Система курсовой устойчивости ESP

Изначально, система курсовой устойчивости была разработана на основе автомобильной системы, которая отвечала за предотвращение блокировки тормозов. С одной стороны, перед нами элемент, тесно связанный с АБС, однако, большая часть компонентов уникальны. Речь идет о датчике, отвечающем за то, в каком положении находится акселерометр и руль. Также курсовая устойчивость невозможна без контроля реальных поворотов машины. Таким образом, когда появляется расхождение в показаниях сразу нескольких датчиков, работающих с акселерометром и рулем, система незамедлительно в автоматическом режиме осуществляет торможение, которое предотвращает заносы. Торможение может, в зависимости от несоответствия показателей датчиков, может срабатывать, как на всех колесах автомобиля, так и на каждом из них по отдельности.

Если точнее, то такие системы предназначены для опасных ситуаций, когда водитель уже не может управлять автомобилем. В большинстве случаев, ESP способна предугадывать возможность потери управления, притормаживая и стабилизируя колеса на дороге. К примеру, если вы будете заходить в поворот на слишком большой скорости, колеса начнут уходить с нормальной траектории. В этот момент в работу и вступит СКУ, притормаживая, и давая возможность автомобилю снова вернуться на безопасную траекторию, при этом, увеличивая шанс водителя сохранить контроль управления и колесами, и рулем. Самое важное – система работает всегда, вне зависимости от скорости и оборотов двигателя в критический момент.

Сегодня принято считать, что система курсовой устойчивости ESP – лучшая система безопасности для современных автомобилей. Главное преимущество заключается в ее способности компенсировать низкий уровень вождения человека и нейтрализовать заносы. В то же время, панацеей использование СКУ назвать нельзя. Маленький радиус поворота или слишком большая скорость не станут причиной поломки системы, но ей может понадобиться слишком много времени для оценки ситуации и расчетов, что, в итоге, все же приведет к потере управления.

Система ESP – стабилизация вашего автомобиля

Как вы поняли, система курсовой устойчивости ESP – это наиболее популярное и известное среди автомобилистов название одной из важнейших систем безопасности современных транспортных средств. Установка ESP приводит к динамической стабилизации машины в критические моменты, когда водитель, либо уже потерял управление, либо находится в состоянии его потери. Разные производители по-разному называют такие системы, устанавливая их на свои автомобили. Сегодня мы знаем о таких аббревиатурах, как VDC, DSC, ESC и других. По сути, все они одинаковы (не считая разных характеристик) и занимаются одним и тем же – электроника работает для того, чтобы в моменты опасности максимально стабилизировать автомобиль и позволить водителю вернуть себе контроль над колесами, сцеплением с дорогой и рулем.

Первостепенная обязанность таких систем, контроль поперечной динамики транспортного средства и своевременная помощь водителю, когда он уже не в состоянии им управлять. Система курсовой устойчивости предотвращает любую опасность сильных заносов или скольжения на любых скоростях. То есть, как и значится в названии, речь о курсовой устойчивости. Но, не только в ней, так как ESP активно следит и за нормальной траекторией движения автомобиля, и за стабильностью сцепления. Сегодня большинство систем СКУ способны срабатывать на любых скоростях, правда, для этого производителям приходится дорабатывать базовые системы с учетом скоростных и маневренных характеристик автомобиля, на которые их нужно устанавливать.

История ESP

Можно сказать, что самым первым элементов в автомобиле, который следил за его стабилизацией на дороге, было «Устройство управления», которое еще в середине прошлого века (1959 год) запатентовала крупная компания Даимлер-Бенц. К сожалению, учитывая технические способности того времени, реально воплотить в жизнь возможность автономной корректировки курса автомобиля в опасных ситуациях не получилось. Первая рабочая система, способная стабилизировать автомобиль появилась не так давно – в 1994 году. Уже через год после показа первого прототипа, система курсового управления начала ставиться на серийную модель Мерседеса – CL 600. Еще через пару лет она стала неотъемлемой частью электроники всех автомобилей марки Mersedes-Benz S и SL класса.

Сегодня все намного проще. Практически каждый автомобиль может быть оснащен такой системой. Правда, в большинстве случаев придется выбирать установку ESP в качестве дополнительной опции, которая оплачивается отдельно. К тому же, вне зависимости от того, какого класса машину вы выбрали, установить систему контроля все равно получится. К примеру, посмотрите на относительно дешевые и популярные бюджетные автомобили от Ford или Wolkswagen. Да что там говорить, даже Fiat 500, который считается лучшим «бюджетником» Великобритании, сегодня имеет в базовой комплектации систему ESP.

Как работает система курсового контроля

Нынешние виды ESP неразрывно связаны с системами ABS. К тому же, представить себе работу такой электроники без соединения с системами антипробуксовки и управления двигателем автомобиля практически невозможно. Проще говоря, EPS активно использует в работе сразу несколько компонентов нескольких важных систем автомобиля. Получается, что при установке системы контроля курса, вы оборудуете свой автомобиль целым комплексом аварийных систем, которые будут контролировать элементы самых важных компонентов «железа», отвечающего за движение и управление на дороге. По своей структуре, СКУ — много различных датчиков и контроллеры, позволяющие считывать данные характеристик движения автомобиля из нужных систем, после чего, по надобности, управлять этими системами, чтобы вернуть транспортному средству устойчивость и управляемость.

Однако, самую важную часть работы ESP-систем обеспечивают всего два элемент – датчик угловой скорости автомобиля, который рассчитывает ее в отношении вертикальной оси, и G-сенсор, отвечающий за поперечное ускорение. Два этих датчика работают в связке с системой контроля, показывая, когда автомобиль находится в состоянии скольжения в бок и полностью определяет, насколько это скольжение сильное и опасное. Исходя из полученных данных, в течение долей секунды, датчики передают всю информацию ESP, которая, в свою очередь, распоряжается этими данными на свое усмотрение. В целом, система отлично понимает, насколько сильно водитель выворачивает руль, как быстро двигается автомобиль, опасен ли занос и требуется ли включение аварийной электроники, которая частично берет управление на себя, предотвращая аварию и обеспечивая наилучший выход из сложившейся опасной ситуации.

Еще одна уникальная особенность ESP, благодаря связи с основными датчиками ходовой части авто, в реальном времени сравнивать те данные, что показывают датчики, с фактическим поведением машины во время движения по дороге. Если упростить, то система определяет, отличается ли поведение авто от расчетных данных. Если отличие настолько большое (речь идет даже о долях секунды), что данные расходятся сильно, система контроля самостоятельно производит все нужные корректировки, возвращая фактические показатели скорости и стабильности автомобиля в пределы нормы, таким образом, предотвращая аварийную ситуацию, которая может закончиться аварией и смертью водителя.

Как мы уже писали выше, предотвращение опасных ситуаций происходит за счет частичного или в некоторых случаях полного автоматического управления колесами, тормозами и рулем. Чтобы расчетный курс вернулся к норме, ESP может подтормаживать каким-то отдельным колесом или сразу всеми. Какому колесу нужно подправить обороты, система способна определять самостоятельно, основываясь на показаниях всех доступных датчиков от других систем автомобиля. При этом торможение производится с помощью связки сразу нескольких систем – АБС по команде ESP регулирует давление в тормозах, двигатель снижает подачу топлива и уменьшает обороты колес. Так мы получаем максимально быстрый и эффективный способ электроники самостоятельно решать проблемы, которые не способен (или просто не успевает) решить водитель.

Когда можно отключить систему контроля курса ESP

Несмотря на свою полезность, очень многие считают, что ESP, по сути, опытным водителям только мешает. Те, кто привыкли «выжимать» из своего автомобиля буквально все до последней капли, просто не нуждаются в «подстраховщике», который в отдельные моменты начинает вмешиваться в управление. В некоторых случаях, когда речь идет о действительно сложном и виртуозном вождении, система, позволяющая предотвращать аварии в 95% случаев потери контроля водителем, может сыграть с вами злую шутку и стать катализатором опасной ситуации.

Но, и это производители предусмотрели. Сегодня, даже при базовой установке ESP-систем, существует возможность их отключать самостоятельно. Некоторые автомобили оснащены электроникой, которая может работать в нескольких режимах – полная безопасность и контроль движения или допуск легкого скольжения и заносов. То есть, выставляя контроль на средний уровень, можно немного «похулиганить» на трассе, помня, что при действительно серьезной проблеме с управлением, EPS быстро все подправит и вернет вам контроль над автомобилем.

В итоге, система курсового контроля ESP – уникальная вещь, способная спасти вам жизнь. Но, не нужно забывать о том, что физику пока никому из нас обмануть не удалось – возможности любой из систем контроля курса вовсе не безграничны.

Материалы: http://servicing-auto.ru/sistema-kursovoj-ustojchivosti-esp/

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;

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.

Материалы: http://www.akpspb.ru/blog/passivnaya_i_aktivnaya_bezopasnost/sistema_dinamicheskoy_stabilizacii_avtomobilya_esp/10-245

Electronic Stability Program (ESP) – наиболее распространенное имя, которое получила система курсовой устойчивости автомобиля. Также вы можете встретить следующие аббревиатуры: DSC (Dynamic Stability Control), VSA (Vehicle Stability Assist), ESC (Electronic Stability Control), VSC (Vehicle Stability Control).

Наименование зависит от концерна-изготовителя. В своей основе все указанные системы имею единый принцип.

Разработанная в 1959 компанией Mercedes-Benz и впервые установленная 1995, ESP стала логическим продолжением развития активных систем безопасности. Электронный контроль устойчивости был бы невозможен без ABS (антиблокировочная система тормозов) и TCS (система препятствования пробуксовки ведущей оси). Последние использовали смежные датчики и исполнительные устройства.

Новшество ESP заключалось в контроле над углом поворота автомобиля вокруг своей оси. Иными словами, электроника смогла распознавать снос и занос автомобиля. Система курсовой устойчивости помогает водителю вернуть контроль над автомобилем.

Составные части

ESP в себя включает следующие компоненты:

• датчики скорости вращения каждого из колес. Обычные для всех современных автомобилей датчики ABS, принцип работы которых основан на эффекте Холла;
• датчик скорости и угла поворота авто вокруг своей оси. Современные системы вмещают датчик угла поворота вокруг оси и контроллер ускорения этого самого вращения в одном корпусе;
• гидравлический блок системы контроля тормозных усилий, который при необходимости может зажимать/отпускать тормозные диски определенного колеса.
• контроллер угла поворота рулевого колеса;
• электронный блок управления, который обрабатывает полученные сигналы и управляет исполнительными устройствами.

Система стабилизации взаимодействует со многими другими помощниками:

• ABS – предотвращение блокировки колес при торможении;
• EBD – контроль распределения тормозных усилий, оценивающий сцепные свойства покрытия каждого из колес;
• EDS – принудительная блокировка дифференциала с электронным управлением;
• ASR – контроль тяговых усилий. Позволяет избежать пробуксовки колес ведущей оси.

Для более наглядного примера предлагаем посмотреть видео.

Все вышеперечисленные составляющие помогают электронике понять, когда начинается занос авто, а также корректировать поведение автомобиля в зависимости от манипуляций, совершаемых водителем.

Отклонение положения органов управления авто от фактических параметров движения автомобиля, провоцирует немедленное вмешательство Electronic Stability Program. К примеру, угол поворота колес невелик, но скорость поперечного ускорения и угол поворота вокруг оси значительно превышают показатели, которые характерны для безопасных повадок авто при заданных параметрах рулевого управления. Таким упрощенным способом можно описать способ, каким ESP определяет развитие заноса.

Система курсовой устойчивости подтормаживает определенные колеса либо ослабляет тормозное усилие, если водитель, испугавшись, вдавливает тормозную педаль в пол; влияет на работу двигателя, не давая ведущей оси усугубить ситуацию.

Главное призвание ЕСП в том, чтобы предупредить начало либо усугубление заноса автомобиля. Все эти манипуляции помогают выпрямить траекторию и сохранить контроль над машиной.

Конкретный пример

Рассмотрим, как работает система, на примере ситуации, в которой электронный контроль устойчивости помогает стабилизировать авто.

Параметры при избыточной поворачиваемости (занос):

• задняя ось стремится обогнать передние колеса. Задняя ось скользит по направлению к внешней дуге поворота;
• скорость скольжения большая.

Стабилизация происходит за счет торможения переднего колеса внешнего радиуса.

Параметры недостаточной поворачиваемости (снос):

• передняя ось скользит по направлению к внешней дуге поворота;
• скорость рысканья невысока;

Стабилизация происходит за счет торможения заднего колеса, проходящего по внутреннему радиусу.

Разумеется, описанный алгоритм слишком упрощен. Электронный блок управления получает информацию от различных датчиков по несколько десятков раз в секунду, незамедлительно реагирует сигналами к исполнительным устройствам, постоянно ориентируясь на изменяющиеся условия движения.

Видео работы системы курсовой устойчивости автомобиля поможет оценить всю пользу помощника.

Омологация

Авто стран ЕС, выпущенные со второй половины 2014, обязаны иметь ESP в минимальной комплектации. Отечественное законодательство предполагает подобное правило лишь в случае сертификации выпуска нового авто. Продление омологации не обязывает к внесению нововведений. Поэтому для большинства машин столь полезный помощник доступен лишь за дополнительную плату.

Установка своими руками

Вы можете самостоятельно дооснастить свой автомобиль ESP. Необходимые комплектующие рассмотрим на примере Opel Astra J 1,6Т 2010 г. в.

• блок управления ABS/ESP, крепления в виде кронштейна для установки на штатное место;
• СИМ-модуль;
• датчик рысканья (еще одно название контроллера поперечного ускорения и осевого вращения), крепежный элемент;
• штекер.

Если вы знаете месторасположения всех элементов и умеете прокачивать тормозную систему, установка своими руками не покажется вам сложной задачей. Учтите, что такое внесение изменений необходимо прописать программно. Для этого необходим сканер и специальное программное обеспечение. Это, пожалуй, самый сложный пункт во всем процессе инсталляции.

Характерные неисправности

О поломке ESP в вашем авто будет сигнализировать соответствующий контрольный указатель на приборной панели. Причины, по которым ESP не работает, может быть несколько:

• обрыв цепи (наиболее характерно для датчиков скорости);
• неисправности блока управления;
• датчик тормозного усилия;
• щетки блока ESP и прочие.

Первым делом необходимо провести компьютерную диагностику.

Враг или помощник

Стоит признать, что в некоторых ситуациях Electronic Stability Program может навредить. Но процент подобных случаев настолько мал, что это никоим образом не умаляет заслуги ЕСП.

Некоторые водители называют систему не помощником, а электронным «ошейником». Поскольку система всячески пресекает любые попытки «хулиганства» за рулем. Во многих машинах контроль курсовой устойчивости действительно нельзя отключить (разве что только отсутствием предохранителя, но мы вам этого не говорили!).

Порой это препятствует полной реализации мощности автомобиля на скользких покрытиях бездорожья, но в некоторых машинах Electronic Stability Program помогает реализовать электронную имитацию блокировок, что положительно сказывается на преодолении препятствий с диагональным вывешиванием.

Материалы: http://autolirika.ru/teoriya/esp-princip-raboty.html