Система курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости (другое наименование — система динамической стабилизации) предназначена для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля за счет заблаговременного определения и устранения критической ситуации. С 2011 года оснащение системой курсовой устойчивости новых легковых автомобилей является обязательным в США, Канаде, странах Евросоюза.
Система позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения (разгоне, торможении, движении по прямой, в поворотах и при свободном качении).
В зависимости от производителя различают следующие названия системы курсовой устойчивости:
ESP (Electronic Stability Programme) на большинстве автомобилей в Европе и Америке;
ESC (Electronic Stability Control) на автомобилях Honda, Kia, Hyundai;
DSC (Dynamic Stability Control) на автомобилях BMW, Jaguar, Rover;
DTSC (Dynamic Stability Traction Control) на автомобилях Volvo;
VSA (Vehicle Stability Assist) на автомобилях Honda, Acura;
VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota;
VDC (Vehicle Dynamic Control) на автомобилях Infiniti, Nissan, Subaru.
Устройство и принцип действия системы курсовой устойчивости рассмотрены на примере самой распространенной системы ESP, которая выпускается с 1995 года.Устройство системы курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня и включает антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), электронную блокировку дифференциала (EDS), антипробуксовочную систему (ASR).
Система курсовой устойчивости объединяет входные датчики, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.
Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля.
Используются в оценке действий водителя датчики угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе, выключатель стоп-сигнала. Оценивают фактические параметры движения датчики частоты вращения колес, продольного ускорения, поперечного ускорения, скорости поворота автомобиля, давления в тормозной системе.
Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности:
впускные и выпускные клапаны системы ABS;
переключающие и клапаны высокого давления системы ASR;
контрольные лампы системы ESP, системы ABS, тормозной системы.
В своей работе блок управления ESP взаимодействует с системой управления двигателем и автоматической коробки передач (через соответствующие блоки). Помимо приема сигналов от этих систем блок управления формирует управляющие воздействия на элементы системы управления двигателем и АКПП.
Для работы системы динамической стабилизации используется гидравлический блок системы ABS/ASR со всеми компонентами.
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:
подтормаживанием определенных колес;
изменением крутящего момента двигателя
изменением угла поворота передних колес (при наличии системы активного рулевого управления);
изменением степени демпфирования амортизаторов (при наличии адаптивной подвески) .
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.
Дополнительные функции системы курсовой устойчивости
В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы): гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.
Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.
Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов.
Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации — путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).
Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.
Система повышения эффективности тормозов при нагреве FBS (Fading Brake Support, другое наименование — Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.
Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.
Схема системы курсовой устойчивости ESP (рис. в низу)
1компенсационный бачок
2вакуумный усилитель тормозов
3датчик положения педали тормоза
4датчик давления в тормозной системе
5блок управления
6насос обратной подачи
7аккумулятор давления
8демпфирующая камера
9впускной клапан переднего левого тормозного механизма
10выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма
11впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
12выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
13впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
14выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
15впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
16выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
17передний левый тормозной цилиндр
18датчик частоты вращения переднего левого колеса
19передний правый тормозной цилиндр
20датчик частоты вращения переднего правого колеса
21задний левый тормозной цилиндр
22датчик частоты вращения заднего левого колеса
23задний правый тормозной цилиндр
24датчик частоты вращения заднего правого колеса
25переключающий клапан
26клапан высокого давления
27шина обмена данными
Описание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC
Система курсовой устойчивости ESC – это электрогидравлическая система активной безопасности, главное назначение которой – не дать автомобилю уйти в занос, то есть предотвратить отклонение от заданной траектории движения при резком маневрировании. ESC имеет еще одно название – “система динамической стабилизации”. Аббревиатура ESC расшифровывается как Electronic Stability Control – электронный контроль устойчивости (ЭКУ). Система стабилизации – это комплексная система, охватывающая возможности ABS и TCS. Рассмотрим принцип действия системы, ее основные компоненты, а также положительные и отрицательные стороны эксплуатации.
Принцип работы системы
Разберем принцип работы ESC на примере системы курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Programme) от компании Bosch, которая устанавливается на автомобили с 1995 года.
Самое важное для ESP – это правильно определить момент наступления неконтролируемой (аварийной) ситуации. Во время движения система стабилизации непрерывно сопоставляет параметры движения автомобиля и действия водителя. Система начинает работать, если действия человека за рулем становятся отличными от фактических параметров движения машины. Например, резкий поворот руля на большой угол.
Система активной безопасности может стабилизировать движение автомобиля несколькими способами:
- притормаживанием определенных колес;
- изменением крутящего момента двигателя;
- изменением угла поворота передних колес (если установлена система активного рулевого управления);
- изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска).
Система курсовой устойчивости не дает автомобилю уйти за пределы заданной траектории поворота. Если датчиками фиксируется недостаточная поворачиваемость, то ESP осуществляет притормаживание заднего внутреннего колеса, а также меняет крутящий момент двигателя. Если выявлена избыточная поворачиваемость, то система притормаживает переднее наружнее колесо, а также варьирует крутящий момент.
Чтобы подтормаживать колеса, ESP использует систему ABS, на базе которой она построена. Цикл работы включает три стадии: повышение давления, поддержание давления, сбрасывание давления в тормозной системе.
Крутящий момент двигателя изменяется системой динамической стабилизации следующими способами:
- отменой переключения передачи в автоматической коробке переключения передач;
- пропуском впрыска топлива;
- изменением угла опережения зажигания;
- изменением угла положения дроссельной заслонки;
- пропуском зажигания;
- перераспределением крутящего момента по осям (на автомобилях с полным приводом).
Устройство и основные компоненты
Система курсовой устойчивости – это совокупность более простых систем: ABS (предотвращает блокировку тормозов), EBD (распределяет тормозные усилия), EDS (блокирует дифференциал с помощью электроники), TCS (предотвращает пробуксовку колес).
Система динамической стабилизации включает в себя набор датчиков, электронный блок управления (ЭБУ) и исполнительное устройство – гидравлический блок.
Датчики отслеживают определенные параметры движения автомобиля и передают их в блок управления. С помощью датчиков ESC оценивает действия человека за рулем, а также параметры движения машины.
Для оценки действий человека за рулем система курсовой устойчивости использует датчики давления в тормозной системе и угла поворота рулевого колеса, а также выключатель стоп-сигнала. Параметры движения автомобиля отслеживают датчики давления в тормозной системе, частоты вращения колес, угловой скорости машины, продольного и поперечного ускорения.
На основании данных, полученных от датчиков, блок управления генерирует управляющие сигналы для исполнительных устройств систем, входящих в состав ESC. Команды от ЭБУ получают:
- впускные и выпускные клапаны антиблокировочной системы;
- клапаны высокого давления и переключающие клапаны антипробуксовочной системы;
- контрольные лампы ABS, ESP и тормозной системы.
При работе ЭБУ взаимодействует с блоком управления автоматической коробки передач, а также с блоком управления двигателем. Блок управления не только принимает сигналы от данных систем, но и формирует для их элементов управляющие воздействия.
Отключение системы ESC
Если система динамической стабилизации «мешает» водителю при управлении автомобилем, то ее можно отключить. Обычно для этих целей есть специальная кнопка на приборной панели. ESC рекомендуется отключать в следующих случаях:
- при использовании малого запасного колеса (докатки);
- при использовании колес разного диаметра;
- при езде по траве, неоднородному льду, бездорожью, песку;
- при езде с цепями противоскольжения;
- во время раскачки автомобиля, которая застряла в снегу/грязи;
- при испытании машины на динамическом стенде.
Преимущества и недостатки системы
Рассмотрим плюсы и минусы использования системы динамической стабилизации. Преимущества ESC:
- помогает удерживать автомобиль в пределах заданной траектории;
- предотвращает опрокидывание автомобиля;
- стабилизация автопоезда;
- предотвращает столкновения.
- esc нужно отключать в определенных ситуациях;
- неэффективна на высоких скоростях и при маленьком радиусе поворота.
Применение
В Канаде, США и странах Европейского союза с 2011 года система курсовой устойчивости обязательно устанавливается на все легковые автомобили. Отметим, что названия системы различаются в зависимости от производителя. Аббревиатура ESC применяется на автомобилях Kia, Hyundai, Honda; ESP (Electronic Stability Programme) – на многих машинах Европы и США; VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota; система DSC (Dynamic Stability Control) на машинах Land Rover, BMW, Jaguar.
Система динамической стабилизации – это отличный помощник на дороге, особенно для неопытных водителей. Не стоит забывать, что возможности электроники также не безграничны. Система во многих случаях существенно снижает вероятность аварии, однако водителю никогда не стоит терять бдительность.
система esc в автомобиле что это такое простыми словами
Описание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC
Система курсовой устойчивости ESC – это электрогидравлическая система активной безопасности, главное назначение которой – не дать автомобилю уйти в занос, то есть предотвратить отклонение от заданной траектории движения при резком маневрировании. ESC имеет еще одно название – “система динамической стабилизации”. Аббревиатура ESC расшифровывается как Electronic Stability Control – электронный контроль устойчивости (ЭКУ). Система стабилизации – это комплексная система, охватывающая возможности ABS и TCS. Рассмотрим принцип действия системы, ее основные компоненты, а также положительные и отрицательные стороны эксплуатации.
Принцип работы системы
Разберем принцип работы ESC на примере системы курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Programme) от компании Bosch, которая устанавливается на автомобили с 1995 года.
Самое важное для ESP – это правильно определить момент наступления неконтролируемой (аварийной) ситуации. Во время движения система стабилизации непрерывно сопоставляет параметры движения автомобиля и действия водителя. Система начинает работать, если действия человека за рулем становятся отличными от фактических параметров движения машины. Например, резкий поворот руля на большой угол.
Система активной безопасности может стабилизировать движение автомобиля несколькими способами:
Система курсовой устойчивости не дает автомобилю уйти за пределы заданной траектории поворота. Если датчиками фиксируется недостаточная поворачиваемость, то ESP осуществляет притормаживание заднего внутреннего колеса, а также меняет крутящий момент двигателя. Если выявлена избыточная поворачиваемость, то система притормаживает переднее наружнее колесо, а также варьирует крутящий момент.
Чтобы подтормаживать колеса, ESP использует систему ABS, на базе которой она построена. Цикл работы включает три стадии: повышение давления, поддержание давления, сбрасывание давления в тормозной системе.
Крутящий момент двигателя изменяется системой динамической стабилизации следующими способами:
Устройство и основные компоненты
Система курсовой устойчивости – это совокупность более простых систем: ABS (предотвращает блокировку тормозов), EBD (распределяет тормозные усилия), EDS (блокирует дифференциал с помощью электроники), TCS (предотвращает пробуксовку колес).
Система динамической стабилизации включает в себя набор датчиков, электронный блок управления (ЭБУ) и исполнительное устройство – гидравлический блок.
Датчики отслеживают определенные параметры движения автомобиля и передают их в блок управления. С помощью датчиков ESC оценивает действия человека за рулем, а также параметры движения машины.
Для оценки действий человека за рулем система курсовой устойчивости использует датчики давления в тормозной системе и угла поворота рулевого колеса, а также выключатель стоп-сигнала. Параметры движения автомобиля отслеживают датчики давления в тормозной системе, частоты вращения колес, угловой скорости машины, продольного и поперечного ускорения.
На основании данных, полученных от датчиков, блок управления генерирует управляющие сигналы для исполнительных устройств систем, входящих в состав ESC. Команды от ЭБУ получают:
При работе ЭБУ взаимодействует с блоком управления автоматической коробки передач, а также с блоком управления двигателем. Блок управления не только принимает сигналы от данных систем, но и формирует для их элементов управляющие воздействия.
Отключение системы ESC
Если система динамической стабилизации «мешает» водителю при управлении автомобилем, то ее можно отключить. Обычно для этих целей есть специальная кнопка на приборной панели. ESC рекомендуется отключать в следующих случаях:
Преимущества и недостатки системы
Рассмотрим плюсы и минусы использования системы динамической стабилизации. Преимущества ESC:
Применение
В Канаде, США и странах Европейского союза с 2011 года система курсовой устойчивости обязательно устанавливается на все легковые автомобили. Отметим, что названия системы различаются в зависимости от производителя. Аббревиатура ESC применяется на автомобилях Kia, Hyundai, Honda; ESP (Electronic Stability Programme) – на многих машинах Европы и США; VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota; система DSC (Dynamic Stability Control) на машинах Land Rover, BMW, Jaguar.
Система динамической стабилизации – это отличный помощник на дороге, особенно для неопытных водителей. Не стоит забывать, что возможности электроники также не безграничны. Система во многих случаях существенно снижает вероятность аварии, однако водителю никогда не стоит терять бдительность.
Система esc в автомобиле что это такое простыми словами
Оформляем сделку и перечисляем деньги за авто в течение 24 часов
Удобно
3 программы продажи авто (выкуп, комиссия, trade-in)
Надежно
Юридическая и финансовая безопасность сделки на 100%
Онлайн-автоцентр «Атлант-М»
9 брендов 50 моделей новых автомобилей
с гарантийным обслуживанием в официальных сервисных центрах.
Более 300 автомобилей с пробегом
прошедших юридическую и техническую проверку.
Тест-драйв понравившегося авто
Запись в несколько кликов!
Выгодные условия покупки
Кредит, лизинг, trade-in и еженедельные акционные предложения
Оценка и выкуп
Быстро
Оформляем сделку и перечисляем деньги за авто в течение 24 часов
Удобно
3 программы продажи авто (выкуп, комиссия, trade-in)
Надежно
Юридическая и финансовая безопасность сделки на 100%
Онлайн-автоцентр «Атлант-М»
9 брендов 50 моделей новых автомобилей
с гарантийным обслуживанием в официальных сервисных центрах.
Более 300 автомобилей с пробегом
прошедших юридическую и техническую проверку.
Тест-драйв понравившегося авто
Запись в несколько кликов!
Выгодные условия покупки
Кредит, лизинг, trade-in и еженедельные акционные предложения
Оценка и выкуп
Быстро
Оформляем сделку и перечисляем деньги за авто в течение 24 часов
Удобно
3 программы продажи авто (выкуп, комиссия, trade-in)
Надежно
Юридическая и финансовая безопасность сделки на 100%
Система курсовой устойчивости автомобиля
Нужна ли система курсовой устойчивости в автомобиле
Нужна ли ESC? Конечно, необходимость назрела уже давно, иначе зачем бы её тогда разрабатывали? В первую очередь она придётся весьма кстати неопытным водителям и особенно тем, кто несмотря на скромный стаж управления автомобилем не прочь нескромно вести себя на дороге. Опытным автолюбителям она также не помешает! Нужно также отметить тот факт, что теперешние системы стабилизации отличаются от своих предшественников более эффективным функционированием.
Если раньше ESC иногда чуть терялась во время работы, то сейчас у водителя сидящего за рулём машины, оборудованной ESC может создастся впечатление, что у него мастерство бывалого пилота Формулы 1. «Лосиный» тест Mercedes А-класса Хотя ESC была разработана ещё в 1995-ом, показала она себя в действии только спустя пару лет, именно тогда, когда презентовали первый компактный Мерседес А-класса. Как оказалось, инженерами при его разработке были допущены критичные ошибки, из-за которых новинка обладала склонностью к опрокидыванию даже на несерьёзной скорости как раз при прохождении того самого, известного практически любому продвинутому любителю машин, «лосиного» теста.
Разразился масштабный скандал: продажи модели были приостановлены, а те экземпляры, которые уже попали в пользование покупателей, были отозваны. К чести немецких конструкторов, они решили все проблемы и самую значимую роль в этом процессе сыграла именно ESC настроенная соответствующим образом. Данный случай обусловил повсеместное внедрение ESC на европейских транспортных средствах.
Что означает система курсовой устойчивости (ESP)?
Каждый автомобилист знает, что такое ESP. Часто её ещё называют «противозаносной» и «антизаносной».
ESC— это система динамической стабилизации, которая обеспечивает устойчивость машины. Она значительно повышает безопасность вождения. Поэтому ESP является одной из самых популярных систем безопасности.
Она может заблаговременно определить и устранить возникшие критические ситуации. Например, сохранить управляемость машины.
Она включает в себя другие системы машины:
Рассмотрим основные преимущества:
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.
Основная система курсовой устойчивости автомобиля при движении
Система курсовой устойчивости предназначена для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля за счет заблаговременного определения и устранения критической ситуации. С 2011 г. оснащение системой курсовой устойчивости новых легковых автомобилей является обязательным в США, Канаде, странах Евросоюза.
Система позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения (разгоне, торможении, движении по прямой, в поворотах и при свободном качении).
В зависимости от производителя различают следующие названия системы курсовой устойчивости:
Устройство и принцип действия системы курсовой устойчивости рассмотрены на примере самой распространенной системы ESP, которая выпускается с 1995 г.
Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня и включает антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), антипробуксовочную систему (ASR).
Конструктивные узлы ESP (рис. 1) включают основные узлы ABS. Устройство и принцип действия ABS.
Принципиальное отличие ESP от ABS в том, что ESP непрерывно следит за соответствием ускорений автомобиля желаниям водителя, выраженным в повороте рулевого колеса, в то время как ABS включается только при торможении.
Рис. 1. Общая компоновка электронной системы курсовой устойчивости ESP (на примере Skoda Fabia): 1, 2, 12, 13 — датчики частоты вращения колес; 3 — датчик давления в тормозной системе; 4 — активный усилитель тормозной системы; 5 — ЭБУ работой двигателя; 6 — ЭБУ работой коробки передач (только на моделях с автоматической коробкой передач); 7 — гидравлический блок с блоком управления ABS EDL/TCS/ESP; 8 — контрольная лампа TCS/ESP; 9 — контрольная лампа ABS; 10 — контрольная лампа двухконтурной тормозной системы и стояночного тормоза; 11 — диагностический разъем; 14 — система динамики автомобиля и поведения водителя; 15 — выключатель стоп-сигнала; 16 — датчик угла поворота рулевого колеса; 17 — кнопочный выключатель систем TCS/ESP; 18 — датчик рысканья; 19 — датчик бокового ускорения
Алгоритм работы системы зависит от режима движения ТС. Система курсовой устойчивости должна распознать начало заноса ТС и предотвратить его. Она определяет желаемое направление по углу поворота рулевого колеса, а датчики на всех колесах измеряют скорость их вращения. На основании этих данных БУ вычисляет фактическую траекторию движения, которая более 25 раз в секунду сравнивается с желаемым направлением. Управление автомобилем с системой ESP учитывает три степени свободы автомобиля на плоскости дороги (продольная и поперечная направляющие движения и поворот относительно вертикальной оси ТС). Если блок управления ESP вычисляет, что ускорение при разгоне автомобиля достигло критических значений и возникли условия для потери устойчивости ТС (заноса) и бокового скольжения колес передней и/или задней осей), система включает подтормаживание пробуксовывающих колес.
Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля. Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности. При необходимости блок использует информацию из блока управления системы управления двигателем и блока управления автоматической коробкой переключения передач (АКПП).
Одновременно датчики угловой скорости измеряют перемещение ТС вокруг вертикальной оси и его боковое ускорение. Если значения расходятся, система без какого-либо вмешательства со стороны водителя немедленно реагирует на ситуацию, снижая мощность двигателя и восстанавливая стабильность автомобиля. Если этого недостаточно, ESP дополнительно подтормаживает каждое колесо. Возникающее вращательное движение колеса противодействует заносу, и автомобиль остается на безопасной траектории движения.
Оцениваются сигналы от датчика угла поворота рулевого колеса 16, датчика давления в тормозной системе 3 и от ЭБУ работой двигателя 5. Помимо скорости движения автомобиля, в вычисления также входят необходимые характеристики коэффициентов сцепления между шинами и дорожным покрытием. Эти параметры оцениваются на основе сигналов, получаемых от датчиков частоты вращения колес 1, 2, 12, 13, датчика бокового ускорения 19, датчика рысканья 18 и датчика давления в тормозной системе 3. Датчик бокового ускорения сообщает БУ о боковом сносе автомобиля, в то время как датчик рысканья сигнализирует о склонности к заносу. Затем вычисляется момент относительно вертикальной оси, который необходим для приближенного приведения параметров действительного состояния к параметрам требуемого состояния.
Стабилизация движения автомобиля с помощью системы ESP достигается:
Информация, поступающая от датчиков, анализируется модулем управления для расчета направления движения, задаваемого рулевым управлением, и распознавания поведения автомобиля. Система ESP определяет, какое колесо должно быть ускорено или подторможено и насколько резко необходимо изменить крутящий момент двигателя, а также необходимость активизации блока управления коробкой передач (на моделях с АКПП).
Цикл управления завершается при успешном результате, и система управления переходит к слежению за поведением автомобиля. Если устойчивость движения не восстановлена, то цикл управления повторяется. Активация цикла управления сопровождается миганием контрольной лампы системы курсовой устойчивости.
Для работы системы динамической стабилизации используется гидравлический блок системы ABS.
Определение наступления аварийной ситуации осуществляется путем сравнения действий водителя и параметров движения автомобиля. В случае если действия водителя (желаемые параметры движения) отличаются от фактических параметров движения автомобиля, включается система ESP.
Притормаживание колес система осуществляет через гидромодулятор ABS, создающий давление в тормозной системе. Принцип алгоритма подтормаживания аналогичен описанному. Одновременно (или до этого) на БУ двигателем поступает команда на сокращение подачи топлива и, следовательно, уменьшение крутящего момента на колесах.
ESP выбирает тормозные усилия для каждого колеса отдельно таким образом, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту, стремящемуся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси, и удерживала ТС на оптимальной траектории. Если автомобиль плохо входит в поворот и скользит передними колесами наружу (недостаточная поворачиваемость) (рис. 2, а), ESP притормаживает внутреннее заднее колесо. Если автомобиль в результате заноса задней части пытается повернуть круче, чем необходимо (избыточная поворачиваемость) (рис. 2, б), ESP исправляет ошибку притормаживанием наружного переднего колеса. Чтобы предотвратить занос заднеприводного автомобиля, ESP уменьшает частоту вращения коленчатого вала двигателя. Благодаря этому возникает стабилизирующий момент сил, возвращающий автомобиль на безопасную траекторию движения.
При угрозе опрокидывания ТС стабилизируется за счет уменьшения поперечного ускорения, которое достигается достаточно сильным притормаживанием передних колес и одновременным снижением крутящего момента двигателя.
Рис. 2. Траектория движения на повороте с ESP (сплошная линия) и без ESP (прерывистая линия): а — недостаточная поворачиваемость; б — избыточная поворачиваемость
Изменение крутящего момента двигателя в системе ESP может осуществляться:
Блок управления ESP взаимодействует также с системой управления двигателем и АКПП (через соответствующие БУ). Помимо приема сигналов от этих систем, БУ формирует управляющие воздействия на элементы системы управления двигателем и АКПП.
Может ли система ESP мешать водителю?
На самом деле для опытных водителей, которые любят ездить на пределе своих возможностей (хотя обычно это гонщики на гоночных треках, но бывают и исключения), система курсовой устойчивости может мешать. Мешать она может в ситуации, если для того, чтобы вытянуть машину из заноса необходимо дать много газу, а электронная система просто не дает этого сделать, по программе она не подает много топлива и уменьшает крутящий момент, который так нужен в этот момент. Для таких водителей в большинстве современных машинах есть кнопка отключения системы ESP, хотя бывает и не кнопка, бывает, что нужно провести целый ряд действий для ее отключения.
Так же есть ESP, которые срабатывает не мгновенно, а с маленькой задержкой, давая тем самым водителю немного пошалить на дороге. Конечно, если Вы не гонщик и не слишком опытный водитель, то систему курсовой устойчивости лучше не отключать, безопасность на дороге превыше всего, сами понимаете. С системой ESP можно чувствовать себя на дороге уверенно, куда Вы выворачиваете руль туда машина и едет, хоть ему и придется для этого много чего сделать, но не стоит забывать о том, что данная система не волшебная и обмануть законы физики невозможно, поэтому не нужно лишний раз рисковать. Посмотрев видео ниже, Вы можете увидеть, как ведет себя автомобиль с включенной и отключенной системой ESP
Технологии не стоят на месте
Сегодня ездить стало лучше – и шины появились продвинутые, и рули усилителями оснастили. Но главное – на вооружении водителей сегодня есть система курсовой стабилизации, называемая ESP.
Что такое ESP, когда изобрели ее? Почему так долго ее внедряли? Из чего состоит система? Как это работает? Какова роль данного электронного помощника? В каких случаях машина теряет свою курсовую стабильность?
На все эти вопросы вы получите ответы читая статью дальше.
Обладателями иномарок с ESP успели стать уже многие люди, а еще многие желают совершить такую покупку.
И это не удивительно, ведь благодаря действию умной электроники траектория езды автомобиля стабилизируется, а потом сохраняется в нужном параметре.
Чаще всего систему курсовой устойчивости ESP необходимо активировать в критических случаях.
Можно ли отключать ESC
Как это ни странно, но ESC может даже мешать водителю. В принципе, её можно деактивировать посредством специальной клавиши, расположенной на панели приборов. Специалисты рекомендуют прибегнуть к нейтрализации системы при таких обстоятельствах: при тестировании машины на испытательном стенде; во время раскачивания авто, увязшего в снежном либо грязевом месиве; когда применяются цепи противоскольжения; при езде по песку, траве и т. п.; когда на авто установлены колёса, отличающиеся между собой по диаметру.
Достоинства ESC: помогает водителю удерживать транспортное средство в пределах нужной траектории; удаляет влагу с дисков тормозов; повышает эффективность тормозов во время перегрева; является ГУ тормозов; стабилизирует автопоезд; предупреждает опрокидывание; предупреждает столкновение.
Минусы ESC: в некоторых случаях возникает необходимость деактивации системы; неэффективно функционирует на повышенных скоростных режимах и при небольшом радиусе поворота. Преимущества ESC обеспечивают такие её программные расширения:
1. ROP — так именуется система, предотвращающая опрокидывание машины. При возникновении угрозы она придаёт авто устойчивости. Сам процесс осуществляется посредством снижения поперечного ускорения из-за подтормаживания фронтальных колёс, а также из-за уменьшения тяги ДВС. Походу всего этого действа, в тормозной системе через активный тормозной усилитель будет образовываться дополнительное давление.
2. Braking Guard — эта технология была разработана инженерами для избежания столкновения, а реализоваться она может только в сочетании с адаптивным круиз-контролем. Оповещение об опасности возникновения аварийной ситуации происходит посредством визуальных и звуковых сигналов. Во время возникновения критической обстановки параллельно осуществляется нагнетание в тормозах. По этой причине нагнетатель обратной подачи будет отключаться в автоматическом режиме.
3. Fading Brake Support — повышает эффективность функционирования тормозной системы во время перегрева. Таким образом, предотвращается неполноценное сцепление колодок с поверхностью тормозного диска. Недостаточное сцепление возникает из-за перегрева рабочих элементов системы, а нейтрализуется это путём дополнительного нагнетания давления в тормозах.
4. Система, стабилизирующая автопоезд — реализуется на транспортном средстве, в распоряжении которого тягово-сцепное устройство. В обязанности этого средства входит предотвращение «виляния» прицепного устройства походу движения. Для достижения подобного эффекта система притормаживает колёса и понижает тягу ДВС. 5. Система нейтрализации влаги на тормозных дисках. Устройство задействуется, когда стрелка спидометра проходит отметку 50 км/ч, и при активированных стеклоочистителях. Суть в том, чтобы кратковременно повышать давление на фронтальной оси. Так, колодки будут прижиматься к дискам и влага при этом испаряется. Заключение Без сомнений, ESC является превосходным подспорьем для неопытных автовладельцев, но и бывалым «асам» она как минимум не помешает. Но в то же время никогда не нужно забывать о том, что возможности электроники также имеют свои пределы. Во многих случаях ESC реально предотвращает аварийные ситуации, однако, водителю любой квалификации не стоит ни в коем случае полагаться только на неё и притуплять свою бдительность.
Дополнительные функции в системе динамической стабилизации
Электронный контроль устойчивости транспортного средства обладает следующими дополнительными функциями, а точнее системой:
Данные системы не имеют практически своих конструктивных элементов. Они представляют собой программные расширения ESP.
Водитель превысил допустимую скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте. В обычной ситуации это привело бы к заносу автомобиля и РАЗВОРОТУ НА ВСТРЕЧНОЙ ПОЛОСЕ. Но ESP выровняла траекторию движения, притормозив колеса, идущие по внешнему радиусу поворота
Водитель превысил допустимую скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте. В обычной ситуации это привело бы к заносу автомобиля и РАЗВОРОТУ НА ВСТРЕЧНОЙ ПОЛОСЕ. Но ESP выровняла траекторию движения, притормозив колеса, идущие по внешнему радиусу поворота
Все это электронное воинство по 25 раз в секунду снимает показания и передает их в блок управления. И если, сопоставляя полученную информацию, “в центре” вдруг понимают, что реальное движение автомобиля никак не соответствует положению рулевого колеса и желанию водителя, меры принимаются незамедлительно. Блок управления отдает команду исполнительным модулям в тормозах и в двигателе, чтобы те замедлили вращение того или иного колеса или колес, а также уменьшили подачу топлива в камеру сгорания. Более того, некоторые системы стабилизации на машинах с АКП умеют даже переключаться на пониженную. От водителя требуется только работа рулем.
Чем отличаются автомобильные системы стабилизации ESP и ESC
Каждый новый автомобиль, проданный в Европе с 2014, должен быть оснащён электронной системой стабилизации, но далеко не все автовладельцы знают, чем отличаются ESP и ESC, а также на что влияет выбранный вариант.
Смотрите также: Что такое система векторизации крутящего момента и как она работает?
ESC (или ESP) многими рассматривается как одно из величайших достижений в области автомобильной безопасности и автоспорта в частности. Принципиальное отличие системы стабилизации от таких традиционных элементов пассивной безопасности как ремни и подушки заключается в том, что они предназначены для спасения жизни, а также сохранения здоровья водителя и пассажира при аварии, а вот ESC (или ESP) используются для предотвращения ДТП.
Для справки, ESC расшифровывается как Electronic Stability Control (Электронный Контроль Устойчивости), а ESP – Electronic Stability Program (Электронная Программа Стабилизации). Фактически, цели у обеих совпадают, а исследования и проверка опытным путём наглядно доказывают их эффективность. По мнению британских специалистов, которые основывались на статистических данных, оснащение автомобиля ESP помогает снизить риски серьёзного транспортного происшествия на 25%. В то же время шведские исследователи склонны полагать, что данная система активной безопасности помогает на 35% уменьшить вероятность попадания в аварию со смертельным исходом при плохих погодных условиях.
Это мрачная перспектива, которая, тем не менее, должна подвергаться тщательному анализу, именно поэтому в Европе на законодательном уровне закрепили обязательное оснащение всех новых автомобилей ESP. Такая инициатива была реализована в 2014 году, до этого момента столь важная система входила лишь в список дополнительного оборудования, доступного достаточно дорогим моделям. При этом прообраз данной электронной системы был запатентован ещё в 1959 году, а реализовать её на массовой серийной модели удалось только к 1994 году.
Как работают ESP и ESC
При таком количестве электронных систем, устанавливаемых в автомобиле, каждая из которых имеет собственную аббревиатуру, многие автовладельцы совершенно не понимают, в чём заключается принципиальное отличие между ними. Ещё больше усложняет ситуацию то, что для обозначения близких по назначению средств активной безопасности используются разные названия, которые в большинстве случаев определяются самим производителем.
Так, ESP (Electronic Stability Program) может быть известна как ESC (Electronic Stability Control), VSC (Контроль Устойчивости Автомобиля или система курсовой устойчивости), VSA (Vehicle Stability Assist – Система Курсовой Стабилизации) или DSC (Dynamic Stability Control – Система Динамического Контроля Устойчивости). Некоторые автопроизводители используют собственные «бренды» для продвижения ESP, поэтому вы можете столкнуться, например, с DSTC (Dynamic Stability and Traction Control) от Volvo или PMS (Porsche Stability Management) от Porsche.
Итак, теперь мы определились с возможными вариантами названий, давайте посмотрим, как работает ESP.
Добавление третьего элемента безопасности к ABS и противобуксовочной системе
Для того, чтобы появилась возможность оснащения вашего автомобиля системой ESP, он должен быть оборудован ABS (антиблокировочная тормозная система) и TCS (Traction Control System – противобуксовочная система) В простейшем случае два этих элемента активной безопасности предназначены для того, чтобы улучшить управляемость и предсказуемость, а также сохранять контроль над автомобилем при торможении и ускорении соответственно, поэтому их вмешательство в процесс управления сводится лишь к контролю линейного ускорения.
ESP дополняет их и вносит третье контролируемое измерение, поскольку она отвечает за перемещение автомобиля в перпендикулярном траектории движения направлении, в котором и возникают такие явления как недостаточная или избыточная поворачиваемость – занос. В более продвинутых версиях она находится в постоянном взаимодействии и с электронным блоком управления двигателем, чтобы максимально повысить эффективность своей работы.
Согласно статистическим данным, ESP может предотвратить до 80% заносов, что является отличным показателем, особенно на фоне того, что около 40% аварий происходит именно из-за этого явления. Тем не менее, стоит вспомнить слова Скотти из фильма Стартрек: «Вы можете изменить законы физики!». Конечно, возможности систем активной безопасности не безграничны и об этом не стоит забывать. Если водитель перешагнёт тот рубеж, когда потеря контроля над автомобилем неизбежна, ни одна из существующих ныне систем не позволит предотвратить серьёзные последствия.
Дополнительная устойчивость при повороте с ESC
Поскольку ESP обеспечивает дополнительную безопасность наряду с ABS и TCS, вас вряд ли удивит тот факт, что она использует большую часть оборудования из этих систем для работы. Используя датчики для измерения скорости отдельных колес, а также информацию от датчиков бокового ускорения и датчиков поперечной скорости, блок управления ESP постоянно контролирует боковые движения автомобиля и сопоставляет их с положением рулевого колеса. Если машина не отреагирует на движение руля так, как это запрограммировано, или заданный угол поворота, а также скорость слишком велики, ESP начнёт подтормаживать колёса, пытаясь сохранить прямолинейную траекторию движения. При этом торможение осуществляется при активном взаимодействии с ABS, что исключает блокировку одного из колёс. Сама суть работы рассматриваемой системы заключается в том, чтобы начать активно содействовать процессу управления машиной ещё до того момента, как водитель поймёт, что начинает терять контроль.
Система работает постоянно, вне зависимости от режима езды, и даже при движении накатом. А механизм её влияния полностью зависит от ситуации и конструктивных особенностей автомобиля. Например, если в резком повороте фиксируется начало проскальзывания задней оси, то электроника начинает плавно снижать количество подаваемого в двигатель топлива, обеспечивая снижение его оборотов. Если же и этого оказывается недостаточно, то начинается постепенное подтормаживание передних колёс. Если же автомобиль оснащён автоматической трансмиссией, то ESP позволяет принудительно активировать зимний режим работы, обеспечивая возможность перехода на пониженную передачу.
Дополнительные преимущества ESC
Поскольку ESC способен тормозить колеса автомобиля независимо от нажатия педали, она открывает огромный потенциал для реализации и внедрения других различных технологий безопасности. К ним можно отнести и достаточно известную ныне Brake Assist, предназначенную для сокращения тормозного пути, которая распознаёт ситуацию экстренного торможения и оказывает необходимое содействие водителю. А также Hill Hold Control, суть которого заключается в помощи при трогании в гору путём подтормаживания колёс на пару секунд после отпускания педали, чтобы предотвратить откатывание назад. Всё это ещё на несколько шагов приближает тот момент, когда электроника полностью заменит водителя.
Коммерческие автомобили, оснащенные ESC, могут иметь дополнительные датчики, которые измеряют вес и положение груза, и соответственно адаптировать поведение автомобиля под конкретные условия. Это повышает степень участия ESC в управлении автомобилем, поскольку в этом случае появляется даже возможность контроля над сдвигом груза при резком повороте. Данная система также обеспечивает дешевый и эффективный мониторинг давления в шинах, поскольку она измеряет скорость каждого отдельного колеса и может определить, снизилось ли давление в шине, поскольку это повлияет на скорость её вращения.
Помимо этого, не стоит забывать и о том, что данная электронная система позволяет ощутимо снизить показатель среднего расхода топлива за счёт оптимизации режимов работы двигателя и предотвращения затрат энергии при проскальзывании одной из осей. Конечно, обилие электроники существенно усложняет конструкцию автомобиля, повышает его стоимость и приводит к необходимости высококвалифицированного сервисного обслуживания, однако, как показывает история, массовое внедрение какой-либо технологии автоматически приводит к постепенному снижению её цены.
В ряде случаев при неоднородном покрытии (например, крупном щебне) или при движении с малой скоростью по сыпучему песку эта система оказывается неэффективна и даже негативно влияет на параметры работы автомобиля. Поэтому большинство автомобильных инженеров сходится во мнении, что такая полезная опция всё ещё нуждается в доработке, а пока необходимо предусмотреть возможность её деактивации, особенно на спортивных моделях и внедорожниках. Например, VSC от Toyota начинает работать только при достижении скорости 15 км/час.
Подводя итог, можно сказать, что ESP в различных вариациях исполнения предназначена для исправления ошибок недостаточно опытного водителя, чтобы предотвратить катастрофические последствия. Однако для тех, кто предпочитает активную езду и обладает для этого достаточными навыками, электроника снижает удовольствие от вождения, поскольку не позволяет довести ситуацию до критической грани, на которой и достигается управляемый занос, дрифт, прохождение поворотов «веером» и многое другое.
Именно поэтому на ряде моделей, особенно спортивных автомобилей, предусмотрена возможность настройки параметров под индивидуальные особенности владельца и даже отключения этой функции.