Видимо, не преувеличение сказать, что электронная ABS стала самым значимым техническим достижением автомобилестроения 2-й половины прошлого века. Сколько антиблокировка спасла жизней на дорогах… И раз уж 4-канальная ABS с 4 датчиками частоты вращения (на каждом из колес) стала обыденной реальностью, то к началу XXI в. родились свежие идеи.

Скажем, мониторинг давления воздуха в шинах. Когда ЦПУ замечает, что одно из колес перманентно крутится быстрее, чем другие, у цифрового ''аналитика'' возникают подозрения. Не травит ли покрышка воздух? Резина сплющивается, реальный радиус качения заметно уменьшается, а частота вращения колеса повышается. Тут лучше перебдеть, чем недобдеть, и электроника дает предупредительный сигнал водителю. Пусть смотрит и проверяет давление: нет ли прокола – или что там еще.

 

Уверенный разгон

Главное – начать, как говорил последний генсек КПСС. Раз уж электроника контролирует проскальзывание покрышек на торможении, то почему не поручить ей то же самое, но в режиме разгона? Причем дело не только (и не столько) в том, чтобы улучшить приемистость машины. Главное, стабильность автомобиля при интенсивном наборе скорости – ведь ходовая поверхность под ведущими колесами далеко не всегда сухая и шершавая.

А если гололед? Стоит неосторожно прижать ''гашетку'', и (заднеприводный) автомобиль вдруг разворачивает поперек дороги при скорости уже за 60 км/ч. И даже неконтролируемое вращение не исключено… С передним приводом свои заморочки; в общем – приключения никому не нужны, и тягу на ведущих колесах необходимо регулировать – по условиям их сцепления с дорожным покрытием. В прежние времена умение тонко контролировать крутящий момент на колесах как раз и отличало профессиональных автоспортсменов: разгон на грани пробуксовки. Когда со старта ''болид'' заметно мотает из стороны в сторону – на ровном месте.

Когда-то, а теперь и гоночные машины оснащают тем, что называется traction control (TC): электронное регулирование тяги на ведущих колесах. Еще актуальнее TC для пассажирских легковушек, за рулем которых нередко оказывается и вовсе ''чайник''. Отчего же и нет – тем более, что ABS уже в ''штатном'' пакете. Остается кое-чем доукомплектовать систему, и будьте любезны. Все те же датчики частоты вращения колес – плюс информация о включенной передаче, скорости автомобиля и его ускорении, а также о нагрузке двигателя (много ли ''газа'' задано правой педалью).

И допустим, машина интенсивно разгоняется на II-й передаче, педаль акселератора прижата без малого ''в пол'', а датчики частоты вращения показывают расхождение по передним и задним (ведущим) колесам. То есть, ведущие колеса забегают вперед и явно пробуксовывают под тягой. Легкая пробуксовка (в пределах тех же 20%) не вредит, но не слишком сильная. Вот TC и дозирует ее – с высокой точностью, недоступной даже автогонщикам-профи. Недаром такие системы стали широко применять в автоспорте.

Тут вопрос настройки ''софта'': цифровой процессор молниеносно отдает команды на притормаживание буксующих колес. Существенно, что ABS здесь 4-канальная и вполне позволяет регулировать срабатывание каждого из тормозов индивидуально. Ничего особенного. Кроме того, электроника слегка прибирает ''газ''; ведь педаль акселератора у большинства современных легковых автомобилей ''электронная''; все одно к одному. Аккуратно согласованные действия позволяют держать пробуксовку ведущие колеса в пределах разумного. У водителя никаких ''головняков'': правую ногу на педаль – и вперед! Traction control держит все под контролем.

Здесь, кстати, напрашивается идея электронной имитации дифференциала повышенного трения – теми же средствами. Когда одно из ведущих колес – левое или правое – вдруг обгоняет другое, есть смысл слегка притормозить забегающее. Для 4-канальной ABS нетрудно: действует! Цифровые имитации блокировки довольно широко применяются в современных машинах – взамен настоящих дифференциалов повышенного трения; недорого и сердито.

 

По кривой

Современная электроника успешно контролирует поведение автомобиля не только на торможении, но и при разгоне. В общем – на прямике, а 2 десятка лет назад в повестке дня появился вопрос о вмешательстве ЦПУ в управление автомобилем на криволинейных траекториях. То есть, в виражах.

Пришло время ESC (electronic stability control – электронная программа стабилизации), и теперь автомобилисту все труднее обходиться без такой поддержки. К хорошему легко привыкаешь, и ESC стала одним из ключевых звеньев системы ''активной'' безопасности. Настолько значимым, что страховые компании принимают наличие (отсутствие) программы динамической стабилизации в расчет при назначении размеров регулярных платежей. А страховщики знают, что почем.

Вдобавок ко всему тому, из чего состоит 4-канальная ABS, в составе ESC работает еще ряд датчиков. Во-первых, сенсор угла поворота (и скорости вращения) руля. Системе нужно знать намерения водителя – в каждое мгновение. Во-вторых, датчик-акселерометр, который регистрирует угол (и скорость) поворота вокруг вертикальной оси: ''рыскание'' автомобиля. Нередко, в-третьих, применяют также сенсор бокового ускорения – и еще кое-что; зависит от конкретной схемы ESC.

 

Идея ясная: ЦПУ все время сравнивает намерения водителя (вращение руля) с тем, как автомобиль ведет себя в реальности. Само собой, обнаруживаются расхождения желаемого с действительным. И в зависимости от того, сколь велики расхождения, ESC вмешивается в ход дела – деликатно или же решительно. Так, водитель пытается обойти внезапно возникшее впереди препятствие (грузовик теряет канистры с какой-то пакостью), но легковушка ведет себя не так, как нужно, а в соответствии с нерушимыми законами физики.

Здесь необходимы тонко согласованные действия рулем, ''газом'' и тормозом, на которые без специальной подготовки мало кто способен. Вот тут-то быстродействующая электроника и вносит оперативные коррективы: если нужно, аккуратно приберет ''газ'', прибавит (или уменьшит) давление в гидросистеме тормозов. Причем молниеносно сделает то, чего не может даже держатель кубка NASCAR: притормозит колеса по одному из бортов. Или даже одно из колес – спереди или сзади.

 

Тем самым ESC активно воздействует на мгновенную поворачиваемость автомобиля: усиливает недостаточную, или же наоборот – избыточную. По обстановке. И легковушка благополучно огибает препятствие по кривой при активной поддержке ESC. Водитель и пассажиры без потерь выходят из такой переделки, какая лет 25 назад наверняка выливалась в крупные неприятности… Чудеса техники.

Автомобильная электроника взяла на себя такую ответственность, что возникает естественный вопрос: а если ЦПУ забарахлит? Вдруг на скорости за 100 км/ч ESC ударит по тормозам (скажем, левого борта)? Страшно подумать… Надежность электроники приобрела особое значение, и решения найдены адекватные. Так, в составе ESC (да и обыкновенной ABS) работает не один, а пара одинаковых процессоров. Они ''в параллель'' обсчитывают одну и ту же информацию, а команды на их выходах все время сопоставляются. И пока выходные сигналы совпадают, все путем.

Но как только возникает рассогласование, вмешательство электроники в поведение автомобиля тут же прекращается. Водитель получает предупреждение о неполадках в системе – и переходит на ''ручное управление''. Так что не переживайте, сюрпризов ''цифра'' не преподнесет. В худшем случае придется порулить самому; даже интересно.

 

Схема ESP заднемоторного Porsche 911: 1. датчики скорости вращения колес; 2. датчик-акселерометр, замеряющий угол (и скорость) поворота автомобиля вокруг вертикальной оси; 3. датчик угла поворота руля; 4. гидронасос; 5. модулятор гидросистемы тормозов; 6. выключатель ESP; 7. ЦПУ управления двигателем.

 

Устойчивое равновесие

Современный седан или хэтчбек трудно опрокинуть; надо умудриться. Над ходовой поверхностью автомобили посажены невысоко (центр тяжести), колея широкая. Поэтому у них боковые крены в поворотах невелики, чего не скажешь о спорт-хозяйственниках, ''паркетниках'', ''вэнах'' и прочих ''переходниках'' (crossover). Перевернуть такой автомобиль в быстром повороте не так трудно: неопытный водитель с легкостью исполняет цирковой номер…

Профессионал в опасной ситуации применяет контринтуитивный прием: руль в сторону крена! Как на велосипеде. Однако ''чайник'' скорее всего просто ударит по тормозам (у него на все вызовы один и тот же ответ). И тем самым только усугубит положение; тут и до беды недалеко. В общем здесь тоже нужен электронный контроль, и соответствующие решения не заставили долго себя ждать. В 2003 новый ''паркетник'' Volvo XC90 оснастили фирменной системой DSTC (Dynamic Stability and Traction Control) которая взяла на себя заботу о равновесии автомобиля. В ее составе работает программа RSC (Roll Stability Control – стабилизация при боковом наклоне): очередная новация на пути развития ABS.

По сути ESC доукомплектовали еще одним датчиком: акселерометром, который отслеживает ускорение в поперечной вертикальной плоскости. И все вместе назвали DSTC: электроника ведет мониторинг не только угла бокового крена, но и скорости его нарастания. И едва на горизонте возника ет угроза опасного наклона, как ЦПУ принимает меры – в упреждающем порядке. Тот самый контринтуитивный прием: правда, рулем DSTC не манипулирует, а действует опять-таки посредством тормозов.

Скажем, заруливает кроссовер в правый вираж, и RSC регистрирует быстрое нарастание поперечного ускорения (в вертикальной плоскости). Угроза сильного крена, и даже опрокидывания. Электроника отвечает на вызов дозированным притормаживанием колес по левому борту, то есть, искусственно усиливает недостаточную поворачиваемость автомобиля. И скорость заодно гасит…

Угроза своевременно устраняется, хотя водитель, наверное, и не отдает отчета в том, как развивались события. Разумеется, цифровая электроника не отменяет законов Ньютона и не может удержать автомобиль от опрокидывания, если он уже миновал ''точку возврата''. К сожалению. Однако шансы на благополучный исход с RSC гораздо выше; поинтересуйтесь, оснащен ли ''паркетник'', на который вы положили глаз, такой электроникой? Совсем не лишнее дело.

 

P.S. Началось все это полвека назад с бесхитростной одноканальной антиблокировки Maxaret – без всякой электроники. А обернулось вона как; вряд ли кто тогда догадывался, как далеко зайдет дело. И ведь совсем не вечер: инженеры и электронщики не покладая рук работают над новыми системами ''активной'' безопасности – ради нас. То ли еще будет!

 

Фото: Bosch, Porsche, Renault, Volvo