Система курсовой устойчивости автомобиля: что это, как работает

Содержание

Функция ABS

Антиблокировочная система предотвращает блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы — обеспечение оптимальной тормозной эффективности (минимального тормозного пути) при сохранении устойчивости и управляемости автомобиля. Однако при торможении на дороге с неровным или рыхлым покрытием (гравий, песок, неукатанный снег) может произойти некоторое увеличение тормозного пути по сравнению с торможением в тех же условиях с заблокированными колёсами.

Торможение, регулируемое ABS, начинается со скорости более 5–8 км/ч и сопровождается незначительной пульсацией педали тормоза и характерным шумом исполнительных механизмов. ABS прекращает регулирование при снижении скорости автомобиля до 3–5 км/ч.

При экстренном торможении максимально быстро и с максимальным усилием нажимайте на педаль тормоза и не отпускайте ее до конца торможения. При изменении направления движения во время торможения также не отпускайте педаль тормоза.

Предупреждение! Прерывистое торможение (отпускание и повторное нажатие педали тормоза) при исправной ABS увеличивает тормозной путь.

Индикация состояния ABS осуществляется сигнализатором «ABS». Сигнализатор загорается желтым светом при включении зажигания и после запуска двигателя гаснет (режим самотестирования).

ВНИМАНИЕ! Во всех других случаях загорание сигнализатора свидетельствует о неисправности ABS, устранение которой необходимо проводить только у дилеров. При возникновении неисправности ABS работа гидравлического привода тормозов не нарушается, и сохраняется возможность торможения как на автомобиле без ABS

При возникновении неисправности ABS работа гидравлического привода тормозов не нарушается, и сохраняется возможность торможения как на автомобиле без ABS.

Немного истории…

Антиблокировочная система тормозов стала толчком для развития активной системы безопасности автомобилей. Как вы понимаете, речь об ABS, которая во время торможения не позволяла блокировать тормоза и следила за тем, чтобы машина не пошла «юзом». Это позволяло и позволяет автомобилистам более эффективно тормозить, не теряя контроль над управлением автомобилем. Но время шло, прогресс не стоял на месте и инженеры, взвесив все полюсы и минусы «АБС», пришли к выводу о том, что одной лишь разблокировки тормозов мало, для того чтобы не допустить занос или потерю контроля над управлением автомобилем. После всех исследований и наработок, ученые совместно с инженерами решили расширить функционал ABS, добавив ей еще одно умение — контроль за тягой и способность притормаживать необходимые для стабилизации движения колеса, благодаря чему автомобиль движется исключительно по заданной траектории.

Основная работа по воплощению в жизнь идеи о создании более эффективной системы чем ABS началась в конце в начале 1990-х, причем одновременно в нескольких частях Земли. В Европе за это взялась BMW и Mercedes-Benz, а в Азии — Mitsubishi. Наиболее успешным стал проект немцев, Mercedes-Benz в сотрудничестве с другой известной компанией (Bosch) в 1992 году уже могли похвастаться первым образцом будущей системы курсовой устойчивости. К тому времени система уже активно проходила испытания на самых разных марках автомобилей. Правда спешки относительно запуска системы в серию не было, немцы с присущей им скрупулезностью и педантичностью проверяли «каждый винтик» для того чтобы система оправдала себя во время эксплуатации. Однако, это, к сожалению, не могло гарантировать 100% гарантии того, что машина не уйдет в занос во время прохождения крутого поворота. Только в 1995 году практически доведенная до совершенства ESP, в подтверждение этого руководство компания разрешила установку системы курсовой устойчивости на несколько серийных автомобилей.

Первым автомобилем, который удостоился чести стать первым в мере автомобилем с ESP стал городской компакт — хетчбэк Mercedes A-Class. Многие удивятся, почему именно этот убогий на первый взгляд автомобиль был выбран? А ответ довольно не простой, я бы даже сказал — хитрый, дело в том, что этот хетчбэк компактных размеров провалил все надежды и практически был «одним колесом на свалке» из-за обнаруженной в нем склонности к перекидыванию во время прохождении поворотов. Учитывая этот факт, а также с целью спасения ситуации и доброго имени бренда Mercedes-Benz, инженеры делают неожиданный ход, вместо того чтобы снять «машинку» с конвейера, они устанавливают на нее новоиспеченную систему курсовой устойчивости. Такое рисковое решение позволило развязать сразу несколько проблем. Компания сберегла свою репутацию и не понесла убытки, которые были бы в случае снятия хетчбэка с конвейера, решала проблему переворачиваемости, Mercedes-Benz наконец-то испытала систему ESP на собственном серийном авто и вместе с тем завоевала право называться первой в мире компанией создавшей первый в мире автомобиль с активной системой безопасности курсовой устойчивости автомобиля ESP. Кроме всего прочего, Мерседес получила всемирное признание, а его автомобили стали ассоциироваться с безопасностью, надежностью и современными технологиями.

Принцип работы

Система ESP – это активная система безопасности транспортного средства, которая автоматически включается при появлении заноса или потери управления автомобилем. В компьютер системы поступают данные с нескольких датчиков (поперечного ускорения, вращения колёс, положение руля, положения педали газа и тормоза, состояния тормозной системы и угловой скорости движения).

Мнение эксперта

Стрелецкий Игорь Павлович

Диагност , стаж работы 15 лет

Задать вопрос

ESP работает настолько быстро, что она за 20 миллисекунд она сможет определить, какое колесо надо тормознуть, на сколько снизить обороты мотора чтобы выровнять автомобиль в опасной ситуации.

Работа ЕСП основана на активизации торможения и снижения крутящего момента мотора с целью не допустить заноса автомобиля.

Ещё одна хорошая статья: Как правильно хранить резину на дисках и без дисков: в каком положении (стоя или лежа), в гараже, в домашних условиях

Какие команды могут поступать при той или иной ситуации на дороге:

Притормаживание одного или всех колёс. Это поможет предотвратить занос, либо поможет увеличить поворотный радиус при высокой скорости. Также ESP в определённой ситуации может снизить тормозное усилие, даже если испуганная блондинка будет со всей силы давить все педали подряд.
Подключение к блоку управления двигателя с целью отключения его цилиндров, чтобы снизить его обороты (крутящий момент), вплоть до полного отключения педали газа.
Регулирование поворота передних колёс.
В автомобилях с адаптивной подвеской влияет на работы амортизаторов, а они на демпфирования пружин (степень амортизации).
Регулировка автоматической коробки передач с целью изменения передачи.
Если проблема при управлении появилась в результате работающего круиз-контроля, то он будет действовать вместе с ESP и другими системами, выравнивая движение автомобиля.

Мнение эксперта

Мелехов Алексей Викторович

Автоэлектрик , стаж работы 9 лет

Задать вопрос

По статистике, применение этой умной системы позволило снизить аварии на 30%. Ведь электроника думает гораздо быстрее, чем человек, который может сильно уставшим или неопытным. Система управления опрашивает все датчики вплоть до 30 раз в секунду!

Несмотря на то, что это очень продвинутая система безопасности, но она не может видеть реальную ширину дорожного полотна, а также точно рассчитать траекторию движения машины, которая будет наиболее безопасна. Отсюда следует, что водителю надо самому направлять автомобиль в нужном направлении, а ESP обеспечит стабильность и управляемость.

Противозаносная система может работать при любой скорости движения и режиме работы автомобиля (накатом, торможении, ускорении).

На повороте ESP следит за траекторией движения, которая должна быть при положении рулевого колеса. Если появятся отклонения, то система стабилизации будет снижать обороты мотора, притормаживать, чтобы быстрее возвратить транспортное средство к прежней траектории. Особенно полезна ESP на обледенелой или мокрой дороге.

Видео: ESP. Что может и как работает

Например, на очень высокой скорости при повороте начался занос автомобиля. Если водитель станет тормозить, то машину может развернуть. Если он не будет нажимать на тормоз, то есть шанс слететь с дороги в кювет. Активная антизаносная система моментально определит, какие колёса надо притормозить или на сколько надо уменьшить подачу топлива, чтобы выровнять траекторию движения. Согласитесь, это мегаполезная штука в критичных ситуациях. Вы просто крутите руль, а система стабилизации сама думает, как лучше вписаться даже в крутой поворот.

Что ещё есть полезного в системе ESP?

Функция блокировки дифференциала, что позволяет передавать крутящий момент именно на то колесо, чтобы выровнять автомобиль. Дифференциал должен иметь электронную начинку. Это такое устройство, которое передаёт разные крутящие моменты на каждый потребитель.
Помощь водителю держать рулевое колесо в нужном положении. Особенно это полезно в колее.
Подруливание задними колёсами. Главное, чтобы эта функция уже была установлена на автомобиль.

Рассмотрим работу ESP на реальных примерах.

Цели использования кошелька

Выбирается валюта для электронного средства платежа — это могут быть рубли или иностранная валюта.

Анонимный электронный кошелек подходит для мелких трат, не требующих прохождения процедуры идентификации — предоставления документов, подтверждающих личность. Для его регистрации достаточно указать на сайте кредитной организации минимальное количество данных. Такой кошелек позволяет хранить только рубли и имеет ограничение по максимальной сумме вывода в месяц.

Неперсонифицированные кошельки с упрощенной идентификацией требуют предоставления банку определенного количества информации взамен на расширенные возможности использования.

Максимум возможностей дает персонифицированный кошелек: максимальная сумма составляет 600 тысяч рублей, отсутствуют ограничения на перевод в месяц. Для оформления персонифицированного кошелька требуется прохождение полной идентификации и предоставление оригиналов либо заверенных нотариусом копий документов.

Как завести электронный кошелек: выбор ЭДС

Регистрация электронного кошелька осуществляется в несколько этапов. Первый — выбор оператора электронных денежных средств. Список действующих операторов ЭДС представлен на сайте Банка России.

Оператор ЭДС до заключения договора с клиентом обязан предоставить полную информацию о тарифах, условиях использования и перевода денежных средств.

Условия договора публикуются на сайте банковской организации, экранах платежных терминалов и банкоматов. Стоит учесть, что банк может расценивать определенные действия как согласие на заключение договора. К примеру, первая операция, выполненная с предоплаченной карты.

При нарушении правил использования электронного кошелька банк может приостановить либо полностью прекратить его использование.

Как работает система ESP

Система ESP постоянно в работе, когда заведена машина, в независимости от того, что происходит: разгон, замедление или движение накатом. ESP напрямую связана с антиблокировочной системой ABS, антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем, без них она просто не способна функционировать. У системы ESP есть свой электронный блок, он все время считывает сигналы с большого количества различных датчиков и их обрабатывает, причем все время – это до нескольких десятков раз в одну секунду и решение этот блок принимает молниеносно, менее, чем за секунду.

Дополнительные данные на блок приходит с датчиков: ABS, рулевого колеса и давления в тормозной системе. А самая нужная, самая необходимая и важная информация приходит только с 2-х специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (обычно его называют G-сенсор). Эти 2 основных датчика и отслеживают боковое скольжение машины на вертикальной оси, далее оценивают его значимость и посылают сигнал электронному блоку ESP. Система курсовой стабилизации в любое время знает, какая скорость у машины, на сколько градусов повернуто рулевое колесо, какие обороты у мотора, происходит занос или нет, в общем, контролирует машину полностью.

Когда тревожные сигналы приходят с датчиков на блок управления ESP, он сразу сравнивает поведение машины в данный момент со своей программой, и если вдруг данные расходятся, то электронный блок понимает, что это экстремальная ситуация и начинает ее исправлять. Чтобы вернуть машину на правильную траекторию ESP начинает притормаживать одно или два, три, четыре колеса, какое именно колесо или колеса необходимо притормозить система определяет самостоятельно, в зависимости от сложившейся ситуации. Само притормаживание колеса происходит при помощи гидромодулятора ABS, который нагнетает давление в тормозной системе. Так же система может понизить крутящий момент путем подачи меньшего количества топлива, используя блок управления двигателем.

Рассмотрим ситуацию, допустим Вы проходите поворот на огромной скорости и, в следствии, скользкого дорожного покрытия машину начинает заносить, что же начинает происходить в этот момент? В этот момент на блок управления двигателем подается команда, что надо уменьшить подачу топлива, для снижения крутящего момента, сказано-сделано, крутящий момент уменьшили, но бывает, что и этого не хватает для стабилизации машины, тут то и происходит подтормаживание колес при помощи ABS. Принцип работы системы ESP, как видите достаточно простой и понятный. Так же, если на автомобиле установлена автоматическая трансмиссия с электронным управлением, то система ESP может переключать передачу вниз или даже включать, так называемый “зимний” режим, если конечно он есть у коробки. На картинке ниже показано, как поведет себя автомобиль на скользком покрытии с системой ESP и без нее во время внезапного объезда какого-либо препятствия на дороге в повороте. В данной ситуации препятствие стали дорожные работы и Вы можете сказать, что такое редко бывает, может это и так, но есть и другие похожие ситуации, например, выбежит лось на дорогу или резко выедет машина, поэтому готовым нужно быть ко всему.

Система курсовой устойчивости ESC

Современный темп жизни стимулирует разработчиков в сфере машиностроения к работе над улучшением показателя безопасности. Благодаря этому и появляются всяческие новинки вспомогательных систем, функциональная задача которых заключается в оказании помощи водителю во избежание опасности. Система курсовой устойчивости esc – достойный представитель этих систем.

Её название на автотранспорте различных марок отличается, однако, предназначение систем курсовой устойчивости одно.

Его смысл заключается в том, чтобы обеспечить транспортному средству сохранность выбранной линии при любых режимах езды: будь то разгон либо торможение, движение по прямой или в повороте.

Система курсовой устойчивости ESC

Наглядная иллюстрация работы

Механизм работы концепции курсовой устойчивости ESC может быть проиллюстрирована следующим вариантом: автомобиль входит в поворот на большой скорости, в какой-то миг на песочный участок дороги заносит одну сторону. В таких условиях сила сцепления с дорогой меняется молниеносно, а автомобиль подвергается к заносу или сносу. Именно в этот момент реагирует система курсовой устойчивости: предотвращает уход с траектории благодаря перераспределению крутящего момента между ведущими колесами. Отдельные случаи запускают процесс торможения колес. При условии оснащения транспортного средства активной системой рулевого управления, активируется процесс изменения угла поворота колес.

Принципиальные особенности системы

ESC системы курсовой устойчивости характеризуются непрерывной работой. Сам процесс протекает следующим образом: получение информации от датчиков, анализ действий водителя, вычисление желаемых параметров передвижения авто. К фактическим параметрам, информация о которых поступает от второй группы датчиков, сопоставляются полученные результаты. При несовпадении данных система ESC приравнивает ситуацию к неконтролируемой, и активизирует свою работу.

Типовые вариации стабилизации движения представлены в виде:

торможения определенных колес;
изменения крутящего момента мотора;
изменения поворотного угла передних колес, если на авто имеются системные элементы активного рулевого управления;
изменения показателя демпфирования амортизаторов, если на машине имеется адаптивная подвеска.

Способы изменения крутящего момента представлены:

переменой позиции дроссельной заслонки;
пропуском впрыска горючего или импульса зажигания;
изменением угла опережения зажигания;
деактивацией переключения передачи в АКПП;
перераспределением крутящего момента на осях при полном приводе.

Дополнительные возможности

Система курсовой устойчивости рассматриваемого образца помимо основной функциональной задачи может выполнять и дополнительные:

Внедорожники характеризуются высоким расположением центра тяжести, которое способствует к опрокидыванию при вхождении в поворот на высокой скорости. Система предотвращения опрокидывания под названием Roll Over Prevention (ROP) и была разработана специально для таких ситуаций.
Система ESC выполнит функцию предотвращения столкновения если имеется адаптивный круиз-контроль. В реальных условиях сначала водителю подаются звуковые и визуальные сигналы, после их игнорирования срабатывает автоматическое нагнетание давления в тормозной системе.
При выполнении системой функции стабилизации движения автомобиля предусматривается наличие тягово-сцепного устройства. Его работа заключается в предотвращении рыскания прицепа, реализация которого протекает за счет торможения колес и уменьшения крутящего момента двигателя.
Функциональная задача повышения продуктивности тормозов при нагреве идеальна в условиях езды по серпантину. При нагреве тормозных колодок она способствует автоматическому повышению давления тормозной системы.
С удалением влаги с тормозных дисков с легкостью справится система динамической стабилизации. Её запуск проводится на скорости выше 50 км/ч при включенных стеклоочистителях.

Устройство ESP

Машина с установленной системой ESP в своей конструкции имеет следующие компоненты:

Датчики, установленные на всех колесах, отслеживают частоту вращения каждого из них по отдельности.
Датчик, отслеживающий вращение машины вокруг своей оси.
Датчик, определяющий угол поворота рулевого колеса.
Гидравлический агрегат, который увеличивает и уменьшает давление в колесных тормозных механизмах.
Блок управления, обрабатывающий всю информацию, определяет по сигналам датчиков, когда нужно вмешаться.

При этом устройство стабилизации ESP напрямую взаимодействует с другими компонентами активной системы безопасности автомобиля, а именно:

ABS – система, созданная для предотвращения блокировки колес, а также сохранения управляемости при экстренном торможении.
EBD – система, служащая для индивидуального распределения тормозных усилий на каждом колесе.
EDS – система, отвечающая за принудительную электронную блокировку дифференциала, которая позволяет исключить пробуксовку ведущих колес при старте или разгоне.
ASR – антипробуксовочная система, позволяющая сохранить сцепление ведущих колес с дорожным покрытием при резком разгоне или торможении.

Помимо этого, блок управления ESP также взаимодействует с ЭБУ двигателя внутреннего сгорания и автоматической коробки передач. Более того, управляющий блок ESP может не только получать сигналы от данных систем, но и также влиять на их работу при возникновении критических ситуаций на дороге.

История

Впервые системы электронного контроля устойчивости, схожие по принципу действия с современными автомобильными, появились в 1960-х годах в авиации, где обеспечивали устойчивость самолета при пробеге по взлетно-посадочной полосе при посадке или прерванном взлете. Одним из первых такую систему получил англо-французский сверхзвуковой лайнер Concorde по причине высокой посадочной скорости и высокого положения центра масс.

В 1987 году Mercedes-Benz и BMW представили первые системы контроля тяги (противобуксовочные системы).

В 1990 году Mitsubishi выпустила в Японии автомобиль марки Diamante (Sigma), оснащенный новой активной электронной системой контроля тяги и курсовой устойчивости, где впервые эти две системы были интегрированы в одну (названная TCL).

BMW совместно с Robert Bosch GmbH и Continental Automotive Systems разработали систему, уменьшающую крутящий момент, передаваемый двигателем колесу, для предотвращения заноса и применили её в модельном ряду BMW 1992 года. С 1987 по 1992 года, Mercedes-Benz and Robert Bosch GmbH совместно разрабатывали систему электронного контроля устойчивости автомобиля и назвали её «Elektronisches Stabilitätsprogramm» (ESP).

История Mercedes-Benz А-класса

Система ESC была создана в 1995 году, но заявить о себе ей удалось только через два года, когда дебютировал первый компактный Mercedes-Benz А-класса. При его проектировании были допущены серьёзные ошибки, которые привели к тому, что новая модель имела склонность к опрокидыванию даже на не очень высокой скорости при выполнении маневров типа «переставка» («лосиный» тест, объезд препятствия).

В Европе разразился скандал; продажи автомобилей Mercedes-Benz А-класса были приостановлены, уже проданные машины — отозваны для устранения недостатков. Перед инженерами компании встала задача: как, не перепроектируя заново автомобиль и сохранив его потребительские качества, решить проблему повышения устойчивости. Эта задача была решена в значительной степени за счет установки с февраля 1998 года соответствующим образом настроенной системы ESC.

Главный контроллер ESC — это два микропроцессора, каждый из которых имеет по 56 КБ памяти. Система позволяет считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес с 20-миллисекундным интервалом. Помимо А-класса, система ESP является стандартным оборудованием для Mercedes S-класса, E-класса и других. На автомобилях фирмы Daimler-Chrysler применяются системы ESC от лидера в данной области — фирмы Bosch. Системы ESC производства Bosch используют также фирмы Alfa-Romeo, BMW, Volkswagen, Audi, Porsche и другие.

Фактически именно случай с Mercedes-Benz A-класса проторил дорогу повсеместному внедрению электронного контроля устойчивости на европейских автомобилях.

Принцип работы системы курсовой устойчивости

Определение наступления аварийной ситуации осуществляется путем сравнения действий водителя и параметров движения автомобиля. В случае, когда действия водителя (желаемые параметры движения) отличаются от фактических параметров движения автомобиля, система ESP распознает ситуацию как неконтролируемую и включается в работу.

Стабилизация движения автомобиля с помощью системы курсовой устойчивости может достигаться несколькими способами:

При недостаточной поворачиваемости система ESP предотвращает увод автомобиля наружу за пределы траектории поворота, подтормаживая заднее внутреннее колесо и изменяя крутящий момент двигателя.

При избыточной поворачиваемости занос автомобиля в повороте предотвращается подтормаживанием переднего наружного колеса и изменением крутящего момента двигателя.

Подтормаживание колес производится путем включения в работу соответствующих систем активной безопасности. Работа при этом носит циклический характер: увеличение давления, удержание давления и сброс давления в тормозной системе.

Изменение крутящего момента двигателя в системе ESP может осуществляться несколькими путями:

изменением положения дроссельной заслонки;
пропуском впрыска топлива;
пропуском импульсов зажигания;
изменением угла опережения зажигания;
отменой переключения передачи в АКПП;
перераспределением крутящего момента между осями (при наличии полного привода).

Система, объединяющая систему курсовой устойчивости, рулевое управление и подвеску носит название интегрированной системы управления динамикой автомобиля.