Система VSC: новшество, которое обещает стать стандартом

Наличие компонентов системы активной безопасности для современного автомобиля постепенно становится общепризнанным стандартом. Однако в целом это достаточно ёмкое понятие, поскольку таких компонентов насчитывается уже около десятка. И все они призваны предотвращать возникновение аварийных ситуаций, беря управление автомобилем в критические моменты в свои руки.

Одной из них является система курсовой устойчивости, появившаяся относительно недавно, но уже внедряемая большинством мировых автопроизводителей в своих моделях последних поколений.

Прежде чем перейти к рассмотрению, что такое система VSC в машине, определимся с некоторыми терминами. Курсовая устойчивость – способность автотранспортного средства сохранять вектор движения, не давая автомобилю опрокинуться или уйти в занос. Под управляемостью понимают способность ТС в любой момент времени двигаться в том направлении, которое выбрал водитель.

Что такое система курсовой устойчивости VSC

В российских источниках эту систему иногда называют системой стабилизации движения. Собственно говоря, оригинальное название – Vehicle Stability Control – более близко именно ко второму варианту. Задача системы – противодействовать силам, вызывающим боковое скольжение машины. В сочетании с работой двух других систем, антиблокировочной ABS и антипробуксовочной TRC, такой комплекс активной безопасности позволяет существенно повысить шансы не потерять управляемость при возникновении ситуаций, требующих от водителя не только мгновенной реакции, но и ясности ума, и наличия соответствующего опыта. Все три компоненты встречаются достаточно редко, поэтому в подобных ситуациях на помощь водителю приходят электронные помощники, которые действуют всегда с одинаковой скоростью, полагаясь на показания ряда датчиков.

Антиблокировочная система задействуется, когда в результате действий водителя (правильных или неправильных – это другой вопрос) происходит блокировка колёс при резком торможении. В условиях скользкой дороги это практически всегда приводит к заносам, и задача ABS – сохранить прямолинейную траекторию ТС.

Задача антипробуксовочной системы несколько иная – предотвратить проскальзывание колёс во время резких ускорений авто, чаще всего – при старте с места.

Система стабилизации движения призвана сохранять управляемость автомобилем при вхождении в повороты, независимо от того, разгоняется транспортное средство, тормозит или двигается с равномерной скоростью.

Статистика свидетельствует, что примерно каждая шестая авария происходит по причине потери управляемости автомобилем, в результате заносов, возникающих при потере контакта шин с дорожным полотном.

Система курсовой устойчивости активизируется в следующих случаях:

• при совершении резких манёвров;
• во время проезда участков с разным качеством покрытия автотрассы;
• при недостаточной/избыточной поворачиваемости автомобиля.

Принцип действия VSC заключается в подтормаживании определённых колёс с целью курсовой стабилизации машины.

Но если ABS и TRC направлены на сохранение устойчивости положения автомобиля относительно его продольной оси, то система VSC предотвращает уход транспортного средства от вертикальной оси, что в автомобильной терминологии называют рысканием. Отметим, что аббревиатура VSC не является единственной в отношении данных систем активной безопасности. В зависимости от производителя, можно встретить и другие названия СКУ – ASMS, DSC, VSA, FDR, ESP. Это, кстати, ещё одно свидетельство того, что данная технология молода и не скована рамками определённых стандартов.

Принцип функционирования системы VSC

Обычно резкие повороты руля в водительской практике применяются в исключительных случаях, когда требуется избежать столкновения с другим ТС или наезда на препятствие/пешехода. Если трасса сухая, а покрышки имеют достаточную глубину протектора, с этим проблем не возникает. А вот на скользкой дороге подобные действия обычно приводят к заносу, к уходу с прямолинейной траектории. Далеко не всем водителям удаётся в подобных ситуациях вернуть автомобилю управляемость, что обычно приводит к развороту машины и возникновению аварийной ситуации.

Система VSC как раз и призвана предотвращать заносы, блокируя вращение колёс со стороны, противоположной вектору движения. Беря управление на себя, она способна исправить ошибки водителя, позволяя завершить начатый манёвр, как если бы дорога не была скользкой.

Рассмотрим кинематику бокового скольжения. Центробежная сила при поворотах на относительно больших скоростях заставляет заднюю часть автомобиля двигаться с ускорением в направлении, противоположном повороту. Если сцепление автопокрышек с дорожным полотном хорошее, сила трения препятствует заносу кормы машины. Но если скорость авто превысила некий порог, или же если дорога скользкая (вода, снег, ледяная корка), величина центробежной силы оказывается больше силы сцепления. В этом случае задняя часть автомобиля начинает сваливаться в сторону, несмотря на то, что руль уже возвращён в положение, при котором колёса смотрят прямо.

Такое явление и называют боковым скольжением. Отметим, что в определённых ситуациях смещаться могут и передние колёса.

https://www.youtube.com/watch?v=VH6D3vYvVJ8

И ещё один нюанс: если боковое скольжение началось при резком повороте руля на сухом дорожном покрытии, оно редко бывает затяжным, и обычно реакции водителя бывает достаточно, чтобы удержать автомобиль от дальнейшего заноса. Другое дело – скользкая автотрасса. Здесь одной реакции недостаточно, поскольку единственное средство, позволяющее водителю остановить занос – это вращение руля в противоположную сторону, чего оказывается недостаточно для выравнивания машины. Торможение также оказывается бесполезным, поскольку блокируются либо оба задних, либо оба передних колеса, что при уходе от продольной оси никак не способствует возвращению транспортного средства в исходное состояние. Это означает, что только система VSC в автомобиле способна эффективно справляться с подобными ситуациями.

Если происходит проскальзывание задних колёс, такое явление называют избыточной поворачиваемостью, и в этом случае заносит заднюю часть авто в сторону, противоположную повороту. Если убрать поступательную компоненту движения, то останется только вращение авто вокруг вертикальной оси, что может стать причиной его разворота. Понятно, что такие ситуации смертельно опасны, даже если предположить, что дорога пустынна и встречных машин нет – автомобиль может просто съехать в кювет, что при движении на большой скорости приведёт к его опрокидыванию.

Если начинают проскальзывать передние колёса, заносить в сторону, противоположную повороту, будет переднюю часть ТС. В этом случае говорят о недостаточной поворачиваемости, но последствия будут теми же – занос с выездом на встречку и возможный разворот, но уже против часовой стрелки.

Работа системы VSC при избыточной поворачиваемости

Стандартный приём, позволяющий предотвратить занос задней части автомобиля – быстрый поворот руля в обратную сторону. Но, во-первых, он не всегда помогает, а во-вторых, он требует от водителя быстрой реакции, что в критических ситуациях удаётся не всем и не всегда.

Система курсовой стабилизации действует по-другому, не используя механизм поворота колёс (в принципе уровень современных технологий позволяет реализовать и данную функцию – достаточно вспомнить о беспилотных автомобилях). В её задачи входит использование индивидуального торможения и управление дроссельной заслонкой.

Как это происходит? Если сигнал от датчика выявит начало вращения авто вокруг вертикальной оси по часовой стрелке, система VSC активируется, прикрывая дроссельную заслонку независимо от того, насколько утоплена педаль акселератора. Это приводит к уменьшению скорости вращения ведущих колёс, в результате чего сцепление покрышек с дорогой в пятне контакта улучшается. Одновременно с этим начинается подтормаживание левого переднего колеса, что приводит к возникновению силы, толкающей передок машины в сторону, противоположную повороту, предотвращая вращение вокруг оси. И хотя автомобиль при этом может сместиться со свое полосы движения, главную задачу система курсовой устойчивости выполнит – выровняет траекторию движения на прямолинейную, что позволит безопасно завершить манёвр.

Стабилизация траектории при недостаточной поворачиваемости

Если занос автомобиля вызван проскальзыванием передних колёс, это грозит выездом на встречную полосу движения и последующим заносом машины в кювет. Физика процесса здесь несколько иная, но действия системы VSC примерно те же – они направлены на предотвращение заноса и выравнивание автомобиля таким образом, чтобы позволить ему двигаться по «правильной» траектории.

Для этого опять же происходит закрытие дроссельной заслонки, чтобы увеличить сцепление резины с дорогой, одновременно начинает подтормаживаться заднее внутреннее колесо, что и позволяет удержать передок транспортного средств от сноса, предотвращая боковое скольжение.

Как система VSC определяет момент начала бокового заноса

Мы уже упоминали, что система стабилизации движения работает в связке с другими системами активной безопасности. В её состав входят следующие компоненты:

• датчики;
• информационный блок;
• ЭБУ;
• исполнительные механизмы.

Рассмотрим работу каждой из них. Система VSC использует шесть датчиков, два их которых находятся под центральной консолью автотранспортного средства:

• первое устройство – датчик угловой скорости, в задачи которого входит определение момента, когда автомобиль начинает вращаться вокруг вертикальной оси. Его ещё называют датчиком рысканья, поскольку такое движение авто именуют рысканием. Английское (и международное) наименование датчика – Yaw Rate Sensor;
• вторым устройством, входящим в систему датчиков курсовой устойчивости, является датчик замедления (Deceleration Sensor), функции которого заключаются в определении величины замедления центра тяжести легкового автомобиля в направлениях относительно вертикальной и боковых осей;
• следить за углом поворота направляющих колёс – задача датчика угла поворота (Steering Angle Sensor);
• скорость вращения колёс отслеживается датчиком скорости, который устанавливается на все колёса;
• ДПДЗ (Throttle Position Sensor) датчик, который определяет текущий угол дроссельной заслонки;
• наконец, в функции датчика измерения уровня давления в главном ТЦ (Master Cylinder Pressure Sensor) входит отслеживание давления в тормозной системе, которое изменяется при нажатии педали тормоза.

Все данные, отслеживаемые датчиками, отсылаются в бортовой компьютер, который их анализирует и на основании полученной информации определяет, следует ли активировать исполнительные устройства, чтобы избежать бокового заноса автомобиля.

Исполнительных механизмов в системе курсовой устойчивости два: один из них отвечает за индивидуальное подтормаживание колёс посредством изменения уровня давления в колёсных тормозных цилиндрах, второй приводит в движение дроссельную заслонку (призакрывает её, чтобы уменьшить скорость вращения колёс).

Как только ЭБУ определяет, что машина вошла в боковое скольжение, тут же на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампочка и приводится в действие механизм предотвращения заноса. Кроме световой индикации, о начале вращения автомобиля вокруг вертикальной оси информирует и звуковой сигнал.

Итак, алгоритм работы системы курсовой устойчивости можно описать следующим образом:

• бортовой компьютер, постоянно получает данные от всего комплекса вышеописанных датчиков, анализируя их и принимая решение, началось ли рыскание автомобиля. Если да, то ЭБУ определяет, в какую сторону начался занос (то есть следует реагировать на избыточную или недостаточную поворачиваемость автотранспортного средства);
• если начался занос, немедленно активируется механизм прикрытия дроссельной заслонки, что приводит к замедлению скорости вращения колёс;
• одновременно подаётся управляющий сигнал в гидравлический блок тормозной системы с целью подачи давления в нужный тормозной цилиндр для подтормаживания соответствующего колеса;
• при этом загорается сигнальная лампочка и звучит предупредительный сигнал, информирующие водителя, что начался занос и включен режим активизации системы VSC.

Отметим, что на некоторых моделях автомобилей имеется кнопка VSC OFF, позволяющая отключить систему курсовой устойчивости. Однако при этом деактивация не полная: при затяжных заносах система всё-таки срабатывает, хотя и с определённой задержкой. Многие автовладельцы, предпочитающие спортивный стиль езды, самостоятельно отключают систему, однако поскольку она сопряжена с работой ABS и TRC, то они также становятся неработоспособными. Так что советовать подобные модификации системы активной безопасности автомобиля никак нельзя.

Поскольку работа системы зависит от множества компонентов, неисправность любой из них (датчика, управляющего механизма, сбой прошивки ЭБУ) приведёт к загоранию лампочки чек VSC. Как правило, в подобных ситуациях самостоятельное диагностирование проблемы затруднительно.

Особо отметим, что загорание Check VSC System может означать и поломки, вообще не имеющие отношения к системе курсовой устойчивости, поэтому в подобных ситуациях следует обращаться в сервисный центр, где опытные и квалифицированные специалисты определят причину загорания лампочки.