Стабилизация бокового ветра
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Стабилизация бокового ветра ( CWS ) — это относительно новая усовершенствованная система помощи водителю в легковых и грузовых автомобилях, которая впервые была представлена в Mercedes-Benz S-Class 2009 года . CWS помогает водителям управлять транспортным средством в условиях сильного ветра, например при движении по мосту или при обгоне грузовика. CWS использует датчики скорости рыскания , поперечного ускорения , угла поворота рулевого колеса и датчики скорости , чтобы определить, какую помощь можно оказать водителю в определенном сценарии, будь то на разных скоростях или при повороте. [1] Используя различные компоненты автомобиля, такие как тормоза , дифференциалы и подвеска , CWS может использовать показания датчиков силы, чтобы должным образом помочь водителю в конкретной ситуации.
Происхождение
[ редактировать ]Стабилизация бокового ветра впервые была использована Mercedes-Benz в 2009 году в S-классе, а затем реализована в фургонах Sprinter и Metris . До того, как появилась эта технология, фургоны и грузовики одинакового размера имели более высокий риск аварии в условиях сильного ветра, поскольку площадь поверхности сбоку фургонов и грузовиков заставляла ветер давить на бок транспортного средства, действуя как парус. Этот ветер может быть вызван ветром на открытой равнине, пересечении мостов или проезжающим мимо грузовиком или любым большим транспортным средством, движущимся с высокой скоростью. Это может привести к разворотам и авариям, поскольку водителю приходится сильнее сжимать руль, что может привести к рывкам в рулевом управлении.
Как это работает
[ редактировать ]Стабилизация бокового ветра работает по основному принципу: нежелательная сила (боковой ветер) действует на силу, противоположную равной силе. Когда датчики автомобиля улавливают нежелательный ветер, аппаратная часть электронной программы стабилизации автомобиля (ESP) может создать несбалансированное распределение крутящего момента (неравномерное усилие на каждой оси) на ведущих колесах, что будет противодействовать ветру. [2]
Неравномерное распределение крутящего момента может быть вызвано следующими причинами:
- Неравномерное торможение одной стороны автомобиля. В противном случае автомобиль повернется в сторону тормозящих колес. Этот небольшой поворот будет противодействовать ветру, заставляя автомобиль двигаться по прямой.
- Применение большей мощности к одному набору осей. Применение большей мощности к набору осей приведет к вращению колеса с более высокими оборотами. Это также известно как векторизация крутящего момента . Колесо с более высокой частотой вращения проедет большее расстояние по сравнению с колесом с более низкой частотой вращения. Например, если боковой ветер дует слева и автомобиль поворачивает вправо, подача большей мощности на правые оси приведет к повороту автомобиля влево ровно настолько, чтобы уравновесить ветер. [3]
Некоторые продвинутые системы, такие как подвеска Mercedes Active Body Control (ABC), могут смягчать или ужесточать подвеску, обеспечивая те же результаты. [1]
В CWS Volkswagen для управления автомобилем используется коррекция рулевого управления, а не дифференциал или тормоза. Датчики силы в автомобиле сообщают системе ESP, откуда дует ветер, и система ESP соответствующим образом регулирует рулевое управление. Это приводит к снижению потерь энергии и меньшему износу шин, поскольку дифференциал и тормоза не изменяют активно силы, исходящие от трансмиссии .
Компоненты
[ редактировать ]
Тормоза
[ редактировать ]Тормоза используются для остановки автомобиля. Тормоза в некоторых автомобилях CWS используются для управления автомобилем в направлении, противоположном направлению ветра. Это называется векторизацией крутящего момента путем торможения.
Дифференциал
[ редактировать ]Дифференциал в автомобиле предназначен для привода колес и позволяет им вращаться с разной скоростью. Если в автомобиле нет дифференциала, это затруднит поворот и приведет к большему износу шин. В автомобилях с CWS и ESP дифференциал имеет множество датчиков и электроники, позволяющих управлять дифференциалом с помощью программного обеспечения. Это обеспечивает точное управление осями, что делает автомобиль более устойчивым. [4]
Система ЭСП
[ редактировать ]ESP, также известная как электронная программа стабилизации, управляет антиблокировочной системой тормозов (ABS) и системой контроля тяги (TCS). Система контроля тяги работает, прилагая меньший крутящий момент к колесам, чтобы предотвратить перегорание или потерю сцепления с дорогой. Система ABS предотвращает блокировку колес при торможении, что может привести к заносу автомобиля по прямой, даже если водитель захочет повернуть. Используя эти две системы, система ESP использует компьютер, чтобы определить, когда использовать системы ABS и TCS, чтобы автомобиль оставался стабильным и не терял контроль. [5] В автомобилях с CWS CWS использует систему ESP для управления автомобилем, а без ESP она не будет работать.
Приостановка
[ редактировать ]
Подвеска в автомобиле в основном используется для обеспечения плавности хода автомобиля, а также для обеспечения большего сцепления колес при прохождении поворотов. Более мягкая подвеска может вызвать раскачивание, что может привести к снижению отзывчивости рулевого управления и избыточной поворачиваемости . Однако более мягкая подвеска приводит к более плавной и комфортной езде. Жесткая подвеска сводит к минимуму движения кузова и приводит к увеличению сцепления колес с дорогой. Однако более жесткая подвеска может привести к более неприятной езде. Что касается CWS, некоторые автомобили могут ужесточить или смягчить подвеску, чтобы обеспечить лучшее сцепление с определенным комплектом шин, что приводит к лучшему управлению автомобилем в условиях сильного ветра.
Электроусилитель руля
[ редактировать ]Электроусилитель руля (EPS) использует датчики и электродвигатель для усиления рулевого усилия. Колесо подключено к датчику положения рулевого колеса, который сообщает компьютеру о положении рулевого колеса и соответствующим образом подает команду электродвигателю. Используя программное обеспечение, EPS позволяет автомобилям стать самоуправляемыми. В CWS программное обеспечение некоторых транспортных средств может управлять рулевым управлением автомобиля, чтобы предотвратить пробуксовку или опасное движение из стороны в сторону.
Датчики силы
[ редактировать ]Датчики силы используются для определения силы ветра, действующего на бок автомобиля. Эти показания передаются в систему CWS, которая затем регулирует различные компоненты, подобные упомянутым выше, чтобы обеспечить устойчивость автомобиля.
Автомобили с CWS
[ редактировать ]| Транспортные средства | Форд Транзит | Мерседес Спринтер | Фольксваген Крафтер | Мерседес Метры | Мерседес ГЛ-Класс | Мерседес S-Класс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Изображение |  |
 |
 |
 |
 |
 |
| Рекомендуемая розничная цена ($) | $34,510 | $36,355 | Неизвестно – недоступно в США. | $27,180 | $65,500 | $94,250 |
Эффективность
[ редактировать ]В исследовании, проведенном Университетом Айовы с использованием Национального симулятора продвинутого вождения, был проведен тест под названием «Сценарий порыва ветра». В этом сценарии 120 водителей были поровну разделены между более крупным внедорожником и седаном. Водители каждого транспортного средства ездили с выключенной или включенной системой ESC. В ходе испытания водители должны были двигаться по своей полосе движения, а боковой ветер выталкивал водителей на встречную полосу. По результатам, в автомобилях с включенной стабилизацией бокового ветра потерял управление только один водитель, а в машинах без нее - 50 из 179 водителей. [7] Это доказывает, что в условиях сильного бокового ветра наличие ESP и CWS может предотвратить на 30 % больше аварий.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Хильф, Клаус-Дитер; Матейс, Инго; Мосс, Якоб; Раух, Йохен (1 июля 2010 г.). «Автоматическое моделирование сценариев для разработки функции стабилизации бокового ветра» . Тома трудов МФБ . 6-й симпозиум IFAC по достижениям в области автомобильного контроля. 43 (7): 768–772. дои : 10.3182/20100712-3-DE-2013.00195 . ISSN 1474-6670 .
- ^ Технология, CarBike (06 мая 2015 г.). «Что такое боковой ветер? Как работает система помощи при боковом ветре?» . КарБайкТех . Проверено 15 ноября 2020 г.
- ^ Заявка США 2014005892 , Бэр, Михаэль и Вегшайдер, Михаэль, «Способ стабилизации автомобиля при боковом ветре», опубликованная 2 января 2014 г., передана Audi AG , в настоящее время прекращена.
- ^ «Какова функция дифференциала в автомобиле?» . Автосервис Сан . 20.11.2018 . Проверено 15 ноября 2020 г.
- ^ «ESP: Программа электронной стабилизации - Автомобильный инженер: Изучите автомобильную технику у автоинженеров» . 20 сентября 2014 года . Проверено 15 ноября 2020 г.
- ^ Все изображения были взяты из Википедии и не защищены авторскими правами в соответствии с Creative Commons.
- ^ Департамент транспорта. «Федеральные стандарты безопасности транспортных средств; электронные системы контроля устойчивости; органы управления и дисплеи» (PDF) . НАБДД : 327.