1.8.4.Електронні системи рульового керування

Система керування електропідсилювачем (ЕРS) та рульовим механізмом (VGRS) покращує процес рульового керування та стійкість руху при маневруванні на різних режимах руху автомобіля. На деяких автомобілях БМВ встановлюється активна система керування передніми колесами AFS

(Active Front Steering). Планується встановлювати систему керування Steer by wire, тобто систему, яка не передбачає жорсткого механічного зв’язку між водієм та колесами, а на кожне колесо вбудовано свій електродвигун повороту колеса.

AFS (Active Front Steering)- Система активного рульового керування;

Система коректує керуючі впливи водія, поліпшуючи керованість і стабільність автомобіля. Може використатися в системі автоматичного паркування транспортного засобу.

Активна система рульового керування AFS (Active Front Steering) встановлюється на деяких автомобілях БМВ.

Servotronic - Система зміни посилення рульового керування, у залежності від швидкості руху автомобіля. Система забезпечує значне посилення ппід час руху на малих швидкостях та послаблення на високих. Це забезпечує зручність паркування, маневрування у обмеженому просторі.

Планується система керування Steer by wire, тобто система, яка не

передбачає жорсткого механічного зв’язку між водієм та колесами, а на кожне колесо вбудовано свій електродвигун повороту колеса.

Система Connected Truck рульового керування та керування трансмісією.

1.8.5.Інші електронні системи керування

Система виявлення та запобігання наїзду на пішохода в автоматичному режимі.

Системи інформації водія:

- Система інформації про технічний стан автомобіля:

Стежить за технічним станом автомобіля, у тому числі здійснює моніторинг тиску в шинах. Система може бути «закритою», що інформує тільки водія, або «відкритої», що передає інформацію в сервісний центр.

- Система адаптивного освітлення:

Забезпечує краще освітлення дороги при проїзді поворотів, повертаючи фари автомобіля відповідно до повороту рульового колеса, швидкістю автомобіля, поперечними й кутовими прискореннями (фари повертаються тільки під час руху автомобіля). Таким чином, при повороті автомобіля світло фар направляється за напрямком дороги й водій може раніше розпізнавати дорожню ситуацію. Електронна система керування на підставі різних параметрів, таких як швидкість руху, кут повороту рульового колеса, кутова швидкість автомобіля, постійно обчислює необхідний кут повороту фар і віддає відповідні команди виконавчим механізмам.

- Системи виявлення невидимих перешкод:

До таких систем ставляться різні пристрої (з локаційними датчиками різних типів, які сканують простір навколо автомобіля), що інформують водія про наявність перешкод. До цих систем також відносяться системи нічного бачення, які використають інфрачервоні випромінювачі, що дає можливість водію бачити дорожнє покриття та об’єкти на дорозі, а також підвищує безпеку руху в умовах недостатньої видимості.

- Система попередження про перетинання дорожньої розмітки:

Система попереджає водія про вихід із заданої смуги руху.

- Система попередження про можливості перекидання - RSC (Roll Stability Control).

- Система моніторингу «мертвої зони»:

Система попереджає водія світловим або звуковим сигналом, або зображенням на відеомоніторі про знаходження поруч із транспортним засобом інших учасників руху, які можуть створити перешкоду при маневрі на іншу смугу руху.

- Система розпізнавання дорожніх знаків:

Відеосистема відслідковує дорожні знаки й відтворює їх на моніторі (приладовому щитку) або проектує на лобове скло.

- Системи виявлення перешкод під час руху заднім ходом:

Ці системи виявляють перешкоди (ультразвуком, радаром або інфрачервоним випромінюванням) під час руху транспортного засобу назад і, коли перешкода ідентифікована, інформують про це водія.

- Моніторинг стану водія:

Система відслідковує керуючі реакції водія, положення голови, стан його очей, тощо і попереджає його звуковим (голосовим) сигналом для підвищення його уваги.

- Системи запобігання зіткнень автомобілів (СЗЗА):

У системах використаються радіо або оптичні локатори, що сканують простір перед та з боків автомобіля. У найпростіших системах, при порушенні безпечної дистанції між транспортними засобами. що рухаються, водій отримує світловий/звуковий сигнал. У більш складних системах автоматично здійснюється гальмування. Подальшим розвитком СЗЗА є система Stop&Go, що забезпечує безпечний рух з автоматичним гальмуванням і прискоренням у транспортному потоці. Системи СПЗА сьогодні є «закритими», але в майбутньому можуть стати «відкритими», тобто таких, що використовують інформацію від навігаційних систем і шляхово-транспортної інфраструктури.

- Активна підвіска автомобіля.

- Система запобігання перекидання автомобіля - ARP (Anti-Rollover Protection System) або ARM (Active Roll Mitigation).

- Автоматична система керування склоочисниками:

Система одержує інформацію від оптичного датчика, що визначає наявність і розмір крапель на вітровому склі, включає й регулює швидкість склоочисника.

- Автоматична система керування світловими приладами:

Світловий датчик визначає освітленість навколо ТЗ і автоматично включає світлові прилади. Деякі системи управляють перемиканням фар, для зниження осліплення водіїв зустрічного транспорту.

Системи об’єднаного керування динамічними параметрами автомобіля

(VDIM) забезпечують координоване найбільш оптимальне керування всіма гідравлічними, електричними, електронними системами автомобіля.

Системи керування автомобілем без участі водія радарні, лідарні

(лазерний радар, англ. LIDAR-Light Detection and Ranging), а також системи з використанням інтегрованих навігаційних систем (GPS-Global Positioning System).

Система контролю тяги і зчеплення коліс - Traction Control.

Комплексна система підтримки курсової стійкості ESP (Electronic

Stability Program) або вона же - VDC, VSC, DSTC, DSC, ATTS, VSA підвищує рівень керованості автомобіля при втраті зчеплення коліс однієї з осей з поверхнею дороги.

Є найбільш складною конструкцією, що керує роботою антиблокувальної, антибуксувальної систем, контролює тягу та керує системою подачі палива.

Принцип дії

Блок електронного керування отримує інформацію від датчиків, які стежать за роботою двигуна та трансмісії, швидкістю обертання кожного з коліс, тиском у гальмівній системі, кутом повороту рульового колеса, поперечним прискоренням кузова. Ситуація оцінюється, обраховуються зусилля гальмування для кожного колеса, а виконавчі механізми отримують команду до дії. Процесор ESP зв’язаний з блоком електронного керування двигуном, що дозволяє змінювати потужність і оберти колінчатого вала. Системи автоматичного паркування (Park Assist Vision), (Intelligent Parking Assist) забезпечує паркування без участі водія.

PDC - Система дистанційного контролю перешкод та APS - Ультразвуковий датчик відстані (Acoustic Parking System).

Дозволяє точно здійснити паркування, заїздити у гараж або здійснювати інші маневри при їзді у обмежених умовах не ризикуючи ударити автомобіль.

Принцип дії

В задній і передній бампери монтуються по два датчика, які випромінюють та сприймають ультразвукові хвилі і з точністью до сантиметра визначають відстань до близько розташованих перешкод. При виникненні небезпечної близькості до них в автомобілі спрацьовує звукова та світлова сигналізація та індикатор.

KERS (Kinetic Energy Recovery Systems) - Система рекуперації кінетичної енергії. Системи можуть бути механічні, електричні або комбіновані.

Система стоп-старт (Collision-Avoidance Systems) сама пригальмовує, зупиняється та починає рух при можливості.

VDIM - Системи об’єднаного керування динамічними параметрами автомобіля забезпечують координоване найбільш оптимальне керування всіма гідравлічними, електричними, електронними системами автомобіля.

Система (Adaptive Cruise Control) руху з автоматичним керуванням.

Система (Lane Departure Warning) слідкує за розміткою.

Система Traffic Assist автомобіля Opel Vectra з удосконаленим автопілотом, яка дозволяє керувати автомобілем при швидкості до 60 км/г. Для навігації використовуються лазери і відеокамери, що контролюються комп’ютером.Система розпізнає повороти, перешкоди та дорожні знаки. Система компанії GM (Vehicle-to-Vehicle, V2V) визначає положення автомобіля відносно інших і повністю контролює рух. Для цього використовується відео, радарний сигнал, який постійно аналізується комп’ютером. GPS та модуль передачі даних забезпечують стабільний зв’язок з автомобілями на відстані до 400 метрів. Система V2V попереджує водія про потенційну небезпеку та активно приймає контрзаходи, що виключають ДТП, попереджуючи водія подачею звукового сигналу, вібрацією сидіння та показом Якщо водій не реагує, система сама приймає рішення про негайне гальмування і гальмує.

АСС - Активний круїз-контроль це удосконалений варіант звичайної системи круїз-контролю. Система підтримує задану швидкість руху автомобіля, а також контролює дистанцію до автомобіля, що рухається попереду. Локаційні датчики і блок керування розташовані у передній частині автомобіля під бампером. Коли ваш автомобіль починає доганяти автомобіль, що їде попереду, система автоматично знижує швидкість руху і підтримує раніш установлену вами дистанцію (чотири варіанта налаштування). Як тільки дорога вивільнюється, система активного круїз-контролю автоматично збільшує швидкість до необхідного рівня. Натисканням на педаль гальм, система відключається.

Night Vision Enhancement - Системи нічного бачення з відеокамерами у верхній частині вітрового скла (CMOS Image Sensors),

MASC (Mitsubishi Active Stability Control) - активна система стабілізації курсової стійкості, яка виявляє появу заносу та керує гальмівними зусиллями на всіх колесах і тяговим зусиллям автомобіля, впливаючи на роботу двигуна.

MATC (Mitsubishi Active Trace Control) - динамічна система контролю гальмівного зусилля. Заміняє проти буксувальну систему  та  механічне блокування переднього і заднього між колісних диференціалів.

Електронні системи керування перетворювачами енергії

MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve Electronic Control System) – електронна система зміни фаз газорозподілу, яка забезпечує високу економічність та великий крутний момент у широкому діапазоні обертів двигуна.   

DDE - Електронна система визначення точного стартового моменту впорскування палива дизеля, його об’єму та тиску впорскування, що дає можливість економити паливо, знизити викиди шкідливих речовин у атмосферу.

DME - Цифрова система керування роботою інжекторного

(карбюраторного) двигуна.

Керує роботою бензинового двигуна та контроль за роботою, регулювання кута запалювання, впорскування палива. Система має для контролю за роботою двигуна ряд сенсорів та допоміжних функцій, як то датчик визначення кисню. Зібрана інформація обробляється мікрокомпютером, що визначає момент впорскування палива та запалювання. Сенсори DME слідкують за показниками – крутного моменту, кількістю впускаємого повітря його температурою та густиною повітря, температури охолоджуючої рідини у системі охолодження, а також положення повітряної заслінки і педалі подачі палива. Це дає можливість отримати оптимальну потужність при малих витратах палива та забезпечити незначні викиди шкідливих речовин у відпрацьованих газах.

DISA - Диференційований впускний трубопровід зі змінною довжиною. Впускні диференційовані трубопроводи DISA обладнані з’єднувальним клапаном, який при малих обертах знаходиться у закритому положенні. За рахунок того, що повітряний потік проходить більшу відстань, створюється значний крутний момент. При великих обертах двигуна, клапан відкривається і шлях повітряного потоку скорочується, а потужність двигуна збільшується.

DIVA - Повністю регулюєма система впорскування. Окрім системи зміни положення клапанів Valvetronic, восьми циліндрові двигуни BMW обладнані інноваційною, повністю регулюємою системою впорскування DIVA, яка оптимально підлагоджується до роботи двигуна. Система змінює довжину впускного коллектора при допомозі спіралевидного механізму регулювання. Рух повітря по довгому впускному трубопроводу забезпечує великі значення крутного моменту на малих обертах двигуна. Короткий впускний трубопровід допомогає отримати оптимальну потужність на великих обертах.

Valvetronic - Система зміни положення впускних клапанів у діапазоні 0 - 9,7 мм, що не потребує дросельної заслінки двигунів автомобілів BMW. Принцип дії: Потужність двигуна контролюється регулювальними впускними клапанами, які змінюють об’єм подачі повітря в двигун та значно знижують енерговитрати. Технологія Valvetronic – дозволяє знизити витрати палива та шкідливих речовин у випускних газах і підвищити потужність двигуна.

ETC - (Electronic throttle control) Електронне керування дросельною заслінкою (ETC) є автомобільна технологія, що роз'єднує механічний зв'язок між педаллю подачі палива й заслінкою. Електронний блок керування (ECU) визначає необхідне положення дроселя розрахунки за даними вимірів інших датчиків (положення педалі подачі палива, швидкості обертання колінчастого вала, швидкості автомобіля й т.д.). Навіть при різкому натисканні на педаль подачі палива, двигун буде плавно набирати обороти забезпечуючи при цьому максимально швидкий і ефективний розгін на даному дорожному покритті. Завдяки системі автомобіль економиться паливо.

Електронні системи керування трансмісією

А) Електронні системи керування коробкою передач

 Tiptronic - Автоматична коробка передач.

Quattro - Система повного приводу.

Low Range - Багаторівневий передавальний механізм.

Multitronic - Безступінчата коробка передач.

INVECS-II / INVECS-III (Intelligent and Innovative Vehicles Electronic Control System) – електронна система, адаптації роботи коробки передач з автоматичним керуванням, під індивідуальну манеру водіння. Електронний блок керування оцінює та аналізує стиль водіння, та приймає оптимальне рішення по зміні алгоритму переключання передач.

AGS - Адаптивна система керування коробкою передач. Принцип дії

В автоматичному режимі роботи коробки передач адаптивна система керування AGS самостійно вибирає оптимальну передачу, аналізуючи ряд факторів. Для визначення персонального стилю водіння система AGS послідовно регіструє положення і активність використання педалі подачі палива. Система співставляє швидкість обертання коліс з значенням крутного моменту і змінює режим переключання передач на нормальний, зимовий або занижений. Система AGS враховує поточні дорожні обставини та унеможливлює неоптимальне включення передач.

Sports Mode – ручний режим переключання передач коробки передач INVECS-II дозволяє водію самостійно переключати передачі, переміщуючи важіль коробки з автоматичним керуванням відповідно вперед «+» або назад «-».

Drivelogic - Секвентальна коробка передач автомобілів M серії

(англ. sequence - послідовність; sequential manual gearbox - коробка передач, яка дає можливість тільки послідовного переключання передач. Використовується коли необхідне швидке переключання передач (наприклад, на спортивному автомобілі або при наявності великої кількості передач). Автомобілі М серії з секвентальною коробкою передач Drivelogic другого покоління, яка включає кращі якості технології трансмісії, що використовується у Formula 1 та відповідає сучасним вимогам. Секвентальна коробка передач дає можливість водію адаптувати роботу трансмісії за допомогою 11 програм водіння (6 секвентальних, 5 автоматичних) до своїх індивідуальних стилів водіння – починаючи від стриманого, але динамічного режиму до ультра-спортивного стилю. У відповідності з принципом контрольних систем, сигнал передається одночасно двома електронними каналами з резервуванням в паралельному режимі.

CVT (continuously variable transmission) - Варіаторна безступінчата коробка передач, у котрій передаточне число змінюється плавно. В режимі ручного керування коробка передач (Sport mode) має шість передач.

Електронні системи керування диференціалом

EDS - Система електронного блокування диференціалу Система електронного керування блокування диференціалу EDS з максимальною точністю передає гальмівне зусилля на ведуче колесо, знижуючи швидкість до визначеного рівня. Крутний момент перерозподіляється на інші колеса. якщо значення крутного моменту перевищує установлену норму, гальмівний тиск перерозподіляється магнітним клапаном на колесо, котре обертається швидше інших.

Системи керування ходовою системою

AHC (active height control) – Активна система регулювання висоти підвіски та зменшення крену на повороті дороги.

AVS (active variable suspension) – Активна система керування одночасно всіма колесами та жорсткістю підвіски.

EDC - Cистема електронного керування амортизаторами забезпечує максимально комфортне водіння, високу безпеку руху.

Принцип дії: Система постійно контролює вібрації кузова незалежно від завантаженості автомобіля. Всі показники, що впливають на стан кузова, відслідковуються датчиками. Після оцінки даних, мікропроцесор відправляє команду керуючим пристроям амортизаторів. Електромагнітні клапани регулюють зусилля амортизаторів, забезпечуючи комфортний рух та контроль над дорогою та вантажем. Це значно зменшує коливання кузова та опускання передньої частини автомобіля при гальмуванні або тряску під час руху по нерівностях поверхні, поперечні нахилення на поворотах та піднімання передньої частини кузова при прискоренні. Під час руху за програмою “Sport” амортизатори становляться більш жорсткими.

DD (Dynamic Drive) - Активна підвіска це система контролю та забезпечення бокової динамічної стабільності автомобіля за рахунок застосування активних захисних дуг, встановлених на передньому і задньому мостах. Кожна дуга включає гідравлічні елементи, що повертаються, з двома електронними клапанами регулювання тиску. Така конструкція мінімізує крен кузова під час руху автомобіля на повороті.

RPA - Індикатор пошкодження шин відслідковує тиск повітря у шинах на всіх швидкостях. Перевіряючи кутову швидкість обертання колеса, система дозволяє фіксувати витік повітря з шини. Якщо тиск повітря у шині зменшується, зменшується радіус кочення і колесо буде робити значно більше обертів, ніж інші колеса. Датчики гальмівної системи ABS точно фіксують колесо, де стався витік повітря. Попереджувальний індикатор на панелі приладів та сигнал тривоги попереджують водія про зниження тиску у колесі.

Електронні системи керування обладнанням салону iDrive - Система іноваційна концепція, завдяки якій керування автомобілем становиться інтерактивним та інтуїтивно зрозумілим. Функції водіння відокремлені від функцій комфорту. Для допомоги водію максимально зосередитись на процесу водіння кількість перемикачів та пультів керування зведено до мінімуму. Усі основні функції, як то вмикання запалювання, старт/стоп та інші зконцентровані навколо рульового колеса. Функції комфорту, як то автоматичне кондиціювання повітря, зосереджені у середині приладної панелі у безпосередній близькості від водія і пасажира на передньому сидінні. Ними можливо керувати однією рукою за допомогою контрольного дисплея і контролера. Усі функції розподіляються на основні (сила звуку радіо, склоочисники, температура в салоні) та допоміжні (дисплей, споживання палива).

Електронні системи забезпечення безпеки руху

F.I.R.S.T. - Протестована інтегрована система безпеки координує всі функції безпеки, забезпечуючи максимальний комплексний захист. Система об’єднує активну і пасивну безпеку, захист автомобіля, та інших транспортних засобів і пішоходів.

Конструкція системи

Комбінація подушок безпеки, що надуваються при спрацюванні піропатронів, міцних дверей, які у випадку бокового зіткнення не допускають попадання в салон сторонніх предметів.

Уже перші досвіди використання інтелектуальних систем керування автомобілем показали, що вони здатні зменшити число ДТП на 40 відсотків, а число ДТП зі смертельним результатом — на 50 відсотків. Реальним прикладом можливостей керування автомобілем зі штучним інтелектом є міжнародний автопробіг без водіїв електромобілів Мілан — Шанхай у 2010 році.