Система управления коробкой передач

54 
Система выполняет также функцию диагностики: при какой-либо 
неисправности загорается сигнальная лампочка на передней панели. 
Одной из основных особенностей развития электронных систем 
управления коробками передач на современном этапе является 
использование в качестве критерия оптимальности параметров, 
характеризующих топливную экономичность автомобиля. Плавное 
переключение передач, управляемое микропроцессором, позволяет 
сэкономить до 30% топлива. 
Система управления подвеской обеспечивает мягкую езду при 
малых скоростях движения по прямой и жесткую езду при движении 
с высокой скоростью. Малые динамические колебания нагрузок на 
колеса достигаются с помощью сильного демпфирования колебаний, 
малой массы оси колес и мягких покрышек. Согласование подпружи-
нивания и демпфирования колебаний определяется компромиссом 
между комфортом и безопасностью движения. 
Для реализации переменного демпфирования многочисленные 
датчики системы непрерывно оценивают величины, характеризу-
ющие условия движения: скорость движения, угол поворота рулевого 
управления и дроссельного клапана, вертикальное и горизонтальное 
ускорение корпуса и осей, перемещения пружин, нагрузку на 
тормоза. Все данные от датчиков во время движения обрабатываются 
в электронном устройстве и сравниваются с граничными значениями, 
хранящимися в ЗУ. Электроника обеспечивает также согласование 
гидравлического воздействия демпферов с условиями движения, в 
течение миллисекунд происходит настройка характеристик демпфи-
рования и управления телескопическими амортизаторами. Переклю-
чение мягкого и твердого демпфирования происходит в течение
20 мс. Система осуществляет контроль помех и при обнаружении 
ошибок автоматически переводит амортизаторы в жесткое поло-
жение безопасного движения, одновременно сигнальная лампа 
указывает на помехи. 
Одной из составных частей системы безопасности автомобиля 
является подушка безопасности (airbag) (рис. 3.12), элементы кото-
рой размещены в разных частях автомобиля. Инерционные датчики, 
находящиеся в бампере, у моторного щита, в стойках или в районе 
подлокотника (в зависимости от модели автомобиля), в случае 
аварии посылают сигнал на электронный блок управления. В боль-
шинстве современных СКБА фронтальные датчики рассчитаны на 

55
силу удара на скорости от 50 км/ч. От электронного блока управ-
ления сигнал следует на основной модуль, который состоит из 
компактно уложенной подушки, соединенной с газогенератором. 
Последний представляет собой таблетку диаметром около 10 см и 
толщиной около 1 см с кристаллическим азотгенерирующим вещест-
вом. Электрический импульс поджигает в «таблетке» пиропатрон 
или плавит проволоку, и кристаллы со скоростью взрыва превраща-
ются в газ. «Средняя» подушка наполняется за 25 мс. Поверхность 
подушки европейского стандарта мчится навстречу грудной клетке и 
лицу со скоростью около 200 км/ч, а американского – около 300. 
Поэтому производители машин настоятельно советуют пристеги-
ваться и не сидеть вплотную к рулю. 
1 – натяжное устройство ремня безопасности; 2 – надувная 
подушка безопасности; 3 – надувная подушка безопасности; для 
водителя; 4 – блок управления и центральный датчик; 5 – испол-
нительный модуль; 6 – инерционные датчики. 
Рис. 3.12. Автомобильная подушка безопасности 
В современном легковом автомобиле фирмы «Мерседес Бенц» 
около сорока управляющих блоков, заведующих всеми системами 
автомобиля, объединены при помощи цифровых шин передачи 
данных в одну большую сеть, по которой передается 850 различных 

56 
типов данных и производится управление порядка 170 различными 
функциями бортовых устройств. 
Для обеспечения бесперебойной работы используются 14 антенн, 
11 из них служат для приема телевизионных и радиопередач (про-
цессор выбирает антенну, обеспечивающую наилучшие в данный 
момент условия приема), две – для управления центральным замком 
и предпусковым подогревателем. Остальные антенны обслуживают 
навигационную систему, учитывающую при выборе оптимального 
маршрута передаваемую в RDS формате информацию о пробках, и 
мобильную связь, в том числе систему, которая самостоятельно 
вызывает аварийные службы в случае аварии, используя для этого 
встроенный сотовый телефон. Сам «мобильник» имеет голосовое 
управление. 
Климатическая установка способна не только автоматически 
переключаться на рециркуляцию воздуха в салоне, если сенсоры 
фиксируют повышение концентрации выхлопных газов «за бортом», 
но и учитывает количество пассажиров в салоне, относительную 
влажность воздуха и даже положение солнца (понижает температуру 
воздуха, подаваемого в зоны салона, которые находятся на солн-
цепеке). 
В подвесках автомобиля (независимые, многорычажные) ис-
пользуют стойки с амортизаторами и оригинальными пневмоподуш-
ками взамен пружин. Компрессор и управляющая электроника 
позволяют подавать сжатый воздух в каждую пневмостойку инди-
видуально и тем самым поддерживать уровень кузова независимо от 
загрузки, а также изменять по ходу дорожный просвет. 
Перечисленные выше уже созданные элементы автоматизации 
снимают технические проблемы управления агрегатами автомобиля. 
Остаются проблемы ориентации и взаимодействия с внешней средой 
и обеспечения безопасности движения, предотвращения дорожно-
транспортных происшествий (ДТП). Итогом работы в этой области 
стало создание системы комплексной безопасности автомобиля (СКБА). 
Для этого надо чтобы автомобиль «поумнел». Этому служат Интел-
лектуальные Транспортные Системы (ITS – Intelligent Transportation 
Systems). Почти десять лет издается международный журнал Transactions 
on Intelligent Transportation Systems. Подобные разработки разру-
шают сложившееся представление о том, что создание полноценного 
автомобиля-робота теоретически невозможно, поскольку эта задача 
относится к классу AI-complete («совершенный искусственный 

57
интеллект»), то есть может быть решена, только если робот будет 
обладать интеллектом человека во всей его полноте. В случае, если 
интеллект робота уступает человеческому, всегда может возникнуть 
какая-то нештатная ситуация, в которой он окажется бессилен. С 
этой точкой зрения можно было бы согласиться, если бы не реальный 
интеллектуальный уровень многих современных водителей. Не 
вызывает сомнения, что если бы живые водители были столь же 
дисциплинированны, как и роботы, и не употребляли алкоголь и 
наркотики, а неизбежные несчастные случаи являлись бы только 
следствием нештатных ситуаций, оказавшимся роботам не под силу, 
то жертв на дорогах стало бы на порядки меньше.
Инициатива ITS стала возможной потому, что современный 
автомобиль активно роботизируется изнутри и сегодня оснащен 
целым рядом систем автоматизации. Помимо уже вошедших в 
обиход автоматических коробок передач, систем автоматической 
блокировки торможения и систем управления другими агрегатами 
плюс обычного круиз-контроля, существуют: система информи-
рования о состоянии дорожного покрытия, особенно об оледенении; 
система адаптивного круиз-контроля, воспринимающая данные от 
систем обнаружения соседних автомобилей; система взаимного ин-
формирования автомобилей, снабженных системами GPS; средства 
слежения за дорожной разметкой; системы автоматизированной 
парковки; устройства для просмотра мертвых зон; системы контроля 
скорости на поворотах. 
Но пока ITS, получившая значительное распространение во 
всем мире, все же исходит из действующей парадигмы «за рулем 
водитель». Логичным продолжением этого направления стали 
системы Internet для автомобилей. Каким бы совершенным ни был 
робот, он эффективнее работает во взаимодействии с себе подоб-
ными. В системах могут использоваться совместно действующие 
объекты, образующие то, что теперь называют «разумным роем». 
С помощью существующей системы определения дорожной 
ситуации Floating Car Data (FCD), что переводится как «данные с 
движущегося автомобиля», автомобили посылают свои данные о 
местонахождении в определенный момент времени на центральный 
пульт движения, который сопоставляет получаемые сообщения с 
сообщениями других автомобилей, оснащенных FCD, с целью распо-
знавания дорожных и внештатных ситуаций. Параллельно система 

58 
способна через систему-коммуникатор «Авто-Авто» предупреждать 
другие автомобили в зоне действия передатчика. 
Ключевой системой беспилотного автомобиля-робота и ITS яв-
ляется интегрированная система, которая является бортовым компь-
ютером, датчиками параметров движения и навигационной системой 
одновременно, постоянно связанным с себе подобными. 
Интегрированная навигационная система решает следующие 
задачи: 
– непрерывное определение координат в районах высотной 
городской застройки, в тоннелях, под мостами и путепроводами; 
– более точное счисление координат по сравнению с GPS, за 
счет дополнительного оборудования; 
– счисление координат и курса транспортного средства без 
запаздывания. 
Что же такое упомянутое GPS? GPS – это аббревиатура от 
английского названия Global Positioning System, что означает «сис-
тема глобального позиционирования» или «глобальная система опре-
деления координат». Это 24 космических спутника NavStar (запуще-
ны и принадлежат США) и миллионы приемников на поверхности 
Земли. Получив сигнал как минимум от трех спутников, мы можем 
вычислить координаты любой точки вблизи поверхности Земли. 
Чтобы проводить качественные вычисления, необходимо пользовать-
ся очень точными часами, ведь расхождение во времени прохожде-
ния сигнала всего в 1 тысячную долю секунды даст ошибку местопо-
ложения около 300 км. На борту спутников установлены атомные 
часы. Каждый спутник имеет их в количестве 4, чтобы можно было 
гарантировать, что хотя бы одни работают обязательно. Ход борто-
вых часов спутника происходит с наносекундной точностью. А это 
10
-9
секунды! Такая точность часов позволяет определять местополо-
жение автомобиля с точностью до 3-5 м. GPS-приемник на автомо-
биле позволяет вычислять географические координаты на основе 
полученных данных. 
Для ориентации в пространстве могут использоваться и другие 
разнообразные устройства, например, инфракрасные датчики, дейст-
вующие на предельно близком расстоянии. Эти устройства хорошо 
известны. Менее известен так называемый «ладар», который иногда 
еще именуют «лидаром» от английского названия Light-Imaging 
Detection and Ranging. Ладар стал составной частью системы измере-

59
ния дистанции (Laser Measurement Sensor, LMS). Идея ладара не 
оригинальна: LMS излучает несколько лучей и воспринимает отра-
женные данные. Обладая в полной мере свойствами инерциальной 
навигационной системы с полным набором датчиков ориентации и 
перемещения (рис. 3.13), интегрированная система способна опре-
делять все параметры движения транспортного средства: угловые 
скорости, ускорения, ударные и вибрационные воздействия, перегрузки. 
Рис. 3.13. Датчики ориентации в пространстве и дистанция их действия 
При этом в отличие от традиционных блоков датчиков движе-
ния в интегрированной системе реализован сложный математический 
аппарат пересчета воздействий в различные системы координат. 
Поэтому потребитель может использовать выходную информацию 
системы непосредственно для своих приложений без предвари-
тельной обработки. 
Будущее наступает. Сегодня создание беспилотного автомобиля-
робота стало вполне возможно. И он уже существует, уже проводятся 
соревнования между подобными творениями (рис. 3.14). 
Оптимистичный прогноз по разработке самостоятельно управ-
ляемой машины дала компания Tesla. Мечта миллионов – иметь 
автомобиль с автопилотом уже через 3 года может стать реаль-
ностью. Правда, разработчики – компания Tesla признают, что 
полностью автопилотным он не будет, но 90% функций в управлении 

60 
взять на себя все-таки сможет. «Преодолеть остальные 10% будет 
очень сложно» – заявляют в руководстве Tesla Motors. 
Рис. 3.14. Иллюстрация лазерного сенсора 
Остальные компании, занимающиеся разработками в данной 
области, например Nissan и Daimler, готовы говорить о каком-то 
прорыве не ранее 2020 года. 
 

жүктеу/скачать 23,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: