Система динамической стабилизации автомобиля (ESP) — Пассивная и активная безопасность
| Вы можете задать интересующие вас вопросы по теме представленной статьи, оставив свой комментарий внизу страницы. Вам ответит заместитель генерального директора автошколы «Мустанг» по учебной работе Преподаватель высшей школы, кандидат технических наук Кузнецов Юрий Александрович |
Система динамической стабилизации автомобиля (ESP)
Задача ESP — контроль поперечной динамики автомобиля и предотвращение срыва автомобиля в занос и боковое скольжение посредством компьютерного управления моментами силы колес (одновременно одного или нескольких).
Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости». Она способна компенсировать ошибки водителя, нейтрализуя и исключая занос, когда контроль над автомобилем уже потерян.
Эксперты называют систему ESP самым важным изобретением в сфере автомобильной безопасности после ремней безопасности. Она обеспечивает водителю лучший контроль за поведением автомобиля, следя за тем, чтобы он перемещался в том направлении, куда указывает поворот руля. По данным американского Страхового института дорожной безопасности (IIHS) и Национального управления безопасностью движения на трассах NHTSA (США), примерно одна треть смертельных аварий могла бы быть предотвращена системой ESP, если бы ей были оснащены все автомобили.
Главный контроллер ESP — это пара микропроцессоров, каждый из которых имеет по 56 Кбайт памяти. Система позволяет, например, считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес, датчиком положения рулевого колеса и датчиком давления в тормозной системе с 20 миллисекундным интервалом.
Но основная информация поступает с двух специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (иногда это устройство называют G-сенсор). Именно они фиксируют возникновение бокового скольжения на вертикальной оси, определяют его величину и дают дальнейшие распоряжения. В каждый момент ESP знает, с какой скоростью едет автомобиль, на какой угол повёрнут руль, какие обороты у двигателя, есть ли занос и так далее.
Систему ESP можно рассматривать как расширенный вариант рассмотренной ранее антиблокировочной системы (ABS). Многие узлы ESP объединены с системой ABS, но, вдобавок к её компонентам, ESP требует наличия таких компонентов, как датчик положения руля и акселерометр (прибор, измеряющий разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением, точнее ускорением свободного падения), следящий за реальным поворотом автомобиля.
При несоответствии показаний акселерометра показаниям датчика поворота руля, система применяет торможение одного (или нескольких) из колёс машины для того, чтобы предотвратить начинающийся занос. Например, из-за большой скорости при прохождении правого поворота передние колеса сносит с заданной траектории в направлении действия сил инерции, т.е. по радиусу большему, чем радиус поворота. ESP в этом случае притормаживает заднее колесо, идущее по внутреннему радиусу поворота, придавая автомобилю большую поворачиваемость и направляя его в поворот. Одновременно с притормаживанием колес ESP снижает обороты двигателя. Если при прохождении поворота происходит занос задней части автомобиля, ESP активизирует тормоз левого переднего колеса, идущего по наружному радиусу поворота. Таким образом, появляется момент противовращения, исключающий боковой занос. Когда скользят все четыре колеса, ESP самостоятельно решает, тормозные механизмы каких колес должны вступить в работу. Работает система на любых скоростях и в любых режимах движения.
Кроме того, в автомобилях, оборудованных автоматической КПП с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если он предусмотрен.
Существует мнение, что опытному водителю, способному ездить на пределе возможностей, эта система мешает. Такие ситуации действительно редко, но могут возникать — например, когда для выхода из заноса надо поддать газа, а электроника сделать этого не даёт — «душит» движок.
Кроме того, в некоторых случаях может оказаться полезным выключить систему ESP, чтобы колеса могли вращаться с пробуксовкой:
— при движении по глубокому снегу или влажному грунту;
— при раскачке автомобиля вперед-назад при застревании в снегу;
— при движении с установленными цепями противоскольжения.
Во многих автомобилях, оборудованных ESP, предусмотрена возможность её принудительного отключения. А на некоторых моделях система допускает небольшие заносы и скольжения, давая водителю немного похулиганить, вмешиваясь, только если ситуация становится действительно критической.
Система ESP может иметь следующие дополнительные функции:
— система предотвращения опрокидывания;
— система предотвращения столкновения;
— система стабилизации автопоезда;
— система повышения эффективности тормозов при нагреве;
— система удаления влаги с тормозных дисков;
— и др.
Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention
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
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.
Система динамической стабилизации у разных автопроизводителей называется по разному. ESP – самое распространенное название. Кроме того, используются следующие аббревиатуры:
ASC (Active Stability Control) и ASTC (Active Skid and Traction Control MULTIMODE), используется в автомобилях: Mitsubishi
AdvanceTrac, используется в автомобилях: Lincoln, Mercury.
CST (Controllo Stabilità, используется в автомобилях: Ferrari.
DSC (Dynamic Stability Control), используется в автомобилях: BMW, Ford (только в Австралии), Jaguar, Land Rover, Mazda, MINI.
DSTC (Dynamic Stability and Traction Control, используется в автомобилях: Volvo.
ESC (Electronic Stability Control), используется в автомобилях: Chevrolet, Hyundai, Kia.
ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm), используется в автомобилях: Audi, Bentley, Bugatti, Chery, Chrysler, Citroën, Dodge, Daimler, Fiat, Holden, Hyundai, Jeep, Kia, Lamborghini, Mercedes Benz,Opel, Peugeot, Proton, Renault, Saab, Scania, SEAT, Škoda, Smart, Suzuki, Vauxhall, Volkswagen.
IVD (Interactive Vehicle Dynamics, используется в автомобилях: Ford.
MSP (Maserati Stability Program, используется в автомобилях: Maserati.
PCS (Precision Control System, используется в автомобилях: Oldsmobile (производство которых прекращено в 2004 году).
PSM (Porsche Stability Management, используется в автомобилях: Porsche.
RSC (AdvanceTrac with Roll Stability Control, используется в автомобилях: Ford.
StabiliTrak, используется в автомобилях: Buick, Cadillac, Chevrolet (на Corvette называется Active Handling), GMC Truck, Hummer, Pontiac, Saab, Saturn.
VDC (Vehicle Dynamic Control), используется в автомобилях: Alfa Romeo, Fiat, Infiniti, Nissan, Subaru.
VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management) с VSC (англ. Vehicle Stability Control), используется в автомобилях: Toyota, Lexus.
VSA (Vehicle Stability Assist), используется в автомобилях: Acura, Honda, Hyundai.
Безусловно, ESP высокоэффективная система, но ее возможности не безграничны. Причиной этого являются законы физики, изменить которые электроника не в силах. Поэтому если радиус поворота слишком мал или скорость в повороте превышает разумные границы, даже самая совершенная программа стабилизации движения здесь не поможет.
Категория: Пассивная и активная безопасность | Популярность: 23505 | Оценка: 2.49
Добавить комментарийКомментарии:
www.akpspb.ru
Что такое динамическая стабилизация автомобиля
Что такое ESP
Разные производители автомобилей могут использовать разную аббривеатуру, как например: VDC, VSC, DSTC, DSC, ATTS, VSA, Stabilitrac, но суть от этого не меняется.
Смысл использования в автомобиле системы ESP заключается в том, чтобы контролировать поперечную динамику автомобиля и помогать водителю в критических ситуациях предотвращать срыв автомобиля в занос и боковое скольжение. То есть сохранять курсовую устойчивость и траекторию движения в процессе выполнения манёвров, особенно на высокой скорости или на плохом покрытии. Иногда эту систему называют противо-заносной или системой курсовой устойчивости.
Помните нашумевшую на весь мир историю с переворачиванием Mercedes-Benz A-класса? Если нет, то напомню. В 1997 году во время ездовой презентации автомобиль при прохождении маневра «перестановка» перевернулся. После потока критики, обрушившейся на концерн, мерседесовское руководство во всеуслышанье объявило о том, что на все машины А-класса будет бесплатно установлена фирменная система динамической стабилизации. Именно применение электроники позволило окончательно решить проблемы с управляемостью. До этого случая ESP по заказу устанавливалась на автомобили S-класса еще в 1995 году.
Принцип работы ESP основан на том, чтобы бороться со сносом и заносом автомобиля не только рулем и при помощи акселератора, но и торможением одного или нескольких колес. Обрабатывая сигналы с датчиков, блок управления постоянно сравнивает фактическое поведение автомобиля с тем, что заложено в программе. В случае если поведение автомобиля отличается от расчётного, блок управления понимает это как возникновение опасной ситуации и стремится исправить её. Если машину сносит передней осью, система притормаживает внутреннее по отношению к повороту заднее колесо, придавая автомобилю избыточную поворачиваемость. Когда возникает угроза заноса, притормаживается внешнее переднее колесо. При сносе всех четырех колес ESP вычисляет, какое из них и в какой момент притормозить. Вместе с торможением система снижает обороты двигателя. Таким образом, используя исполнительные механизмы ABS и ASR, система способна притормаживать каждое колесо в отдельности.
Но для того, чтобы выполнить такую сложную работу, ESP недостаточно только датчиков ABS. Поэтому в автомобиле установлены дополнительные датчики. Одни сообщают системе о том, в какую сторону и с какой скоростью вращается рулевое колесо, другие дают информацию по углу поворота машины и уровню боковых ускорений. Показания этих датчиков позволяют моментально проанализировать, что происходит с автомобилем, и привести в действие исполнительные механизмы.
Естественно, что и тут не обошлось без недостатков, если их можно назвать таковыми. Можно, например, пожаловаться на то, что система будет мешать опытному водителю, который просчитывает каждое свое движение на несколько шагов вперед. К счастью, для опытных водителей во многих автомобилях, оборудованных ESP, предусмотрена возможность её принудительного отключения. А на некоторых моделях система допускает небольшие заносы и скольжения, давая водителю немного свободы и вмешиваясь, только если ситуация становится действительно критической. Система работает всегда, в любых режимах движения: при разгоне, торможении, движении накатом. А алгоритм срабатывания системы зависит от каждой конкретной ситуации и типа привода автомобиля. Кроме того, в автомобилях, оборудованных автоматической КПП с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если он предусмотрен. Система ESP является одной из важнейших частей комплекса активной безопасности автомобиля. Она исправляет ошибки в управлении и часто помогает выйти из ситуаций, в которых среднестатистический водитель на обычном автомобиле потерпел бы полное фиаско. Главное достоинство ESP в том, что с ней автомобиль перестаёт требовать от вас навыков экстремального вождения. Вы просто поворачиваете руль, а машина сама будет думать, как вписаться в поворот. Но имейте в виду, возможности ESP по исправлению опасной ситуации не беспредельны. Ведь законы физики обмануть нельзя. Поэтому надо помнить, что ESP хоть и значительно снижает шансы на попадание в аварию во многих сложных ситуациях, но не избавляет водителя от необходимости иметь голову на плечах. Сегодня система динамической стабилизации доступна, хотя бы в качестве опции, почти на любом автомобиле.
- электронного блока-контроллера
- датчика положения рулевого колеса
- датчика давления в тормозной системе
- датчик угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения
Оснащение современного автомобиля делает процесс управления простым. В то же время нельзя сказать, что это уж слишком легкое дело. Требуется учитывать много нюансов, чтобы не оказаться на обочине не только дороги, но и жизни. Важны дорожные изгибы, погодные условия, опыт вождения и многое другое. Автомобиль способен вести себя на дороге непредсказуемо. Утрата контроля может спровоцировать аварию. Как предотвратить такое развитие событий?
Содержание:
Это можно сделать с помощью ESP. Под этой аббревиатурой скрывается система, обеспечивающая курсовую устойчивость. С позиции английского языка расшифровывается так: Electronic Stability Program.
Что такое ESP
Под ней понимается система безопасности, которая посредством компьютера управляет автомобилем в нестандартных ситуациях. Если автомобиль теряет устойчивость на дороге, то есть начинает выписывать опасную траекторию, то его положение принудительно выравнивается.
ESP не является единым обозначением систем динамической стабилизации. Перед нами популярная торговая марка и не более. Поэтому будем рассматривать именно ее. Хотя своя популярность есть и у других подобных систем, например, ESC и DSC.
История
Первый патент на систему рассматриваемого вида был выдан в 1959 году. Разработка называлась «Управляющее устройство». Ее инициатором стал концерн Daimler-Benz. Результат оказался посредственным. Инженеры концерна не смогли предложить продукт, который мог бы стать реальным помощником водителя.
Все изменилась спустя много лет. В 1994 году премиальные Мерседесы получили оснащение полноценной системой безопасности. Несколько позднее курсовая стабилизация стала доступна на серийных машинах компании Mercedes-Benz.
Устройство
Сама по себе ESP не способна выполнять возложенные на нее задачи. В помощь требуются электронные датчики. Обработкой поступающих от них сигналов занимается специальный блок. Электроника вовремя информирует систему о неадекватном поведении автомобиля, что дает возможность вернуть контроль над транспортным средством.
Перечень составных элементов формируется за счет:
- основного блока, предназначенного для обработки сигналов от датчиков и управления конкретными устройствами;
- датчиков, фиксирующих, с какой скоростью вращается каждое колесо;
- датчиков, измеряющих скорость и отклонение транспортного средства по оси. Датчики этого вида находятся внутри одного корпуса;
- контроллера, способного определить, как рулевое колесо изменяет угол поворота;
- гидравлического блока, инициирующего тормозные усилия.
К помощникам также относят следующие системы:
- ABS – исключение вероятности блокировки колес во время торможения;
- EBD – распределение усилий при управлении тормозными дисками;
- ASR – контроль того, насколько проскальзывают колеса, с последующим перераспределением крутящего момента. Исключается пробуксовка;
- EDS – дополнение к ASR. Блокировка дифференциального механизма.
Как это работает
Курсовая стабилизация посредством ESP невозможна без ABS. Антиблокировочная система – это важный момент корректировки поведения автомобиля. Процесс стабилизации также обеспечивается за счет функциональности антипробуксовочной системы и блока, способного изменять режим работы двигателя.
ESP определяет развитие заноса по нескольким параметрам. Например, при малом угле поворота колес может фиксироваться превышение поперечного ускорения и значительное изменение угла поворота транспортного средства. Это выходит за рамки «правильной езды», поэтому система начинает действовать.
На практике происходит подтормаживание конкретных колес или ослабление тормозного усилия. Гидромодулятор изменяет состояние тормозной системы в части ее давления. Работа силового агрегата корректируется. Блок-контроллер сокращает подачу топлива, что уменьшает крутящий момент, передающийся на колеса. В результате машине придается прежняя траектория.
В структуре имеется главный блок, принимающий и обрабатывающий информацию, поступающую от датчиков. Под такой информацией понимается несколько моментов: с какой скоростью вращаются колеса, в каком положении руль и насколько давление в тормозной системе соответствует норме. На основе подобных данных ESP принимает решение, как ей действовать. При этом наиболее важны сигналы от двух датчиков, считывающих поперечное ускорение и угловую скорость.
Рассмотрим на примере упрощенную схему того, как происходит курсовая стабилизация.
Занос
На блок-контроллер поступают данные:
- задняя ось начинает смещаться по тому направлению, куда заносит;
- величина скорости скольжения выходит за рамки допустимых значений.
Если вы опытный водитель, то поддадите газу и постараетесь выйти из заноса. Ключевое слово здесь «опытный», но за рулем в большинстве своем оказываются те, кто не был в подобных ситуациях. Они могут растеряться. Также стоит учитывать невнимательность. Именно здесь и возникает необходимость в ESP.
Система возвращает автомобиль на прежний курс с помощью торможения переднего колеса с внешней стороны.
Датчики сигнализируют о нестандартном поведении транспортного средства:
- фиксируется смещение передней оси по такому направлению, как внешняя сторона поворота;
- скорость рысканья определяется как небольшая.
Система стабилизирует автомобиль, что достигается торможением заднего колеса с внутренней стороны.
Обязательность наличия ESP
Эксплуатируемые в странах ЕС автомобили оснащаются ESP, что узаконено с 2014 года. Это обязательно для минимальной комплектации. Что касается России, то такое правило также имеется, но оно действует лишь при сертификации новых авто. Для остальных машин усовершенствование этого плана возможно только за дополнительную плату.
Самостоятельная установка
При желании и определенном умении можно установить ESP самому. Для этого необходимо знать, какие элементы системы нужны, куда они устанавливаются, как использовать сканер и соответствующее ПО. В остальном надо будет приобрести:
Неисправности
Сигнал о том, что ESP вышла из строя, поступает на приборную панель, где имеется контрольный указатель. Такая ситуация возможна в результате:
- поломки блок-контроллера;
- обрыва цепи, что преимущественно происходит с датчиками скорости;
- выхода из строя датчика тормозного усилия и т. д.
В любом случае надо вовремя реагировать на сигнал неисправности. Для конкретизации проблемы требуется проведение компьютерной диагностики.
Вывод
Некоторые автолюбители считают, что ESP – это препятствование нормальному вождению и невозможность выхода из критических ситуаций. Последнее утверждение верно, но отчасти. Процент неадекватного поведения ESP ничтожно мал.
Система, обеспечивающая курсовую устойчивость, эффективна. Она не позволяет водителям вести себя на дроге слишком вольготно. Пресекаются попытки вождения, выходящие за рамки дозволенного. Потеря же мощности на скользких покрытиях в условиях бездорожья покрывается электронной имитацией блокировок, что помогает преодолевать препятствия, когда происходит диагональное вывешивание.
Видео
На фоне недавней статьи об истории компании Bosch и ее достижения в автомобильной индустрии, в редакции InfoCar.ua родилась идея простым и доступным языком рассказать об одном из ключевых изобретений Bosch – электронной системе динамической стабилизации, чаще всего именуемой ESP (Electronic Stability Program). Несмотря на то, что сегодня она присутствует среди стандартного или опционального оснащения подавляющего большинства моделей, даже некоторых бюджетных, у автомобилистов, не слишком подкованных технически, возникает масса вопросов о функциях, задачах и принципе работы системы динамической стабилизации. Сейчас мы на эти вопросы постараемся ответить.
Начнем с того, что ESP – это торговая марка компании Bosch. Если в комплектации автомобиля вы видите именно эту аббревиатуру, знайте, что вам предлагают систему производства Bosch. У других производителей тоже есть подобные технологии, но и называются они иначе. Например, VSA (Vehicle Stability Assist) или VSC (Vehicle Stability Control). В США, Канаде и Японии и других странах используется также аббревиатура ESC (Electronic Stability Control). Однако принцип действия и эффект всех систем динамической стабилизации с точки зрения безопасности одинаков.
Святая цель и обязанность системы динамической стабилизации – предотвратить занос, потому что занос – это одна из основных причин ДТП с тяжелыми последствиями. Мокрое, грязное или скользкое дорожное покрытие, неожиданный крутой поворот или внезапно появившееся на дороге препятствие, вынуждающее водителя прибегнуть к резкому маневру, могут привести к потере контроля над автомобилем. ESP же может распознать угрозу заноса еще на начальной стадии и обеспечить стабилизацию автомобиля (в рамках законов физики, конечно). Многочисленные международные исследования, проведенные автопроизводителями и независимыми исследовательскими институтами, доказали, что ESP внесла и продолжает вносить неоценимый вклад в повышение безопасности. При 100-процентном оснащении автомобилей программой электронной стабилизации, можно предотвратить до 80% всех ДТП, происходящих из-за заноса.
Автомобиль, не оснащенный ESP
Так как же работает система динамической стабилизации? Используя многочисленные датчики, она 25 раз в секунду (у разных производителей эта частота может отличаться) сравнивает угол поворота рулевого колеса с фактической траекторией движения. Если они различаются и создается угроза устойчивости автомобиля, ESP вмешивается мгновенно (в течение 20 мс, а то и меньше), уменьшая крутящий момент двигателя, чтобы вернуть автомобилю устойчивость. Если этого недостаточно, то система дополнительно притормаживает отдельные колеса, создавая, таким образом, необходимые силы противодействия, заставляющие автомобиль слушаться руля.
Автомобиль, оснащенный ESP
Например, если ESP определит, что автомобиль проходит поворот с недостаточной поворачиваемостью (т.е. когда сносит его переднюю ось), для стабилизации автомобиля система уменьшает обороты двигателя и притормаживает заднее колесо, движущееся по внутреннему радиусу поворота. Если же водителю требуется объехать внезапно возникшее препятствие, автомобилю угрожает избыточная поворачиваемость , то есть занос задней оси. Чтобы его предотвратить, система снизит крутящий момент двигателя и притормозит переднее колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота. Возникнет стабилизирующий момент, противодействующий избыточной поворачиваемости. В автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если таковой предусмотрен.
Система ESP была запущена в производство 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 «лосиный тест». Разразился скандал; продажи Mercedes-Benz А-класса были приостановлены. Перед инженерами компании встала задача: как, не перепроектируя заново автомобиль, решить проблему неустойчивости? Установка ESP спасла немцев от позора.
Наглядно принцип и эффективность работы системы стабилизации можно оценить благодаря видео компании Bosch (к сожалению, только на английском):
Кстати, если ваш автомобиль оснащен системой динамической стабилизации, то в нем автоматически присутствует антиблокировочная система тормозов (ABS) и противобуксовочная система, она же трекшн-контроль (TCS). ABS предотвращает блокировку колес, сохраняя управляемость и устойчивость автомобиля при торможении, а TCS предотвращает пробуксовку колес при старте с места или ускорении, обеспечивая оптимальную тягу. В то время как системы ABS и TCS регулируют продольную динамику автомобиля, ESP дополнительно оптимизирует поперечную динамику, что обеспечивает устойчивость во всех направлениях.
К тому же, с помощью системы стабилизации можно реализовать и другие полезные функции. Например, систему помощи при старте на подъеме (Hill Hold Control), предотвращающую откат автомобиль назад, а также систему адаптации к загрузке (Load Adaptive Control), адаптирующую работу ESP, ABS и TCS к фактической загрузке у легких грузовиков.
В 2013 году компания Bosch разработала экспериментальный вариант системы динамической стабилизации, настройки для которой можно скачивать из интернета. Система получила четыре режима работы – безопасный, спортивный, дрифт и пользовательский. В последнем случае водитель может самостоятельно изменить отклики рулевого управления и педали газа в зависимости от числа пассажиров, а также от состояния и температуры шин. А если случится оказия прохватить по гоночному треку, можно зайти в Интернет и скачать файл с настройками системы, оптимизированными под конкретную трассу.
По-умолчанию система динамической стабилизации в автомобиле всегда включена, однако многие автопроизводители дают возможность ее отключить. Хотя крайне редко снять «стабилизационный ошейник» можно полностью. В большинстве случаев под отключением ESP подразумевается деактивация трекшн-контроля, в то время как основные функции программы системы стабилизации в целях безопасности сохраняются.
Начинающие водители иногда задаются вопросом: отличается ли стиль вождения автомобиля без ESP и с наличием такой системы? Отвечаем – нет, не отличается. В обычных режимах езды работу системы стабилизации вы не заметите. Она вмешивается только тогда, когда ситуация становится критической, вытаскивая автомобиль из таких заносов, с которыми большинство водителей не справились бы. Это важнейшая из систем активной безопасности, которая обязательно должна быть в автомобиле и на которой нельзя экономить. Знайте также, что ESP не получится установить на автомобиль, если это изначально не предусмотрено в его конструкции.
Компоненты системы динамической стабилизации Bosch
Но мы все же предостерегаем вас от излишней доверчивости. ESP, безусловно, может многое, но она не в силах обмануть законы физики. И наличие в автомобиле системы стабилизации не избавляет водителя от необходимости постоянно совершенствовать свое мастерство.
chevroletcars.ru
Система динамической стабилизации автомобиля (ESP). Что такое ESP в автомобиле Что такое динамическая стабилизация автомобиля
Оснащение современного автомобиля делает процесс управления простым. В то же время нельзя сказать, что это уж слишком легкое дело. Требуется учитывать много нюансов, чтобы не оказаться на обочине не только дороги, но и жизни. Важны дорожные изгибы, погодные условия, опыт вождения и многое другое. Автомобиль способен вести себя на дороге непредсказуемо. Утрата контроля может спровоцировать аварию. Как предотвратить такое развитие событий?
Это можно сделать с помощью ESP. Под этой аббревиатурой скрывается система, обеспечивающая курсовую устойчивость. С позиции английского языка расшифровывается так: Electronic Stability Program.
Что такое ESP
Под ней понимается система безопасности, которая посредством компьютера управляет автомобилем в нестандартных ситуациях. Если автомобиль теряет устойчивость на дороге, то есть начинает выписывать опасную траекторию, то его положение принудительно выравнивается.
ESP не является единым обозначением систем динамической стабилизации. Перед нами популярная торговая марка и не более. Поэтому будем рассматривать именно ее. Хотя своя популярность есть и у других подобных систем, например, ESC и DSC.
История
Первый патент на систему рассматриваемого вида был выдан в 1959 году. Разработка называлась «Управляющее устройство». Ее инициатором стал концерн Daimler-Benz. Результат оказался посредственным. Инженеры концерна не смогли предложить продукт, который мог бы стать реальным помощником водителя.
Все изменилась спустя много лет. В 1994 году премиальные Мерседесы получили оснащение полноценной системой безопасности. Несколько позднее курсовая стабилизация стала доступна на серийных машинах компании Mercedes-Benz.
Устройство
Сама по себе ESP не способна выполнять возложенные на нее задачи. В помощь требуются электронные датчики. Обработкой поступающих от них сигналов занимается специальный блок. Электроника вовремя информирует систему о неадекватном поведении автомобиля, что дает возможность вернуть контроль над транспортным средством.
Перечень составных элементов формируется за счет:
- основного блока, предназначенного для обработки сигналов от датчиков и управления конкретными устройствами;
- датчиков, фиксирующих, с какой скоростью вращается каждое колесо;
- датчиков, измеряющих скорость и отклонение транспортного средства по оси. Датчики этого вида находятся внутри одного корпуса;
- контроллера, способного определить, как рулевое колесо изменяет угол поворота;
- гидравлического блока, инициирующего тормозные усилия.
К помощникам также относят следующие системы:
- ABS – исключение вероятности блокировки колес во время торможения;
- EBD – распределение усилий при управлении тормозными дисками;
- ASR – контроль того, насколько проскальзывают колеса, с последующим перераспределением крутящего момента. Исключается пробуксовка;
- EDS – дополнение к ASR. Блокировка дифференциального механизма.
Как это работает
Курсовая стабилизация посредством ESP невозможна без ABS. Антиблокировочная система – это важный момент корректировки поведения автомобиля. Процесс стабилизации также обеспечивается за счет функциональности антипробуксовочной системы и блока, способного изменять режим работы двигателя.
ESP определяет развитие заноса по нескольким параметрам. Например, при малом угле поворота колес может фиксироваться превышение поперечного ускорения и значительное изменение угла поворота транспортного средства. Это выходит за рамки «правильной езды», поэтому система начинает действовать.
На практике происходит подтормаживание конкретных колес или ослабление тормозного усилия. Гидромодулятор изменяет состояние тормозной системы в части ее давления. Работа силового агрегата корректируется. Блок-контроллер сокращает подачу топлива, что уменьшает крутящий момент, передающийся на колеса. В результате машине придается прежняя траектория.
В структуре имеется главный блок, принимающий и обрабатывающий информацию, поступающую от датчиков. Под такой информацией понимается несколько моментов: с какой скоростью вращаются колеса, в каком положении руль и насколько давление в тормозной системе соответствует норме. На основе подобных данных ESP принимает решение, как ей действовать. При этом наиболее важны сигналы от двух датчиков, считывающих поперечное ускорение и угловую скорость.
Рассмотрим на примере упрощенную схему того, как происходит курсовая стабилизация.
Занос
На блок-контроллер поступают данные:
- задняя ось начинает смещаться по тому направлению, куда заносит;
- величина скорости скольжения выходит за рамки допустимых значений.
Если вы опытный водитель, то поддадите газу и постараетесь выйти из заноса. Ключевое слово здесь «опытный», но за рулем в большинстве своем оказываются те, кто не был в подобных ситуациях. Они могут растеряться. Также стоит учитывать невнимательность. Именно здесь и возникает необходимость в ESP.
Система возвращает автомобиль на прежний курс с помощью торможения переднего колеса с внешней стороны.
Снос
Датчики сигнализируют о нестандартном поведении транспортного средства:
- фиксируется смещение передней оси по такому направлению, как внешняя сторона поворота;
- скорость рысканья определяется как небольшая.
Система стабилизирует автомобиль, что достигается торможением заднего колеса с внутренней стороны.
Обязательность наличия ESP
Эксплуатируемые в странах ЕС автомобили оснащаются ESP, что узаконено с 2014 года. Это обязательно для минимальной комплектации. Что касается России, то такое правило также имеется, но оно действует лишь при сертификации новых авто. Для остальных машин усовершенствование этого плана возможно только за дополнительную плату.
Самостоятельная установка
При желании и определенном умении можно установить ESP самому. Для этого необходимо знать, какие элементы системы нужны, куда они устанавливаются, как использовать сканер и соответствующее ПО. В остальном надо будет приобрести:
- блок-контроллер;
- СИМ-модуль
autokrot.ru
Что такое динамическая стабилизация автомобиля. Предназначение и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC. Об устройство системы курсовой устойчивости
Вы можете задать интересующие вас вопросы по теме представленной статьи, оставив свой комментарий внизу страницы. Вам ответит заместитель генерального директора автошколы «Мустанг» по учебной работе Преподаватель высшей школы, кандидат технических наук Кузнецов Юрий Александрович |
Система динамической стабилизации автомобиля ( ESP )
Задача ESP -контроль поперечной динамики автомобиля и предотвращение срыва автомобиля в занос и боковое скольжение посредством компьютерного управления моментами силы колес (одновременно одного или нескольких).
Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости». Она способна компенсировать ошибки водителя, нейтрализуя и исключая занос, когда контроль над автомобилем уже потерян.
Эксперты называют систему ESP самым важным изобретением в сфере автомобильной безопасности после ремней безопасности . Она обеспечивает водителю лучший контроль за поведением автомобиля, следя за тем, чтобы он перемещался в том направлении, куда указывает поворот руля. По данным американского Страхового института дорожной безопасности (IIHS ) и Национального управления безопасностью движения на трассах NHTSA (США), примерно одна треть смертельных аварий могла бы быть предотвращена системой ESP, если бы ей были оснащены все автомобили.
Главный контроллер ESP — это пара микропроцессоров, каждый из которых имеет по 56 Кбайт памяти. Система позволяет, например, считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес, датчиком положения рулевого колеса и датчиком давления в тормозной системе с 20 миллисекундным интервалом.
Но основная информация поступает с двух специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (иногда это устройство называют G-сенсор). Именно они фиксируют возникновение бокового скольжения на вертикальной оси, определяют его величину и дают дальнейшие распоряжения. В каждый момент ESP знает, с какой скоростью едет автомобиль, на какой угол повёрнут руль, какие обороты у двигателя, есть ли занос и так далее.
Систему ESP можно рассматривать как расширенный вариант рассмотренной ранее антиблокировочной системы (ABS). Многие узлы ESP объединены с системой ABS, но, вдобавок к её компонентам, ESP требует наличия таких компонентов, как датчик положения руля и акселерометр (прибор, измеряющий разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением, точнее ускорением свободного падения ), следящий за реальным поворотом автомобиля.
При несоответствии показаний акселерометра показаниям датчика поворота руля, система применяет торможение одного (или нескольких) из колёс машины для того, чтобы предотвратить начинающийся занос. Например, из-за большой скорости при прохождении правого поворота передние колеса сносит с заданной траектории в направле
www.autoglim.ru
Что такое динамическая стабилизация. Система курсовой устойчивости
Система курсовой стабилизации автомобиля в движении имеет 20-летнюю историю развития, в течение которой она получила всеобщее признание, и применяется в настоящее время практически на всех моделях современных автомашин. Она предназначена для автоматической корректировки курсового положения автомобиля в условиях заноса.
ESP стабилизирует положение автомобиля в условиях заноса
Каждый производитель автомобильной техники систему курсовой устойчивости на своих моделях называл по-разному. Поэтому она имеет много разных сокращённых наименований, способных ввести в заблуждение неискушённых автолюбителей. Первые автоматы курсовой стабилизации немецких автомобилей Mercedes Benz и BMW получили название Elektronisches Stabilitatsprogramm.
ESP и его синонимы
Аббревиатура этого наименования ESP получила самое большое распространение и применяется практически европейских и американских производителей авто. На других моделях можно встретить такие сокращения и названия системы курсовой устойчивости:
- на моделях Hyundai, Kia, Honda её принято называть Electronic Stability Control ESC;
- на моделях Rover, Jaguar, BMW устанавливается динамический стабилизатор управления Dynamic Stability Control – DSC;
- на Volvo она носит название Dynamic Stability Traction Control – DTSC;
- на японских марках Acura и Honda она получила название Vehicle Stability Assist – VSA;
- на «Тойотах» применяется наименование Vehicle Stability Control — VSC;
- такое же оборудование под именем Vehicle Dynamic Control (VDC) используется на авто марки Subaru, Nissan и Infiniti.
Несмотря на большое количество имён, всё это оборудование используется для достижения одной цели – помочь водителю справиться с управлением на скользкой, мокрой или покрытой гравием дороге, где маневрирование автомашины приводит к заносам и потере курса.
Система курсовой устойчивости глазами экспертов
Основная цель этой системы состоит в предотвращении срыва автомобиля в занос и бокового скольжения за счёт изменения передаваемого момента вращения на одно из колёс ведущей пары.При этом происходит предотвращение дальнейшего развития начавшегося заноса и стабилизируется положение машины на траектории перемещения во время выполняемого манёвра на скользкой дороге. В отдельных технических источниках она называется противозаносной системой, потому что такая ESP в автомобиле устраняет заносы и обеспечивает этим устойчивость удержания курса.
Эта картинка хорошо иллюстрирует работу системы ESP, которая удерживает автомобиль в крутом повороте
Действенность использования оборудования автоматической курсовой стабилизации подтверждается научными изысканиями, проведёнными экспертами американского института IIHS. По результатам проведённых исследований было выявлено, что использование ESP в автомашинах, попавших в дорожное происшествие, сократило смертность ДТП от 43 до 56%. Случаи переворачивания авто со смертельным исходом снизились на 77-80%. Автомобиль, оборудованный ESC, имеет значительно меньшую вероятность опрокидывания по сравнению с необорудованным автомобилем.
Данные германских страховых компаний свидетельствуют о том, что 35-40% всех смертельных ДТП могли бы быть предотвращены либо иметь более благоприятный исход, если бы на авто их участников была установлена система курсовой устойчивости. По мнению экспертов, данное оборудование однозначно оказывает помощь автолюбителю в экстремальных ситуациях. Оно во многих случаях является палочкой-выручалочкой малоопытных автолюбителей.
Устройство и работа оборудования ESP
Современное оборудование контроля курсовой стабильности работает в комплексе с системой антиблокировки колёс ABS, заодно используя её механизмы. Единый комплекс этих двух систем работает согласованно, выполняя одновременно несколько процедур по обеспечению безопасного движения автомобиля. Структура системы курсовой устойчивости состоит из:
- управляющего блока, представляющего собой контроллер, непрерывно сканирующий состояние различных сигнализаторов и считывающий их сигналы;
- датчики АБС, определяющие скорость вращения колёс;
- датчики разворота рулевого колеса;
- датчики давления в цилиндрах тормозов;
- G-сенсор, прибор чувствительный к боковой скорости и ускорению автомобиля и фиксирующий появление скольжения в боковом направлении.
Таким образом, на входах контроллера постоянно имеется информация о скорости движения, об угле разворота руля, оборотах двигателя, давления в цилиндрах тормоза, об угловой скорости поперечного скольжения и её градиенте. Информация с датчиков непрерывно сравнивается с расчётными данными, запрограммированными в контроллере. При наличии отклонений контроллер вырабатывает корректирующие управляющие сигналы, поступающие на исполнительные механизмы тормозных цилиндров, подтормаживающие соответствующие колёса для возвращения траектории движения автомобиля к расчётной кривой.
Выбор подтормаживающих колёс и степень их торможения определяется системой автоматически и индивидуально, в зависимости от возникающей ситуации. Для автоматического торможения колёс применяется гидравлический модулятор ABS, который создаёт дополнительное давление в тормозных цилиндрах. В то же время в систему подачи топлива на двигатель поступает опережающий сигнал, уменьшающий поступление горючей смеси. В результате одновременно с торможением осуществляется уменьшение вращающего момента, подаваемого на колесо.
Примеры и особенности работы системы ESP
Чтобы наглядно представить, что такое ESP в автомобиле, обратите внимание на рисунки.
На этой иллюстрации все прекрасно видно и понятно
На данной картинке показаны линии вероятного движения автомобиля при превышении максимально допустимой скорости вхождения в крутой вираж на трассе. При повороте руля начинается занос машины. На левом рисунке красным пунктиром показана линия движения автомобиля без ESC при торможении водителем (машину разворачивает поперёк с выездом на встречную полосу). На правом рисунке красным пунктиром обозначена траектория движения без торможения, когда машину выносит в кювет. Зелёной линией и факелами на обеих картинках обозначены траектория движения автомобиля, оборудованного системой ESC, и колёса, которые автоматически подтормаживаются системой при появлении заноса.
Благодаря выборочному торможению системы ESP происходит стабилизация направления движения автомобиля
Система контроля срабатывает и действует в любых ситуациях, будь то разгон, накат или торможение. Алгоритм работы схемы контроля определяется возникающей ситуацией и системой привода колёс. Например, если при повороте
orthograf.ru
Как работает электронная система динамической стабилизации автомобиля ESP
Систему динамической стабилизации ESP (Electronic Stability Program) разработала компания Bosch. Сегодня она присутствует в большинстве современных автомобилей, в том числе и во многих бюджетных моделях.
Аналогом ESP от других производителей являются системы VSC (Vehicle Stability Control), VSA (Vehicle Stability Assist), ESC (Electronic Stability Control) и др. Суть при этом неизменна – данная электроника позволяет справиться с автомобилем в опасных ситуациях. Как работает электронная система динамической стабилизации автомобиля ESP?
Какие задачи решает система ESP
Основное предназначение данной программы – контроль поперечной динамики транспортного средства и помощь водителю в критической ситуации. Система предотвращает срыв автомобиля в боковое скольжение или занос, сохраняет траекторию движения и курсовую устойчивость, стабилизирует положение кузова при выполнении манёвров. Поэтому ESP называют “системой поддержания курсовой устойчивости” и “противозаносной системой”.
Программа ESP предотвращает потерю контроля над машиной на грязной, мокрой или скользкой дороге, в условиях неожиданного крутого поворота или из-за внезапного препятствия на пути. Система на начальной стадии распознаёт угрозу заноса и стабилизирует транспортное средство.
Как работает система ESP
Электронная система динамической стабилизации автомобиля работает совместно с ABS, блоком управления двигателем и антипробуксовочной системой. Комплексная работа перечисленных устройств позволяет обеспечить широкий набор контраварийных мероприятий. Сам модуль ESP включает электронный контроллер обработки сигналов, поступающих от многочисленных датчиков.
См. также нашу статью Как работает система ABS в автомобиле.
Программа 20-30 раз в секунду сравнивает фактическую траекторию движения с углом поворота рулевого колеса. В случае угрозы устойчивости транспортного средства система мгновенно уменьшает крутящий момент мотора. Если для возврата устойчивости такой меры оказывается недостаточно, программа дополнительно притормаживает определённые колёса, чтобы создать противодействие, которое заставит машину слушаться руля.
В моделях авто с автоматической коробкой передач программа ESP способна также переключать передачи, корректируя работу трансмиссии сообразно возникшей ситуации. Ещё одной полезной функцией ESP является Hill Hold Control — предотвращение отката автомобиля назад при старте на подъёме.
В 2013 году компания Bosch предоставила возможность скачивать настройки ESP со своего сайта в интернете. Пользователям предложили параметры для четырёх режимов: безопасного, дрифта, спортивного и пользовательского с самостоятельной настройкой поведения системы. По умолчанию система ESP включена на всех автомобилях, где она присутствует. Тем не менее, многие автопроизводители дают возможность хотя бы частично отключить “стабилизационный ошейник”.
При определённых обстоятельствах программа может мешать опытным водителям, которые привыкли ездить на пределе возможностей автомобиля. Для большинства же водителей ESP реально необходима, поскольку является важным компонентом комплекса активной безопасности транспортного средства. Программа исправляет многие ошибки водителя и помогает в сложных ситуациях. Даже на крутых виражах водителю достаточно просто поворачивать руль, а система сама обеспечит безопасное прохождение поворота.
all-drive.net
ESP — система динамической стабилизации автомобиля
Electronic Stability Program или ESP (аббревиатура) – именно так называют электронную систему динамической стабилизации автомобиля. Эта технология призвана помочь водителю в критических моментах езды.
Суть данной системы заключается в предотвращении опасных заносов или бокового скольжения автомобиля. Если при выполнении каких-либо маневров автомобиль начинает заносить, ESP сохраняет его устойчивость, тем самым помогая водителю контролировать процесс езды. Часто такую электронику называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости».
Первую подобную систему, под названием «управляющее устройство», разработали в компании Daimler-Benz еще в конце 50-х годов. Однако, использовать ее в автомобиле стали, лишь, в 1994 году. Модели Mercedes-Benz CL 600 стали первыми автомобилями, комплектовавшимися ESP. Затем, установка системы производилась на все модели S-класса и SL.
Такой вид имеет блок управления ESP на автомобилях Mercedes-Benz.
В наше время такой системой оснащаются, практически, все автомобили, не зависимо от класса и стоимости.
Основным узлом ESP является электронный блок-контроллер. Он постоянно осуществляет обработку сигналов, которые поступают с множества датчиков(датчик положения рулевого колеса, датчик давления в тормозной системе). Контроль скорости вращения колес производится с помощью датчиков AБС. Система ESP связана с антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем.
Основную информацию блок-контроллер получает с двух специальных сенсоров – угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения. Принцип их работы заключается в фиксации бокового скольжения на вертикальной оси, вычисления его величины и даче команд на устранение угрозы. Благодаря всем установленным датчикам, ESP постоянно фиксирует скорость автомобиля, обороты двигателя, на какой угол повернут руль, наличие заноса и т.д.
Схема работы ESP
Путем постоянного анализа поступающих с датчиков сигналов, контроллер делает сравнение между поведением автомобиля в реальности и тем, что загружено в его программе. Если между этими параметрами возникает несоответствие, блок-контроллер расценивает такую ситуацию как опасную и дает команды для ее устранения. Это может быть притормаживание одного или нескольких колес. Выбор переднего или заднего колеса, внешнего или внутреннего по отношению к повороту, системой определяется, в зависимости от конкретной ситуации.
Притормаживание колес производится с помощью гидромодулятора АБС, который нагнетает давление в тормозной системе. Синхронно с этим действием, поступает команда и на блок управления двигателем на уменьшение подачи топлива и крутящего момента на колесах.
На рисунке можно посмотреть пример, в котором показан занос(разворот или вылет с дороги) – красная линия. В такой ситуации система ESP произведет торможение нужных колес и автомобиль останется устойчив при вхождении в поворот – зеленая линия.
Система контролирует автомобиль в любом режиме езды – набор скорости, торможение, движение накатом. Определение критической ситуации и включение электроники зависит от конкретного случая и типа привода автомобиля. К примеру, если датчик углового ускорения зафиксировал начало заноса задней оси, ESP даст команду на блок управления двигателем и подача топлива будет уменьшена. Далее, будет следовать команда на притормаживание внешнего переднего колеса и т.д., в соответствии с заложенной программой.
Если в автомобиле автоматическая КПП с электронным управлением, система может переключать передачи, подбирая оптимальный режим работы трансмиссии.
Есть ситуации, в которых такая система мешает. Но, это больше относится к экстремальной езде водителя, чем к самой ESP. Например, в случае выхода из заноса необходимо резко увеличить скорость, а система сделать это не дает, уменьшая обороты двигателя.
Однако, во многих автомобилях систему ESP можно, принудительно, отключить. В некоторых моделях система не реагирует на небольшие заносы и скольжения, добавляя больше адреналина водителю во время езды. При этом, в критической ситуации она мгновенно срабатывает.
Система ESP – одна из главных в общем комплексе активной безопасности автомобиля. Благодаря ей даже неопытный водитель сможет справиться с управлением в сложных ситуациях. Нужно просто поворачивать руль, а система сама проконтролирует безопасное вхождение в поворот. Главная особенность системы ESP — в большинстве случаев она предотвращает аварийные ситуации, с которыми водитель сам никогда не справится.
Но, не стоит забывать о том, что электроника не может на 100% обезопасить автомобиль от заносов. Есть законы физики, на которые не может распространяться действие ни одной системы безопасности автомобиля, в частности это касается и системы ESP. Она способна в значительной мере контролировать устойчивое поведение автомобиля на дороге, тем самым уменьшая шансы попадания в аварию. Однако, максимальных результатов ее работы можно добиться, только, при соблюдении правил дорожного движения или, хотя бы, адекватном вождении.
www.cartica.ru