Автономное вождение — это когда машина едет сама, а ее «водитель» читает газету или «втыкает» в смартфон — одна из главных тем в сегодняшних автомобилестроении и автомобилепользовании. Между тем автомобиль начал избавлять водителя от определенных забот не сегодня и даже не вчера. До сих пор среди нас есть те, кто помнит, как отпирать машину ключом, как заводить ее «кривым стартером», как вытягивать ручку подсоса перед запуском двигателя, как ориентироваться по картам и атласам, которыми туго забит бардачок... Мы попытались вспомнить лишь отдельные вехи этого большого пути — пути превращения водителя в пассажира. Из соображений экономии места и вашего времени, за пределами нашего исследования осталось многое. И появление первого автомобильного навигатора. И появление электрического прикуривателя... А при чем здесь автономное вождение, спросите вы? А вы попробуйте зажечь спичку, держась одной рукой за руль.
1911. Электрический стартер
При севшем аккумуляторе или в сильный мороз на помощь по-прежнему приходил «кривой стартер»
Запуск двигателя нажатием кнопки или поворотом ключа появился благодаря несчастному случаю: в 1910 году Байрон Картер, друг главы Cadillac Генри Лиланда, умер после того, как получил удар заводной рукояткой автомобиля. Тогда это был вполне привычный риск. Лиланд рассказал об этом Чарльзу Кеттерингу, создавшему новую систему зажигания для Cadillac, и предложил ему сделать автоматическую систему запуска. С 1912 года стартерами стали оснащать Cadillac, а затем идею внедрили и другие производители.
1921. Стеклоочиститель
Изобретателей этого устройства было несколько, но наиболее близким к современному стеклоочистителю считается конструкция Мэри Андерсон, на которую она получила патент в 1903 году. Первый стеклоочиститель с электроприводом также запатентовала женщина, Шарлотта Бриджвуд, в 1917 году. Но это были лишь патенты. Производство же стеклоочистителей начал в 1919 году Джон Ойшей, основатель Tri-Continental Corporation. Сначала Trico делала «дворники» с ручным приводом, а c 1921 года, после покупки компании Folberth Auto Specialty,— и автоматические. Этой компании принадлежал патент на стеклоочистители с вакуумным приводом, которые стали очень популярными и встречались до второй половины XX века, например, на ГАЗ-51, которые выпускались до 1975 года.
1934. Привод складывания верха у кабриолетов
Открытые кузова до тридцатых годов прошлого века были скорее правилом, чем исключением. Но практически все они имели раскладной верх — обычно мягкий. У него было много недостатков, и французский дизайнер Жорж Полен решил от них избавиться, сделав складной жесткий верх под названием Eclipse — «Затмение». Чтобы пользование было максимально комфортным, он оснастил его приводом — электрическим или пневматическим. Сначала опытный образец был смонтирован на автомобиле Hotchkiss в 1933 году, но наибольшую известность эта система получила на Peugeot 401 и 601, для которых была предложена в 1934 году. Версию Eclipse имели и другие модели Peugeot — фирма приобрела патент у Полена.
1939. Автоматическая трансмиссия
В мае в США начинается прием заказов на Oldsmobile 1940-го модельного года, в качестве опции для которого предлагают автоматическую трансмиссию Hydra-matic. Хотя с технической точки зрения это была не совсем та трансмиссия, которую мы привыкли называть «автоматом»: она не имела гидротрансформатора. В ней использовалась гидромуфта — по сути, автоматическое сцепление. Тем не менее ее четыре передачи переключались автоматически.
Обычно новинки получают покупатели самых дорогих автомобилей, так что в данном случае ее должен был бы получить Cadillac. Однако внедрение такой сложной технологии могло сопровождаться проблемами, и General Motors решила не рисковать репутацией флагманской марки. Но рынок хорошо принял новинку, и в 1941-м модельном году такая опция появилась и у Cadillac.
Для 1941-го модельного года стоимость АКП у Oldsmobile выросла с 57 до 100 долларов, а Cadillac просил даже 125 — примерно десятую часть стоимости самой дешевой модели этой марки в то время. К февралю 1942 года, когда производство легковых автомобилей в США было запрещено, новую коробку выбирали около 30 процентов покупателей Cadillac и примерно 45 процентов — Oldsmobile.
1940. Привод стеклоподъемников
Сегодня практически все стеклоподъемники имеют датчики безопасности, которые останавливают подъем стекла, если оно наталкивается на препятствие — говорят, когда-то были неоднократные случаи травм у детей и животных при случайном нажатии кнопки подъема.
С появлением закрытых кузовов встал вопрос о вентиляции салона автомобиля. Для этого использовали окна — помните форточки? Они как раз предназначались для организации воздушных потоков внутри машины. В шестиоконных седанах, например, третьи боковые окна делали поворотными, через них вытягивался воздух. А стекла в дверях делали опускными. И, конечно, вскоре конструкторы озаботились тем, чтобы механизировать эту функцию. Первой серийной моделью с приводом стеклоподъемников в дверях стал Packard 1941-го модельного года. Почти сразу за ним последовали Lincoln и Cadillac. В первое время для привода чаще всего применяли гидравлику: для поступательного движения стекол гидроцилиндры удобнее. На послевоенных моделях сороковых годов наличие гидронасоса для таких сервисных функций позволяло использовать гидравлику не только для стекол или привода складного тента, но и для регулировки сидений. Но в пятидесятые появились компактные электромоторы, и сегодня для всех сервисных приводов используются именно они. Привод стали устанавливать и на поворотные форточки — так что на Cadillac шестидесятых годов пульт на двери водителя имел целую батарею из восьми клавишей!
1951. Впрыск топлива
Пятидесятые годы стали временем рождения многих революционных автомобилей. Маленькие и недорогие Goliath GP700 E и Gutbrod Superior 600 ныне подзабыты, но именно они стали первыми серийными моделями с непосредственным впрыском бензина. Их небольшие двухтактные двигатели благодаря впрыску заметно увеличили свою мощность по сравнению с карбюраторными версиями: с 22 до 25 сил у Goliath и с 26 до 30 у Gutbrod. Но выпуск их продолжался недолго.
Куда более знаменит их в некотором смысле наследник — Mercedes-Benz 300 SL с поднимающимися дверями. На нем стоял рядный шестицилиндровый мотор объемом три литра, созданный на основе двигателей седанов Mercedes-Benz 300, но оснащенный системой впрыска. Компания Bosch когда-то разработала ее для авиационных двигателей, которые Daimler-Benz производил для истребителей Messerschmitt и Heinkel. На автомобиле замена карбюраторов системой впрыска увеличила мощность двигателя 300 SL со 175 до 215 л.с.
Но для того периода впрыск оказался слишком сложной системой и применялся в единичных случаях. Массовое распространение впрыск получил гораздо позже, когда появилась компактная и быстрая электроника для управления, а экологические нормы стали слишком жесткими, чтобы их можно было реализовать с карбюратором.
Электроника взяла на себя практически все функции управления подачей топлива: старожилы помнят, как для запуска карбюраторного двигателя надо было вытягивать рукоятку подсоса и время от времени регулировать карбюратор. Вместе с электронной системой зажигания впрыск позволил нам практически забыть, где что расположено в двигателе — теперь водителю под капотом регулярно нужна разве что горловина бачка с омывающей жидкостью. Ну и изредка — масляный щуп. Все остальное делают на сервисе раз в год.
1953. Автоматическое переключение фар
General Motors устанавливала на панели приборов за ветровым стеклом датчик света Autronic Eye на моделях своих престижных марок — Cadillac, Buick и Oldsmobil. По сигналу от этого датчика при высоком уровне освещенности фары переключались на ближний или выключались совсем. И, соответственно, наоборот. В более поздних версиях размеры датчика уменьшились, а у водителя появилась возможность регулировать его чувствительность.
1958. Круиз-контроль
Юрист Ральфа Титора имел своеобразную манеру вождения: когда он говорил сам, то снижал скорость машины, а когда слушал пассажира — ускорялся. Это настолько раздражало Титора, что он решил придумать систему поддержания постоянной скорости. Благо он владел компанией по производству автомобильных комплектующих. Дело было в середине тридцатых, и на обдумывание ушло десть лет. Первый патент Титор получил в 1945 году. А первым автомобилем с такой системой стал флагман Chrysler — модель Imperial 1953-го модельного года. Систему назвали Auto-Pilot. У других компаний она называлась по-разному: например, для Mercedes-Benz придумали слово Tempomat.
1964. Климат-контроль
Кондиционер в автомобиле появился в 1939 году, но первое время спросом он не пользовался: занимал много места в багажнике и включать и выключать его надо было вручную. Второе пришествие кондиционера случилось в 1953-м, когда Chrysler предложил на своей престижной марке Imperial кондиционер Airtemp собственной разработки в качестве опции. Новая система стала быстро завоевывать популярность.
Кстати, если вспоминать о круглых датах, то 60 лет назад, в 1959 году, появился первый советский автомобиль с кондиционером — ЗИЛ-111А. В США к тому времени это был вполне обычный агрегат, и в южных штатах эту опцию заказывали три четверти покупателей. А в начале шестидесятых концерн General Motors решил упростить пользование кондиционером. Кондиционер Cadillac Comfort Control, предложенный как опция на моделях Cadillac 1964 года, брал принятие решения на себя — водителю было достаточно установить желаемую температуру. Три датчика контролировали температуру: в салоне, на входе в систему кондиционирования снаружи и температуру подаваемого воздуха. В зависимости от разницы температур снаружи и внутри система включала отопление или охлаждение подаваемого воздуха.
1966. Антиблокировочная система тормозов
Если при торможении колесо полностью останавливается, а автомобиль еще движется, то шина теряет сцепление с дорогой и автомобиль теряет управляемость — он уже не едет, а скользит куда получится. Опытные водители дозируют усилие на педали так, чтобы колеса все-таки поворачивались — обычно нажатием короткими импульсами. Мысль «научить» тормоза делать это самостоятельно пришла в голову Габриэлю Вуазену еще в двадцатые годы прошлого века. Правда, Вуазен разработал систему противоскольжения для самолетов, а не для автомобилей — основной специализацией его компании была именно авиация, хотя автомобили он тоже выпускал. В тридцатые годы создать аналогичную систему для автомобилей пыталась компания Bosch, но имеющиеся тогда технологии не позволяли добиться нужной быстроты.
До практического применения на дороге антиблокировочной системы (АБС) автопром дошел лишь в 1966 году — ее устанавливали на английском спортивном автомобиле Jensen FF. АБС Dunlop Maxaret имела чисто механическую конструкцию и уже устанавливалась на самолетах и тяжелых грузовиках.
Все изменилось в декабре 1970 года, когда Daimler-Benz продемонстрировал АБС с электронным управлением. В ее разработке, а затем и в изготовлении приняла участие компания Bosch. В 1978 году АБС появилась в списке опций для S-класса по цене 2217,60 DM (немецких марок). Для сравнения: цена на 280 S (W116) в это время была 33 000 марок, а доплата за АКП — 1950 DM. C 1984 года АБС стала стандартным оборудованием на модернизированном S-классе серии 126, а чуть позже — и на полноприводных версиях W124. C 2004 года АБС стала обязательной для всех легковых автомобилей, продаваемых в Европе.
1975. Автоматические ремни безопасности
В середине семидесятых польза ремней безопасности была доказанной, и во многих странах, в том числе в СССР, их установка стала обязательной. Но не все водители и пассажиры ими пользовались, мотивируя это неудобством пристегивания. Volkswagen и Volvo решили автоматизировать этот процесс. Первым серийным автомобилем с такими ремнями стал Volkswagen Rabbit — версия Golf для американского рынка. Ремень был только плечевой, крепился к раме двери и при ее закрывании фиксировался в нужной позиции, а второй его конец подтягивался. Систему дополняла мягкая планка для коленей. Вскоре аналогичные ремни предложили многие производители, и с 1990-го модельного года все автомобили, продаваемые в США, должны были оснащаться либо автоматическими ремнями, либо подушками безопасности. Автопроизводители обычно выбирали автоматические ремни как более дешевый вариант. Но к 1995 году обязательным стала установка и ремней, и подушек — выяснилось, что одни только подушки недостаточно эффективны. И все автомобилестроители перешли на ремни «с ручным управлением» в дополнение к подушкам.
1995. Системы динамической стабилизации
Благодаря уменьшению размеров и росту производительности компьютеров прогресс автоматизации в конце века стал двигаться быстрее. Сразу два автопроизводителя выпустили в 1995 году автомобили с системой, которая помогает сохранить стабильность движения по заданной водителем траектории: купе Mercedes-Benz V140 получило ESP, Toyota Crown Majesta — VSC. Получая информацию с различных датчиков — положение автомобиля, скорость вращения колес, угол поворота и скорость вращения руля,— компьютер оценивал траекторию движения автомобиля и ее совпадение с той траекторией, по которой желал ехать водитель. Если что-то шло не так, он корректировал движение, подтормаживая одно или несколько колес. Поскольку и датчики, и исполнительные механизмы на автомобилях уже были — они входят в состав АБС и противобуксовочной системы, ПБС,— в Германии эту систему назвали «Электронной программой стабилизации»: Elektronische Stabilitaets-Programm у Mercedes-Benz и Electronic Stability Program у Audi.
1995. Адаптивный круиз-контроль
В середине девяностых компания Mitsubishi решила дополнить уже привычную систему круиз-контроля лидаром — радаром, использующим свет вместо радиоволн, который отслеживал дистанцию до впереди идущего автомобиля. На модели Diamante появилась система Preview Distance Control, которая могла снижать скорость автомобиля или увеличивать ее, воздействуя на акселератор и переключая передачи. Система работала на скоростях до 108 км/ч, и ее чувствительность снижалась при осадках. Поэтому Mitsubishi ставила ее только на автомобили для японского рынка.
В 1999 году на Mercedes-Benz W220 появилась система Distronic. Она измеряла дистанцию с помощью радара — на немецких автобанах не было ограничения скорости, и нужна была более дальнобойная и не зависящая от природных условий система. Distronic обеспечивает поддержание скорости от 30 до 180 км/ч.
Радар работал на частоте 77 ГГц, которая в то время в России была закрыта для гражданского использования, а потому на модели S 600, где она входила в базовую комплектацию, для нашего рынка систему деактивировали. Но панель на решетке оставалась, указывая на топовую комплектацию. Сейчас частоты для радаров у нас общедоступные.
Довольно быстро аналогичные системы стали появляться и на автомобилях других марок.
2001. Автоматический стояночный тормоз
Новое поколение BMW 7-er под кодом E65 наделало много шума — первая модель BMW в новом стиле, который многим казался спорным, с новыми технологиями в двигателе и трансмиссии, первая шестиступенчатая АКП, первый автомобиль с многоуровневым меню и управлением через джойстик iDrive... И первая легковая модель в мире с электромеханическим стояночным тормозом, который приводился в действие не рычагом или педалью, а клавишей. Одним из плюсов, помимо собственно автоматизации, стало избавление от рычага «ручника».
2003. Автоматическая парковка
Парковка является проблемой для многих водителей, даже опытных. И над автоматизацией этого процесса работали многие. Но первой на серийной модели его реализовала Toyota на втором поколении гибридного Prius. Система выбирает место для парковки с помощью камер и датчиков, а затем помогает на него встать. Правда, совсем расслабиться водителю она не дает — сначала он должен подтвердить выбор места для парковки, а затем нажимать на педаль акселератора и тормоза, автоматика работает только с рулевым управлением.
2003. Автоматическое торможение
Система Collision Mitigation Brake System (CMS) на Honda Inspire измеряла расстояние до препятствия с помощью радара и предупреждала водителя, а если он не реагировал на световые и звуковые сигналы, то замедляла автомобиль. В течение первой декады XXI века тормозить автоматически научились и другие автомобили, но они не останавливались полностью — это оставалось прерогативой водителя. В 2009 году на Mercedes-Benz E-класса стали ставить систему PreSafe, которая умела тормозить до упора. Сегодня такие системы предлагают многие производители.