Безпека колись була шикарним доповненням. Наразі це базовий стандарт. Автомобільні виробники витратили десятиліття та мільярди доларів на підвищення стандартів безпеки. Навіть найдоступніші компактні автомобілі сьогодні забезпечують кращий захист ніж розкішні седани 90-х років. Вам не потрібно спустошувати банківський рахунок, щоб убезпечити свою сім’ю. Сучасні автомобілі – це фортеці з датчиків та електронних схем.
Ці системи ґрунтуються на мікросхемах. Вони відстежують ваші події. Вони спостерігають за роботою автомобіля. Якщо щось іде не так, вони втручаються. Найбільший виграш у безпеці досягається саме при гальмуванні. Безпечна зупинка – найважливіший фактор у запобіганні зіткненню. Майже всі сучасні автомобілі оснащені антиблокувальною системою гальм (ABS). Додайте до неї систему електронної стабілізації (ESC), і ви отримаєте налаштування, які можуть допомогти запобігти аваріям.
Але всередині гальмівної системи є більш сучасний рівень технологій. Він називається “Електронний розподіл гальмівних зусиль” (EBD).
Зміст
Фізика зупинки
ABS запобігає блокуванню коліс. EBD гарантує, що до кожного колеса додається правильна кількість тиску для ефективного гальмування. Це проблема, яку неможливо вирішити лише за допомогою ABS.
Вага автомобіля не статична. Він зміщується. Коли ви натискаєте на гальмо, передня частина автомобіля опускається. Передні колеса несуть більше навантаження, ніж задні. Застосування однакового гальмівного зусилля до всіх чотирьох колес може призвести до блокування легших задніх коліс в той час, як більш важкі передні колеса продовжують обертатися. Це прямий шлях до занесення.
EBD коригує цей дисбаланс. Обчислює навантаження на кожну шину. Регулює тиск гальмівної рідини для кожного колеса реального часу. Легша задня частина означає менший тиск на неї. Це ще актуальніше, якщо передня частина важка. Все це відбувається за мілісекунди.
Чому це важливо?
Ви можете подумати, що ABS достатньо. При екстреному гальмуванні так. Однак ABS не враховує перерозподілу ваги. Вона реагує лише на швидкість обертання коліс. EBD враховує фізику зупинки. Це гарантує, що автомобіль продовжує рухатися прямою. Максимально підвищує ефективність гальмування. Без цього ви покладалися б на систему, яка відноситься до всіх чотирьох колес однаково. А вони не однакові.
Ця технологія не нова. Але вона стає нормою. Це тихе диво технологій. Ви не дізнаєтесь, що вона працює, доки щось не піде не так. Якщо це станеться, вона запобігатиме виїзду на смугу зустрічного руху.
Чи варто шукати старий автомобіль? Або купити новий? Це залежить від того, як ви керуєте. Але для більшості людей це обов’язковий захист. Він не впадає у вічі. Немає запобіжних лампочок, що горять тижнями. Він просто працює.
Єдине, що стоїть між вами та втратою контролю через ковзання, — це тертя. Це проста фізика. Коли ви натискаєте на педаль акселератора, тертя змушує автомобіль рухатися вперед. Коли ви натискаєте на гальмо, тертя уповільнює вас. Ось чому крига викликає страх. Коефіцієнт тертя наближається до нуля. Ви не можете його збільшити. Ви не можете зупинити його.
Але тертя також забезпечує бічне зчеплення. Без нього автомобіль не зміг би рухатися у напрямку, вказаному колесами. Він почав би ковзати боком. Управління напрямком повністю губиться.
Втрата цього зчеплення не обов’язково пов’язана із льодом. Це відбувається, коли ви гальмуєте надто різко. Коли колеса перестають обертатись, інерція автомобіля продовжує штовхати його вперед. Це називається блокуванням коліс. Колеса повністю перестають обертатися. Вони втрачають усі зчеплення з дорогою. Автомобіль стає подібним до саней, і як тільки колеса заблокуються, він почне ковзати в будь-якому напрямку.
Відношення прослизання та ABS
Секрет запобігання ковзанню полягає в контролі відносини прослизання. Це різниця між швидкістю автомобіля та швидкістю обертання шин. В ідеалі існує невелике відношення прослизання, яке максимізує зчеплення. Але якщо шини перестають обертатися, поки автомобіль рухається зі швидкістю 60 миль на годину, замет стає катастрофічним.
Антиблокувальна система гальм (ABS) у реальному часі відстежує це відношення. Вона регулює тиск у гальмівній системі, щоб підтримувати ставлення прослизання на оптимальному рівні. Достатньо прослизання для зчеплення, але недостатньо для блокування коліс.
Перерозподіл ваги ускладнює справу. Коли ви натискаєте на гальмо, автомобіль нахиляється вперед. У автомобілях з переднім розташуванням двигуна вага переноситься на передню вісь. Це підвищує зчеплення передніх шин. Задні шини його втрачають. Цей дисбаланс призводить до того, що задні колеса блокуються першими.
Старі гідравлічні системи використовували пропорційний клапан зниження тиску в задніх гальмах. Це статичне рішення. Зміни дорожніх умов та індивідуальне навантаження на шини не враховуються. ABS робить ці механічні клапани насправді застарілими для динамічного контролю.
Введення електронної системи розподілу гальмівних зусиль (EBD)
ABS регулює прослизання. EBD дбає про розподіл ваги.
Електронна система розподілу гальмівних зусиль (EBD) використовує самі датчики, що й ABS. Електронний блок керування (ЕБУ) індивідуально відстежує кожне колесо. Коли ЕБУ виявляє прослизання задніх коліс, він знижує гальмівне зусилля на задніх колесах. Він підтримує чи збільшує тиск на передні колеса. Це відтворює ідеальний розподіл ваги під час гальмування.
EBD також вирішує проблеми під час проходження поворотів. При повороті зовнішні колеса проходять більшу відстань і рухаються швидше, ніж внутрішні. Коли гальмівна система застосовує однакове зусилля всім колесам, внутрішнє колесо блокується. Це може спричинити надмірну повертаність (знос задньої осі). Задня частина автомобіля вивертається назовні. Ви втрачаєте траєкторію.
EBD виявляє надмірне уповільнення внутрішніх коліс. Він знижує тиск у цих конкретних шинах. Він продовжує сильно гальмувати зовнішні колеса підтримки стабільності. Автомобіль залишається стійким.
Апаратне забезпечення, що стоїть за логікою
Ці коригування відбуваються за мілісекунди. ЕБУ обробляє дані з датчиків швидкості коліс, датчика кута повороту керма та датчика кутової швидкості нишпорення. Він обчислює оптимальний гальмівний тиск для кожного кута автомобіля. Потім він відправляє імпульс гідравлічним модуляторам. Ці регулятори змінюють тиск рідини у гальмівних магістралях.
Як досягаються ці електронні чудеса? На наступній сторінці пояснюється апаратне та програмне забезпечення, яке використовують системи EBD для незалежного контролю кількості гальмівного зусилля, що прикладається до кожної шини.
Компоненти системи електронного розподілу гальмівних зусиль
Фізичне обладнання міцне та довговічне. Ці датчики розроблені так, щоб витримувати вібрацію, тепло та вологу. Гальмівні шланги посилені для протистояння раптовим змін тиску. ЕБУ водонепроникний та ізольований.
Але справжня магія полягає у коді. Алгоритми постійно адаптуються. Вони навчаються. Вони реагують. Вони реагують не лише на дорогу. Вони реагують на водія. І на автомобіль.
Як працює система EBD і чому вона важлива
Фізичні компоненти системи електронного розподілу гальмівних зусиль (EBD) не відрізняються від компонентів стандартної антиблокувальної системи гальм (ABS). Різниця полягає не в матеріалах (метал чи пластик), а в програмному коді.
Існує три основні апаратні компоненти, що забезпечують роботу EBD. Необхідний датчик для моніторингу прослизання коліс. Потрібен клапан, здатний регулювати гідравлічний тиск кожного колеса. Також потрібний електронний блок керування (ЕБУ), який виконує основну обчислювальну роботу, визначаючи точну кількість гальмівного зусилля, необхідну для кожного колеса.
Роль датчика швидкості в системі EBD
Для визначення прослизання коліс системі потрібні два показники. Їй потрібно знати, з якою швидкістю обертається конкретне колесо. Також потрібно знати, з якою фактичною швидкістю рухається автомобіль.
Якщо колеса обертаються повільніше за загальну швидкість автомобіля, це означає втрату зчеплення. Це початок занесення.
Кожне колесо має свій власний датчик швидкості. Жоден із датчиків не вимірює прямолінійний рух автомобіля. Натомість система EBD усереднює дані з усіх чотирьох коліс. Це усереднене значення стає базовою швидкістю автомобіля.
Модуляція гальмівного зусилля
Гальма працюють за гідравлічним принципом. Рідина подається до магістралі, штовхаючи поршень до ротора. Саме тут набуває чинності система EBD.
Електромагнітні клапани розташовані між головним гальмівним циліндром та колесами. Ці клапани можуть швидко відкриватися та закриватися. Вони контролюють точну кількість рідини, що надходить до кожного гальмівного супорта або колісного циліндра. Це дозволяє системі застосовувати більший чи менший тиск до конкретного колеса за мілісекунди.
ЕБУ як «мозок» системи
ЕБУ є невеликим комп’ютером, вбудованим у модуль ABS. Він приймає необроблені дані від датчиків швидкості. Він розраховує коефіцієнт ковзання для кожного колеса. Потім він подає команди модуляторам регулювання тиску.
Мета проста: підтримувати коефіцієнт прослизання кожного колеса в безпечному та ефективному діапазоні. Не дуже багато прослизання. Не надто мало. Достатнє зчеплення для зупинки без блокування коліс.
Датчики нишпорення та стійкість
Сучасні установки EBD оснащені датчиком нишпорення. Цей пристрій визначає, як автомобіль обертається навколо вертикальної осі. Можна сказати, що воно вимірює обертання автомобіля у повороті.
Система порівнює ці дані про обертання даних від датчика кута повороту рульового колеса.
Це порівняння виявляє дві поширені проблеми:
* Надлишкова повертаність (Oversteer): Задня частина автомобіля виноситься назовні більше, ніж потрібно.
* Недостатня повертаність (Understeer): Передня частина автомобіля продовжує рухатися вперед, ігноруючи введення керма.
Система EBD може коригувати ці проблеми шляхом вибіркового гальмування певних коліс. При недостатній повертаності система застосовує зусилля гальма до внутрішнього заднього колеса. Це створює точку повороту, яка допомагає передній частині автомобіля повернути усередину. При надмірній повертаності гальмується зовнішнє заднє колесо. Це втягує задню частину у лінію руху.
Цей коригувальний захід зазвичай працює у поєднанні з електронною системою курсової стійкості (ESC) для запобігання перекиданню та втраті контролю.
Чи варто EBD своїх зусиль?
Апаратне забезпечення дуже просунуте. Програмне забезпечення ще складніше. Але чи змінить це ваш стиль керування?
На наступній сторінці розглядаються практичні переваги безпеки цієї системи у вашому автомобілі.
Як електронний розподіл гальмівних зусиль може врятувати життя в екстрених ситуаціях
Ви їдете зі швидкістю 50 миль на годину. З’являється перешкода. Зупинений транспортний засіб. Ваш інстинкт підказує різко загальмувати і уникнути зіткнення. Якщо ви використовуєте застарілі гальмівні системи, ви, швидше за все, приречені. Перенесення ваги при різкому гальмуванні призводить до того, що передня частина автомобіля піднімається, а задня опускається. Ця зміна може призвести до втрати зчеплення задніх шин та їх блокування. Заблоковані колеса не повертаються. Ви стаєте подібно до снаряда, що ковзає прямо до бампера, якого намагаєтеся уникнути. Ще гірше: задню частину заносить. Починається надмірна повертаність, і автомобіль обертається. Результати зазвичай виявляються плачевними для всіх, хто знаходиться в салоні.
Пропонуємо систему електронного розподілу гальмівних зусиль (EBD). Це не шикарна опція. Це базове страхування безпеки. EBD запобігає блокуванню коліс. Підтримуйте контакт шин із дорогою. Ви зберігаєте контроль. Ця система регулює гальмівний тиск на внутрішні та зовнішні колеса при проходженні поворотів, усуваючи надмірну повертаність. Уникайте перешкод. Автомобіль залишається у стабільному стані. Пасажири залишаються неушкодженими. Це просто звучить. Тому що результат чи/або. Іншими словами: жити чи не жити.
Водіння по дорогах з низьким зчепленням
Лід. Дощ. Олія. Ці умови перетворюють асфальт на слизьку поверхню. Юзи відбуваються швидко. EBD не бачить дорожнє покриття. У неї немає «очей». Вона не знає, що ви їдете чорним льодом, поки не буде занадто пізно для ручної корекції. Тоді як вона допомагає? Вона зчитує коефіцієнт прослизання. Датчики швидкості обертання коліс у реальному часі передають дані до блоку управління. Якщо одне колесо знаходиться на сухому асфальті, а інше на льоду, коефіцієнт прослизання між ними починає розходитися. Система виявляє цю асиметрію. Миттєво коригує гальмівне зусилля для конкретного кута автомобіля.
Нема чарівної кнопки. Ви не можете порушити закони фізики. Однак EBD робить екстрене гальмування максимально безпечним з погляду фізики на слизьких поверхнях. Вона компенсує різний рівень зчеплення, що людська нога не може виявити. Ви залишаєтеся під контролем. Ви не впадаєте в неконтрольовану замет.
Фактор навантаження в багажнику
Більшість водіїв не замислюються над багажником. Вони завантажують його багажем. Важким багажем. Це змінює центр тяжкості. Додає масу до задньої осі. Додаткова вага збільшує зчеплення задніх коліс. Стандартний механічний пропорційний клапан має фіксовану криву. Він не може адаптуватися до завантаженого автомобіля. Коли автомобіль легкий, ви можете загальмувати задні колеса. Якщо автомобіль важкий, ви недовантажуєте їх гальмами. EBD вирішує цю проблему. Вона фіксує зміну коефіцієнта прослизання, викликане доданою масою. Вона прикладає більшу гальмівну зусилля до задніх шин, де зчеплення тепер вище. Відстань гальмування скорочується. Найкраща стабільність. Ви керуєте не просто автомобілем. Ви керуєте динамічною системою, яка змінюється. EBD оновлює параметри кожної мілісекунди.
Чому це важливо у повсякденній їзді
Безпека потрібна не лише на гоночних трасах. Вона потрібна для керування покупками. Для ділової подорожі. EBD працює у зв’язці з ABS (антиблокувальною системою гальм). Системи контролю тяги та електронної стабілізації також інтегровані. Ці системи утворюють страхову мережу. Вони перехоплюють помилки перед тим, як вони призведуть до аварій. Технологія дозріла. Це стандартне обладнання. Однак, розуміння принципу її роботи змінить ваш стиль водіння. Ви довіряєте системі. Ви можете їздити з великою впевненістю. Коли ви натискаєте на педаль, знаєте, що автомобіль виконує важку роботу.
Для отримання додаткової інформації про технології безпеки перейдіть за посиланнями на наступних сторінках.
Детальна інформація
Пов’язані статті блогу
-
Вікторина з безпеки автомобіля
-
5 відео краш-тестів
-
Топ-5 відео про водіння та безпеку
-
Як працює подушка безпеки
-
Як працюють штрафи за порушення правил дорожнього руху
-
Як працюють автомобілі з функцією автопаркування
-
Як працюють камери фіксації порушень на червоне світло
-
Чи можуть автомобілі справді вижити?
-
Чи проводився колись краш-тест за участю живої (або мертвої) людини?
– Як лазерний радар вимірює швидкість автомобіля?
Джерела
- Карі, Ларрі. “Електронний розподіл гальмівних зусиль: нові технології відкривають можливості для сервісу”. Imported cars. 1 лютого 2009 р. (3 листопада 2009 р.) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
– Вільям Б. Ріббенс, «Розуміння автомобільної електроніки». 6-те видання. 2003 р. Elsevier Science. Берлінгтон, Массачусетс
