Остановись вовремя

О фрикционной части тормозных систем наш журнал уже писал, и довольно подробно. Теперь пришло время поговорить о гидравлике и электронике и о том, насколько хорошо все это вместе взаимодействует. С гидравликой все более или менее ясно: жмем на педаль тормоза – рабочий тормозной цилиндр передает давление главному тормозному цилиндру, а дабы не напрягать пользователя, сила нажатия дополнительно возрастает благодаря вакуумному усилителю. Чистая механика, и никакого колдовства: привод вакуумника от впускного коллектора, главный тормозной цилиндр создает давление в рабочем контуре тормозной системы, а чтобы автомобиль не занесло при резком торможении, в контуре задних колес имеется регулятор тормозных сил, прозванный в народе «колдун» – какая ирония! Однако волшебства в работе «колдуна» никакого нет – при резком клевке вперед рычагом от моста или балки сдвигается поршень, перекрывающий ток тормозной жидкости, благодаря чему задние колеса блокируются позже и занос, соответственно, не развивается. Есть мнение, что такое прозвище регулятор тормозных сил получил из-за своей крайней ненадежности, но теперь, по счастью, «колдун» стал уже не нужен.

Победоносное наступление электроники началось с момента штатной установки на автомобиль первых антиблокировочных систем, и случилось это в 1978 году. Машины, естественно, были представительского класса и из премиального сегмента, все лучшее – состоятельным гражданам. Конструкция АБС не сказать что особо сложная, но потребовала кое-какой материальной базы, а конкретно – развития полупроводниковых технологий. Дальше – дело техники: на каждое колесо по датчику скорости, электронный блок управления, способный регулировать давление в тормозном контуре, и дополнительный насос для восстановления этого самого давления. Как работает АБС, все знают, не будем и мы повторяться – не в детском саду. Надо заметить, что не во всех случаях сокращается тормозной путь, зато при использовании АБС машину можно контролировать, если сильно не перебрал со скоростью.

Ну а дальше – пошло-поехало. Идея снабдить каждое колесо датчиком и использовать электронное управление давлением на основании показателей каждого из них была столь удачной, что дальше электронный блок начал просто обрастать дополнительными функциями, собственно, последовало логическое продолжение развития системы. Было бы даже удивительно, коли электронщики остановились бы на достигнутом. Мысль понятна – упростить управление автомобилем, это и вправду полезно, особенно для начинающих. Если профессиональному гонщику по большому счету вся эта вспомогательная электроника не особо и нужна, то обычным, менее подкованным гражданам электронные помощники действительно в большинстве случаев помогут сохранить жизнь и материальные ценности.

Со временем АБС дополнили EBD – электронной системой распределения тормозных усилий. Старый, механический распределитель мало того, что являлся не очень надежным, еще и не учитывал множества факторов. А если замедление больше, чем нужно, а если тормозишь в повороте, когда вес автомобиля перераспределен не только вперед, но и на внешние колеса? В общем, современные EBD учитывают уже все аварийные факторы, а не часть из них. В старых учебниках вождения есть умный совет воздержаться от торможения в повороте, но теперь нас страхует электроника, так что риски значительно уменьшились.

Современные водители настолько разучились самостоятельно управлять автомобилем, что статистики с удивлением обнаружили странный факт: когда нужно экстренно остановиться, почти 80% граждан недостаточно сильно давят на педаль тормоза и из-за этого попадают в аварии. Они привыкли ездить размеренно и к экстремальным ситуациям попросту не готовы. Хорошо. Порадуем и их, решили электронщики и дополнили электронный модуль управления еще одной функцией – BAS, системой аварийного экстренного торможения. Датчики определяют, когда водитель желает экстренно затормозить, и к вакуумному усилителю в этот момент подключается еще и дополнительный, гидравлический.

Потихоньку механические связи, вроде тросика газа в машине, по мере роста технологий исчезли, и возник совершенно закономерный вопрос: «А почему мы используем силу трения покоя лишь при торможении? А чем разгон хуже? Ведь сила трения покоя выше силы трения скольжения?» Так на свет божий появилась ASR – противобуксовочная система, которая с помощью тех же датчиков АБС и гребенки на ШРУСе или подвижной части ступицы определяет начало проскальзывания колес и, независимо от положения педали газа, разрешает открыться дроссельной заслонке лишь настолько, насколько необходимо в данной ситуации. Понадобились дополнительное программное обеспечение и возможность воздействовать уже не на тормозные контуры, а на положение ответного контакта на реостате акселератора. Чем дальше в лес, как говорится… Теперь даже выпускник автошколы со стажем вождения один день сможет тронуться на льду без пробуксовки и заноса. Казалось бы, а при чем здесь торможение, ведь сегодняшняя наша тема именно о нем, однако ASR впервые самостоятельно вмешалась в работу двигателя, а дальше события начали развиваться совсем стремительно.

После того как инженеры получили в распоряжение электронно-гидравлическую систему, которая в зависимости от сигналов с датчиков мало того, что может менять давление в тормозном контуре каждого колеса, так теперь еще и в состоянии регулировать тягу двигателя, перед ними встал вопрос – что делать дальше? А перспективы разработок в данном направлении виделись огромными. Собственно, так оно и есть – следом на автомобиле появилась глобальная концепция, взявшая под крыло все подсистемы электронной безопасности, которая получила название ESP – Electronic Stability Program. Теперь, подтормаживая соответствующие колеса, особенно на скользком покрытии, ESP могла направлять машину в нужную сторону, именно туда, куда хочет водитель, вне зависимости от навыков последнего. Поначалу, конечно, ESP была довольно примитивной и, несмотря ни на что, все равно неплохо помогала в экстремальных ситуациях, позже конструкция начала обрастать дополнительными датчиками поворота, углового ускорения и т.д. и т.п., кроме того, компании, разрабатывающие данную тематику, в зависимости от возможностей присваивали ESP порядковый номер, определяющий уровень разработки. По классификации Bosch, сейчас на современные автомобили устанавливаются системы уже 9-го поколения, более того, добавляются подсистемы. На машины, только выходящие на рынок, ныне уже ставится поколение 9.1.

Естественно, не все всегда получается гладко, и если в целом по надежности к ESP и всем входящим в нее элементам нареканий, как правило, нет, то с программным обеспечением не все и не всегда получается гладко. По сути, любая электронная система похожа на простенький искусственный интеллект, и что она выберет в результате – большой вопрос. Будет ли она бороться за сохранение управляемости в ущерб торможению или наоборот? Что посчитает более важным? Недавние проблемы с торможением были замечены у Chevrolet Aveo, Volkswagen Polo Sedan и Volkswagen Tiguan. АБС у Aveo почему-то распускал тормоза на частых асфальтовых стыках, у Volkswagen Polo Sedan при маневрировании с интенсивным торможением тормозной путь увеличивался на 60% (!), а у Volkswagen Tiguan работоспособность тормозов после проезда скользкого участка восстанавливалась лишь повторным нажатием на соответствующую педаль. Всему виной оказалось программное обеспечение – после перепрошивки электронных блоков все вопросы закрылись. Впрочем, эти случаи не единичны – в свое время проблемы обнаружились и у Ford Explorer, и у Mitsubishi Pajero, и даже у такой премиальной иконы, как Lexus GX 460. В любом случае болезни роста лечатся, а, по статистике, ESP очень неплохо справляется со своими обязанностями, поэтому в Европе автомобили без такой системы вообще теперь продавать нельзя.

Еще в 2012 году Bosch пришел к модульной схеме, которая позволяет дополнить основной набор функций дополнительными возможностями и при этом не требует все переделывать – достаточно добавить необходимый компонент и прошить соответствующий софт. Например, в случае если данный вариант ESP планируется устанавливать на внедорожник или кроссовер, добавляются система помощи на спуске/подъеме Hill Assist, электронная имитация блокировки дифференциала, далее по вкусу. А на седане бизнес-класса ESP можно расширить адаптивным круиз-контролем, например. Причем основной модуль в состоянии поддерживать любые электронные помощники для водителя, даже современные, так называемые Pre-Safe-системы.

Ну и напоследок об автономных системах торможения, которые ныне в состоянии остановить автомобиль без помощи водителя, причем с любой скорости. Ультразвуковые датчики и видеокамеры неустанно реагируют на внешние раздражители, в том числе на пешеходов и велосипедистов. Конечно, автономные помощники когда-то были попроще, но теперь вполне способны решить проблему вместо водителя полностью. Для такого суетливого города, как Москва, все эти City Safety, Active Brake Assist и тому подобное видятся некоторым перебором, хотя как знать, может, и мы скоро придем к европейским ценностям. А сейчас, стоит перед тобой влезть какому-нибудь торопыге-таксисту, автомобиль сам по себе начинает тормозить в пол, одновременно прихватывая тебя намертво ремнями к креслу и попутно закрывая окна. Поначалу это даже пугает.

В любом случае, пока не появился полноценный, доступный большинству в силу массовости и дешевизны автопилот, самая лучшая система безопасности – собственная голова и устойчивые навыки вождения, поскольку на высоких скоростях/скользких/неоднородных покрытиях, да даже на асфальте при соответствующем темпе, не спасут даже ESP 9.1 и самая последняя Pre-Safe от компании BMW – физику не обманешь.