Система управления стабилизацией. Использование VSM - анализа при изучении бережливых технологий

Одна из основных проблем, стоящих перед автопроизводителями – повышение безопасности автомобиля, в том числе и в процессе движения. Для этого машины оснащаются различными устройствами, помогающими водителю справиться с управлением в самых сложных ситуациях. Одной из них является интегрированная система активного управления VSM.

О силах и моментах

Крутящий момент, развиваемый мотором, поступает на колеса, и автомобиль начинает двигаться. Так очень упрощенно можно описать процесс его перемещения. Однако при начале движения, маневрировании и торможении, на автомобиль воздействуют самые разнообразные силы, причем характер их воздействия зависит от скорости, состояния дороги и действий водителя.

Порой эти действия ошибочны и неправильны, следствием чего может оказаться ДТП. Чтобы избежать такого, разработчиками придумано не одно электронное устройство, оказывающее помощь водителю в сложных условиях. Не касаясь их всех, достаточно упомянуть о самых известных и находящихся у всех на слуху:

ESP – система курсовой устойчивости (у разных производителей она носит разное название – ESC, DSC, DTSC и т.д. В дальнейшем тексте будет использоваться наиболее распространенная аббревиатура ESP);

Работа любого из подобных устройств активного управления, основана на постоянном контроле сигналов от датчиков. По ним контроллером определяется несоответствие реального режима движения автомобиля тому, что должно быть, им же принимаются необходимые меры, например он сбрасывает скорость, притормаживает или разблокирует колесо, меняет режим работы двигателя.

Система активного управления VSM

Стоит упомянуть ещё одну, несколько специализированную, но полезную интегрированную систему управления VSM. Сама по себе она не работает, только в комплекте с ESP и ABS. Если ABS обеспечивает устойчивость при торможении, TCP при разгоне, ESP препятствует боковым смещениям и занимается стабилизацией положения автомобиля при манёврах, то система VSM как бы интегрированная, объединяющая работу всех остальных узлов и действия водителя.

Система VSM объединяет электродвигатель рулевого управления, ESP и ABS. Как заявляют производители авто с VSM, система управления стабилизацией противодействует ошибочным действиям водителя , т.е. если им в критической ситуации выполняются неправильные действия для управления автомобилем, то VSM будет им противодействовать.

В более понятном изложении это значит, что если водитель при выполнении маневра крутит руль не в ту сторону, то это потребует от него значительных усилий. Тогда как при правильном движении руля ничего подобного не происходит.

Задачи, которые решает VSM

Если попытаться обобщить, какие задачи решает подобная интегрированная система, то можно отметить следующее:

облегчение усилия на руле при парковке и маневрировании на малой скорости;
увеличение на большой скорости крутящего момента рулевого колеса;
увеличение реактивного усилия колес при их возврате в среднее положение;
корректировка положения передних колес при движении по дороге с уклоном, боковом ветре, различии давления в колесах;
повышение устойчивости (курсовой).

Таким образом, стабилизацией положения автомобиля на дороге в процессе движения, система VSM занимается точно так же, как ESP, ABS и другие аналогичные по назначению устройства. Разница между ними будет заключаться в том, что VSM через электромеханический усилитель оказывает воздействие на рулевое колесо, а не на тормоза . Иными словами, объединяется воздействие на руль и тормоза.

Особенно это актуально, когда происходит разгон или торможение на разной поверхности (одно колесо на льду, воде или ином покрытии, другое на асфальте). Как правило, в результате автомобиль начинает тянуть в сторону. Для исправления ситуации на рулевой механизм подаются управляющие сигналы, корректирующие положение авто. В принципе, рассмотренная ситуация является типичной для работы подобной системы управления. Возможность возникновения заноса, может повториться при резком маневрировании, в таком случае VSM также поможет удержать автомобиль от заноса.

Необходимо отметить, что подобное устройство не входит в стандартную комплектацию автомобиля.

Такая система активного контроля, как VSM, в первую очередь обеспечивает устойчивость автомобиля на курсе, при его движении по отличающемуся покрытию под разными колесами. В этом случае формируются не только сигналы на притормаживание отдельного колеса, но и на рулевое управление, благодаря чему авто продолжает двигаться по заданному курсу, и удается избежать его заноса.

На чтение 4 мин.

интегрированная система активного управления vsm. В статье описано основное назначение системы, принципы ее работы и взаимодействия с иными службами безопасности авто.

Аварии автокатастрофы ежегодно уносят миллионы человеческих жизней. Шокирующая цифра напрямую связана с количеством автомобилей, которое в мире уже достигло неких астрономических показателей. Именно поэтому инженеры при разработке современных автомобилей во главу угла ставят безопасность водителя и пассажиров. Одним из последних изобретений современных инженеров, на сегодняшний день является интегрированная система vsm. По сути это именно то, что поможет водителю даже в самой сложной и экстремальной дорожной ситуации при помощи активного управления автомобилем.

Однако понять ее принцип действия, можно только разобравшись с принципами работы самых известных систем безопасности, которые сегодня знакомы многим.

Системы безопасности современного автомобиля

При экстренном торможения или при маневрировании, автомобиль ведет себя согласно всем законам физики. Нередки случаи, когда неопытные водители вылетаю с дороги или, попадают в серьезные аварии просто потому, что не знают, чего ожидать от своего же автомобиля. На сегодняшний день существует очень много электронных устройств, которые согласно задумкам их разработчиков, должны прийти на помощь водителю в экстренной ситуации. Вот только самые известные из них:

ABS– антиблокировочная система для колес. Выручит при экстренном торможении на скользкой или мокрой дороге. Система прост не позволит колесам блокироваться и пойти юзом, что, в свою очередь, спасет автомобиль от попадания в неуправляемый занос.
EPS– служит для курсовой устойчивости (в зависимости от производителя авто, может называться по разному).
TCP – антипробуксовочная система.

Все эти устройства во время своей работы обрабатывают полученные от датчиков сигналы и на основе этого реагируют тем или иным образом.

К примеру, система безопасности сама может резко притормозить, изменить нагрузку на двигатель или разблокировать автомобильное колесо.

Казалось бы, при чем здесь интегрированная система? Ответ прост: задача vsm объединить на себе работу всех систем безопасности и при необходимости противодействовать неправильному поведению водителя и тем самым решать вопросы активного управления автомобилем.

Особенности работы

Интегрированная в авто система активного управления агрегат узкоспециализированный. На практике его применяют относительно недавно, и встречается устройство только на относительно новых автомобилях, естественно исключительно на иномарках – Вазовские инженеры ничего подобного пока не изобрели. Фактически она работает только комплектом с вышеперечисленными системами безопасности и координирует их работу. Кроме того, vsm может воздействовать на электрическую колонку руля. Как заявляют разработчики - это система управления в экстренной ситуации может даже блокировать неправильные действия со стороны водителя. На практике это выглядит следующим образом: если водитель начнет крутить руль не в ту сторону. В тот самый момент маневра от него потребуются значительные усилия, нежели при обычном управлении автомобилем. Разница почувствуется сразу и резко, так, чтобы гарантировано внимание водителя.

Основные задачи

Система управления vsm, по словам, разработчиков способна выполнять как минимум 5 важнейших задач в числе которых:

Существенное облегчение движения рулевой колонки при парковке или маневрировании на очень медленной скорости.
Крутящий момент рулевого колеса на высокой скорости благодаря работе системы существенно увеличивается.
Увеличивается реактивное усилие колес в тот момент, когда они возвращаются в среднее положение.
Система корректирует положение передних колес в момент движения по дороге с уклоном, если дует боковой ветер или различается давление в шинах.
Курсовая устойчивость значительно повышается.

Таким образом, получается, что чаще всего vsm в момент своей работы обращается к электрическому усилителю руля и через него оказывает существенное воздействие на поведение автомобиля и работу всех систем безопасности. То есть фактически vsm объединяет воздействие служб безопасности автомобиля на руль и тормоза.

На практике свою актуальность и необходимость система доказывает в момент резкого разгона или торможения. Особенно в тех ситуация, когда одно из колес находиттся в неудовлетворительных для вождения условиях в воде или например стоит на неровной поверхности, а другое напротив на сухом и ровном асфальте. Автомобиль в этой ситуации запросто может начать утягивать в сторону и возможен неконтролируемый занос. Именно в этот момент и вмешивается vsm, которая делает все, чтобы удержать автомобиль на дороге и не дать ему уйти в занос.

На практике работа системы совсем незаметна. Увидеть или почувствовать ее в работе смогут только опытные водители. Новички же действия невидимого помощника, скорее всего, оставят без внимания и почувствуют разницу только пересев на другой автомобиль.

Последние пару десятилетий ведущие промышленные лидеры в разработке и производстве автомобилей столкнулись с серьезной проблемой низкой готовности водителя к управлению машиной в условиях повышенного риска. Множество фактов и полицейская статистика говорят, что умения управлять сложным, тяжелым и мощным легковым автомобилем так, чтобы не убить себя и других, среднестатистическому водителю уже не хватает.

Первой, ориентированной на комплексное решение проблемы, стала интегрированная система активного управления VSM. По сути, произошло объединение нового компьютерного блока с системой сенсоров и управляющих модулей антиблокировки тормозов и системы обеспечения курсовой устойчивости.

Какие функции возложены на интегрированную систему активного управления VSM:

получение от всех имеющихся датчиков автомобиля максимально достоверной информации о текущем состоянии автомобиля;
сравнение объективности управляющих команд АБС и ЕСП с тенденциями действий водителя и сравнение их с оптимально возможными вариантами, заложенными в памяти;
непрямое вмешательство VSM в работу рулевого колеса, двигателя, тормозной системы и коробки передач.

Важно! Система VSM отличается от многочисленных вариантов интеллектуальных помощников тем, что она помогает водителю действовать, не ограничиваясь информированием или рекомендациями.

Как работает интегрированная система активного управления VSM

Идея внедрения аналога автопилота, помогающего водителю действовать, а не только информировать, витала в умах разработчиков довольно долго, но полноценную реализацию в интегрированном виде VSM, как системы активного управления, получила только после увеличения мощности управляющих контроллеров и внедрения электроусилителей руля.

Разумеется, вращать рулевое колесо, подруливать и маневрировать вместо водителя система VSM не будет, у нее пока нет такой возможности. И если на пути возникнет препятствие или будут грубо нарушены правила ДД, система активного управления ничем помочь не сможет. Хотя более свежие разработки с интегрированным круговым радаром и системой GPS вполне смогут принимать правильное решение, участвуя в активном управлении автомобилем.

Основной задачей, как интегрированной или объединенной структуры, существующей системы VSM является помощь активным вмешательством в работу электроусилителя руля. VSM как система управления, занимается стабилизацией положения машины при движении. Пока стабильное положение автомобиля считается основным критерием его безопасности.

Что ожидать водителю от активного управления системы VSM:

увеличение сопротивления или необходимого прилагаемого усилия на руле при движении с большой скоростью. Руль теряет остроту, и благодаря этому управление курсом становится более взвешенным и плавным. Даже при желании попытаться резко рвануть руль, система VSM просто не позволит это сделать, мгновенно нарастив «тяжесть» руля;
подруливание передними колесами при возникновении риска срыва машины в занос, движение юзом или резком уменьшении сцепления одного-двух колес с дорожным покрытием, возникновении проблем с шиной или подвеской;
интегрированное влияние на обеспечение устойчивости по траектории движения.

Кроме рулевого колеса, система активно использует возможности тормозов, как самостоятельно, так и через антиблокировочный модуль. Для успешной работы блока VSM в напарники нужны также модуль ESP, отвечающий за курсовую устойчивость, и схема борьбы с пробуксовкой.

Классическим примером, демонстрирующим успешную работу VSM, является прохождение - объезд змейкой ряда препятствий или движение на большой скорости с контролируемым заносом в достаточно глубоком повороте. Подобные тесты выбраны не случайно, ведь они составляют примерно 80% от всех маневровых перестановок машиной на дороге.

Теоретически в заносе VSM должна перераспределить крутящий момент на наружную пару колес и притормозить внутреннюю пару для подворота на пару градусов в сторону, противоположную направлению заноса. Так машина гарантированно будет избавлена от угрозы столкновения с обочиной и плавно завершит прохождение поворота.

Если торможение будет признано неэффективным или даже вредным, система VSM отключит АБС, или тормозить будут индивидуально одно-два колеса. В управлении рулевым колесом водитель почувствует, что вращение в «запрещенном» направлении будет непомерно тяжелым, а в оптимальную сторону максимально облегчено для ускорения поворота.

Это так называемая система интуитивного реагирования на ситуацию. В критическом положении водителю просто некогда думать и анализировать, приходится инстинктивно принимать решения, и зачастую подсказка блока VSM приходится весьма кстати.

При длительном переезде, после 4-5 часов управления авто, неизбежно начнет накапливаться усталость. В этом случае система VSM значительно разгрузит водителя и в большей мере подстрахует, избежав рискованных ситуаций.

Что хорошего и плохого в VSM

Основной постулат применения разнообразных электронных помощников в управлении авто базируется на незыблемом правиле - самая продвинутая, активная и интегрированная система не должна создавать дискомфорт в управлении автомобилем. VSM в этом - не исключение.

Ее невидимость в автомобиле доведена до такого состояния, что многие покупатели новых авто, оснащенных интегрированной системой активного управления VSM, даже после обкатки машины ее не замечают и просто начинают сомневаться в ее наличии.

Что такое интегрированная система активного управления в автомобиле и стоит ли переплачивать за нее при покупке авто? и получил лучший ответ

Ответ от F[активный]
Система интегрированного управления динамикой автомобиля
(Vehicle Dynamics Integrated Management, VDIM)
VDIM - это электронная система стабилизации автомобиля, в которой интегрированы все известные системы активной безопасности, усилители руля и управление двигателем.
Располагая полной информацией о текущем состоянии, получаемой с датчиков, расположенных по всему автомобилю, VDIM не только оптимизирует работу системы антиблокировки тормозов, системы pacпpeдeлeния тopмoзнoгo ycилия, противозаносной и противопробуксовочной систем, но и улучшает основные динамические характеристики автомобиля.
VDIM одновременно контролирует силовую установку, трансмиссию и систему торможения в соответствии с условиями движения, а также стабилизирует поведение автомобиля на дорожном покрытии с низким коэффициентом сцепления.
Новая система управления динамикой не столь «навязчива» , как обычные системы контроля устойчивости, но при этом намного более эффективна: если обычные системы безопасности активируются сразу после того, как был достигнут предел технических возможностей автомобиля, VDIM активизируется задолго до наступления этого момента. В результате расширяются рамки работы систем активной безопасности, и за счет этого обеспечивается более мягкое и предсказуемое поведение автомобиля, так как эти системы действуют точнее, более мягко и гибко

Эта система обеспечивает дополнительное улучшение стабильности транспортного средства и реакции на рулевом колесе при движении на скользкой дороге или обнаружении изменений в коэффициенте трения между правыми и левыми колесами в процессе торможения.

Работа системы VSM

Во время работы VSM возможно управление рулевым колесом. Если система VSM функционирует нормально, в автомобиле ощущаются легкие пульсации. Это является результатом управления тормозами и не указывает на неисправность.

Система VSM не функционирует в следующих ситуациях:

Выключение системы VSM

Для выключения системы нажмите кнопку ESP OFF, при этом также загорится индикатор ESP OFF ().

Индикатор неисправности

Система VSM может дезактивироваться автоматически (помимо нажатия выключателя ESPOFF). Такая автоматическая дезактивация указывает на неисправность в системе усилителя руля с электронным управлением (EPS) или системе VSM. Если индикатор ESP () или контрольная лампа EPS продолжает гореть, обратитесь к авторизованному дилеру Kia для проверки системы.

К СВЕДЕНИЮ

Система VSM предназначена для облегчения прохождения поворотов на скоростях более 15 км/ч (9 миль/час).
Система VSM предназначена для облегчения торможения на дорогах c неоднородным покрытием на скорости более 30 км/ч (18 миль/час). Покрытие таких дорог выполнено из материалов с различными коэффициентами трения.

ОСТОРОЖНО

Система управления стабилизацией (VSM) не может заменить хорошего безопасного вождения, а является лишь дополнительной функцией. Водитель обязан всегда контролировать скорость и дистанцию до впереди идущего транспортного средства. Во время движения всегда крепко держите рулевое колесо.
Ваше транспортное средство, даже при установленной системе VSM, всегда слушается водителя. Всегда соблюдайте обычные меры безопасности при движении, включая выбор скорости согласно дорожной обстановке, в том числе при ненастной погоде и при скользком дорожном покрытии.
Если на автомобиле установлены колеса или шины различного размера, система VSM может функционировать неправильно. Размеры устанавливаемых на замену шин должны быть такими же, как и у оригинальных шин.