Как работают стоп сигналы на авто
Стоп-сигналы
С каждым годом автомобили становятся все более совершенными, технологичными, напичканными электроникой. В геометрической прогрессии растет и количество систем безопасности, которые контролируют не только машину, но и водителя. Вместе с тем, «чемпионом» по количеству предотвращенных аварий и спасенных жизней остается стоп-сигнал, который не претерпел серьезных изменений за 90 лет своего существования.
Как основные, так и дополнительные стоп–сигналы могут быть в виде одиночной лампы, набора светодиодов или неоновой трубки.
Стоп-сигнал загорается еще до того, как автомобиль начинает реально замедляться
Устройство и принцип работы
Простейший стоп-сигнал состоит из фонаря и выключателя (прерывателя), который еще называют «лягушкой». Выключатель представляет собой пластиковый корпус, внутри которого находятся две пары клемм, пружина и шток. Крепится это устройство на кронштейн педали тормоза. При нажатии на педаль тормоза шток вдвигается в корпус выключателя, замыкая контакт – лампа загорается. Когда водитель отпускает педали, шток под действием пружины выдвигается, а контакты, соответственно, размыкаются.
Важный момент: у любой педали тормоза есть небольшой свободный ход. Водитель уже нажал на педаль, а автомобиль еще не начал замедляться. Стоп-сигнал же загорается как только водитель прикоснулся к педали. Таким образом, водители машины сзади узнает о торможении немного раньше, чем автомобиль на самом деле начнет тормозить. Благодаря этому, у него будет больше времени, чтобы подготовиться к торможению самому.
Стоп-сигнал: спорим, вы не все о нем знаете?
Стоп-сигнал – две или три лампочки на корме автомобиля: казалось бы, что может быть проще? Однако хитростей в этой элементарной на первый взгляд системе хватает, как и потенциала для развития и эволюционирования!
Давным-давно…
С читается, что первые стоп-сигналы были замечены на европейских самодвижущихся экипажах в 1912 году. Правда, делали их не электрическими, а механическими – в виде вздергивающихся жестяных «флажков», управляемых тросиками или тягами. Несовершенство конструкции не вызывало затруднений благодаря низкой плотности автомобильного трафика на рубеже веков и малым скоростям эпохи зари автомобилизма.
Первые автомобили унаследовали от конных карет упрощенные тормоза – только на заднюю ось. Когда же в 20-х годах прошлого столетия начали появляться машины с колодками на всех четырех колесах, разница в эффективности торможения новых и старых моделей стала слишком заметна, и пришло повсеместное понимание необходимости установки стоп-сигналов как элементов безопасности движения. Окончательная стандартизация тормозных фонарей была закреплена в 1949 году Венской конвенцией о дорожных знаках и сигналах. Долгие годы в технические регламенты никаких изменений касательно стоп-сигналов не вносилось: лишь в восьмидесятых — девяностых (в Новом свете раньше, в Старом — позже) обязательным стал третий фонарь – вспомогательный, расположенный по центру заднего стекла или спойлера.
В отечественном автопроме первый штатный электрический стоп-сигнал появился на «Победе» ГАЗ-М20 в 1946 году. Ее единственный и едва заметный по современным меркам «стопарь» располагался по центру крышки багажника в общем блоке с фонарём освещения номерного знака (на шоферском жаргоне именуемым «самолетиком» или «птичкой»). А на советском двухколесном транспорте первый стоп-сигнал, включающийся при нажатии педали тормоза, получил мотоцикл Минск М-105 двумя десятилетиями позже, в 1967 году. Кстати, специфическим был стоп-сигнал и на знаменитой «двадцать первой» Волге — для стоп-сигналов и указателей поворотов использовались одни и те же лампы! Если при нажатой педали тормоза водитель включал сигнал поворота, соответствующая тормозная лампа переключалась с постоянного горения на моргание. В эпоху, когда «21-е» вовсю колесили по дорогам, такой алгоритм был привычен шоферам и не вызывал удивления, сегодня же световая сигнализация ретрокара выглядит непривычно и неочевидно. И все владельцы «машин с оленями», которые не пренебрегают их выгуливанием на дорогах общего пользования, давно переделали фонари на нормальный свет, чтобы их маневры трактовались соседями по дороге однозначно и безопасно.
ГАЗ М-20 Победа ‘1949–55
К слову, иногда стоп-сигналы даже становились одной из «визитных карточек» автомобиля – не ключевой, конечно, но запоминающейся. Например, к таким можно смело отнести фирменные сдвоенные кругляши на корме культового Nissan Skyline, элементы стилизованного британского флага в задних фонарях Mini, «крестики» у Jeep Renegade, «глаз улитки», торчащий из-за запасного колеса у Land Rover Freelander, и так далее.
Nissan Skyline (BNR34) ‘2002
Технически же управление стоп-сигналами десятилетиями представляло собой не меняющуюся простейшую схему, понятную даже тем, кто в школе прогулял всю физику напрочь: под педалью тормоза находился выключатель без фиксации (на шоферском жаргоне именуемый «лягушкой»), подающий +12 вольт на лампы в задней части автомобиля – и, в общем-то, всё! В семидесятые — восьмидесятые годы автопроизводители стали дополнять эту простейшую схему устройством контроля исправности ламп – оно отмечало ток, потребляемый двумя лампочками, и зажигало индикатор на приборной панели, когда одна из них перегорала, уменьшая общий ток вдвое.
Не горят, а мигают
В конце 90-х годов практически все автопроизводители начали внедрять в свои машины системы, которые принято называть «сигнализацией экстренного торможения» — Emergency Stop Signal или ESS (многие автобренды выдумывали для этого и собственные аббревиатуры). При торможении с относительно плавным замедлением автомобиля лампы стоп-сигналов зажигаются обычным образом, но при экстренном торможении огни автоматически переходят в режим интенсивного мигания – с частотой в несколько раз выше, чем при включении «аварийки». Этот режим доступен только на скоростях выше 50-60 км/ч, так что если вам взбредет в голову внезапно резко ударить по тормозам в вяло ползущей пробке, он не включится.
Согласно заводским тестам Mercedes и других автоконцернов, мигающие стоп-сигналы привлекают внимание следующего сзади водителя в среднем на 0,2 секунды раньше постоянно горящих. На скорости 100 км/ч, к примеру, это дает выигрыш тормозного пути в 5,5 метра. Мелочь – а полезно! Несложная с технической точки зрения система ESS позволяет повысить безопасность движения, ибо внимание водителя идущего сзади автомобиля склонно притупляться, и он неадекватно долго не реагирует на стоп-сигнал двигающегося впереди авто. Производители автомобилей, проведя ряд исследований, сошлись во мнении, что при срабатывании системы ESS лампы стоп-сигналов должны мигать, если легковой автомобиль замедляется со скоростью более 6 метров в секунду, а грузовик или автобус — более 4 м/с. Частота мигания при этом должна быть не менее 4 герц – иначе говоря, не менее 4 вспышек в секунду, дабы работу ESS невозможно было спутать с прерывистым нажатием на педаль или включением «аварийки», при которой лампы указателей поворота обычно мигают с частотой 1-1,5 Гц.
Функция Emergency Stop Signal появилась на авто от среднего класса и выше, но уверенно проникает и в бюджетный сегмент. К примеру, на вполне народном Hyundai Solaris она имеется, начиная со второй генерации. Некоторые же продвинутые самодельщики изготавливают и устанавливают блок ESS на свои авто самостоятельно, используя GPS-приемники для определения скорости и акселерометры для обнаружения резкого замедления. Гаджет подключается в разрыв провода, подающего +12 вольт на лампы стоп-сигналов. При плавном замедлении автомобиля он «спит», а при резком торможении включается в работу и прерывает подачу тока на лампы быстрыми импульсами.
К сожалению, промышленность и торговля подобных устройств не предлагают, а китайские ремесленники выпускают лишь жалкие подобия ESS, не связанные с контролем динамики замедления и скоростью. С их помощью при нажатии на педаль тормоза стоп-сигналы сперва делают несколько вспышек, после чего, если педаль не отпущена, продолжают гореть уже постоянно, без мигания. Обычно такое реализуют для дополнительного сигнала на заднем стекле, хотя некоторые энтузиасты подключают «мигалки» и к основным «стопарям». Подобный гаджет можно приобрести на AliExpress совсем недорого. Вот только стоит ли?
Да, вспышки привлекают внимание извне в большей степени, нежели постоянное горение стоп-сигналов – факт совершенно бесспорный и доказанный давным-давно. Однако ESS неразрывно связана с датчиком скорости и получает разрешение на включение при резком торможении, только если торможение осуществляется со скоростей 50 км/ч и выше. В плотном и медленном городском движении мигать «стопарями» категорически не разрешается, о чем однозначно говорится везде – и в ГОСТе «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки», и в техрегламенте Таможенного союза «О безопасности автотранспортных средств»: «Сигналы торможения (как основные, так и дополнительные) должны включаться при воздействии на органы управления рабочей и аварийной тормозных систем и работать в постоянном режиме». Мигание аварийных сигналов торможения ESS отдельно оговорено и разрешено/ А вот бесконечно «выносить мозг» вспышками красных огней едущему сзади – неприемлемо! Это опасно, поскольку все выходящее за нормы обыденного на дороге воспринимается неоднозначно (да, вспышки внимание привлекут – но будет ли адекватной реакция?). Это опасно, поскольку заставляет водителей совершать лишние маневры, пытаясь объехать нервирующего «мигальщика».
Сигнал торможения… без торможения!
Любопытный алгоритм управления стоп-сигналами предложила недавно небольшая компания MechOptix из Хантсвилля, штат Алабама. Инженеры MechOptix рассудили весьма свежо и смело: по-хорошему, для повышения безопасности движения водитель, едущий впереди, должен оповещать водителя, едущего сзади, о любых своих замедлениях, включая и те, что происходят БЕЗ нажатия на педаль тормоза. А таких, в общем-то, немало — торможение двигателем при сбросе газа, переключение на пониженную, внезапные перебои в работе мотора, кончившийся бензин и прочее. Чем раньше водитель задней машины поймет, что передняя начала замедляться, тем лучше и безопаснее!
Для реализации такой логики были разработаны особые светодиодные лампы для стоп-сигналов – со стандартными распространенными цоколями и чуть увеличенными колбами. Собственно, внутри ламп и располагается вся умная электроника, поэтому подключение упрощено до предела – в проводку внедряться не требуется, достаточно просто поменять обычные лампы в «стопарях» на лампы Stoptix. В этих «умных лампах» находится электронный модуль с G-сенсором, отслеживающим ускорения и замедления, и собственный небольшой аккумулятор. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, все работает совершенно штатно и заурядно – лампы стоп-сигналов просто загораются. Если же вы бросили газ, но на тормоз не нажали, «стопари» вспыхнут сами по себе, за счет управляющей электроники и мини-аккумуляторов внутри ламп. Аккумуляторов этих, к слову, хватает на 20 секунд непрерывного свечения, держат они заряд 3 часа, и подзаряжаются за секунду от любого, даже самого короткого нажатия на педаль тормоза — видимо, в их качестве используются ионисторы.
В России вряд ли можно встретить Stoptix вживую – собственно, особой популярности они пока и у себя на родине-то не добились, да и стоят немало. А вот нечто идеологически близкое к идее ламп Stoptix встречалось мне в свое время в одном из выпусков ежегодного альманаха «В помощь радиолюбителю» годов эдак 80-х! Алгоритм и техническая база там были иными, но мысль, в сущности, реализовывалась та же самая – сообщить едущему сзади, что вы перешли на движение накатом и начали плавно замедляться. В отечественной концепции предлагалось собрать несложный электронный блок и смонтировать дополнительный концевой выключатель над педалью газа – такой же, как штатно установлен над педалью тормоза. Логика работы была такая – когда автомобиль двигался равномерно или с ускорением (педаль газа нажата) фонари стоп-сигналов не светились. При брошенном газе (торможении двигателем) они загорались постоянно, а при нажатом тормозе – вспышками.
«Светофор» на корме
История, как известно, развивается по спирали, и будет совершенно неудивительно, если со временем вернется интерес к экспериментальным системам автомобильной внешней световой сигнализации, которые уже пытались аргументировать и внедрять в прежние годы – например, в США в шестидесятые — семидесятые. В некоторых штатах страны (в частности, в Вашингтоне, Орегоне и Айдахо) до сих пор не потеряло силы старое разрешение на использование на транспорте многоцветных стоп-сигналов! В свое время Национальная администрация безопасности дорожного движения США активно стимулировала исследования в области нестандартных конфигураций сигнальных систем транспортных средств для определения свежих перспективных направлений. В результате появились вспомогательные стоп-сигналы, которые работали по весьма логичному алгоритму всем известного светофора:
Подобные фонари много лет назад можно было приобрести как дополнительные гаджеты и смонтировать их на заднее стекло или бампер автомобиля – куда, к слову, обожали ставить два дополнительных нештатных красных «стопаря» водители в СССР…
Кнопка под педалью тормоза
Традиционно выключателем (или, вернее, включателем!) стоп-сигналов была и остается кнопка-концевик над педалью тормоза, «лягушка». Но, как ни странно, простейшая и надежнейшая концепция кнопки возле педали тормоза не всегда была самой распространенной! В ХХ веке достаточно долгое время массово применялись гидравлические выключатели ламп стоп-сигнала — в качестве замыкателя электрической цепи выступала не кнопка над педалью, а мембранный выключатель, вкрученный в тройник тормозных трубок. По логике все было оправдано – нажимаем на педаль тормоза, в магистрали появляется давление жидкости, оно изгибает мембранку выключателя, а та, в свою очередь, замыкает контакт. Вот только в отличие от обычной и весьма долговечной кнопки, мембранный выключатель был штукой нестабильной. Резинка в нем со временем дубела, и «стопари» начинали небезопасно зажигаться лишь при торможении «в пол»! Однако это ненадежное решение применялось достаточно широко – гидравлический выключатель ВК-12Б использовался и на Волгах, и на УАЗах, и на грузовиках, и на автобусах – в первую очередь совместно с гидровакуумным усилителем тормозов. Хотя никакой объективной надобности в применении именно «гидрокнопки» вместо обычной кнопки под педалью не было… К слову, в эпоху советского дефицита каждый гаражный мастер знал способ восстановления эластичности резинок, в том числе и мембраны в тормозном выключателе ВК-12Б — стакан кипятка и столовая ложка соды. Опытные «шофера» частенько… варили неисправные тормозные «вэкашки» и ставили их обратно! На какое-то время помогало…
Казалось бы, все очевидные «грабли» уже вконец истоптаны, и сегодня столь элементарная вещь как электрический педальный концевик должен уже стать беспроблемным и не приносить головной боли. Как бы не так! Кровушки «лягушка» может попить изрядно, ибо с усложнением конструкции автомобилей на эту ерундовую детальку легла масса новых функций.
Например, сегодня во многих автомобилях к тормозному концевику подходят не два провода, как в дедовские времена, а как минимум четыре. Часто внутри «лягушки» находятся два независимых выключателя, один из которых подает питание на стоп-сигналы, а второй – на блок управления двигателем для реализации эффективного торможения накатом и экономии топлива. К примеру, многим вазоводам, имеющим машины с «е-газом», знаком «чек энджин» из-за рассогласования датчиков педали тормоза. Из-за невысокого качества «лягушки» два независимых выключателя в ней могут начать срабатывать несинхронно, порождая сбои в работе двигателя… Но и импортные комплектующие порой не лучше — владельцы целого ряда моделей KIA/Hyundai помнят массовую проблему ненадежной механической контактной «лягушки», приводившую к глюкам в круиз-контроле или ESP – закрыть эту историю производителю удалось лишь заменой выключателя с механическими контактами на сложный электронный, с микроконтроллером, датчиками Холла и транзисторными ключами внутри! Ну и «классика жанра» — когда на машинах с АКП ухудшение контакта в «лягушке» является причиной зависания селектора в положении «паркинг»…
Как работают стоп-сигналы?
Стоп-сигналы – одна из простейших электрических систем в автомобиле, однако у начинающих водителей ее неисправности часто вызывают трудности. Рассмотрим, как работают сигналы торможения в подробностях.
Стоп-сигналы – это фонари красного цвета, которые устанавливаются в задней части транспортных средств и зажигаются при нажатии на педаль тормоза. На современных автомобилях внутри стоп-сигналов могут быть установлены обычные лампочки или светодиоды, однако обе системы управляются абсолютно одинаково.
Включением и выключением сигналов торможения заведует концевой выключатель, расположенный у педали тормоза. Отпущенная педаль нажимает на кнопку выключателя, из-за чего контакты внутри него разомкнуты, и напряжение на стоп-сигналы не подается. Когда водитель нажимает на педаль, кнопка выключателя под действием пружины перемещается, замыкает контактную группу и в задних фонарях появляется свет. Точно также на большинстве автомобилей включается свет в салоне при открытии дверей.
Выключатель стоп-сигналов крепится на кронштейне педали тормоза и имеет регулировку. Поворотом крепежной гайки, выключатель перемещается вдоль своей оси и, благодаря этому устанавливается порог его срабатывания. В норме, педаль тормоза должна иметь небольшой «холостой» ход до включения стоп-сигналов. Эта величина может различаться для конкретных моделей авто, но в общем случае составляет 1-2 сантиметра.
В простейшем варианте, в схему стоп-сигналов входят выключатель, провода, предохранитель и сами фонари (секция блок-фонаря) с лампочками или светодиодами. Если в автомобиле установлена автоматическая коробка передач, выключатель-«лягушка» может иметь внутри еще одну контактную группу, которая работает «в противовес» главной – замкнута при отпущенной педали тормоза и разомкнута при нажатой. Сигнал с нее берется для блокировки включения передач при неработающем двигателе.
Стоп-сигнал
Какое назначение стоп-сигнала на автомобиле и где он устанавливается?
Стоп-сигнал на автомобиле служит для предупреждения водителей сзади движущихся транспортных средств о снижении скорости или остановке данного автомобиля. Он устанавливается в тормозном приводе и включается (загорается) при нажатии водителем на тормозную педаль. Обычно стекло фонаря стоп-сигнала окрашено в красный цвет, который хорошо виден и предупреждает об опасности.
Как устроен и работает стоп-сигнал?
Включатель стоп-сигнала при гидравлическом приводе тормозов (рис.106) состоит из корпуса 6 с пластмассовой крышкой 2, между которыми зажата диафрагма 5 с медным контактным диском 4. В крышку вмонтированы две выводные клеммы 1, изолированные от «массы». Пружина 3, воздействуя на контактный диск 4, удерживает контакты в разомкнутом состоянии и лампа не горит. Контакты с помощью проводов соединяются с лампой и источником тока. Корпус при помощи резьбы 7 ввертывается в тройник у выхода тормозной жидкости из главного тормозного цилиндра. Когда водитель не нажимает на педаль тормоза, контакты под воздействием пружины разомкнуты и лампа не горит, стоп-сигнал выключен. При нажатии на педаль тормоза тормозная жидкость давит на диафрагму, прогибает ее и, преодолевая сопротивление пружины 3, прижимает контактный диск 4 к клеммам 1, замыкая электрическую цепь, и лампочка загорается, стоп-сигнал включен. При отпускании педали тормоза давление жидкости прекращается и пружина отводит контактный диск с диафрагмой в исходное положение. Цепь размыкается, лампа гаснет, стоп-сигнал выключен. Подобным образом устроен и работает включатель стоп-сигнала при пневматическом приводе, но там во время торможения на диафрагму давит сжатый воздух, все остальное такое же.
Моргающий стоп сигнал
Никогда не думал что повторно затрону правовые моменты использования светотехники, но поскольку световых дураков становится на дорогах всё больше, то приходится с ними бороться.
Сегодня речь пойдёт о мигающих стоп сигналах, дополнительных или основных. Осторожно, на видео присутствует мат!
Как видно огни моргают постоянно, непрестанно. Ох не завидую я тем кто попадёт за ним в пробку. И так, мигающий стоп сигнал является нарушением пункта 4.3.16 ГОСТ Р 51709-2001:
4.3.16 Сигналы торможения (основные и дополнительные) должны включаться при воздействии на органы управления тормозных систем и работать в постоянном режиме.
Что является нарушением пункта 3.3 перечня неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств:
3.3. Не работают в установленном режиме или загрязнены внешние световые приборы и световозвращатели.
Как известно в обязанности водителя входит пункт:
2.3.1. Перед выездом проверить и в пути обеспечить исправное техническое состояние транспортного средства в соответствии с Основными положениями по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностями должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения
Таким образом водитель транспортного средства, у которого установлен мигающий стоп сигнал, нарушает часть 3 статьи 12.5 КоАП РФ.
Теперь о нормальных заводских решениях — производители заботятся о том чтобы мы начинали различать простое торможение и экстренное, но здесь необходимо чтобы совпало несколько условий и завязано это как минимум на блок ABS, который отслеживает давление в системе созданное педалью и проскальзывание колёс. Но кто-то из производителей моргает стоп сигналами:
А кто-то начинает моргать аварийкой.
И в любом случае при прохождении ТО проверяющий, нажав на педаль, увидит что огни зажгутся в постоянном режиме. Конечно костыли от Самокат-ветерана с G-сенсором имеют место быть, но я всё же не считаю это нормальным решением, как минимум надо дополнительно с CAN шины считывать срабатывание ABS/ESP и так же моргать задними стоп сигналами.