Система динамической стабилизации: Как работает ESP — ДРАЙВ

• Acura
• Alfa Romeo
• Aston Martin
• Audi
• Bentley
• BCC
• BMW
• Brilliance
• Cadillac
• Changan
• Chery
• Chevrolet
• Chrysler
• Citroen
• Daewoo
• Datsun
• Dodge
• Dongfeng
• DS
• FAW
• Ferrari
• FIAT
• Ford
• Foton
• GAC
• Geely
• Genesis
• Great Wall
• Haima
• Haval
• Hawtai
• Honda
• Hummer
• Hyundai
• Infiniti
• Isuzu
• JAC
• Jaguar
• Jeep
• KIA
• Lada
• Lamborghini
• Land Rover
• Lexus
• Lifan
• Maserati
• Mazda
• Mercedes-Benz
• MINI
• Mitsubishi
• Nissan
• Opel
• Peugeot
• Porsche
• Ravon
• Renault
• Rolls-Royce
• Saab
• SEAT
• Skoda
• Smart
• SsangYong
• Subaru
• Suzuki
• Tesla
• Toyota
• Volkswagen
• Volvo
• Zotye
• УАЗ

Как работает система стабилизации? — журнал За рулем

Вообще-то у нее множество имен: ESP, ESC, DSC, VSA, ASTC, VDS и прочая-прочая… За каждой из мудреных аббревиатур скрывается по сути одно и то же, а именно электронная система, призванная оставить автомобиль на траектории, предотвратить занос или скольжение даже в критических ситуациях, когда водитель из-за недостатка времени или опыта не может выполнить нужный маневр самостоятельно.

Систему динамической стабилизации мы называем ESP. Ведь “Электроник стабилити программ” — зарегистрированная торговая марка фирмы “Бош”, чьи инженеры запатентовали ее еще в 1959 году. Кстати, именно поэтому собственные разработки подобных технологий автомобильным фирмам приходится называть другими именами. Система включает датчики в колесах, тормозах, рулевом управлении, так называемый G-сенсор, отслеживающий угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, а также датчики боковых ускорений.

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

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 н

назначение, устройство и принцип работы

К сожалению, среди массы автолюбителей распространено мнение о том, что от мощности авто зависит его управляемость. Однако, любой автомобиль может отклониться от курса и создать аварийную ситуацию на дороге. Тема безопасности вождения и сохранности жизни водителя и пассажиров авто не теряет актуальности и по сей день. В 90-х годах прошлого века был сделан значительный шаг в обеспечении безопасности вождения. Была создана система динамической стабилизации автомобиля ESP и ESC. Благодаря этому снизилось количество ДТП на дорогах в ряде развитых стран. Так, система стабилизации стала обязательной к установке на выпускаемых авто.

Назначение ESP и ESC

Обобщённо систему динамической стабилизации называют — ESP (Electronic Stability Program). Вместе с тем, ESP  ещё означает и система курсовой стабилизации ESC (Electronic Stability Control). У различных производителей автомобилей ESP может называться по-разному. Но суть от этого не меняется.

Система ESP предназначена для:

1. Предотвращения пробуксовки колес;
2. Предотвращение заносчивость авто. На скользкой дороге автомобили с задним приводом склонны к заносам. ESP минимизирует заносчивость задней оси, отслеживать на сколько был повернут руль, и на сколько сильно была нажата педаль газа. Так она не даст водителю «пере газовать» в момент поворота;
3. Отслеживание, чтобы автомобиль двигался в том направлении, в котором повернут руль машины.

Устройство ESP и ESC

Система динамической стабилизации охватывает возможности более простых систем, таких как ABS, TCS, EBD, и EDS. Чтоб лучше разобраться нужно воспользоваться электрической схемой.

Если рассматривать по отдельности, то ABS (антиблокировочная тормозная система) предназначена для предотвращения блокировки тормозной системы. Благодаря ей даже у самого неопытного водителя останется возможность управлять машиной. Даже если водитель начал экстренное торможение, если к примеру неожиданно появилось препятствие на дороге, в таком случае, водитель инстинктивно нажмёт на педаль тормоза, машина при этом не уйдет в занос. Если в автомобиле не предусмотрена система ABS следует практиковать прерывистое торможение.

ABS контролирует вращение всех колес, сохраняя требуемое сцепление с дорожным покрытием или асфальтом, когда это требуется.

TCS (система контроля тяги) — предназначена для предотвращения пробуксовки колес машины. TCS работает следующим образом: электронные датчики, контролируют и регистрируют положение колес. Также, контролю подвергается угловая скорость и проскальзывание колес, вернее их степень. Если зафиксирована потеря сцепления с асфальтом или другим дорожным покрытием, или обнаружена пробуксовка, TCS максимально быстро устраняет этот факт.

EBD (электронная система распределения тормозных усилий) — распределяет тормозные усилия в момент торможения. EBD отличается от ABS тем, что способна помогать водителю в постоянном управление автомобилем, не только в моменте резкого, экстренного торможения.

Основными задачами EBD являются: снизить риски и вероятности заноса при непредвиденном торможении, сохранить курсовую устойчивость используя боковые силы, и определить степень проскальзывания колес машины.

EDS (электронная блокировка дифференциала) — предназначена для блокировки дифференциалов при участии электронных датчиков и предотвращает пробуксовку колёс автомобиля. EDS работает в скоростном диапазоне до 80 км/ч. В случае если EDS зафиксировала проскальзывание одного из колес, то происходит притормаживание скользящего колеса. На подтормаживающем колесе увеличивается крутящий момент. Из-за того, что колеса соединены дифференциалом, крутящий момент передаётся на соседнее.

Так можно наверное догадаться EDS построена на базе ABS. Отличие в том, что в EDS есть возможность создания давления в тормозной системе. Создаётся давление самостоятельно.

В систему ESP и ESC также входят следующие компоненты:

• чувствительные сенсоры;
• блок управления;
• гидроблок.

Принцип работы ESP и ESC

Сенсоры и датчики фиксируют характеристику движения автомобиля. Сопоставляют с работой различных элементов и агрегатов автомобиля. Зафиксированные данные попадают в блок управления. В блоке управления все полученные данные анализируется по сложным алгоритмам. Ведётся электронный контроль.

Если было зафиксировано отклонение от курса, то система подаёт импульсы в гидроблок. Импульсы от гидроблока идут различные системы, к примеру в ABS. При необходимости ESC будет подключать и другие элементы контроля автомобиля. Благодаря этому, автомобиль двигается по заданной траектории и курсу.

Для правильной работы ESP важно корректно определить момент неконтролируемой ситуации при управлении водителем автомобиля. В рабочем состоянии ESP контролирует и сопоставляет данные по параметрам движения авто и действиями водителей. ESC включается в тот момент, когда действия водителя отличаются от правильных и точных параметров движения автомобиля. Примером может служить слишком резкий поворот с большим углом. Наглядно принцип работы системы показан на видео, ниже.

ESP может стабилизировать движение авто следующими способами:

1. торможение колес — используется ABS, на базе которой ESP была построена;
2. изменение крутящего момента «движка»;
3. изменение угла поворота передних колес, в случае если есть система активного рулевого управления;
4. изменить степень демпфирования амортизаторов, в случае если установлена адаптивная подвеска.

Плюсы и минусы ESP и ESC

Как и любая система направленная на улучшение чего-то, система курсовой устойчивости имеет свои преимущества и недостатки.

Основными плюсами являются:

1. Даёт возможность сохранить устойчивость авто и двигаться в пределах, рамках заданной траектории;
2. Сохранение управляемость автомобиля при плохих погодных условиях и предотвращение опрокидывания машины;
3. Предотвращение столкновения автомобиля;
4. Большая управляемость, манёвренность и податливость авто на дороге и стабилизация автопоезда;
5. Создаёт третье контролируемое водителем измерение.

Система предотвращает достаточное количество заносов, что является основным фактором для серьёзных аварий и ДТП с летальным исходом или непоправимым вредом здоровью.

К минусам можно отнести:

1. Систему можно выключить, чем пользуются водители-экстремалы.
2. Система может показать крайне низкую эффективность на высоких скоростях и при маленьких радиусах поворота.

Заключение

Вне зависимости от того, установлена система курсовой устойчивости ESP или ESC, человеческий фактор всегда будет присутствовать на дорогах. Не стоит терять бдительность при вождении автомобиля. Даже если у вас установлена самая навороченная система курсовой устойчивости. Будьте аккуратны, и пусть вам на дорогах всегда горит зелёный свет.

Cистема курсовой устойчивости и динамической стабилизации

В своем стремлении сделать автомобили как можно более безопасными, производители оснащают их всевозможными вспомогательными системами, предназначенными для того, чтобы в нужный момент помочь водителю избежать опасности. Одна из них – это система курсовой устойчивости. На автомобилях разных марок она может называться по-разному: ESC у Honda, DSC у BMW, ESP у подавляющего большинства европейских и американских автомобилей, VDC у Subaru, VSC у Toyota, VSA у Honda и Acura, но предназначение у системы курсовой стабилизации одно – не позволить автомобилю сойти с заданной траектории при любых режимах езды, будь то разгон, торможение, движение по прямой или в повороте.

Работа ESC, VDC и любой другой может быть проиллюстрирована следующим образом: машина движется в повороте с набором скорости, внезапно одна сторона попадает на занесенный песком участок. Сила сцепления с дорогой резко меняется, и это может привести к заносу или сносу. Чтобы предотвратить уход с траектории, система динамической стабилизации моментально перераспределяет крутящего момента между ведущими колесами, и при необходимости подтормаживает колеса. А в случае, если автомобиль оснащен активной системой рулевого управления, изменяется угол поворота колес.

Впервые система курсовой устойчивости автомобиля появилась в далеком 1995 году, тогда получив название ESP или Electronic Stability Programme, и с тех пор стала наибольшее распространенной в автомобилестроении. В дальнейшем устройство всех систем будет рассматриваться на ее примере.

Устройство систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

Система курсовой устойчивости представляет собой систему активной безопасности высокого уровня. Она является составной, состоящей из более простых, а именно:

Данная система состоит из набора входных датчиков (давления в тормозной системе, угловой скорости колес, ускорения, скорости поворота и угла поворота руля и других), блока управления и гидравлического блока.

Одна группа датчиков применяется для оценки действий водителя (данные об угле поворота рулевого колеса, давлении в тормозной системе), другая помогает анализировать фактические параметры движения машины (оценивается частота вращения колес, поперечное и продольное ускорение, скорость поворота авто, давление в тормозной).

ЭБУ ESP, основываясь на данных, полученных от датчиков, подает соответствующие команды исполнительным устройствам. Помимо систем, входящих в состав самой ESP, ее блок управления взаимодействует с блоком управления двигателем и блоком управления АКПП. От них он также получает необходимую информацию и посылает им управляющие сигналы.

Система динамической стабилизации работает, посредством гидравлического блока ABS.

Принцип работы систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

ЭБУ системы курсовой устойчивости работает непрерывно. Получая информацию от датчиков, анализирующих действия водителя, вычисляет желаемые параметры движения автомобиля. Полученные результаты сравниваются с фактическими параметрами, информация о которых поступает от второй группы датчиков. Несовпадение распознается ESP как неконтролируемая ситуация, и она включается в работу.

Стабилизируется движение следующими способами:

1. подтормаживаются определенные колеса;
2. изменяется крутящий момент двигателя;
3. если автомобиль имеет систему активного рулевого управления, изменяется угол поворота передних колес;
4. если машина имеет адаптивную подвеску, изменяется степень демпфирования амортизаторов.

Крутящий момент мотора изменяется одним из нескольких способов:

• изменяется положение дроссельной заслонки;
• пропускается впрыск горючего или импульс зажигания;
• изменяется угол опережения зажигания;
• отменяется переключение передачи в АКПП;
• в случае полного привода осуществляется перераспределение крутящего момента на осях.

Насколько необходима система динамической стабилизации

Существует немало противников каких-либо вспомогательных электронных систем в автомобилях. Все они, как один, утверждают, что ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA и прочие только расхолаживают водителей и к тому же являются просто способом вытянуть из покупателя побольше денег. Свои доводы они подкрепляют еще и тем, что еще 20 лет назад, в автомобилях не было подобных электронных помощников, и, тем не менее, водители прекрасно справлялись с управлением.

Надо отдать должное, что доля истины в этих аргументах есть. В самом деле, многие водители, уверовав в то, что помощь ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA дает им практически безграничные возможности на дороге, начинают ездить, пренебрегая здравым смыслом. Итог может быть очень печальным.

Тем не менее, согласиться с противниками систем активной безопасности нельзя. Система курсовой устойчивости необходима, хотя бы как страховочная мера. Как показывают исследования, человек затрачивает намного больше времени на оценку ситуации и правильную реакцию, чем электронная система. ESP уже помогла сберечь жизнь и здоровье многим участникам дорожного движения (особенно начинающим водителям). Если же водитель отточил свое мастерство до такой степени, что система, хоть и работает, но не вмешивается в действия человека, его можно только поздравить.

Дополнительные возможности систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

Система курсовой устойчивости, помимо своей основной задачи – динамической стабилизации автомобиля, может выполнять и дополнительные задачи, такие как предотвращение опрокидывания машины, предотвращение столкновения, стабилизация автопоезда и другие.

Внедорожники, в силу высоко расположенного центра тяжести, склонны к опрокидыванию при вхождении в поворот на высокой скорости. Для предотвращения такой ситуации предназначена система предотвращения опрокидывания, или Roll Over Prevention (ROP). В целях повышения устойчивости подтормаживаются передние колеса автомобиля, и снижается крутящий момент двигателя.

Для реализации функции предотвращения столкновения системам ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA дополнительно требуется адаптивный круиз-контроль. Вначале водителю подаются звуковые и визуальные сигналы, если реакции не последовало – автоматически нагнетается давление в тормозной системе.

Если система курсовой устойчивости выполняет функцию стабилизации автопоезда на автомобилях, оснащенных тягово-сцепным устройством, то она предотвращает рыскание прицепа за счет подтормаживания колес и уменьшения крутящего момента двигателя.

Еще одна полезная функция, которая бывает особенно необходима при езде по серпантину, заключается в повышении эффективности тормозов при нагреве (название Over Boost или Fading Brake Support). Работает она просто – при нагреве тормозных колодок автоматически повышается давление в тормозной системе.

Наконец, система динамической стабилизации может автоматически удалять влагу с тормозных дисков. Активизируется такая функция при включенных стеклоочистителях на скорости свыше 50 км/ч. Принцип действия заключается в кратковременном регулярном повышении давления в тормозной системе, в результате чего колодки прижимаются к тормозным дискам, те нагреваются и попавшая на них вода частично снимается колодками, а частично испаряется.

Полезнейшая статья про ESP! — DRIVE2

Привет соратникам!) Наконец-то я нашла самую подробную и полезнейшую статью про ESP. Смысл работы этой системы, конечно, многим известен и понятен, НО о ТАКИХ тонкостях, которые описаны ниже я никогда раньше не слышала ни от кого и нигде не читала! Знакомимся с новой информацией)

«Автомобильное читерство, или маленькие секреты ESP.

Зачем автомобилю система стабилизации? Явно напрашивается ответ в стиле Капитана Очевидность. Однако ESP умеет гораздо больше, нежели чем просто удерживать машину на дороге.

ESC, DSC, VSC, DSTC, VDC, PTM, CST… Как только сегодня не изгаляются маркетологи автомобильных фирм, придумывая оригинальные обозначения для, в общем-то, одной и той же системы — динамической стабилизации.

А началось всё, кстати, ровно 20 лет назад. Когда в 1995 году компания Bosch начала поставлять инновационную на тот момент электронику марке Mercedes-Benz для комплектации дорогущей двухдверки S 600 Coupe. С тех пор контролем устойчивости обзавелись даже бюджетные малолитражки, а выпуск системы наладили почти два десятка фирм по всему миру. Ещё бы, ведь в Америке и Евросоюзе продажа новых автомобилей без стабилизации в базовом оснащении вот уже несколько лет как запрещена.

Сразу скажу, в официальной терминологии систему поддержания курсовой устойчивости принято называть ESC — Electronic Stability Control. Но для простоты далее по тексту мы будем использовать именно историческое, знакомое всем, бошевское обозначение — ESP, что значит Electronic Stability Program или же (по-немецки) Elektronisches Stabilitätsprogramm. На суть дела это не повлияет.

Назначение ESP вроде бы и правда очевидно. Она призвана помочь водителю удержать машину на дороге, когда возможностей или умений человека за рулем для этого уже не хватает, или если он совершил ошибку. Одно время начинающие журналисты при описании какой-нибудь новой модели даже любили поговаривать, что, дескать, «строгий ошейник ESP мешает опытному пилоту показать всё своё мастерство». Враки, конечно, — современная стабилизация просто так вмешиваться в управление не станет. Хотя в случае опасности может это сделать довольно резко и грубо.

Но всё же доля правды в тех дилетантских словах есть. Ведь если копнуть глубже, то выяснится — на современном автомобиле ESP работает… практически постоянно! Как же так?! Давайте разбираться вместе.

Сначала поймём, откуда эта самая стабилизация вообще появилась. Фактически, ESP стала эволюционным развитием антиблокировочной системы тормозов — ABS. Ведь на современных автомобилях она позволяет контролировать тормозной контур каждого из колёс в отдельности. Скорости их вращения отслеживают специальные датчики, а блок управления по этим сигналам оценивает обстановку и выдаёт команду так называемому модулятору — хитрому блоку клапанов и гидроаккумуляторов. Именно он регулирует давление жидкости в каждом тормозном механизме, при необходимости оперативно его сбрасывая посредством откачивающего насоса с электроприводом. И вот однажды инженеры подумали — а почему бы этот самый насос не заставить работать как бы в обратную сторону? Чтобы, когда потребуется, не растормаживать, а наоборот — притормаживать одно из колёс?

Сказано — сделано. Так в середине 80-х годов прошлого века, задолго до дебюта самой ESP, родилась её первая «побочная» функция. На мощных моделях Toyota, Mercedes-Benz и BMW стали применять Traction Control (TC), то есть антипробуксовочную систему. Её назначение ясно из названия. Но всё же на всякий случай напомним, что она срабатывает, если водитель слишком сильно давит на газ, и колёса срываются в пробуксовку. Тогда, чтобы восстановить сцепление с дорогой, электроника задействует штатные тормоза и, если потребуется, уменьшает тягу двигателя. Алгоритм довольно примитивный, но эффективный. Наверное, каждый из нас зимой наблюдал в комбинации приборов жёлтую моргающую лампочку — признак работы TC. Без него стартовать на льду со светофора было бы гораздо сложнее, не так ли? Заднеприводные модели могут так вообще остаться на месте…

Но технологии шли вперёд. И постепенно электронный контроль появился не только в моторах, коробках передач или тормозах, но и в едва ли не в каждой системе машины. Это и привело к прорыву в области активной безопасности — появлению полноценной ESP. По сути, её блок управления стал главным органом чувств автомобиля. Сюда направили информацию от датчиков продольного и поперечного ускорений, поворота руля, вращения относительно вертикальной оси, нажатия на акселератор и тормоз, скорости вращения колёс и т.д., и т.п. Компьютер в режиме реального времени сравнивает текущие показатели с заложенными в память и оценивает — сможет ли, например, этот лихой водила при такой езде удержаться на траектории в повороте? Нет? Значит, пора принимать меры спасения.

Собственно, маркетологи сразу нашли, как за это зацепиться, чтобы привлечь больше покупателей. И попросили инженеров поставить в салоне автомобиля «волшебную» кнопку. В зависимости от назначения и типажа машины водителю разрешили или совсем вырубать ESP (что полезно, например, для внедорожников), или ограничивать её помощь. На моделях со спортивным уклоном это даёт возможность почувствовать себя крутым дрифтером без опаски убраться в первом же вираже. А Ferrari так пошла ещё дальше и научила свою стабилизацию поддерживать постоянный угол заноса — ведь раз человек отвалил такие деньги за суперкар, у него нет права опозориться.

Но есть у ESP и другие «секретные» функции, о которых рядовой автолюбитель обычно вообще не подозревает. Вот, например, распространённый случай. Дама в красках описывает подруге, как перед ней на светофоре резко затормозил какой-то идиот. Остановилась наша героиня в считанных миллиметрах от его бампера. Чуть бы зазевалась — и на тебе ДТП. И невдомёк нашей барышне, что ESP, скорее всего, сработала даже при торможении. Ведь, как показывает статистика, большинство из нас в экстренной ситуации бьёт по педали тормоза резко, но недостаточно сильно. Поэтому остановочный путь оказывается больше, чем мог бы быть. А электроника по нарастанию давления в системе это видит и активирует насос модулятора. Соответственно, тормозные механизмы развивают максимально возможное для данных условий усилие. Обычно такую функцию называют Brake Assist — ассистент торможения. Кстати, она может помочь не только хрупким барышням, но и брутальным мужикам, у которых на сухом асфальте и хороших покрышках тоже не хватает сил, чтобы «продавить» педаль до срабатывания ABS.

Теперь же я рискую навлечь на себя гнев автодилеров и маркетологов, поскольку раскрою их страшную тайну. Изрядная часть подобных водительских ассистентов и систем, которые зачастую входят в список опций и стоят немалых денег, на поверку оказываются… просто программными функциями ESP! Поскольку никаких дополнительных деталей в данном случае не требуется. Для активации продвинутых возможностей в буквальном смысле обычно достаточно поставить галочку в системном меню соответствующего блока управления. Само собой, для этого нужен диагностический сканер. Но такие вещи сегодня стоят копейки, так что энтузиасты многих автоклубов поставили электронный апгрейд своих машин на поток.

А между тем, практически бесплатно можно получить весьма полезные вещи. В частности, на многих моделях концерна Volkswagen легко активируется функция XDS — имитация динамической блокировки дифференциала. В поворотах ESP станет подтормаживать внутреннее разгруженное колесо, направляя крутящий момент на внешнюю шину, имеющую лучший зацеп. Тем самым, вы станете реже вспоминать, что такое снос передней оси.

Также легко можно подключить ассистент трогания на подъёме. В этом случае при отпускании педали тормоза ESP будет несколько секунд сохранять давление в тормозных механизмах — до тех пор, пока тяги мотора не станет достаточно для уверенного старта без отката назад.

Удивительно, но ESP умеет измерять даже… давление в шинах! Не напрямую, конечно, а косвенно — при помощи датчиков скорости вращения колёс. Работает простая математика. Если шина спустила, значит, её диаметр стал меньше, соответственно крутится она теперь быстрее других. Это и отслеживает блок управления. Появились подозрения на утечку воздуха? Водитель тут же увидит предупреждение в комбинации приборов.

Также косвенно ESP способна определить наличие прицепа. Раз замкнулся электроразъём (попросту — розетка) «фаркопа», значит, автомобиль превратился в тягач. Теперь система перестроит свои алгоритмы с тем расчётом, чтобы исключить характерные колебания кормы и «болтанку» — электроника просто станет в противофазе подтормаживать передние колёса. Опять же неимоверно просто, но насколько полезно!

Хотите ещё волшебства? Пожалуйста! Как вам связь ESP со стеклоочистителями и датчиком дождя? Когда они срабатывают, электроника понимает — начинается ливень, на дороге влажно и скользко. Тормозной путь будет увеличиваться. Чтобы хоть немного исправить ситуацию, модулятор поднимет давление в тормозных трубках и станет циклически подводить колодки к дискам, срезая на них водяную плёнку. Водитель этого даже не замечает, а механизмы приводятся в боевую готовность…

Святая святых — рулевое управление и то попало под вездесущее око ESP. Представьте: автомобиль заносит, водитель начинает крутить руль, но явно промахивается, допустим, не хватает опыта. Не беда! Электроника заставит электроусилитель подсказывать импульсами усилия, куда и на какой угол повернуть «баранку». Переусердствовал? Ощутишь тяжесть. Руль полегчал? Значит, всё делаешь верно. Кстати, этот же ассистент помогает при торможениях на миксте. Когда, например, левые колёса оказались на асфальте, а правые съехали на грунтовую обочину. Обычную машину тут же начнёт разворачивать, а оснащённую ESP — нет.

При необходимости стабилизация может вмешаться и в работу автоматической трансмиссии, на время заблокировав в ней переключения, чтобы скачки тяги на колёсах не нарушали баланс автомобиля.

Даже на бездорожье ESP нашлось применение. Видели, как умело современные кроссоверы без жёстких блокировок справляются с диагональным вывешиванием и прочими затруднительными ситуациями? Разгруженные колёса помолотят в воздухе немного, как вдруг автомобиль дёрнется и медленно поедет дальше. Это ESP перераспределяет тягу на покрышки, имеющие лучший контакт с грунтом. Кстати, именно датчики системы стабилизации позволили реализовать превентивное срабатывание автоматического полного привода. Муфта для передачи тяги на заднюю ось

обзор, технические характеристики — журнал За рулем

В этом году исполняется ровно 20 лет с момента появления первой электронной системы стабилизации автомобилей (ESP). Мы попросили специалистов фирмы Bosch помочь разобраться, что сделано за эти годы, и ответить на пять самых распространенных вопросов, касающихся настоящего и будущего системы.

Прошло всего пара десятков лет с момента появления первой системы электронной стабилизации, а на рынке уже хорошо себя зарекомендовала ESP девятого поколения.

ЭВОЛЮЦИЯ

ESP-Evolution für Pressebild 10’2014_dt und engl.ai

Для начала давайте вернемся в далекий 1978 год. Тогда впервые на автомобиле стали серийно устанавливать систему ABS (антиблокировочную систему), не позволявшую колесу во время торможения полностью блокироваться. Тем самым водитель получал возможность контролировать траекторию движения. Трудно оценить всю важность и необходимость этой системы, но тот, кто хоть раз в жизни, тормозя «в пол», пересекал четыре полосы по диагонали, не имея возможности корректировать направление движения, пользу ABS осознает в полной мере.

Прошло еще 8 лет, и на машины стали устанавливать систему TCS (Traction Control System) — противобуксовочную тормозную систему. Она предотвращает пробуксовку колес при старте. Эти системы, ABS и TCS, используют одни и те же датчики и исполнительные механизмы, разница лишь в программном обеспечении. И наконец, в 1995 году появляется первая программа стабилизации ESP. Электроника стала контролировать не только блокировку и пробуксовку колес, но и поворот автомобиля вокруг вертикальной оси — инженеры смогли обуздать занос автомобиля. Причем если первая ESP состояла из 11 элементов, то в современной системе стабилизации их всего четыре.

bosch4

Основная задача этой системы — автомобиль должен ехать туда, куда повернут руль, при этом занос и рысканье исключаются. Работает она так: водитель с помощью руля задает траекторию движения, датчик угла поворота передает данные в блок управления, наряду с ними туда поступает

LADA.Система курсовой устойчивости ESC

Система электронного контроля устойчивости (ESC):

Не оставляет заносу ни единого шанса

Потеря контроля при прохождении поворота

Водитель превысил скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте.

В обычной ситуации, автомобиль под воздействием силы инерции должен был бы заскользить на обочину.

Система ESC притормаживает заднее колесо, движущееся по внутреннему радиусу поворота, уменьшив радиус движения и позволив автомобилю благополучно вписаться в вираж.

Внезапно появившееся препятствие

При внезапном возникновении препятствия, экстренного торможения может оказаться недостаточно. Для предотвращения столкновения водителю нужно тормозить и выполнять маневр уклонения одновременно.

Поскольку  колеса автомобиля без ESC блокируются, то машина перестает реагировать на повороты руля и уклониться от столкновения с препятствием становится невозможным и автомобиль срывается в занос.

Система ESC притормаживает переднее колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота  и автомобиль уверенно объезжает препятствие.

Юбилей безопасности

BOSCH отмечает очередной юбилей. В 2015 году исполняется 20 лет с момента разработки и внедрения программы электронной стабилизации автомобиля ESP®.

История успеха компании началась в 1978 г., когда она первой в мире создала и запустила в серийное производство ABS – антиблокировочную систему с электронным управлением, которая стала основой для всех следующих систем активной безопасности.

В 1986 г. за ней последовала противобуксовочная система ASR/TCS,

а в 1995 г. – программа электронной стабилизации ESP® / ESC.

Уже с 2009 года BOSCH совместно с АВТОВАЗом реализует в нашей стране программу популяризации систем активной безопасности автомобиля среди российских автомобилистов.

Сегодня производятся модели LADA Granta и LADA Kalina, которые оснащены системой электронного контроля устойчивости (ESC).

Для LADA Vesta система ESC будет входить

во все базовые комплектации.

Система ESC активна постоянно. Сигналы датчиков обрабатываются микрокомпьютером, который с частотой 25 раз в секунду проверяет, соответствуют ли управляющие усилия водителя фактическому направлению движения. Если автомобиль движется в другом направлении, то система распознает критическую ситуацию и немедленно реагирует на нее – независимо от водителя.

Для возвращения автомобиля на заданную траекторию здесь используется тормозная система. Благодаря выборочному притормаживанию отдельных колес, система создает нужную противодействующую силу, и машина ведет себя так, как того хотел водитель.

Система ESC не только инициирует вмешательство тормозной системы, но может также заставить двигатель ускорить ведущие колеса. Таким образом, в пределах законов физики, автомобиль надежно удерживается на заданной траектории.

Система ESC включает в себя функции Антиблокировочной системы (ABS) и  Противобуксовочной системы (TCS), но при этом имеет несколько конструктивных отличий. В то время как ABS и TCS служат для корректировки продольной динамики автомобиля, ESС дополнительно улучшает поперечную динамику, обеспечивая устойчивое движение во всех направлениях.

ABS (Anti-lock Braking System) — Антиблокировочная система

Система предотвращает блокирование одного или нескольких колес при торможении, сохраняя управляемость автомобиля и возможность быстрой и безопасной остановки.

Датчики скорости измеряют скорость вращения колес и передают электрические сигналы на блок управления. На основе этих сигналов вычисляется степень пробуксовки между колесами и дорожным покрытием. При склонности одного или нескольких колес к блокировке молниеносно включается ABS и поддерживает тормозное давление постоянным или уменьшает его. Таким образом, предотвращается блокирование колес, и автомобиль реагирует на управляющие команды водителя.

TCS (Traction Control System) — Противобуксовочная система

Система предотвращает пробуксовку колес при трогании с места или ускорении, обеспечивая оптимальную тягу автомобиля. Система уменьшает передаваемый двигателем крутящий момент и при необходимости притормаживает отдельные колеса, чтобы быстро привести сцепление ведущих колес к оптимальному уровню.

Если при разгоне колесо начинает вращаться слишком быстро, то средства контроля предпринимают корректирующие действия, за счет притормаживания колеса, так и в снижении передаваемого крутящего момента. Противобуксовочная система обеспечивает уверенный разгон автомобиля и надежное сцепление колес с дорожным покрытием.

Единственное, что ESC сделать не в состоянии – это выбрать за водителя верную траекторию движения.

 Тем не менее она исправляет большинство водительских ошибок,

сокращая шансы аварийных ситуаций.

Система динамической стабилизации автомобиля (ESP) — Пассивная и активная безопасность

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) 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.

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.

Добавить комментарийКомментарии:

Изучаем систему стабилизации: порог нестабильности — журнал За рулем

При всем разнообразии аббревиатур (ESP, DSC, TCS, ASR) системы активной безопасности имеют общего предка в лице АБС.

1

Появление антиблокировочной системы (AБС) дало возможность оптимизировать торможение, что существенно повысило безопасность автомобиля. Расширение влияния электроники на процессы управления оказалось вопросом времени.

ПЕДАЛЬ В ПОЛ

Первой ступенью эволюции стала противобуксовочная система (ASR, TCS, TRC). Ее задача — контроль тягового усилия на ведущих колесах и поддержание курсовой устойчивости. В различных режимах движения колёса то и дело проскальзывают, то есть возникает расхождение между действительной скоростью и окружной скоростью колес. Особенно сильно это проявляется при ускорении (пробуксовка) и замедлении (блокировка). Величина проскальзывания напрямую влияет на сцепление с покрытием и передачу усилий ускорения, замедления и поворота. В условиях замедления при превышении определенного порога AБС начинает контролировать проскальзывание, а при ускорении на помощь приходит противобуксовочная система (ПБС).

Современные ПБС могут воздействовать на пробуксовку ведущих колес двумя способами: уменьшением крутящего момента двигателя и/или подтормаживанием проскальзывающего колеса. Для «удушения» двигателя есть несколько способов: уменьшение подачи топлива, изменение угла опережения зажигания, прикрытие дроссельной заслонки (при наличии электронного дросселя). ПБС только ставит задачу модулю управления двигателем — воздействие на тормозную систему осуществляется ресурсами AБС.

Конструктивно ПБС не что иное, как модернизированная AБС. Тормозные системы современных автомобилей построены по двухконтурной диагональной схеме. К антиблокировочной системе с восемью клапанами (по два на каждое колесо) добавлены два клапана управления тяговым усилием (по одному в каждом контуре). Скорость колес отслеживается датчиками AБС. При необходимости задействовать тормоза ПБС работает в тех же трех режимах, что и AБС: повышение, удержание и снижение давления. Контуры работают сходным образом.

1 no copyright

Все схемы открываются в полный размер по клику мышки.

Система стабилизации что такое

Принцип работы системы динамической стабилизации (ESP)

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.

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;
• датчик рысканья;
• штекер.

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

Электронная система стабилизации управления автомобилем ESP

Для предотвращения потери управляемости автомобиля при экстренном торможении на современных автомобилях применяется электронная система стабилизации ESP (Electronic Stability Program – электронная программа стабилизации).

Статистика показывает, что электронная система стабилизации существенным образом влияет на безопасность движения. Например, по данным «Даймлер-Крайслер» количество аварий из-за потери водителем контроля над автомобилем снизилось с момента внедрения ESP в серию на 42%. Американская национальная служба безопасности движения NHTSA дает близкий показатель – 35%. Количество смертей в таких ДТП снизилось в США на 30%.

В систему стабилизации управления автомобилем входят:

• ABS (антиблокировочная система)
• EBV (электронное распределение тормозных усилий)
• ASR (антипробуксовочная система)
• EDS (электронная блокировка дифференциала)
• MSR (регулировка крутящего момента двигателя)
• HBA (гидравлический тормозной ассистент)

Конструктивные узлы ESP включает основные конструктивные узлы ABS. Дополнительными являются датчики угловых и поперечных ускорений и сенсор угла поворота рулевого колеса.

Принципиальное отличие ESP от ABS в том, что она непрерывно следит за соответствием ускорений автомобиля по желанию водителя, выраженному в повороте рулевого колеса, в то время как ABS включается только при торможении. Если ESP понимает, что ускорения машины достигли критических (начинается занос), система приступает к подтормаживанию колес, сбросу или прибавлению скорости вращения колес.

Общая компоновка ESP показана на рисунке:

Рис. Электронная система стабилизации управления автомобилем: 1 – электрогидравлический блок с контроллером; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

ESP выбирает тормозные усилия для каждого колеса отдельно таким образом, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту, стремящемуся развернуть автомобиль вокруг вертикальной оси, и удерживала его на оптимальной траектории.

Если автомобиль плохо входит в поворот и скользит передними колесами наружу (недостаточная поворачиваемость), ESP притормаживает внутреннее заднее колесо.

В случае, когда автомобиль в результате заноса задней части пытается повернуть круче, чем необходимо (избыточная поворачиваемость), 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 автомобиль стабилизируется за счет уменьшения поперечного ускорения, которое достигается достаточно сильным притормаживанием передних колес и одновременным снижением крутящего момента двигателя. Активный усилитель тормозов быстро нагнетает давление на входном трубопроводе насоса обратной подачи, благодаря этому давление в тормозном приводе моментально возрастает.

Функция стабилизации автопоезда используется на автомобилях с тягово-сцепным устройством. Слабое рыскание прицепа при определенных условиях может усилиться до опасных значений. Это происходит, как правило, в скоростном диапазоне от 75 до 120 км/ч. Если прицеп начал рыскать при некоторой критической скорости, то амплитуда рыскания постоянно увеличивается (явление резонанса). Рыскание передается буксиру, который тоже начинает совершать колебательные движения влево и вправо вокруг вертикальной оси. Такие колебательные движения регистрируются датчиком угла рысканья и анализируются блоком управления. При необходимости сначала оказывается регулирующее воздействие то на одно, то на другое переднее колесо. Если этого недостаточно, блок управления посылает сигнал блоку управления двигателя на уменьшение частоты вращения коленчатого вала, чтобы сбросить скорость, при этом одновременно притормаживаются все четыре колеса.

Наличие прицепа, подключенного к электросети автомобиля, распознается блоком управления автоматически. Функция стабилизации автопоезда отключается, потому что поведение автомобиля в условиях бездорожья может быть ошибочно принято за рыскание прицепа.

Современные системы ESP могут притормаживать одновременно до трех колес, причем каждое с разным усилием.

Кроме притормаживания колес ESP может автоматически вмешиваться в рулевое управление, выбирая наиболее оптимальный в данной ситуации угол поворота рулевого колеса, а также изменять характеристики амортизаторов подвески и трансмиссии. Если система ESP выявит склонность водителя к гоночному стилю, порог чувствительности системы снижается, чтобы приспособиться к данному стилю вождения. Система ESP может принудительно отключаться по желанию водителя, но после выключения зажигания ESP вновь активируется.

Электронная блокировка дифференциала EDS применяется для устранения пробуксовки колес при сохранении приемлимых ходовых качеств автомобиля, без вмешательства водителя. Устройство управления блокировкой дифференциала контролирует при помощи датчиков АБС частоту вращения колес.

Если дорожное покрытие под одной стороной автомобиля скользкое, вследствие чего при скорости до 80 км/ч возникает различие в частоте вращения ведущих колес примерно в 100 об/мин, тогда путем притормаживания пробуксовывающего колеса частота вращения колес выравнивается, а на другое колесо посредством действия дифференциала передается повышенное тяговое усилие.

Для того чтобы тормозной механизм приторможенного колеса слишком сильно не нагревался, блокировка дифференциа­ла при больших нагрузках ав­томатически отключается. Как только тормозной механизм охладится, противобуксовочная система колеса автоматически включается вновь.

При необходимости ESP вмешивается в работу системы управления двигателем и изменяет крутящий момент в со­ответствии с ситуацией.

Система курсовой стабилизации ESP – что это, как работает, что даёт

В большинстве стран, система курсовой стабилизации ESP стала обязательным компонентом пассажирских автомобилей. Исходя из этого, можно говорить, что ESP является важной частью систем обеспечивающих безопасность на дороге. Давайте посмотрим, чем хороша система динамической стабилизации и вкратце разберем, как она работает.

Оглавление:

Зачем это нужно?

Для ответа на вопрос, зачем нужна динамическая стабилизация, давайте сначала выясним, каким образом автомобиль уходит в занос.

Поворот это довольно опасный участок дороги, на котором могут произойти всякие неприятности. Особенно если это закрытый поворот, и вы не видите, кто движется вам на встречу. Но сейчас речь не о том.

Зачем нужна машине курсовая устойчивость

Для успешного прохождения поворота вы, в качестве водителя, немного снижаете скорость, поворачиваете руль и машина начинает движение в соответствии с углом на который вы повернули рулевое колесо.

Пока что всё идёт нормально. Но что случится, если вы не снизите скорость? Или более того, увеличите её при входе в поворот.

При движении по кривой, на автомобиль действует, кроме прочих, центробежная сила. И в тот момент, когда эта сила станет больше чем все остальные силы, в том числе сила трения колес с дорогой, автомобиль начинает заносить.

Немного простой физики: центробежная сила это сила, которая действует от центра окружности, наружу (Очень приблизительная формулировка, так как суть статьи не в этом).

Так вот, система курсовой устойчивости ESP создана для того что бы ни допустить ситуации, когда ваша машина уходит в занос, а значит становится практически не управляемой, что может привести к самым тяжёлым последствиям.

Как это работает?

Принцип работы системы динамической стабилизации ESP основан на постоянном наблюдении за информацией, получаемой с датчиков скорости, разнице между углом отклонения автомобиля и поворотом руля, а также прочих показателях. На основе получаемой информации, компьютер, который является основой управления курсовой устойчивостью, решает всё ли хорошо, или уже надо вмешаться и исправлять ситуацию.

Короткое видео о том, как работает система курсовой устойчивости

Динамическая стабилизация ESP работает вместе с антиблокировочной системой ABS, о которой мы рассказывали ранее. ESP использует датчики скорости, которыми пользуется АБС, а также, возможности системы торможения для быстрой реакции на изменяющуюся обстановку.

Основной причиной вымешивания системы курсовой устойчивости ESP в управление автомобилем, является разница между углом поворота руля и углом отклонения машины. Этот показатель, говорит о том, произошёл занос или нет.

Как же динамическая стабилизация исправляет ситуацию? Это происходит путём уменьшения скорости вращения определённых колёс, в зависимости от того как и в какую сторону заносит ваш автомобиль. Кроме того уменьшается общая скорость транспортного средства. Таким образом, машина возвращается к первоначальной траектории движения и все остаются целыми, невредимыми и с уравновешенной нервной системой.

Чаще всего водитель даже не замечает того что его машина должна была сорваться в занос, потому как система курсовой устойчивости ESP очень быстро реагирует на ситуацию. Считывание информации со всех датчиков происходит 50 раз в секунду, так что реакция на изменение действительно очень быстрая.

Названий много – суть одна

Траектория движения машины с ESP и без

Основной и самый значительный производитель аппаратуры для курсовой стабилизации — компания Bosch, и как раз их продукт называется ESC – electronic stability control. Но в нашем мире не бывает бесконкурентного производства, и потому существует ещё несколько компаний производящих такое же оборудование, но под другими названиями.

Так же и автопроизводители различных марок машин устанавливают эти механизмы, давая им разные названия. Ниже мы предоставим вам таблицу, кратко сопоставляющую автомобили и названия, установленных в них систем курсовой стабилизации.

У всех них один и тот же принцип работы, и таблица поможет вам не путаться в обилии слов означающих одно и то же.

Это относительно краткий перечень, на самом деле разновидностей названий систем обеспечивающих курсовую устойчивость, гораздо больше. Но в главном они пересекаются — это работа для того что бы избежать критических ситуаций и сохранить безопасность водителя и пассажиров в неприкосновенности.

Бойся опытного водителя

В обычных режимах вождения, ESP работает постоянно, не имеет значения, на какой скорости и, по какой дороге вы едите.

Отключение ESP может привести к неуправляемому заносу

Однако для любителей дорожного экстрима существует кнопка отключения стабилизации вашей машины. Правда, такую функцию производители добавляют не во всех моделях. Например, в машинах бизнес класса, чаще всего динамическая стабилизация не отключается.

Смысл отключения курсовой устойчивости в том, что опытный водитель может, для собственного удовольствия, создать контролируемый занос авто или при выходе из поворота дать газу, что приведёт к небольшому заносу задних колёс.

При включённой системе курсовой устойчивости, сделать такое не представляется возможным, так как электроника пресечёт эти попытки на самой первоначальной стадии.

Но все мы люди и все могут ошибаться, и потому отключая курсовую устойчивость, вы берёте на себя всю ответственность за риск. Причём это не только риск для вас, но и опасность для других участников движения.

Опубликовано: Июль 2, 2014

Была ли эта статья для вас полезной? (7 голосов(а), среднее: 5,00 из 5)

Поделись статьей с друзьями!

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 и поперечного ускорения, угловой скорости 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:

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

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

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

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

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

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

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.

Динамическая стабилизация — Boulder Neurosurgical & Spine Associates

Устройства динамической стабилизации (DSD) — одно из новейших дополнений к арсеналу современного хирурга-позвоночника. DSD включают в себя распорки для заднего межостистого отростка и устройства с динамическими стержнями на ножке. Устройства используются для лечения остеохондроза поясничного отдела позвоночника с симптомами.

Эти устройства предлагают менее инвазивный подход и обычно оставляют межпозвоночный диск нетронутым, тем самым сохраняя естественную анатомию и движение спинного сегмента, ограничивая при этом чрезмерное движение.Теоретически устройства динамической стабилизации могут предотвратить начальное прогрессирование остеохондроза при использовании отдельно или в сочетании с традиционными процедурами декомпрессии и слияния. В ближайшем будущем DSD могут заполнить пробел между консервативным лечением и более агрессивными необратимыми операциями.

Некоторые авторы считают, что клинические результаты для систем динамической стабилизации сопоставимы со слиянием. В свете высокой частоты повторных операций на поясничном отделе позвоночника DSD представляют собой привлекательный вариант для рассмотрения некоторыми пациентами.

хирургов BNA участвовали в многочисленных клинических испытаниях под контролем FDA, в которых оценивалась безопасность и эффективность устройств динамической стабилизации, включая систему Wallis®, систему стабилизации позвоночника DIAM ™ и систему замены фасеток ACADIA®, которая предназначена для восстановления и восстановления. имитировать фасеточные суставы в поясничном отделе позвоночника.

Эти устройства в настоящее время одобрены для клинического использования в США:

• Система Dynesys ^® (Zimmer Inc., Миннеаполис, Миннесота)
• Coflex ™ (Paradigm Spine, LLC, Нью-Йорк, Нью-Йорк)
• DIAM (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
• X-STOP (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
• Система динамической стабилизации NFix ™ II (N Spine, Inc., Сан-Диего, Калифорния)
• BioFlex ^® (BioSpine Co., Ltd, Сондонгу, Сеул, Корея)
• DSS ^TM Система динамической мягкой стабилизации (Paradigm Spine, LLC, New York, NY)
Спинальная система
• Isobar ™ (Scient’x USA, Inc.Мейтленд, Флорида)

Прокладка X-STOP®

Рисунок. Прокладка X-STOP®

X-STOP® Spacer — это устройство для отвлечения межостистых отростков поясничного отдела позвоночника, используемое для лечения стеноза нижнего отдела позвоночника. X-STOP помогает сохранить функциональный позвоночник, снимает компрессию нервных корешков (импинджмент) и, следовательно, помогает уменьшить симптомы. X-STOP показан пациентам с легкими или умеренными симптомами стеноза поясничного отдела позвоночника и особенно пациентам, у которых наблюдается облегчение симптомов во время сгибания позвоночника.

Процедура X-STOP может быть выполнена под местной анестезией менее чем за час с минимальной кровопотерей. Он особенно подходит для пациентов, которые не переносят общий наркоз.

Существует минимальный риск системных или местных осложнений и небольшой риск неврологического повреждения. Варианты лечения в будущем не будут нарушены.

Устройства для фиксации остистого отростка (SPFD) поддерживают минимально инвазивные хирургические методы, обеспечивая дополнительную фиксацию, способствуя стабилизации позвоночника и способствуя сращению.Их можно использовать как альтернативу или в сочетании с фиксацией транспедикулярного винта-стержня. При использовании в качестве дополнения к односторонней фиксации транспедикулярных винтов SPFD потенциально минимизируют риск нервного повреждения и других осложнений, обеспечивая при этом достаточную сегментарную стабилизацию.

Вот некоторые из устройств, получивших разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США:

• Aileron ™ (Life Spine, Хантли, Иллинойс)
• Система синтеза Aspen MIS (Biomet, Брумфилд, Колорадо)
• Ось ^® (X-Spine, Майамисбург, Огайо)
• BacFuse ^® (RTI Surgical, Алачуа, Флорида)
• BridgePoint ™ (Alphatec Spine, Карлсбад, Калифорния)
• Coflex-F ^® (Paradigm Spine, Нью-Йорк, Нью-Йорк)
• PrimaLOK SP ™ (ОстеоМед, Аддисон, Техас)
• CD Horizon Spire ™ (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
• SP-Fix ™ ^® (Globus Medical, Одубон, Пенсильвания)
• Zip MIS Fusion Systems (Аврора Спайн, Карлсбад, Калифорния)

Использование динамической стабилизации в лечении заболеваний поясницы (поясницы)

Традиционно спондилодез предлагается пациентам, страдающим остеохондрозом поясничного отдела позвоночника (поясничного отдела позвоночника), стенозом позвоночного канала или спондилолистезом.Ранние процедуры слияния, выполненные без инструментов (например, стержней), оказались более склонными к неудачному слиянию (псевдосплавление), чем инструментальная слияние. По мере разработки и использования металлических имплантатов частота отказов снизилась. Однако, несмотря на это улучшение, слияние, как известно, значительно изменяет биомеханику позвоночника, что вызывает беспокойство по поводу преждевременной дегенерации диска на уровнях, соседних с сращением, особенно у молодых пациентов.

Когда отображается динамическая стабилизация?
Потенциально есть несколько показаний для динамической стабилизации.

1. При использовании сращивания цель состоит в том, чтобы обеспечить адекватную фиксацию позвоночника, чтобы слияние произошло, но не с чрезмерной жесткостью, которую передают металлические стержни. Есть некоторые свидетельства того, что межтеловые трансплантаты срастаются с большей скоростью, когда они сжимаются, что происходит лучше при динамической стабилизации, чем при традиционном жестком инструментальном сращивании.

2. Для воссоздания заднего натяжения. «Задняя полоса натяжения» — это часть анатомии позвоночника, расположенная в задней части позвоночника (задняя часть).Элементами, которые составляют заднюю полосу натяжения, являются остистые отростки и пластинка (костная пластинка, которая является частью каждого тела позвонка) вместе со связками, которые их соединяют. Часто эти задние элементы удаляются во время процедуры декомпрессии позвоночника, что потенциально может дестабилизировать позвоночник. Динамическая стабилизация восстанавливает задний натяжной бандаж (заднюю опору) без необходимости спондилодеза.

3. Создайте переходную зону, чтобы соединить слитый сегмент с неслитым сегментом, распределяя силы по нескольким уровням позвоночника.Аналогия здесь сродни пластиковому или резиновому воротнику на электрическом шнуре, который распределяет силы между очень гибким кабелем и жесткой вилкой.

Существуют ли разные типы устройств динамической стабилизации?
За последние десятилетия появилось много устройств динамической стабилизации. К ним относятся:

• Система динамической стабилизации Dynesys® (новейшая)
• Связка Бронсара
• Система динамической стабилизации связки графа
• Система мягкой стабилизации с опорой на опору (FASS)
• Лигаментопластика по Лидсу-Кейо
• Система DSS (динамическая мягкая стабилизация)
• Петельная система

Большинство этих устройств в основном использовались по всей Европе с ограниченным использованием в Соединенных Штатах.Система Dynesys® является единственной системой задней динамической стабилизации, получившей разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), и ее разрешение предоставляется только для использования в качестве дополнения к слиянию.

Почему использование этих технологий ограничено?
Многие хирурги не спешили использовать эти технологии из-за их сложности, предполагаемого риска неудачи и отсутствия долгосрочного наблюдения. Долговечность конструкции динамической стабилизации у активного взрослого человека с постоянным движением является важным фактором.Многие из ранее упомянутых устройств были заброшены из-за сбоя со временем.

Улучшение конструкции имплантата: PEEK
Технологические достижения привели к заметному улучшению конструкции имплантата. Биомеханические испытания показывают, что многие из новых устройств хорошо переносятся в долгосрочной перспективе.

PEEK (полиэфир-эфир-кетон), полимер со свойствами, подобными костным, является одним из таких улучшений. Этот материал успешно используется в качестве полужесткой альтернативы нелегким трансплантатам (кейджам) из нержавеющей стали или титана.Гибкие стержни из PEEK позволяют хирургам добавлять динамический компонент к жесткой конструкции поясничного транспедикулярного винта. Поскольку в нем нет движущихся частей, а сам стержень изгибается, механический отказ вызывает меньше опасений. Биомеханические испытания показали, что устройства положительно реагируют на интенсивный износ с минимальным риском поломки.

Хотя замена диска в настоящее время является «горячей темой», она не лечит многие распространенные проблемы поясничного отдела (поясницы), такие как стеноз позвоночного канала, спондилез или спондилолистез.Достижения в области заднего инструментария с использованием динамической стабилизации расширят возможности лечения многих пациентов, страдающих от болей в пояснице и ногах.

Краткая история задней динамической стабилизации

Межостистые спейсеры были разработаны для лечения местных деформаций, таких как дегенеративный спондилолистез. Для лечения пациентов с хронической нестабильностью были разработаны системы фиксации задней ножки и системы динамической стабилизации на основе стержней в качестве альтернативы операциям слияния.Динамическая стабилизация — это будущее хирургии позвоночника, и в ближайшем будущем мы сможем увидеть разработку новых устройств и хирургических методов для стабилизации позвоночника. Важно следить за развитием этих технологий и приобретать опыт их использования. В этой статье мы рассматриваем литературу и обсуждаем динамические системы, как прошлые, так и настоящие, используемые на рынке для лечения дегенерации поясницы.

1. Введение

Дегенерация поясничного отдела позвоночника была впервые описана Киркалди-Уиллисом и Фарфаном в 1982 году с использованием концепции трех стадий: (1) височная дисфункция, (2) нестабильная стадия и (3) стабилизация [1].Пациенты со стадией 1 могут реагировать на консервативное лечение, но пациентам со стадией 2 и 3 требуется операция для стабилизации, декомпрессии и исправления деформаций. Хотя дегенерация диска является одной из причин хронической боли в пояснице, основной причиной боли в спине является нестабильность поясничного отдела позвоночника [2]. Однако поясничная нестабильность четко не определена. Киркалди-Уиллис и Фарфан определили нестабильность как клинический статус пациентов с проблемами спины, которые при малейшей провокации переходят от умеренно симптоматических к тяжелым приступам [1].Согласно Панджаби [3] нестабильность возникает из-за неспособности поддерживать контроль в нейтральной зоне поясницы, где движение позвоночника происходит с минимальным внутренним сопротивлением и в нормальных физиологических пределах. В этом исследовании нестабильность определяется как источник боли и аномальных движений. Стокса и др. [4] и Weiler et al. [5] также связывали аномальные движения с хронической болью в спине. Однако, как определение нестабильности, ненормальное движение не вызывает боли в спине во всех случаях, например, когда аномальное движение наблюдается радиологически в дегенерированных дисках, связанных со спондилолистезом, и боль не является постоянной [6].Поэтому определение нестабильности было обновлено, чтобы включить аномальные движения на суставной поверхности и измененную передачу нагрузки [2]. Спондилодез поясничного отдела позвоночника — распространенное хирургическое лечение, используемое при дегенерации диска, которое связано с хронической болью в пояснице и другими заболеваниями позвоночника, такими как грыжа диска, спондилолистез, фасеточная артропатия и стеноз позвоночного канала [7]. Спондилодез был впервые описан Олби для лечения болезни Потта [8] и Хиббсом, который выполнил спондилодез для лечения деформации позвоночника [9].За последние 50 лет спондилодез стал золотым стандартом лечения нескольких дегенеративных заболеваний позвоночника. Несмотря на множество преимуществ операции слияния, с этой техникой связано несколько осложнений, включая дегенерацию соседнего сегмента и псевдоартроз [10, 11]. Биомеханические исследования показали, что операции слияния вызывают повышенную двигательную нагрузку, что увеличивает нагрузку на соседние позвоночные сегменты, а долгосрочные клинические исследования показали рентгенологические дегенерации соседних позвоночных сегментов [12–14].Частота дегенерации соседнего сегмента после операций по сращиванию находится в диапазоне от 5,2% до 100% [15]. Среди операций поясничного спондилодеза операции, выполняемые между грудопоясничным переходом и пояснично-крестцовым переходом (так называемые «плавающие спондилодезы»), по-видимому, связаны с наибольшим риском [14]. В результате часто требуются дополнительные операции для лечения дегенерации соседних сегментов после операций поясничного спондилодеза [16].

Как упоминалось выше, операции по сохранению движения были разработаны для лечения дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника с целью предотвращения дегенерации соседних сегментов [17, 18].Сенгупта описал гипотезу, лежащую в основе динамической стабилизации, контроля ненормальных движений, так что большая передача физиологической нагрузки может облегчить боль и предотвратить дегенерацию соседних сегментов. Предполагается, что после достижения нормального движения и передачи нагрузки поврежденный диск может восстанавливаться, если только дегенерация не будет слишком серьезной [19]. Системы защиты заднего прохода были разработаны для разгрузки задних фасеток и фиброзного кольца и для управления движением в определенных плоскостях.Стабилизируя движение позвонков, боль может быть сведена к минимуму, а контролируемое движение может также уменьшить вторичные эффекты сращения [20].

Устройства системы задней динамической стабилизации можно разделить на три типа: (1) задние межостистые спейсеры, (2) устройства динамической стабилизации на основе фиксации задней ножки и (3) устройства для полной замены фасетки [21]. Kaner et al. недавно классифицировали эти динамические системы [22], и наиболее важные различия были замечены в группах, где динамические стержни и винты использовались вместе.Эта группа была принята в их классификацию как самостоятельную группу. В этой статье мы подведем итоги и обсудим устройства, в которых динамические стержни и винты используются вместе.

2. Устройства динамической стабилизации на основе фиксации задней ножки

2.1. Динамические стержни

2.1.1. Graf Ligament

В 1992 году Graf описал использование системы лигаментопластики Graf для лечения боли в пояснице без спондилодеза [23]. Согласно его теории, аномальные вращательные движения были основным источником механической боли в пояснице.Позже он усовершенствовал систему лигаментопластики Graf, вставив титановые фиксаторы транспедикулярных винтов в позвонок, как выше, так и ниже симптоматического уровня, и использовал плетеную полипропиленовую натяжную ленту для соединения титановых транспедикулярных винтов (рис. 1).