампа примитивна: ни регулировать световой поток, ни изменять форму пучка света внутри нее невозможно. Для того чтобы «приручить» ксеноновый свет, инженеры Audi предложили использовать шторки с электроприводом.

Система удержания полосы движения

Audi active line assist. Система удержания полосы движения настроена на ранее срабатывание
© Фото: Audi AG

Первоначально свет фар переключался традиционно, т.е. ступенчато: выключен — ближний — дальний. Но шторка перемещается не мгновенно, стало быть, у света фар возможны более приспособленные к реальной дорожной ситуации режимы. Надо лишь «затормозить» шторку в нужном положении. Вручную, подрулевым переключателем, точно настроить свет фар теоретически возможно. Практически — маловероятно и очень утомительно. Другое дело — поручить работу электронике. Получив картинку от установленной перед салонным зеркалом видеокамеры, процессор отдает приводу команду поднять либо опустить световой пучок. Или сместить его в сторону поворота. А подключив к системе навигатор и определенные датчики, можно заставить фары отслеживать рельеф дороги, погодные условия и прочие обстоятельства.

Впрочем, ксенон безнадежно проигрывает другому изобретению человечества — светодиодам. Светодиодные фары экономичнее и надежнее ксеноновых. Правда, отдельно взятый светодиод слабее газоразрядной лампы. Диодов приходится брать много, что оказалось не недостатком, а большим преимуществом нового светотехнического прибора. Собрав светодиоды в группы (модули), можно изготовить многорежимную фару. Считаем вместе: к традиционному ближнему и дальнему свету без проблем добавляются указатели поворота, подфарники, стояночные и дневные ходовые огни и фары для поворотов. При удачной компоновке можно вставить в общий блок и противотуманки. Основной свет можно разбить на большее, чем два, число режимов, исходя из условий движения (см. выше). При этом не требуется ни высокого напряжения, ни механических приводов. Да и охлаждение источников света осуществить значительно проще. А изменение режимов производится простым электрическим соединением определенной группы светодиодов с бортовой сетью. С такой задачей справится самый тупой процессор.

Система удержания полосы движения

Audi active line assist. Система удержания полосы движения настроена на ранее срабатывание
© Фото: Audi AG

Дальше начинаются «художества». Светодиоды можно снабдить отражателями нетрадиционной формы, можно собрать их в геометрические фигуры или равномерно светящиеся линии. Простор для дизайнеров!

И инженеров. Можно красиво решать и чисто технические задачи. По ряду причин (неисправности, метео- и дорожные условия) можно перепутать сигнал поворота и аварийной остановки. Вскоре инженеры Audi устранят возможные разночтения. Подаваемый светодиодной «лентой» сигнал поворота сделают дважды динамическим. Вместо привычно пульсации свет индикатора будет «убегать» от центра машины к борту. Аварийку оставят просто пульсирующей.

Напрашивается дальнейшее развитие идеи — разделить поворот и разворот. О таких предложениях российских изобретателей журнал когда-то уже писал
Если вы думаете, что светодиоды светят слабо, обратите внимание на Audi R18 TDI, в минувшем году победившую в 24-часовой гонке в Ле-Мане. Две светодиодные фары суммарной мощностью чуть больше 200 Вт (приблизительно в 3 раза большей, чем у серийных фар) при световом потоке более 1000 люкс (в 7 раз большем, чем у серийных) освещали дорогу на расстоянии одного километра.

В том или ином виде светодиодные модульные головные фары (как и задние фонари) уже устанавливаются на многие модели марки. Число используемых в них полупроводниковых источников света зачастую переваливает за сотню.

А на очереди — новое поколение таких приборов. Разместив каждый отдельный светодиод на собственной пьезокристаллической ножке, можно путем простых электрических подсоединений заставить источники света перемещаться внутри пространства фары. Перемещения минимальны, но достаточны, чтобы изменить фокусировку фары. Появляется возможность дополнить (или заменить) дискретную регулировку (включением и выключением групп светодиодов) плавной. Видеокамера, датчики, процессор и даже навигационная система становятся неотъемлемыми частями «таких простых» фар.

[photos]audi[/photos]

Что дальше?

Но важно не только видеть самому, но и оставаться видимым для других. Особенно в дождь, снег, туман. Разработанные в Audi задние противотуманные фонари можно смело назвать следующим поколением автомобильной светотехники. Источником света в них служит… лазер. Мало того, что такой свет лучше виден в непогоду. В тумане и при осадках водители идущих сзади машин очень часто сокращают дистанцию от лидера до меньшей, чем допустимо из соображений безопасности. Стоит едущему впереди затормозить, и авария неизбежна. Луч лазера, «расплываясь» в каплях влаги, очерчивает в пространстве «охранную зону», въезжать в которую категорически недопустимо. По сути, противотуманные задние огни будто бы выдвигаются из автомобиля на безопасную дистанцию. Наглядно и очень надежно: мало кто захочет ехать внутри красного, ярко светящегося треугольника или вплотную к такой же полосе.

Другая новейшая разработка — органические светодиоды — пока волнует в основном дизайнеров. Органическое вещество (а не полупроводник), светящееся под воздействием электрического тока, наносится на плоскую поверхность слоем в одну молекулу. Можно обозначить контуры автомобиля, дверного проема, ручки двери. С легкостью освещается салон целиком или отдельные его элементы. Подсветка может быть движущейся и многослойной. Художники уже экспериментируют.

Инженеры пребывают в раздумье. Для них каждый новый шаг техники оборачивается новыми вызовами в технологии. Все те же светодиоды вершат в светотехнике настоящую революцию, но требуют пространственного, трехмерного размещения. Старые доб­рые плоские печатные платы, осто­чертевшие нам в задних фонарях и монтажных блоках «Лад» и «Самар», уходят в прошлое. 3D-платы приходится отливать (или выдувать) на термопласт­автоматах из особого, содержащего металл органического соединения. Затем с помощью лазера верхний слой пластика испаряется, оголяя частицы металла в местах «прокладки» проводников. Сами проводники наносятся гальванически. Для питания светодиодов их толщины достаточно. О больших нагрузках пока лишь мечтают.

Дальнейшие перспективы

История развития компьютерной сети свидетельствует: объединение в сети неизбежно. Не минует такая участь и компьютеры на колесах. На стадиях от сырых идей до промышленных образцов пребывает огромное количество технических решений и предложений. В скором времени автомобиль начнет самостоятельно общаться и с себе подобными, и с придорожной инфраструктурой. Но это тема для отдельного большого разговора.

А пока в тесном взаимодействии с государственными органами Audi работает над окончательной электрификацией автомобиля. Речь идет не о гибридах и не об электромобилях, хоть они и подразумеваются. Современный автомобиль содержит много архаичных узлов и агрегатов механического, гидравлического и т.п. принципов действия. Взять хотя бы рулевое управление.

Рулевой механизм и вал серьезно затрудняют компоновку подкапотного пространства. Вал норовит переломать ребра водителя при ДТП. Его регулировка не всегда удобна и требует целого ряда дополнительных деталей. Можно написать целую главу о вредоносности гидравлических тормозов или приводных валов.
Технологии by-wire («по проводам») становятся новым направлением деятельности инженеров Audi. Кое-что нашло применение в концепте А2, показанном во Франкфурте минувшей осенью, но демонстрацией всех возможностей станет новый проект, разрабатываемый на базе Re-tron. У нового концепта рулевое управление, тормоза и выбор передачи будут осуществляться электрически.

Большинство технических решений by-wire известны уже давно, но практического применения они не находили. Электрические устройства в целом надежнее и долговечнее, чем механические и гидравлические. Но имеют они и принципиальный недостаток. Значительно чаще других электрические системы полностью выходят из строя одномоментно. Гидравлика и механика обычно «предупреждают» о грядущем отказе снижением эффективности. Водитель успевает насторожиться и принять меры и при утечке жидкости, и при механическом увеличении зазоров. Нарушение электрического контакта просто выключает тот или иной электроприбор.

Долгое время электрические тормоза и рулевое управление оставались в Евросоюзе под запретом. Но государственные органы в мире служат не столько для сбора и дележа налогов, сколько для обеспечения достойной жизни граждан. Следовательно, они не могут стоять на пути технического прогресса. Совместная работа автопроизводителей и властей, о которой было упомянуто ранее, и состоит в поиске безопасных компромиссов. Так, совсем недавно были разрешены к серийному использованию электромеханические тормоза. Правда, только при одном категорическом условии, что тормозная система будет иметь два независимых источника питания.

Событие эпохальное. Электрические устройства значительно легче совмещаются с электроникой. А значит, еще на шаг приблизился тот день, когда водитель займет свое почетное место. На заднем диване. С подушкой под голову.

(3 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...

Обсуждение

Ваш адрес email не будет опубликован.

Статьи по теме
Популярное