Стратегические направления в автомобильной безопасности

Новые системы пассивной и активной автомобильной безопасности, помощи водителю — ACC, ESP, помощи при парковке и другие разрабатываются по принципу добавления новых функций и увеличения сетевых связей датчиков с интегрированными системами, то есть используют одни и те же датчики для получения входной информации к различным подсистемам, которые реализуют расширенные выходные функции. Таким образом, новые разработки показывают, что системы помощи водителю от автономных функций переходят в комплексные системы, включающие датчики и интегрированные блоки, меньшие по размеру и стоимости. Сетевые связи датчиков все более связывают активные и пассивные системы безопасности в пределах единой целостной сети.

Возможный и оптимальный результат развития систем автомобильной безопасности — полное слияние активных и пассивных систем в единую интеллектуальную сеть — стратегическое направление современной автоэлектроники. С этой целью, например, Continental Automotive Systems разрабатывает и внедряет проект APIA (Active Passive Integration Approach), Bosch развивает концепцию CAPS — Combined Active & Passive Safety (рис. 10).

Рис. 10. Концепция интеграции активных и пассивных систем в единую сеть с сетевой структурой и связями датчиков а— проект APIA (Active Passive Integration Approach) Continental: 1— адаптивный круиз-контроль; 2— электронная система торможения MK60E; 3— сенсорный кластер; 4— трансмиттер скомплектованных данных; 5— педаль акселератора с обратной связью; 6— модуль контроля двери; 7— модуль контроля люка; 8— обращаемый натяжитель ремня; 9— модуль контроля сиденья; 10 — тормоза; 11 — CV (closing velocity) датчик обнаружения препятствий; 12 — боковые сателлиты; 13 — датчик фронтального удара; 14 — модуль контроля подушек безопасности; б— компоненты CAPS (Combined Active & Passive Safety) Bosch: 1— гидравлический модулятор давления ESC; 2— система контроля подушек безопасности; 3— радар ACC; 4— видеодатчик; 5— активное рулевое управление; 6— система навигации; 7— другие датчики (угла поворота руля, угловой скорости автомобиля yaw rate и ускорения)

Концепция интегрированной сети активных и пассивных систем в автомобиле предполагает наблюдение окружающих условий с помощью большого числа разнообразных датчиков (радаров, ультразвуковых датчиков и камер, а также акселерометров, гироскопов) и обработку этой информации в локальных компьютерах подсистем (например, ACC) или в централизованном блоке автоматического управления автомобилей будущего, обрабатывающего информацию с датчиков и посылающего команды к различным функциональным подсистемам автомобиля.

Эта тенденция слияния пассивных и активных систем, собирающих и анализирующих входную информацию с датчиков, сопровождается увеличением интеллектуальности датчиков — для уменьшения нагрузки на локальные компьютеры, надежности и точности предоставляемой ими информации. Хотя общее число датчиков в автомобиле увеличивается, новые системы стремятся максимально оптимизировать число датчиков, действительно необходимых для сбора информации, исключая функционально повторяющиеся единицы. Многие датчики объединяются в сенсорные кластеры (например, ESC согласно проекту APIA компании Continental или датчик курса и ускорения Bosch).

В сочетании с цепочкой управления drive train и колесами существует направление перехода к еще более комплексным мехатронным системам и компонентам, связанным технологией X-By-Wire.

Вначале для управления автомобилем было необходимо, чтобы машина следовала намерениям водителя. Первые системы X-By-Wire — это E-gas или Power-By-Wire или Accelerate-By-Wire, дополнявшие дроссельный клапан и педаль акселератора. Электронная педаль акселератора — это интерфейс с водителем при электронном управлении дроссельной заслонкой.

По мере включения систем by-wire, которые удаляют в автомобиле механические связи с входными устройствами — например, тормозами, рулем и приводами, ключевым фактором стало повышение надежности функционирования приводов, контроллеров и датчиков. В дальнейшей эволюции систем и технологий интеллектуального управления X-By-Wire systems стало необходимым обеспечивать также и безопасность, сочетая многофункциональный системный контроль с намерениями водителя, которые, как входная информация любой подсистемы, остаются в автомобиле приоритетными.