Система стабилизации при боковом ветре ( CWS ) — это относительно новая усовершенствованная система помощи водителю в легковых и грузовых автомобилях, впервые представленная в Mercedes-Benz S-Class 2009 года . CWS помогает водителям управлять транспортным средством в условиях сильного ветра, например, при проезде моста или при обгоне полуприцепа. CWS использует датчики скорости рыскания , бокового ускорения , угла поворота рулевого колеса и скорости , чтобы определить, какую помощь следует оказать водителю в определенной ситуации, будь то на разных скоростях или при повороте. [1] Используя различные компоненты по всему транспортному средству, такие как тормоза , дифференциалы и подвеска , CWS может использовать показания датчиков силы, чтобы должным образом помочь водителю в определенной ситуации.
Стабилизация при боковом ветре впервые была использована Mercedes-Benz в 2009 году в классе S, а затем внедрена в фургоны Sprinter и Metris . До появления этой технологии фургоны и грузовики схожего размера имели более высокий риск столкновения в условиях сильного ветра, поскольку поверхность на боку фургонов и грузовиков заставляла ветер толкать бок автомобиля, действуя как парус. Этот ветер может быть вызван ветром на открытой равнине, при пересечении мостов или полуприцепом или любым большим транспортным средством, движущимся с высокой скоростью. Это может привести к заносам и столкновениям, поскольку водитель вынужден сильнее сжимать руль, что может привести к рывкам рулевого управления.
Стабилизация при боковом ветре работает по основному принципу, согласно которому нежелательная сила (боковой ветер) воздействует на силу в противоположном направлении равной силы. Когда датчики автомобиля улавливают нежелательный ветер, аппаратное обеспечение в программе электронной стабилизации автомобиля (ESP) может создать несбалансированное распределение крутящего момента (неравномерное количество силы на каждой оси) на ведущих колесах, что будет противодействовать ветру. [2]
Неравномерное распределение крутящего момента может быть вызвано следующими причинами:
Некоторые передовые системы, такие как подвеска Active Body Control (ABC) от Mercedes, 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, с какой стороны дует ветер, и система ESP соответствующим образом регулирует рулевое управление. Это приводит к отсутствию потерь энергии и меньшему износу шин, поскольку дифференциал и тормоза не изменяют активно силы, исходящие от трансмиссии .
Тормоза используются для остановки автомобиля. Тормоза в некоторых автомобилях CWS используются для помощи в управлении автомобилем в направлении, противоположном направлению ветра. Это называется векторизацией крутящего момента с помощью торможения.
Дифференциал в автомобиле сконструирован для привода комплекта колес и позволяет им вращаться с разной скоростью. Если в автомобиле нет дифференциала, это затруднит поворот и вызовет больший износ шин. В автомобилях с CWS и ESP дифференциал имеет множество датчиков и электроники, чтобы иметь возможность управлять дифференциалом с помощью программного обеспечения. Это позволяет осуществлять точное управление осью, что позволяет автомобилю быть более устойчивым. [4]
ESP, также известная как электронная программа стабилизации, управляет антиблокировочной тормозной системой (ABS) и системой контроля тяги (TCS) автомобиля . Система контроля тяги работает, прикладывая меньший крутящий момент к комплекту колес, чтобы предотвратить выгорание или потерю сцепления с дорогой. Система ABS предотвращает блокировку колес во время торможения, что может привести к заносу автомобиля на прямой, даже если водитель хочет повернуть. Используя эти две системы, система ESP использует компьютер для определения того, когда использовать систему ABS и TCS, чтобы сохранить автомобиль устойчивым и не потерять контроль. [5] В автомобилях с CWS CWS использует систему ESP для управления автомобилем, и без ESP она не будет работать.
Подвеска в автомобиле в основном используется для поддержания плавности хода автомобиля, а также для обеспечения большего сцепления колес при прохождении поворотов. Более мягкая подвеска может вызвать раскачивание, что может привести к менее отзывчивому рулевому управлению и избыточной поворачиваемости . Однако более мягкая подвеска, как правило, приводит к более плавной и комфортной езде. Жесткая подвеска минимизирует движение кузова и приводит к тому, что колеса имеют большее сцепление. Однако более жесткая подвеска может привести к более неприятной езде. Что касается CWS, некоторые автомобили могут делать подвеску более жесткой или более мягкой, чтобы получить большее сцепление с определенным набором шин, что приводит к лучшему управлению автомобилем в условиях сильного ветра.
Электроусилитель руля (EPS) использует датчики и электродвигатель для помощи в рулевом усилии. Руль подключен к датчику положения рулевого колеса, который сообщает компьютеру положение рулевого колеса и соответственно управляет электродвигателем. Используя программное обеспечение, EPS позволяет автомобилям стать самоуправляемыми. В CWS программное обеспечение некоторых транспортных средств может контролировать рулевое управление транспортного средства, чтобы предотвратить пробуксовывание или опасное боковое движение.
Датчики силы используются для определения силы ветра, действующего на бок автомобиля. Эти показания передаются в систему CWS, которая затем регулирует различные компоненты, такие как упомянутые выше, чтобы поддерживать устойчивость автомобиля.
[6]
Исследование, проведенное Университетом Айовы с использованием Национального симулятора передового вождения, провело тест под названием «Сценарий порыва ветра». В этом сценарии 120 водителей были поровну разделены между большим внедорожником и седаном. Водители каждого транспортного средства ехали с выключенной или включенной системой ESC. Тест требовал, чтобы водители ехали по своей полосе, а боковой ветер выталкивал водителей на встречную полосу. Согласно результатам, в транспортных средствах с включенной системой стабилизации бокового ветра только один водитель потерял управление, в то время как в транспортных средствах без нее 50 из 179 водителей потеряли управление. [7] Это доказывает, что в ситуациях с сильным боковым ветром наличие ESP и CWS может предотвратить до 30% больше аварий.