Як це працює: активна безпека в автомобілях

Інженери виділяють 2 системи безпеки: пасивну та активну. Перша являє собою поєднання експлуатаційних і конструктивних властивостей авто, що покликані знизити тяжкість ДТП. Більшість таких систем спрацьовують тільки при зіткненнях на дорозі. Основні компоненти це:

• Подушки та ремені безпеки;

• Активні підголів’я сидінь;

• Елементи салону, що зминаються та складаються;

• Безпечне скло (триплекс);

• Деформовані кузовні елементи, що деформуються.

Перші ремені безпеки з'явилися на початку минулого століття. За цей винахід варто дякувати піонерам авіації. Повноцінно адаптувати літакові ремені до автомобільного транспорту змогли інженери Volvo в моделі PV544. Потім естафету підхопив Mercedes-Benz та інші виробники. Конструкція відтоді не сильно змінилася - це все ж таки триточкові ремені безпеки, який 1959 року запатентував Нільс Болін із концерну Volvo. Змінилася лише швидкість спрацьовування ременів і кількість електронних компонентів. 

Повний перелік елементів пасивної безпеки більший. Наприклад, у сучасних авто є захист від потрапляння в салон мотора, трансмісії та компонентів ходової під час ДТП – їх відводить убік або під днище. Обов'язковий компонент сучасних авто: рульові колонки, що складаються. А от до системи активної безпеки відносять:

• Електронні асистенти всіх типів: допомога при перестроюванні, дотриманні смуги, паркуванні, а також круїз-контроль, розпізнавання знаків, контроль втоми водія тощо;

• Система машинного зору: камери, лідари, радари різних діапазонів;

• Допоміжні системи гальма: ABS, AEB, BAS, ESC/ESP та інші.

У сучасних електрокарах багато електронних систем, які прямо чи опосередковано впливають на безпеку транспортного засобу. У цьому матеріалі ми розповідали, як оцінюють безпеку «електричок» на прикладі Nio ET5. Якщо коротко: оцінюється все – від міцності кузова та його здатності до деформації до швидкості роботи електронних асистентів водіння. 

Системи активної безпеки перебувають на вістрі автомобільних технологій. Їхня головна мета – запобігти ДТП. Якщо пасивна безпека починає працювати в момент зіткнення, то активна працює ще до того, як воно відбудеться. Вище ми навели скорочений список компонентів активної безпеки. Тепер ми розглянемо їх докладніше та розповімо про функції. На Заході системи активної безпеки часто ділять на покоління. Представники першого покоління з'явилися ще 70-х, а друге покоління продовжує розвиватися і зараз.

Антиблокувальна система (ABS) – одна з найстаріших систем активної безпеки. У більшості сучасних автомобілів вона працює в тандемі з електронним контролем стійкості та системою розподілу гальмівних зусиль. Це і є перше покоління активної безпеки. Призначення: запобігання блокуванню коліс і заносу автомобіля під час гальмування. Найсучасніші системи навіть можуть спрямувати авто в потрібному напрямку, уникаючи інцидентів на дорозі. Не потребують складної електроніки для точної роботи.

У 1966 році першим серійним автомобілем з ABS став британський Jensen FF. Однак модель не мала успіху на ринку та перспективна технологія пройшла повз автолюбителів. Дійсно успішними стали 2 німецькі легенди: BMW E23 та Mercedes-Benz W116. Логіка роботи системи проста: під час гальмування колеса авто не повинні повністю блокуватися. Цього можна досягти багаторазовим натисканням на педаль гальма. Але якщо людина за секунду може викликати лише кілька спрацьовувань гальма, то автоматика – до 20 спрацьовувань. Внаслідок цього автомобіль скидає швидкість, але не втрачає керованість. 

У другому поколінні підхід до безпеки на дорозі змінився. З розвитком технологій на передній план почали виходити радари та камери, а в у 10-20-х роках ще й лідари. Сучасні електрокари немов бачать оточення навколо себе та можуть його аналізувати. Головні компоненти активної безпеки: 

• Адаптивний круїз-контроль (ACC). На відміну від звичайного круїз-контролю, регулює швидкість автомобіля таким чином, щоб завжди дотримуватися безпечної відстані до авто, що йде попереду;

• Адаптивне освітлення (AFS). Камера допомагає бортовій електроніці зрозуміти, куди повинен дивитися водій, та направляє фари в цю точку. Також вона запобігає засліпленню зустрічних водіїв;

• Асистент зміни смуги руху (LCA). Завдяки камерам, радарам і бортовому комп'ютеру автомобіль стежить за іншими учасниками руху. Мета: виявити небезпечне перестроювання, попередити водія і вжити заходів; 

• Екстрене гальмування (AEB). Електрокар сам виявить перешкоду на дорозі та попередить водія. Якщо водій веде себе пасивно, електроніка сама почне скидати швидкість. Працює не ідеально (людина реагує швидше), але все одно дає змогу уникнути ДТП;

• Контроль тиску в шинах (TPMS). Деякі системи відстежують не тільки тиск, а й температуру повітря в шинах. TPMS спрощує життя водія і допомагає електроніці краще «розуміти», як стан шин впливає на зчеплення з дорогою;

• Розпізнавання дорожніх знаків (TSR). Завдяки TSR бортова електроніка розпізнає дорожні знаки, відображає їх на навігаційній та/або приладовій панелі. Це один із безлічі компонентів автопілота;

• Стеження за водієм (DM). Найсучасніші системи не тільки відстежують загальний стан водія по обличчю, а й відстежують напрямок його погляду.

Часто набір алгоритмів, функцій і систем, покликаних спростити життя водія, об'єднують під загальним терміном ADAS – Advanced Driver Assist System. Така система може багато чого: стежити за сусідніми авто, допомагати контролювати швидкість зближення з ними, відстежувати сліпі зони, допомагати з перестроюванням, попереджати про пішоходів на дорозі. На момент написання цього матеріалу автомобільна промисловість впритул наблизилася до створення повноцінного автопілота. І ним явно буде просунутий ADAS, що об'єднує та доповнює всі зазначені вище системи активної безпеки.  

Як приклад візьмемо Zeekr 001, рестайлінг 2024 року. Найвідоміша модель марки отримала значний набір органів зору: 11 зовнішніх камер, 12 ультразвукових і 1 міліметровий радар, а також 1 лідар на даху. Залежно від комплектації в салоні може бути 1 або 2 камери. На центральний екран у салоні виводиться еталонна 3D-модель автомобіля та навколишніх об'єктів, побудована на основі даних з камер. Ніяких «підвисань» – тільки плавне зображення, що допомагає водієві орієнтуватися в міському трафіку. Мозком системи активної безпеки виступає 2 чипи Mobileye EyeQ5 H. 

Кумедна ситуація трапилася влітку 2024 року. Китайський автолюбитель за кермом свого Li L9 рухався в бік моста, на якому був плакат із рекламою комерційного транспорту. Бортова електроніка Li L9 переплутала намальовані фургони зі справжніми, хоч вони були в 4-5 метрах над землею, та зупинила автомобіль прямо під мостом. Навіть за сучасними системами активної безпеки іноді помічають дивацтва. 

За різними оцінками, до 94% аварій на дорозі спричинені людським фактором. Електроніка може реагувати на мінливе оточення швидше за людину. Але для цього автомобілю потрібні «очі»: камери, радари та лідари. Від їхньої працездатності залежатиме робота системи активної безпеки. У звичайних умовах вони не потребують обслуговування. Водієві достатньо стежити за станом камер і іноді чистити їх. У разі виникнення несправностей водієві потрібно звернутися в сервіс. Зазвичай ремонт обмежується заміною зношених датчиків, радарів і проводки, а також перепрошивкою електронних блоків системи безпеки.