Bezpieczeństwo czynne. Część 2

W wielu sytuacjach, a nawet można powiedzieć, że w większości sytuacji, przyczyną wypadku jest błąd ludzki (zbyt gwałtowny manewr hamowania, nieumiejętność „wychodzenia z poślizgu”, nieprecyzyjna ocena warunków pogodowych itp., itd.). Dlatego pod koniec XX wieku można zaobserwować istotny rozwój systemów wspomagających wykonywanie różnych manewrów podczas prowadzenia samochodu. Te pojazdy nie są jeszcze pojazdami autonomicznymi (tzn. proces prowadzenia samochodu realizowany jest przez człowieka i odpowiedzialność za ewentualne spowodowanie wypadku spoczywa cały czas na nim). Mówimy, że są one na poziomie autonomizacji wg klasyfikacji SAE L2. Te rozwiązania dotyczą przede wszystkim procesu hamowania i utraty stateczności prowadzenia pojazdu. Obserwujemy bardzo silny rozwój tych technologii i powstanie kolejnych zmodyfikowanych ich wersji, oznaczonych różnymi skrótami.

W niniejszym tekście ograniczymy się tylko do wybranych układów, aby czytelnik zrozumiał istotę ich działania. Praktycznie wszystkie samochody sprzedawane obecnie wyposażone są w układy ABS (Anti-Lock Braking System). Są to układy zapobiegające blokowaniu kół podczas zbyt intensywnego hamowania. Hamowanie pojazdu, jak również jego ruch jest możliwy dzięki przyczepności pomiędzy kołami pojazdu, a nawierzchnią drogi. Przyczepność ma również ogromny wpływ na sterowność pojazdu, czyli możliwość zachowania zamierzonego toru jazdy. Układy ABS złożone są z: sterownika komputerowego, układu pomiarowego, hydraulicznego zespołu sterującego układem hamulcowym. W tym miejscu trudno jest o dokładny opis działania układu ABS, ale w dużym uproszczeniu jego działanie nawiązuje do hamowania pulsacyjnego w pojazdach bez tego wyposażenia.

ASR (Acceleration slip regulation) są to układy przeciwpoślizgowe, zapobiegające zerwaniu przyczepności koła z nawierzchnią podczas ruszania, przyspieszania oraz jazdy „pod górkę”. Działanie ASR polega na przyhamowaniu koła napędowego wykazującego skłonność do poślizgu. Układ ASR jest rozszerzeniem funkcji układu ABS i wykorzystuje elementy składowe tego układu. W pojazdach  wyposażonych w układ ASR układ ABS posiada dodatkowe elementy. Zadaniem tego układu jest utrzymanie wybranego przez kierowcę toru jazdy dopóki istnieją warunki przyczepności [1,2,3].

Rysunek 1 a) Budowa tłumika adaptacyjnego z cieczą magnetoreologiczną w amortyzatorze samochodowym; b) siedzisko kierowcy z zawieszeniem aktywnym i semiaktywnym (adaptacyjnym) [4].

a)	b)

Aktualnie powstało wiele nowych systemów znacznie rozszerzających działanie systemów ABS i ASR

Innym istotnym elementem bezpieczeństwa czynnego są zawieszenia aktywne i semiaktywne (adaptacyjne) pojazdów pokazane na rysunku 1. Zawieszenia aktywne pozwalają np. na utrzymanie wypadkowej siły grawitacji i odśrodkowej w kierunku prostopadłym do nawierzchni w ruchu po torze zakrzywionym (w przypadku np. niedoboru przechyłki na zakręcie autostrady). Zawieszenie semiaktywne zmienia parametry np. cieczy magnetoreologicznej dla różnych typów nawierzchni (zawieszenie jest bardziej „miękkie lub twarde”). W obu przypadkach ma to istotne znaczenie nie tylko na układ techniczny samochodu ale również na zdrowie kierowców.

W wielu pracach wykazano np. [3,4] wykazano, że oddziaływanie drgań na człowieka oraz znaczących sił poprzecznych do kierunku jazdy powoduje:

• Skutki biologiczne rozumiane jako trwałą utratę zdrowia - różne postacie zespołu wibracyjnego uznanego za chorobę zawodową
• Skutki funkcjonalne rozumiane jako  tymczasowe obniżenie kondycji psychofizycznej — ma to duży wpływ na bezpieczeństwo jazdy

Można skonkludować rozważania zawarte w niniejszym artykułem paroma wnioskami.

Nowoczesne systemy wspomagające proces hamowania i kontroli trakcji zwiększają bezpieczeństwo. Ich skuteczność jest jednak znacząca tylko w warunkach, w których kierowca zachowuje w miarę rozsądny tryb kierowania pojazdem. Nadmierna prędkość, nawierzchnia oblodzona itd.) praktycznie eliminują skuteczność działania tych systemów.  Drgania oddziałujące na człowieka istotnie wpływają na bezpieczeństwo poprzez np. obniżenie jego kondycji psychofizycznej. Dlatego zawieszenia adaptacyjne i aktywne mogą być też traktowane jako istotny element bezpieczeństwa w ruchu drogowym

BIBLIOGRAFIA

[1] Gajek A., Juda Z., „Mechatronika samochodowa. Czujniki”, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2008.

 [2] Wicher J., „Bezpieczeństwo samochodów i ruchu drogowego”. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2004.

[3] Praca zbiorowa pod redakcją W. Choromańskiego ‘Eco-Mobilność”, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2016.

[4] Gągorowski A. , „Mechatroniczne zawieszenia pojazdów” praca doktorska promotor W. Choromanski.

Artykuł sponsorowany przez Grupę PZU Partnera Portalu OPOKA w ramach umowy prewencyjnej.