Зачем автомобилю система стабилизации? Явно напрашивается ответ в стиле Капитана Очевидность. Однако ESP умеет гораздо больше, нежели чем просто удерживать машину на дороге…
Система стабилизации автомобиля
ESC, DSC, VSC, DSTC, VDC, PTM, CST… Как только сегодня не изгаляются маркетологи автомобильных фирм, придумывая оригинальные обозначения для, в общем-то, одной и той же системы - динамической стабилизации.
А началось всё, кстати, ровно 20 лет назад. Когда в 1995 году компания Bosch начала поставлять инновационную на тот момент электронику марке Mercedes-Benz для комплектации дорогущей двухдверки S 600 Coupe. С тех пор контролем устойчивости обзавелись даже бюджетные малолитражки, а выпуск системы наладили почти два десятка фирм по всему миру. Ещё бы, ведь в Америке и Евросоюзе продажа новых автомобилей без стабилизации в базовом оснащении вот уже несколько лет как запрещена.
Первым серийным с системой стабилизации считается роскошное купе Mercedes-Benz S 600, на котором ESP фирмы Bosch появилась в 1995 году. Впрочем, конкуренты ответили на этот выпад незамедлительно. В том же году свои варианты представили BMW и Toyota, следом подтянулись Audi и Volvo. А сегодня без электроники поддержания курсовой устойчивости в США и Евросоюзе уже не обходится ни одна, даже самая дешёвая, модель Сразу скажу, в официальной терминологии систему поддержания курсовой устойчивости принято называть ESC - Electronic Stability Control. Но для простоты далее по тексту мы будем использовать именно историческое, знакомое всем, бошевское обозначение - ESP, что значит Electronic Stability Program или же (по-немецки) Elektronisches Stabilitätsprogramm. На суть дела это не повлияет.
Назначение ESP вроде бы и правда очевидно.
Она призвана помочь водителю удержать машину на дороге, когда возможностей или умений человека за рулем для этого уже не хватает, или если он совершил ошибку. Одно время начинающие журналисты при описании какой-нибудь новой модели даже любили поговаривать, что, дескать, «строгий ошейник ESP мешает опытному пилоту показать всё своё мастерство». Враки, конечно, - современная стабилизация просто так вмешиваться в управление не станет. Хотя в случае опасности может это сделать довольно резко и грубо.
Но всё же доля правды в тех дилетантских словах есть. Ведь если копнуть глубже, то выяснится - на современном ESP работает… практически постоянно! Как же так!? Давайте разбираться вместе.
Как видно из этой схемы, структура ESP немногим сложнее, чем у её прародительницы - ABS. Вся соль системы стабилизации - в другом гидравлическом блоке, новых датчиках и прочных электронных связях с другими системами машины Сначала поймём, откуда эта самая стабилизация вообще появилась. Фактически, ESP стала эволюционным развитием антиблокировочной - ABS. Ведь на современных автомобилях она позволяет контролировать тормозной контур каждого из колёс в отдельности. Скорости их вращения отслеживают специальные датчики, а блок управления по этим сигналам оценивает обстановку и выдаёт команду так называемому модулятору - хитрому блоку клапанов и гидроаккумуляторов. Именно он регулирует давление жидкости в каждом тормозном механизме, при необходимости оперативно его сбрасывая посредством откачивающего насоса с электроприводом. И вот однажды инженеры подумали - а почему бы этот самый насос не заставить работать как бы в обратную сторону? Чтобы, когда потребуется, не растормаживать, а наоборот - притормаживать одно из колёс?
Принцип работы системы стабилизации уже многим известен. Так что мы не будем на этом подробно останавливаться. А тем, кто с ESP знаком мало, рекомендуем посмотреть этот наглядный видеоролик - в нём всё доходчиво объясняется
Сказано - сделано. Так в середине 80-х годов прошлого века, задолго до дебюта самой ESP, родилась её первая «побочная» функция. На мощных моделях Toyota, Mercedes-Benz и BMW стали применять Traction Control (TC), то есть антипробуксовочную систему. Её назначение ясно из названия. Но всё же на всякий случай напомним, что она срабатывает, если водитель слишком сильно давит на газ, и колёса срываются в пробуксовку. Тогда, чтобы восстановить сцепление с дорогой, электроника задействует штатные тормоза и, если потребуется, уменьшает тягу двигателя. Алгоритм довольно примитивный, но эффективный. Наверное, каждый из нас зимой наблюдал в комбинации приборов жёлтую моргающую лампочку - признак работы TC. Без него стартовать на льду со светофора было бы гораздо сложнее, не так ли? Заднеприводные модели могут так вообще остаться на месте…
Так выглядит начинка рабочего модуля ESP. Не правда ли, впечатляет, сколько всего помещается в этой маленькой коробочке? Кстати, инфографика компании Bosch наглядно показывает, что с развитием системы стабилизации её главный блок становился не только легче и компактнее, но и «умнее» - память микропроцессора неуклонно увеличивалась 
Но технологии шли вперёд. И постепенно электронный контроль появился не только в моторах, коробках передач или тормозах, но и в едва ли не в каждой системе машины. Это и привело к прорыву в области активной безопасности - появлению полноценной ESP. По сути, её блок управления стал главным органом чувств автомобиля. Сюда направили информацию от датчиков продольного и поперечного ускорений, поворота руля, вращения относительно вертикальной оси, нажатия на акселератор и тормоз, скорости вращения колёс и т.д., и т.п. Компьютер в режиме реального времени сравнивает текущие показатели с заложенными в память и оценивает - сможет ли, например, этот лихой водила при такой езде удержаться на траектории в повороте? Нет? Значит, пора принимать меры спасения.
Собственно, маркетологи сразу нашли, как за это зацепиться, чтобы привлечь больше покупателей. И попросили инженеров поставить в салоне автомобиля «волшебную» кнопку. В зависимости от назначения и типажа машины водителю разрешили или совсем вырубать ESP (что полезно, например, для внедорожников), или ограничивать её помощь. На моделях со спортивным уклоном это даёт возможность почувствовать себя крутым дрифтером без опаски убраться в первом же вираже. А Ferrari так пошла ещё дальше и научила свою стабилизацию поддерживать постоянный угол заноса - ведь раз человек отвалил такие деньги за суперкар, у него нет права опозориться.
Набирающие популярность системы активного круиз-контроля и автоматического аварийного торможения были бы невозможны без ESP. Каким бы способом не измерялась дистанция до препятствия впереди, команда на экстренную остановку в любом случае реализуется через модуль системы стабилизации. Кстати, даже если водитель в последний момент сам среагирует на опасность, остановиться ему всё равно будет проще. Ведь ESP заранее поднимет давление в системе и подведёт колодки к дискам Но есть у ESP и другие «секретные» функции, о которых рядовой автолюбитель обычно вообще не подозревает. Вот, например, распространённый случай. Дама в красках описывает подруге, как перед ней на светофоре резко затормозил какой-то идиот. Остановилась наша героиня в считанных миллиметрах от его бампера. Чуть бы зазевалась - и на тебе ДТП. И невдомёк нашей барышне, что ESP, скорее всего, сработала даже при торможении. Ведь, как показывает статистика, большинство из нас в экстренной ситуации бьёт по педали тормоза резко, но недостаточно сильно. Поэтому остановочный путь оказывается больше, чем мог бы быть. А электроника по нарастанию давления в системе это видит и активирует насос модулятора. Соответственно, тормозные механизмы развивают максимально возможное для данных условий усилие. Обычно такую функцию называют Brake Assist - ассистент торможения. Кстати, она может помочь не только хрупким барышням, но и брутальным мужикам, у которых на сухом асфальте и хороших покрышках тоже не хватает сил, чтобы «продавить» педаль до срабатывания ABS.
Теперь же я рискую навлечь на себя гнев автодилеров и маркетологов, поскольку раскрою их страшную тайну. Изрядная часть подобных водительских ассистентов и систем, которые зачастую входят в список опций и стоят немалых денег, на поверку оказываются… просто программными функциями ESP! Поскольку никаких дополнительных деталей в данном случае не требуется. Для активации продвинутых возможностей в буквальном смысле обычно достаточно поставить галочку в системном меню соответствующего блока управления. Само собой, для этого нужен диагностический сканер. Но такие вещи сегодня стоят копейки, так что энтузиасты многих автоклубов поставили электронный апгрейд своих машин на поток.
Когда тормоза обычного дорожного автомобиля раскаляются, их эффективность падает. Чтобы этого не заметил водитель, ESP автоматически повышает давление в системе, сильнее прижимая колодки к дискам. Получается своего рода дополнительный гидроусилитель тормозов А между тем, практически бесплатно можно получить весьма полезные вещи. В частности, на многих моделях концерна Volkswagen легко активируется функция XDS - имитация динамической блокировки дифференциала. В поворотах ESP станет подтормаживать внутреннее разгруженное колесо, направляя крутящий момент на внешнюю шину, имеющую лучший зацеп. Тем самым, вы станете реже вспоминать, что такое снос передней оси.
Также легко можно подключить ассистент трогания на подъёме. В этом случае при отпускании педали тормоза ESP будет несколько секунд сохранять давление в тормозных механизмах - до тех пор, пока тяги мотора не станет достаточно для уверенного старта без отката назад.
Удивительно, но ESP умеет измерять даже… давление в шинах! Не напрямую, конечно, а косвенно - при помощи датчиков скорости вращения колёс. Работает простая математика. Если шина спустила, значит, её диаметр стал меньше, соответственно крутится она теперь быстрее других. Это и отслеживает блок управления. Появились подозрения на утечку воздуха? Водитель тут же увидит предупреждение в комбинации приборов.
Скандал с переворотом Mercedes-Benz A-класса во время «лосиного теста» в 1997 году не только ускорил внедрение ESP, но и привёл к появлению ещё одной чисто программной функции - защиты от опрокидывания. Суть этого ассистента в том, что электроника отслеживает не только собственно скольжения, но и уровень боковых ускорений, который при данной загрузке машины может привести к её перевороту. Сейчас функцией ROP (Rollover Protection) располагают многие внедорожники, пикапы и кабриолеты. Причём у последних ESP отвечает ещё и за активацию выдвижных дуг безопасности Также косвенно ESP способна определить наличие прицепа. Раз замкнулся электроразъём (попросту - розетка) «фаркопа», значит, автомобиль превратился в тягач. Теперь система перестроит свои алгоритмы с тем расчётом, чтобы исключить характерные колебания кормы и «болтанку» - электроника просто станет в противофазе подтормаживать передние колёса. Опять же неимоверно просто, но насколько полезно!
Хотите ещё волшебства? Пожалуйста! Как вам связь ESP со стеклоочистителями и датчиком дождя? Когда они срабатывают, электроника понимает - начинается ливень, на дороге влажно и скользко. Тормозной путь будет увеличиваться. Чтобы хоть немного исправить ситуацию, модулятор поднимет давление в тормозных трубках и станет циклически подводить колодки к дискам, срезая на них водяную плёнку. Водитель этого даже не замечает, а механизмы приводятся в боевую готовность…
Святая святых - рулевое управление и то попало под вездесущее око ESP. Представьте: автомобиль заносит, водитель начинает крутить руль, но явно промахивается, допустим, не хватает опыта. Не беда! Электроника заставит электроусилитель подсказывать импульсами усилия, куда и на какой угол повернуть «баранку». Переусердствовал? Ощутишь тяжесть. Руль полегчал? Значит, всё делаешь верно. Кстати, этот же ассистент помогает при торможениях на миксте. Когда, например, левые колёса оказались на асфальте, а правые съехали на грунтовую обочину. Обычную машину тут же начнёт разворачивать, а оснащённую ESP - нет.
При необходимости стабилизация может вмешаться и в работу автоматической трансмиссии, на время заблокировав в ней переключения, чтобы скачки тяги на колёсах не нарушали баланс автомобиля.
Различные варианты имитации блокировок межколёсных дифференциалов - исключительно программная функция ESP. То есть для её реализации не нужны дополнительные датчики или детали. Тем не менее, например, владельцам кроссоверов с короткоходными подвесками этот ассистент здорово помогает на off-road
Даже на бездорожье ESP нашлось применение. Видели, как умело современные кроссоверы без жёстких блокировок справляются с диагональным вывешиванием и прочими затруднительными ситуациями? Разгруженные колёса помолотят в воздухе немного, как вдруг автомобиль дёрнется и медленно поедет дальше. Это ESP перераспределяет тягу на покрышки, имеющие лучший контакт с грунтом. Кстати, именно датчики системы стабилизации позволили реализовать превентивное срабатывание автоматического полного привода. Муфта для передачи тяги на заднюю ось на современных SUV замыкается не по факту пробуксовки передних колёс (когда порой уже поздно), а по тревожному сигналу блока ESP.
А вот впереди крутой спуск. Активируем Hill Descent Control (HDC) - ассистент спуска с холма. Отпускаем все педали и вуа-ля! Автомобиль под хруст тормозов плавно и ровно скатывается вниз. Опять же стоит сказать спасибо ESP - это тоже часть её программы.
Благодаря системе стабилизации едва ли не каждый полноприводный кроссовер обзавёлся ассистентом спуска с холма. Водителю надо просто задать курс рулём и отпустить обе педали. А электроника сама поддержит нужную скорость и подстрахует от разворота на склоне
И, повторюсь, всё это может быть реализовано на одной агрегатной базе, без серьёзной доработки начинки машины. В компьютерном мире такая фантастика называется читерством, сродни вводу в игре секретного кода на вечную жизнь или бесконечные патроны. Но в автомобильной среде за такое не наказывают. В конце концов, задача у нас всех общая - победить дорогу. Поэтому ESP действительно работает почти всегда: и при старте с места, и в движении, и при замедлении… Так что рассматривать систему стабилизации только лишь как средство последней надежды в наши дни уже неправильно.
Система стабилизации автомобиля (ESP)
5 (100%) проголосовало 3аббревиатуры
Вопросы & Ответы
аббревиатуры
ЭКУ (Система электронного контроля устойчивости). См. ESC
ESC (Electronic Stability Control) - Электронный контроль устойчивости.
ESP ® (Electronic Stability Program) - Программа электронной стабилизации BOSCH . См. ESC.
ABS (Anti-lock Braking System) - Антиблокировочная система
Автоматизированная система предотвращающая блокировку колёс автомобиля в случае торможения. Главной задачей системы является обеспечение управляемости транспортного средства при резком торможении.
ASR (Antriebs Schlupf Regelung) - Антипробуксовочная система (АПС )
Логичное продолжение развития антиблокировочной системы ABS . Данная система существенно упрощает управление автомобилем на влажной или сырой трассе. См. TCS
TCS (Traction Control System) - Антипробуксовочная система / Система контроля тяги
Электрогидравлическая система автомобиля, предназначенная для предотвращения потери тяги посредством контроля за пробуксовкой ведущих колёс. Активируется при склонности одного из ведущих колес к пробуксовке.
BAS (Brake Assist System) - Усилитель экстренного торможения
Система предназначена для помощи при экстремальном торможении. Работает совместно с системами ABS и EBD. Система оценивает, с какой скоростью была нажата педаль тормоза, другие датчики фиксируют скорость вращения колеса и скорость автомобиля. Если скорость большая и педаль тормоза нажата очень быстро, то система BAS , заставляет работать тормоза на полную мощь, но не блокируя работу ABS .
HSA (Hill Start Assist) - Система помощи при трогании на подъеме
Облегчает старт за счет поддержания тормозного давления в течение около 2 секунд после отпускания педали тормоза. У водителя появляется достаточно времени на перенос ноги с педали тормоза на педаль газа без использования ручного тормоза. Машина спокойно трогается с места, не откатываясь назад, что намного повышает комфорт и безопасность вождения.
TPMS (Tires Pressure Monitoring System) - Система контроля давления в шинах
Предназначена для предупреждения об опасном изменении давления в шинах. Падение давления в шине влечет за собой изменение угловой скорости колеса. Путем сравнения скоростей вращения колес выявляется потенциально сдутое колесо. Эта дополнительная функция позволяет контролировать давление в шинах без использования датчиков давления в шинах.
HBA (Hydraulic Break Assist) - Гидравлический усилитель торможения
Гидравлический усилитель тормозов распознает угрозу экстренного торможения, контролируя положение педали тормоза и градиент давления. Если водитель тормозит недостаточно сильно, то гидроусилитель тормозов увеличивает тормозное усилие до максимума. Тормозной путь сокращается.
EBD (Electronic Brake Distribution) - Электронный регулятор тормозных усилий
Система распределения тормозных усилий предназначена для предотвращения блокировки задних колес за счет управления тормозным усилием. При резком торможении автомобиля происходит дополнительное уменьшение нагрузки на заднюю ось, так как центр тяжести смещается вперед. А задние колёса, при этом, могут оказаться заблокированными.
Вопросы и ответы
Для чего мне ESC ?
Не менее 40% всех смертей в ДТП – результат заноса. Исследования показали, что ESC может предотвратить до 80% всех ДТП, происходящих из-за заноса.
В чем разница между ESC и ESP® ?
Принцип действия и эффект всех систем динамической стабилизации в плане безопасности движения одинаков. Разница лишь в названии и производителе данных систем.
Как работает ESC?
В ESC используется ряд «умных» датчиков, фиксирующих потерю управления. Система с частотой 25 раз в секунду сравнивает заданную водителем траекторию с фактической. При их несовпадении, и если автомобиль становится неуправляемым, срабатывает ESC. Уменьшается мощность двигателя, чтобы восстановить устойчивость автомобиля. Если этого недостаточно, то система дополнительно притормаживает отдельные колеса. Результирующее поворотное движение автомобиля противодействует заносу. В пределах физических возможностей автомобиль сохраняет курсовую устойчивость.
Можно ли дооснастить автомобиль системой ESC?
Нет. ESC нельзя установить на машину, где ее не было. Поэтому при покупке автомобиля изначально примите правильное решение.
Нужно ли включать ESC при запуске двигателя?
Нет. При работающем двигателе система активна всегда. Некоторые модели оборудуются выключателем ESС. При нажатии на него, как правило, деактивируется TCS (Противобуксовочная Тормозная Система), в то время как функции программы электронной стабилизации сохраняются. Отключение сигнализируется контрольной лампой на панели приборов.
Нужно ли менять стиль вождения при управлении автомобилем с ESС?
Нет. Менять стиль вождения не требуется. ESСпросто поддерживает водителя в критических ситуациях – при угрозе заноса. Тем не менее, вы должны быть всегда внимательны и соблюдать осторожность на дороге.
Отличается ли ESCот антиблокировочной (ABS) и противобуксовочной систем (TCS)?
ESС объединяет в себе все компоненты ABS и TCS, при этом дополнительным преимуществом является динамическая стабилизация автомобиля. Предотвращая блокирование колес, ABS сохраняет управляемость автомобиля в случае экстренного торможения. TCS предотвращает пробуксовывание колес при резком разгоне, обеспечивая оптимальную тягу. В то время как ABS и TCS работают в продольном направлении, ESC помогает противодействовать боковым смещениям, приводящим к заносу.
Занос - одна из основных причин тяжелых ДТП. Мокрое дорожное покрытие, неожиданный крутой поворот или внезапно появившееся на дороге препятствие, вынуждающее водителя к резкому маневру или торможению значительно повышают опасность срыва в занос. И это относится даже к опытным водителям.
Она отвечает за курсовую устойчивость автомобиля, предотвращая его боковое скольжение, срыв в занос и вращение, когда водитель из-за недостатка времени или опыта не может выполнить нужный маневр самостоятельно. В результате автомобиль всегда остается на выбранной водителем траектории.
Система ESC объединяет в себе функции ABS и TCS, а кроме того, обеспечивает контроль устойчивости автомобиля. Система помогает водителю в любой дорожной ситуации. Она определяет опасность опрокидывания и применяет торможение отдельных колес или снижает мощность двигателя, чтобы восстановить устойчивость автомобиля.
Система электронного контроля устойчивости (ESC):
Не оставляет заносу ни единого шанса
Поддержка в критических дорожных ситуациях
Потеря контроля при прохождении поворота
Водитель превысил скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте.
В обычной ситуации, автомобиль под воздействием силы инерции должен был бы заскользить на обочину.
Система ESC притормаживает заднее колесо, движущееся по внутреннему радиусу поворота, уменьшив радиус движения и позволив автомобилю благополучно вписаться в вираж.
Внезапно появившееся препятствие
При внезапном возникновении препятствия, экстренного торможения может оказаться недостаточно. Для предотвращения столкновения водителю нужно тормозить и выполнять маневр уклонения одновременно.
Поскольку колеса автомобиля без ESC блокируются, то машина перестает реагировать на повороты руля и уклониться от столкновения с препятствием становится невозможным и автомобиль срывается в занос.
Система ESC притормаживает переднее колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота и автомобиль уверенно объезжает препятствие.
Юбилей безопасности
BOSCH отмечает очередной юбилей. В 2015 году исполняется 20 лет с момента разработки и внедрения программы электронной стабилизации автомобиля ESP® .
История успеха компании началась в 1978 г., когда она первой в мире создала и запустила в серийное производство ABS – антиблокировочную систему с электронным управлением, которая стала основой для всех следующих систем активной безопасности.
В 1986 г. за ней последовала противобуксовочная система ASR/TCS,
а в 1995 г. – программа электронной стабилизации ESP® / ESC.
Уже с 2009 года BOSCH совместно с АВТОВАЗом реализует в нашей стране программу популяризации систем активной безопасности автомобиля среди российских автомобилистов.
Сегодня производятся модели LADA Granta и LADA Kalina , которые оснащены системой электронного контроля устойчивости (ESC).
Для LADA Vesta система ESC будет входить
во все базовые комплектации.
КАК РАБОТАЕТ ESC
Система ESC активна постоянно. Сигналы датчиков обрабатываются микрокомпьютером, который с частотой 25 раз в секунду проверяет, соответствуют ли управляющие усилия водителя фактическому направлению движения. Если автомобиль движется в другом направлении, то система распознает критическую ситуацию и немедленно реагирует на нее – независимо от водителя.
Для возвращения автомобиля на заданную траекторию здесь используется тормозная система. Благодаря выборочному притормаживанию отдельных колес, система создает нужную противодействующую силу, и машина ведет себя так, как того хотел водитель.
Система ESC не только инициирует вмешательство тормозной системы, но может также заставить двигатель ускорить ведущие колеса. Таким образом, в пределах законов физики, автомобиль надежно удерживается на заданной траектории.
Обмен данными с
блоком управления двигателем
По шине обмена данными блок управления ESC сообщатся с блоком управления двигателем. В определенных ситуациях может уменьшить крутящий момент двигателя, когда водитель слишком сильно давит на педаль газа. Также можно скомпенсировать излишнюю пробуксовку ведущих колес, вызванную тормозным моментом двигателя.
Датчик угла поворота руля
Определяет положение рулевого колеса. На основе угла поворота руля, скорости автомобиля и тормозного давления или положения педали газа, вычисляется заданная водителем траектория движения.
Датчик угловой скорости колеса
Блок управления использует информацию датчиков угловых скоростей колес. Датчик бесконтактный и измеряет скорости вращения колес через магнитное поле. Он может определять направление вращения и неподвижное состояние колеса.
ESP® распознает критическую ситуацию и немедленно реагирует на нее – независимо от водителя
Гидроагрегат с блоком управления
ESP - это аббревиатура английского обозначения «программа электронной стабилизации» или «электронная система курсовой устойчивости». Что касается того, как работает ESP, то она увеличивает шансы выжить в . Это особенно полезно на скользких поверхностях или при выполнении резких манёвров на дороге, например, при преодолении препятствий или слишком крутого угла поворота. В таких ситуациях это устройство распознаёт угрозу на ранних стадиях и помогает водителю удерживать авто в правильном положении.
Немного истории
Большой шаг вперёд в был сделан в середине 1990-х, когда был введён первый электронный контроль курсовой устойчивости. Первое устройство было разработано немецким поставщиком Bosch, а на первых сериях автомобилей Mercedes-Benz S-класса и BMW 7-й серии впервые установлены новые нормативные конструкции безопасности.
Это было около 25 лет назад. И хотя термин ESP вошёл в повседневный язык, право использовать это название осталось за компанией Bosch, так как именно она запатентовала его. Поэтому во многих других брендах эта система обозначается иначе, например, DSC (BMW), VSA (Honda), ESC (Kia), VDC (Nissan), VSC (Toyota), DSTC (Volvo). Названия различные, но принцип работы один и тот же. В дополнение к ESP наиболее часто упоминается ESC (электронная система контроля устойчивости - электронная система стабилизации) и DSC (система динамического контроля устойчивости).
Все , независимо от их названия, используют высокотехнологичные датчики, центральный компьютер автомобиля и механические меры для оказания помощи в безопасности вождения. Мы часто читаем о высокопроизводительных машинах, имеющих тенденцию к недостаточной или избыточной поворачиваемости, но правда состоит в том, что любой автотранспорт может отклониться от курса, особенно если этому способствуют плохие дорожные условия.
Видео о системе ESP:
Недостаточная поворачиваемость происходит, когда передним колёсам не хватает тяги и автомашина продолжает двигаться вперёд, а не поворачивать. Избыточная поворачиваемость как раз наоборот: машина поворачивает намного больше, чем того желает водитель. Электронная система курсовой устойчивости обе эти ситуации.
Электронный контроль устойчивости - разъяснения
Понять то, как работает программа курсовой стабилизации, довольно непросто, ведь подобное устройство не работает в полном одиночестве. Оно использует другие нормативные устройства безопасности автомобиля, такие как антиблокировочная и антипробуксовочная системы, чтобы исправить проблемы, прежде чем случится авария.
Центр ESP также является центром автомобиля. Этот датчик почти всегда расположен максимально близко к самому центру автотранспортного средства. Если вы сидите в сиденье водителя, датчик будет под вашим правым локтем, где-то между вами и пассажирским креслом.
Если контроль курсовой устойчивости обнаруживает, что автомобиль раскачивается слишком сильно, он , чтобы помочь.
Используя все современные электронные устройства, ESP может активировать один или несколько отдельных тормозов, в зависимости от увеличения безопасности вождения, и контролировать дроссель, чтобы при необходимости уменьшить скорость. Датчик ищет различия между управлением левого колеса и направлением автомобиля и вносит необходимые корректировки в компьютер машины для приведения направления в соответствии с тем, чего хочет водитель.
На видео - тестирование ESP:
Электронные компоненты устройства
Электронная система контроля устойчивости использует ABS и трэкшн-контроль, а также несколько , чтобы сделать свою работу.
Система ABS
До 1990 годов водителю нужно было нажимать на педаль тормоза очень сильно, чтобы удерживать тормозную блокировку и вызывать замедление. С изобретением антиблокировочной системы тормозов безопасное движение стало намного легче. ABS с электронным насосом тормозит быстрее, чем сам водитель, вызывая тем самым недостаточную или избыточную поворачиваемость. ESP использует устройство для устранения проблемы путём активации ABS, по мере необходимости, для отдельного колеса.
Система контроля тяги
ESP также использует контроль тяги для безопасности движения. Если она отвечает за мониторинг движения из стороны в сторону вокруг вертикальной оси, контроль тяги отвечает за движение вперёд-назад. Когда трэкшн-контроль обнаруживает пробуксовку колёс, электронный датчик контроля стабильного положения воздействует на одну сторону.
На видео - что такое ESP автомобиля:
Работает устройство довольно динамично - информация подаётся в автомобиля с помощью трёх типов датчиков:
- Датчик скорости колеса. Такие датчики стоят на каждом колесе и измеряют скорость в движении, компьютер сравнивает её со скоростью двигателя.
- Датчики угла поворота рулевого колеса. Эти датчики находятся в рулевой колонке и измеряют направление, которое выбирает водитель в движении.
- Датчик угловой скорости . Находится в середине автомобиля и измеряет движение из стороны в сторону автомобиля.
Дополнительные возможности
С момента своего запуска, ESP постоянно обновляется. С одной стороны, снижается вес всего устройства (модель производства Bosch весит меньше чем 2 кг), а с другой стороны, увеличивается количество функций, которые она может выполнять.
Система курсовой устойчивости предотвращает скатывание автомобиля, когда он едет вверх по склону. В автоматически поддерживается давление, пока водитель снова не нажмёт на педаль газа.
На видео - принцип действия системы:
Преимущества электронного контроля курсовой устойчивости
Наиболее важную роль ESP играет в безопасности движения, снижая тем самым количество и тяжесть аварий. Почти каждый водитель попадал в неприятные, сложные дорожные условия в какой-то момент, будь то ливень, внезапный град или ледяная дорога. Электронная система контроля курсовой устойчивости, наряду с другими системами безопасности и регулятивными устройствами, на борту современных транспортных средств может помочь сохранить контроль на дороге водителю.
Ещё один замечательный механизм, без которого невозможно представить автомобиль мощнее, чем 150 сил и дороже $20000. Система курсовой устойчивости имеет ещё одно название - система динамической стабилизации, является механизмом для сохранения устойчивости автомобиля и его управляемости за счет своевременного определения и устранения различных критических ситуаций, которые возникают при дорожных условиях. Хотя эта система появилась очень давно, и всё время усовершенствуется, но не сразу стал привилегией для всех моделей. Сначала производители применяли на спорткарах, дорогих седанах, джипах, или же самых навороченных и мощных моделях. Позже всё больше и больше моделей (дешевле и попроще) стали оснащаться ею. В итоге, начиная с 2011 года, оснащение системой курсовой устойчивости всех легковых автомобилей стало обязательным требованием в США, Канаде, странах Евросоюза для всех автопроизводителей.
Данная система помогает удерживать автомобиль в пределах траектории заданной водителем при различных режимах движения, например разгоне, торможении, движении по прямикам, в виражах и при свободном качении и т.д.
В отличие от множества вспомогательных устройств у системы курсовой устойчивости нет собственной аббревиатуры или, общепринятого названия, например как для АБС, common rail, «автомат» и т.д.
Так что в зависимости от конкретного автопроизводителя различают следующие названия:
Итак, ESP - сокр. от Electronic Stability Programme, на большинстве автомобилей в Европе и Америке;
DSC - сокр. от Dynamic Stability Control на BMW, Jaguar, Rover/Range Rover;
DTSC - сокр. от Dynamic Stability Traction Control применяется на Volvo;
ESC - сокр. от Electronic Stability Control, применяется такими брендами, как Honda, Kia, Hyundai;
VDC - сокр. от Vehicle Dynamic Control, применяют на своих моделях Nissan, Infiniti, Subaru.
VSA - сокр. от Vehicle Stability Assist, на машинах Honda, и её «придворное» люкс-ателье Acura;
и наконец, VSC - сокр. от Vehicle Stability Control, применяет на своих моделях Toyota;
И всё же, в последнее время самое распространённое название в народе это ESP, в честь системы, которая выпускается с 1995 года. На его примере и рассмотрим особенности устройства и принцип работы данной системы. Раньше подобные системы могли немножко «теряться» при своей работе, тупить, или весьма искусственно работать. Ныне всё иначе - за рулём машины с подобной системой у водителя создаётся ощущение, что он обладает реакцией и навыками одновременно пилотов формульных болидов и гонщиков ралли-рейда!
Об устройство системы курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости - это система активной безопасности более высокого уровня и в себя включает такие устройства, как ABS (антиблокировочную систему тормозов), EBD (систему распределения тормозных усилий), EDS (электронную блокировку дифференциала) и ASR (антипробуксовочную систему).
В системе курсовой устойчивости объединяются входные сенсоры, блок управления и гидравлический блок в роли исполнительного устройства.
Входные сенсоры фиксируют различные конкретные параметры автомобиля и «конвертируют» их в электрические сигналы. С помощью сенсоров система динамической стабилизации следит за водителем, оценивает его действия и факторы, параметры при движении автомобиля. Основываясь на них компьютерная система и решает, как поступать в определённых условий!
При оценке действий водителя используются сенсоры угла поворота рулевого колёса, давления в тормозном механизме, выключатель стоп-сигнала. Сенсоры частоты вращения колёс, продольного и поперечного ускорения, скорости поворота автомобиля, давления в тормозной системе оценивают фактические параметры движения.
«Мозги» ESP принимают сигналы от сенсоров и формируют управляющие воздействия на исполнительные механизмы подконтрольных систем активной безопасности, таких как впускные и выпускные клапаны системы ABS, переключающие и клапаны высокого давления системы ASR, системные контрольные лампы ESP, системы ABS и тормозной системы.
Блок управления ESP в своей работе взаимодействует с такими системами, как система управления двигателем и АКПП, через соответствующие блоки. Кроме приема сигналов от данных систем в блоке управления формируется управляющие воздействия на исполняющие механизмы управления двигателем и АКПП.
Система динамической стабилизации - для своей работы использует гидравлический блок систем ABS и ASR со всеми их ингредиентами.
О принципе работы системы курсовой устойчивости
«Вычисление» наступления критической или аварийной ситуации осуществляется с помощью сравнения действий водителя и всех параметров движения автомобиля. Если действия водителя, точнее параметры движения при вождении, отличаются от тех параметров движения автомобиля, которые заложены в системе, и для неё являются нормальными или идеальными, то в таком случае система ESP тут же распознаёт аналогичную ситуацию как неконтролируемую, и тогда включается в работу.
Помощь системы курсовой устойчивости стабилизация в том, чтобы вернуть автомобиль на путь истинный, может происходить следующими способами: подтормаживанием определенных, одного или нескольких колёс; увеличением или уменьшением тяги двигателя (ан практике: помимо водителя, как будто кто-то давит на газ, или отпускает!); изменением угла поворота передних колес (грубо говоря рулит по его усмотрению), при наличии системы активного рулевого управления; регулирования степени жёсткости или демпфирования амортизаторов при наличии адаптивной подвески (комфортная мягкая, но валкая подвеска, или наоборот - жёсткая, но цельная и собранная).
Системой подтормаживание колёс происходит путём включения в работу необходимых систем активной безопасности. Работа системы при этом имеет кругообразный характер: увеличение и/или удержание давления и его сброс в тормозной системе.
Далее, Управление крутящим моментом мотора система ESP осуществляет несколькими способами: посредством изменения положения дроссельной заслонки; с помощью пропуска впрыска топлива; с помощью пропуска импульсов зажигания; с помощью изменения угла опережения зажигания; посредством отмены переключения передачи в АКПП; с помощью перераспределения крутящего момента между осями для полноприводных версий.
Механизм, который объединяет в одну упряжку систему курсовой устойчивости, подвеску и рулевое управление получило своё название - интегрированная система управления динамикой автомобиля.
О дополнительных функциях системы курсовой устойчивости
В конструкцию системы курсовой устойчивости, как правило, входят следующие подсистемы, которые и помогают выполнять её функции, то есть: гидроусилитель тормозов, система предотвращения опрокидывания и столкновения, системы стабилизации автопоезда и увеличения эффективности тормозов при нагреве, система удаления воды и влаги с тормозных дисков и пр.
Все эти замечательные механизмы, перечисленные выше, в подавляющем большинстве, не обладают своими собственными конструктивными «ингредиентами», а всего лишь являются программным «приложением» - расширением, дополняя систему ESP.
Roll Over Prevention - механизм предотвращения опрокидывания, сокр. от ROP может стабилизировать движение автомобиля при возникновении угрозы опрокидывания. Предотвращение опрокидывания происходит за счёт того, что уменьшается поперечное ускорение с помощью подтормаживания передних колёс и уменьшения тяги двигателя. В тормозных механизмах дополнительное давление создаётся посредством активного усилителя тормозов.
Fading Brake Support сокр. от FBS, она же Over Boost, система, которая повышает эффективность тормозов при их нагреве, помогает предотвращать недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, которые возникают при нагреве, с помощью дополнительного «скачка» давления в тормозном приводе.
Braking Guard - система предотвращения столкновения, может быть в арсенале устройств автомобиля при условии, что в его оснащении присутствует адаптивный круиз-контроль. Данная система помогает предотвращать опасность столкновения с помощью не только визуальных, но и звуковых сигналов, а в экстренной ситуации и путём нагнетания давления в тормозной системе - посредством автоматического включения насоса обратной подачи.
Следует поговорить ещё об одной интересной системе - о системе стабилизации автопоезда. Она встречается в автомобилях, оборудованными тягово-сцепным устройствами. Это устройство контролирует «ход» прицепа и предотвращает его рыскание при движении автомобиля, которое возникает за счёт торможения колёс или снижения тяги мотора.
О системе удаления влаги с тормозных дисков. Данная система работает в активном режиме, когда скорость превышает 50 км/ч, и когда включены стеклоочистители. Смысл работы этой системы заключается в том, чтобы периодически во время дождя и сильного снега кратковременно повысить давление в контуре передних колёс, в итоге тормозные колодки периодически прижимаются к дискам, и происходит полное испарение и удаление влаги. Таким механизмом обладает, например Mercedes SL, на котором и дебютировала эта система, и до сих пор успешно применяется.
Несмотря на тот факт, что система электронного контроля устойчивости уже более 15 лет устанавливается на автомобили, большинство водителей до сих пор не понимает как она работает. При этом существует две крайности: одни полностью полагаются на электронику не принимая в расчёт законы физики, а другие твёрдо уверены, что электроника им только мешает.
Попробуем вместе в этом разобраться.
Массовое внедрение систем контроля курсовой устойчивости началось в конце 90-х годов прошлого века. В то же время произошёл один из самых скандальных случаев в истории компании Mercedes, когда представленный осенью 1997 года новый А-класс (без системы стабилизации) позорно перевернулся на прохождении «лосиного теста». Именно этот случай в какой-то мере стал толчком к массовому оснащению автомобилей системами электронной стабилизации.
Первое время система предлагалась в качестве опции на автомобилях представительского и бизнес-класса. Затем она стала более доступной и для более компактных бюджетных автомобилей. В настоящее время система электронного контроля устойчивости является обязательной (в Европе, США, Канаде и Австралии) для всех новых легковых автомобилей начиная с осени 2011 года. А с 2014 года абсолютно все продаваемые автомобили должны быть оборудованы системой ESP.
Как работает ESP
Задача системы стабилизации помочь автомобилю двигаться в том направлении, куда повёрнуты передние колёса. В простейшем представлении система состоит из нескольких датчиков, контролирующих положение автомобиля в пространстве, электронного блока управления и насоса с раздельным управлением тормозными магистралями каждого колеса (он же используется для работы антиблокировочной системы ABS).
Четыре датчика на каждом колесе с частотой 25 раз в секунду отслеживают скорости вращения колёс, датчик на рулевой колонке определяет угол поворота рулевого колеса, и еще один датчик расположен максимально близко к осевому центру автомобиля - Yaw sensor, фиксирующий вращение вокруг вертикальной оси (обычно это гироскоп, но в современных системах используются акселерометры).
Электронный блок сопоставляет данные о скорости вращения колёс и боковых ускорений с углом поворота рулевого колеса и если эти данные не совпадают, то происходит вмешательство в систему подачи топлива и тормозные магистрали. Важно понимать, что система стабилизации не знает и не может знать правильную траекторию движения , всё что она делает - пытается направить автомобиль в том направлении, куда водитель повернул руль. При этом система стабилизации способна сделать то, что физически не способен сделать ни один водитель - выборочное притормаживание отдельных колёс автомобиля. А ограничение подачи топлива используется для того, чтобы прекратить ускорение автомобиля и максимально быстро его стабилизировать.
Существует два основных случая отклонения автомобиля с намеченной траектории: снос (потеря сцепления с дорогой и боковое скольжение передних колёс автомобиля) и занос (потеря сцепления с дорогой и боковое скольжение задних колёс автомобиля). Снос возникает в том случае, когда водитель пытается выполнить манёвр на высокой скорости, и передние колёса теряют сцепление с дорогой, автомобиль прекращает реагировать на вращение рулевого колеса и продолжает двигаться прямо. В этом случае система стабилизации затормаживает заднее внутреннее к повороту колесо, тем самым удерживая автомобиль от сноса. Занос обычно возникает уже на выходе из поворота и преимущественно на заднеприводных автомобилях при резком нажатии на педаль газа, когда задняя ось поскальзывается и начинает двигаться наружу поворота. В этом случае система стабилизации затормаживает внешнее переднее колесо, тем самым гася начинающийся занос.
На самом деле для динамической стабилизации автомобиля используется выборочное торможение с различной интенсивностью не только одного колеса. В некоторых случаях используется торможение двух колёс одной стороны одновременно или даже трёх (кроме внешнего переднего).
Некоторые водители считают, что система стабилизации мешает им ездить, однако простейший эксперимент на ледовой трассе со среднестатистическим водителем за рулём показывает, что без системы стабилизации у него гораздо больше шансов вылететь с трассы, не говоря уже о том, что лучшее время он способен показать только при помощи со стороны электроники.
Если вы не имеете титула мастера спорта по авторалли и при этом уверены, что система стабилизации мешает вам ездить - значит вы просто не умеете ездить правильно и совершенно не знакомы с законами физики, балансом автомобиля и техникой управления автомобилем. А на дорогах общего пользования не существует ситуаций, где отсутствие системы стабилизации может помочь избежать аварии. Больше всего претензий к системе стабилизации у водителей, которые не понимают простой истины: Электроника пытается направить автомобиль в том направлении, куда повёрнуты передние колёса.
У разных автопроизводителей разные настройки чувствительности и скорости срабатывания системы стабилизации. Это в том числе связано с массой и габаритами автомобиля. Некоторые системы обладают крайне высокой чувствительностью, это сделано потому, что снос и занос проще всего погасить в самом начале, не дожидаясь критических углов отклонения автомобиля от траектории.
Система стабилизации будет лишней только в двух случаях - либо вы хотите эффектно покружиться волчком, либо вы мастер спорта и на гоночной трассе у вас стоит задача проехать как можно быстрее. В этом случае система стабилизации будет мешать использовать управляемый занос для доворота автомобиля (особенно при использовании техники смены скольжения с одной стороны на другую), а ограничение подачи топлива не позволит ускоряться в боковых скольжениях.
При этом даже включенная система стабилизации в разумных пределах позволяет скользить боком в управляемом заносе. Всё, что для этого нужно - не вращать руль в сторону заноса, т.к. это приведёт к моментальному вмешательству электроники (машина скользит в одну сторону, а поворачивая руль вы направляете её в другую). Если же на выходе из поворота вам надо ускориться, а система стабилизации ограничила подачу топлива, то просто поставьте руль прямо, реальное направление движения автомобиля совпадёт с требуемым и система стабилизации прекратит своё вмешательство. То есть необходимо просто ездить правильно, чтобы передние колёса всегда были направлены туда, куда реально едет автомобиль.
Но учиться правильно управлять автомобилем нужно с выключенной системой стабилизации , иначе у вас не будет навыков чтобы определить начало сноса или заноса, и соответственно правильно рассчитывать скорость при выполнении манёвров. Единственной возможностью в случае, если автопроизводитель не предусмотрел возможность отключения электроники штатными средствами - отключить один из датчиков скорости с любого колеса или предохранитель насоса ABS. При этом следует иметь ввиду, что вы также лишитесь антиблокировочной системы и системы распределения тормозных усилий по осям.
Система стабилизации не в силах изменить законы физики и она эффективна до тех пор, пока не достигнут предел сцепления шин с дорогой. Во всех остальных случаях она является главным элементом активной безопасности любого современного автомобиля.