Принцип работы системы климат-контроля
Компьютерный век принес немало новых прорывов в области цифровых технологий автомобиля. С появлением беспроводной связи и электронных носителей хранения данных, то, что когда-то было плодами творчества писателей-фантастов, стало доступным для широкого потребления. Конечно, вы едва ли сможете найти автомобиль, оборудованный автопилотом, катапультой или системой «невидимости», но найти машину, напичканную сногсшибательнымиавтомобильными гаджетами, либо способную двигаться без помощи водителя, не составит большого труда.
Новые возможности сделали из машины не просто транспортное средство, которое переправит вас из пункта А в пункт Б, а транспортное средство, которое сделает Ваше путешествие более легким, безопасным, комфортным, а по пути еще будет вас развлекать. Теперь автомобили, оснащенные продвинутыми электронными системами, стали походить на компьютеры с четырьмя колесами.
Электронная система безопасности автомобиля
Для создания по-настоящему умного автомобиля, авто инженеры сосредоточили свое внимание на способе производства таких машин, которые будут использовать компьютерную технику для разрешения извечных проблем для тех, кто находится за рулем – безопасность и скука. Именно эти две категории и являются «двигателями» для изобретения высокотехнологичных устройств.
Конечно же, безопасность стоит на первом месте. Развитие высокоскоростных автомобилей опережает развитие систем безопасности авто. Обратимся немного к истории автомобилестроения. Вплоть до 1966 года была совсем необязательной установка ремней безопасности во всех новых транспортных средствах. Что касается подушки безопасности, то она стала обязательным элементом электронной системы безопасности автомобиля только в 90-х годах прошлого столетия. Тем не менее, это не мешало автопроизводителям бешеными темпами делать все более быстрые и мощные автомобили.
С появлением компьютерных технологий в автомобилях, задачей системы безопасности стало не только обеспечение безопасности всех пассажиров – ремни и подушки безопасности – но и предотвращение столкновения как такового. В некоторых авто используются беспроводные инфракрасные технологии или камеры для того, чтобы следить за окружающими вас препятствиями, в то время, когда все ваше внимание сосредоточено на дороге. Такие электронные системы, предупреждающие столкновение, обнаруживают стремительно приближающиеся объекты, такие как олень или остановившийся автомобиль, с помощью лазеров, камер или инфракрасных сенсоров. Предупреждающие огни и сигналы оповещают вас о надвигающемся столкновении. Бортовой компьютер автомобиля регулирует тормозную систему, чтобы обеспечить интенсивное торможение, даже если реакция водителя окажется совсем слабой. Ремни безопасности могут автоматически натянуться, подголовники могут двигаться вперед для предотвращения травмы шеи, спины и позвоночника, а сидения приобретают вертикальную позицию.
Самые продвинутые электронные системы автомобиля предупреждающие столкновение имеют две камеры: одна следит за ситуацией на дороге, а вторая, установленная в рулевом колесе, анализирует лицо водителя на внимательность к сложившейся на дороге ситуации. Если встроенный компьютер определяет, что авария может произойти до того, как вы сможете отреагировать на ситуацию, автомобиль выполняет торможение без вашего вмешательства. Примером таких интилектуальных систем безопасности воплощенных в жизнь, служат новые модели, о которых говорится в последних новостях Audi. Они не только способны предотвратить аварию, но и способны распознать заснувшего за рулем водителя, подав сигнал для его пробуждения, либо, включив аварийку, совершить вынужденную остановку без помощи человека.
Знание того, что существует вероятность столкновения еще до того, как вы заметили это, безусловно, и наделяет автомобильные электронные системы интиллектом. Первая инфракрасная технология ночного видения была представлена в автомобиле 2000 Cadillac DeVille. Ночное видение имеет возможность «видеть» дальше, чем фары дальнего света, а бортовой компьютер отображает изображение на дисплее в приборной панели водителя. Это же оборудование замедляет разгон автомобиля от 0 до 100 км/ч в ночное время. Например, если бы в дневное время этот процесс занял у вас всего 3,5 секунды, то ночью вам потребуются все 15 секунд.
Новое поколение инфракрасных сенсоров в современных автомобилях Lexus обнаруживает тепло в сотне километров от машины – будь то человек, олень или другой автомобиль – и в цифровой форме отображают изображение на лобовое стекло.
Эта технология также очень удобна для отображения «слепых» пятен. Некоторые транспортные средства эпохи цифровых технологий предлагают электронную систему обнаружения слепых пятен. Они используют камеры и инфракрасные датчики, которые, как правило, установлены в боковых зеркалах и отслеживают автомобили, которые не попадают в поле вашего зрения. Датчики, также установленные в зеркала заднего вида, начинают мигать, когда другой автомобиль входит в зону слепого пятна. Примером тому может служить модельный ряд автомобилей Citroen, оснащенных данными датчиками «слепых зон».
Еще одной электронной системой, повышающей безопасность движения, является адаптивный регулятор положения фар, обеспечивающий постоянное освещение дороги при движении по неровной или извилистой дороге независимо от загрузки и положения автомобиля. Этот регулятор также уменьшает слепящее действие фар на водителей встречных машин.
Современные автомобили оснащаются системой климат-контроля. Данная система предназначена для создания и автоматического поддержания микроклимата в салоне автомобиля. Система обеспечивает совместную работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования за счет электронного управления.
Применение электроники позволило добиться зонального регулирования климата в салоне автомобиля. В зависимости от числа температурных зон различают следующие системы климат-контроля:
· однозонный климат-контроль;
· двухзонный климат-контроль;
· трехзонный климат-контроль;
· четырехзонный климат-контроль.
Принцип работы системы климат-контроля
Система климат-контроля обеспечивает автоматическое регулирование температуры в салоне автомобиля в пределах 16-30 °С.
Желаемое значение температуры устанавливается с помощью регуляторов на панели приборов автомобиля. Сигнал от регулятора поступает в электронный блок управления, где активируется соответствующая программа. В соответствии с установленным алгоритмом блок управления обрабатывает сигналы входных датчиков и задействует необходимее исполнительные устройства. Установленное значение температуры поддерживается автоматически.
Поступающий в салон автомобиля воздух проходит через радиатор отопителя и нагревается теплом охлаждающей жидкости. Степень нагрева воздуха регулируется центральной заслонкой (заслонками температурного регулирования) путем смешивания холодного и горячего воздуха.
При необходимости включается кондиционер. Кондиционер удаляет излишнее тепло и влагу из салона.
Использование электронных систем отнюдь не превращает авто в интеллектуального робота. Во главе по-прежнему остается водитель, который обязан критически осмысливать дорожную ситуацию и реальные возможности своей машины.
Электронные системы призваны облегчить работу водителя и исправить мелкие оплошности. Основным предназначением систем активной безопасностиавтомобиля является предотвращение аварийной ситуации. При возникновении такой ситуации система самостоятельно (без участия водителя) оценивает вероятную опасность и при необходимости предотвращает ее путем активного вмешательства в процесс управления автомобилем.
Применение систем активной безопасности позволяет в различных критических ситуациях сохранять контроль над автомобилем или, другими словами, сохранить курсовую устойчивость и управляемость автомобиля.
Под курсовой устойчивостьюпонимается способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим занос и опрокидывание.
Управляемость заключается в способности автомобиля двигаться в заданном водителем направлении.
Наиболее известными и востребованными системами активной безопасности являются:
· антиблокировочная система тормозов;
· антипробуксовочная система;
· система курсовой устойчивости;
· система распределения тормозных усилий;
· система экстренного торможения;
· система обнаружения пешеходов;
· электронная блокировка дифференциала.
Перечисленные системы активной безопасности конструктивно связаны и тесно взаимодействуют с тормозной системой автомобиля и значительно повышают ее эффективность. Ряд систем может управлять величиной крутящего момента через систему управления двигателем.
Имеются также вспомогательные системы активной безопасности (ассистенты), предназначенные для помощи водителю в трудных с точки зрения вождения ситуациях. Помимо своевременного предупреждения водителя о возможной опасности, системы осуществляют и активное вмешательство в управление автомобилем, используя при этом тормозную систему и рулевое управление.
Большое количество таких систем появилось и появляется в связи со стремительным развитием электронных систем управления (появлением новых видов входных устройств, повышением производительности электронных блоков управления).
К вспомогательным системам активной безопасности относятся:
· парковочная система;
· система кругового обзора;
· адаптивный круиз-контроль;
· cистема аварийного рулевого управления;
· система помощи движению по полосе;
· система помощи при перестроении;
· система ночного видения;
· система распознавания дорожных знаков
· система контроля усталости водителя
· система помощи при спуске;
· система помощи при подъёме;
· и др.
Парктроник
Парковочная система (другое наименование – система помощи при парковке, обиходное название – парктроник) является вспомогательной системой активной безопасности автомобиля, облегчающей процесс парковки автомобиля. Наибольшая эффективность от применения парковочной системы реализуется при движении автомобиля задним ходом, в темное время суток, при сильной тонировке стекол, а также в стесненных условиях (парковка, гараж и др.).
Парковочные системы можно условно разделить на две большие группы – пассивные и активные. Пассивные парковочные системы представляют только необходимую для парковки информацию, при этом управление автомобилем осуществляется водителем. Активные парковочные системы обеспечивают парковку автомобиля в автоматическом или автоматизированном (автоматически выполняются отдельные функции) режиме.
Пассивные парковочные системы устанавливаются на автомобиль при покупке в качестве опции или отдельно. На один автомобиль может быть установлено несколько пассивных парковочных систем. В основу работы пассивных парковочных систем положен контроль расстояния до препятствия и информирование водителя об этом.
Торговое название Парктроник(Parktronic System), ввиду его популярности, стало нарицательным именем большинства пассивных парковочных систем, устанавливаемых на автомобили. Система Парктроник имеет следующее общее устройство:
· датчики парковки;
· электронный блок управления;
· устройство индикации.
В качестве датчиков парковки используются ультразвуковые датчики. Обычно устанавливается 4-8 датчиков парковки, из которых 4 задних датчика и, при необходимости, 2-4 передних датчика. Датчики устанавливаются, как правило, в переднем и заднем бампере автомобиля.
Датчик посылает сигнал ультразвуковой частоты (порядка 40 кГц) и принимает его отражение от препятствия. Чем меньше время возвращения сигнала, тем ближе находится препятствие. Эффективная работа датчика парковки осуществляется на расстоянии 0,25-1,8 м от препятствия.
Электрические сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления. В зависимости от величины сигналов электронный блок формирует информацию для устройства индикации.
Устройство индикации (индикаторное устройство) служит для отображения информации о приближении к препятствию и предупреждения водителя об опасности. В устройствах применяются следующие виды индикации: звуковая; световая; цифровая; оптическая.
Работа звукового индикаторного устройства характеризуется подачей звуковых сигналов с определенной частотой в зависимости от расстояния до препятствия (от прерывистого до непрерывного сигнала). Звуковая сигнализация, например, используется в системе APS.
В устройствах, оборудованных световой индикацией, используется световая шкала, реализованная с помощью светодиодов разного цвета. В зависимости от расстояния до препятствия происходит изменение цвета от зеленого к красному.
Устройство цифровой индикации показывает фактическое расстояние до препятствия. Обычно цифровая индикация совмещена со световой индикацией. Оптическая индикацияпредполагает наличие жидкокристаллического дисплея, на который выносится цифровая и цветовая информация, а также схематическое изображение автомобиля. Примером оптической парковочной системы является система OPS.
С целью улучшения заднего обзора и облегчения движения и паковки задним ходом, в автомобилях может устанавливаться камера заднего вида. В настоящее время это одна из востребованных опций, предлагаемых при покупке автомобиля. Видеокамера снимает происходящее за автомобилем и передает на информационный дисплей. Помимо этого, на информационный дисплей может выводиться рекомендуемое направление движения.
Камера заднего вида является одним из элементов системы кругового обзора. Включение камеры производится при включении передачи заднего хода. По своей сути, камера заднего вида является разновидностью пассивной парковочной системы.
Следующим поколением развития парковочных систем являются активные парковочные системы.
Система кругового осмотра
Система кругового обзора является вспомогательной системой активной безопасности. Она предназначена для оказания помощи водителю при выполнении маневрирования в стесненных условиях (параллельная парковка, перпендикулярная парковка, движение между рядами, выезд на «слепой» перекресток). Система кругового обзора является подсистемой мультимедийной (информационно-развлекательной) системы автомобиля. Работа системы основана на съемке обстановки вокруг автомобиля и выведении соответствующей информации на информационный дисплей.
Система кругового обзора является дальнейшим развитием оптической парковочной системы, построенной на камере заднего вида. Впервые система кругового обзора применена на автомобилях компании Nissan в 2007 году. В настоящее время данную систему имеют в своем арсенале многие ведущие автопроизводители - Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Land Rover, Nissan, Toyota. Ряд систем кругового обзора имеют собственные названия:
· Around View Monitor, AVM на автомобилях Nissan;
· Surround Camera System на автомобилях Land Rover;
· Area View на автомобилях Volkswagen.
Система кругового обзора устанавливается, в основном, на автомобилях премиум-сегмента. Вместе с тем, Nissan и здесь опередил всех, предложив систему AVM в ряде комплектаций бюджетного кроссовера Qashqai.
Конструктивно система кругового обзора объединяет четыре (пять у Land Rover) видеокамеры с большим углом обзора, интегрированные по периметру кузова автомобиля. Передняя камера (две передних камеры у Land Rover) установлена в радиаторной решетке. Задняя камера встроена в модуль освещения номерного знака. Две боковые камеры базируются в корпусах наружных зеркал заднего вида. Все видеокамеры имеют высокое разрешение, что позволяет передавать изображение с высокой степенью детализации.
«Картинка» с камер передается на дисплей мультимедийной системы. Изображение на дисплее включает обязательный панорамный вид окружения автомобиля (т.н. вид с высоты птичьего полета) и детализированное (увеличенное) изображение с одной или нескольких камер (степень увеличения можно изменять). На изображение с камеры заднего вида выводятсядинамические направляющие, указывающие возможную и рекомендуемую траектории движения при парковке. В зависимости от близости автомобиля к окружающим объектам направляющие могут изменять цвет от зеленого (безопасного) до красного (опасного).
Система кругового обзора работает при движении автомобиля на небольшой скорости (до 10 км/ч у Nissan, до 18 км/ч у Land Rover). При превышении заданной скорости система автоматически выключается. Конструкцией предусмотрено два режима работы – автоматический и ручной. Автоматический режим активируется при включении задней передачи коробки передач. На дисплей обязательно выводится изображение с камеры заднего вида. Систему кругового обзора можно включить вручную (принудительно) и выбрать детализированное изображение с любой из камер.
Круиз-контроль — устройство, поддерживающее постоянную скорость автомобиля, автоматически прибавляя газ при снижении скорости движения и уменьшая при её увеличении, к примеру, на спусках, без участия водителя.