Система электронного контроля устойчивости ESP: назначение и принцип работы

С развитием электронных систем помощи водителя в ходе управлении автомобилем, появилась возможность для вмешательства электроники в некоторых сложных ситуациях, когда навыков новичка уже не хватает. Автоматика действует быстрее, а главное правильнее, поскольку её программы написаны на основании знаний квалифицированных специалистов, как по практическому вождению, так и по теории поведения автомобиля.

Зачем нужна электронная система стабилизации автомобиля

Одна из подобных программ, в совокупности с датчиками, микрокомпьютерами и исполнительными механизмами, получила название Electronic Stability Program (ESP), что означает систему контроля над стабильностью автомобиля при потере колёсами сцепления с дорогой или на грани такой потери.

Это важно: Что лучше полный привод, передний или задний

Не обязательно употребление именно такого термина, разные автомобильные фирмы могут использовать другие обозначения, в том числе и на других языках.

ESP призвана обеспечить курсовую стабилизацию автомобиля, то есть способность двигаться прогнозируемо для водителя и не терять управляемость, насколько это вообще возможно.

Естественно, когда сцепление потеряно окончательно и никакие действия уже не помогут, в пассажира превратится не только водитель, но и все его автоматические помощники, чуда не произойдёт.

Но если ещё существует возможность вернуть машину на траекторию и успокоить её колебания, просто водитель в силу разных причин с этим не справится, то электроника обязательно поможет.

В определённой степени ESP можно сравнить с идеальным человеком, обладающим мгновенной реакцией и самыми лучшими навыками, к тому же располагает такими органами управления, которых у водителя нет вообще.

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 ESP

В состав системы входят устройства, которые до её появления применялись в антиблокировочных системах тормозов, а также ряд новых, работающих только на стабилизацию:

• вся гидравлика системы ABS, включающая быстродействующий насос тормозной жидкости, гидроаккумулятор, систему клапанов;
• электронный блок управления с программой;
• датчики вращения колёс;
• датчик угла поворота руля;
• датчик вращения автомобиля вокруг вертикальной оси;
• датчик ускорения по всем направлениям;
• датчики органов управления, тормозной и акселераторной педали;
• интерфейсные устройства связи с двигателем, усилителем руля и коробкой передач;
• в некоторых дорогих и продвинутых системах могут быть добавлены специальные устройства в трансмиссии, например муфты и управляемые дифференциалы.

Таким образом, инженеры получают в свои руки мощное оборудование, способное серьёзно повлиять на перераспределение векторов тяги и тормозного усилия в любом направлении и под любым углом.

Осталось только разработать алгоритмы управления всей системой и тщательно отработать их миллионами тестовых километров, как и всё, имеющее отношение к безопасности.

ESP: что это такое в автомобиле

Зачастую систему ESP называют системой динамической устойчивости автомобиля. Кстати говоря, вариантов аббревиатур и названий множество: ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC, в зависимости от производителя машины, но сути это не меняет – всё это одна и та же система.

Схема торможения автомобилей с и без ESP

Главная задача ESP – обеспечение контролируемого и отзывчивого управления автомобилем вне зависимости от степени потери его управляемости. В каком-то смысле эта система является расширенной версией антиблокировочной системы (ABS), за тем исключением, что контролируется не степень блокировки, а момент сила колеса (силы его вращения). В упрощённом виде система состоит из 3 главных модулей:

• Центрального компьютера;
• Измерительных механизмов: акселерометра, датчика положения рулевого колеса;
• Системы передачи информации.

ESP не является самостоятельной системой и может выполнять свои функции только в сочетании с другими компонентами автомобиля:

• Системой распределения тормозных усилий;
• Антиблокировочной системой;
• Системой контроля тяги;
• Антипробуксовочной системой.

ESP сохраняет траекторию движения, курсовую устойчивость и стабилизирует автомобиль во время выполнения маневров

Становится понятным, что ESP только интерпретирует данные, получаемые с измерительных датчиков, затем вмешиваясь в управление путём задействования тормозных механизмов и вышеперечисленных вспомогательных систем безопасности. В расчётах участвуют следующие основные параметры:

• Частота вращения колёс;
• Частота оборотов мотора;
• Давление в тормозных магистралях;
• Частота срабатывания ABS;
• Положение рулевого колеса;
• Положение педали газа;
• Положение дроссельной заслонки;
• Угловая скорость по вертикальной и горизонтальной оси;
• Значения поперечного ускорения (в простонародье G-сенсор).

Принцип работы Electronic Stability Program

Из теории автомобиля известно, что существуют два нежелательных явления при движении – избыточная и недостаточная поворачиваемость.

В идеале, когда наступает предел сцепления колёс с дорогой, автомобиль должен скользить наружу поворота всеми четырьмя колёсами с одинаковой интенсивностью, точно так же прекращая скольжение одновременно передней и задней осью.

Реально это случается редко, поэтому одна ось неминуемо обгоняет другую, что приводит к появлению ненулевого угла между продольной осью автомобиля и касательной к его траектории.

Причём угол увеличивается, реакция водителя может быть неправильной или запоздалой, машина начинает совершать курсовые колебания, что и означает потерю стабилизации и переход в неуправляемое вращение.

Избыточная управляемость означает опережение в уводе или срыве задней оси. Машина поворачивает нос внутрь поворота, развитие явления принято называть заносом. В определённой мере это условно, но терминология сложившаяся.

Как устроена система?

Указанная аббревиатура расшифровывается как Electronic Stability Program, что в переводе на русский язык означает «электронная система стабилизации». Следует отметить, что для бюджетных автомобилей данная функция недоступна, а в машины средней ценовой категории устанавливается опционально. Только дорогие авто оснащаются ESP в базовой комплектации, позже вы поймете почему.

Главный элемент схемы – отдельный электронный блок управления (он же – контроллер, ЭБУ), взаимодействующий со следующими датчиками:

• измеритель вращения передних колес;
• то же, для задних колес;
• определитель положения рулевого колеса;
• датчик динамических боковых нагрузок (другое распространенное название – G-сенсор, измеритель углового ускорения).

Кому доводилось разбираться в принципе действия антиблокировочной системы (ABS), наверняка увидит в приведенном списке знакомые детали – измерители вращения колес, передающие информацию контроллеру ABS.

Электронный блок ESP также управляет клапанами гидроцилиндров передних и задних тормозов плюс соединяется с основными «мозгами» автомобиля, ведающими подачей топлива в цилиндры двигателя. В автомобиле с подобным набором электроники отдельный контроллер противоблокировочной системе попросту не нужен, поскольку ABS входит в состав ESP и получает команды от главного ЭБУ.

Для поддержания курсовой устойчивости легковой машины ESP должна взаимодействовать с другими электронными «помощниками» водителя:

• система, предотвращающая пробуксовку ведущих колес (ASR);
• устройства автоматической блокировки свободного дифференциала (EDS);
• система, распределяющая тормозные усилия в зависимости от условий движения (EBD).

Нетрудно догадаться, что в бюджетных авто вышеуказанная электронная «начинка» отсутствует, а в машины средней ценовой категории производители ставят антиблокировку колес и парочку других систем (зависит от марки и комплектации транспортного средства). Вот почему ESP доступна далеко не для каждого нового автомобиля.

Неисправности

Поскольку ESP базируется на всех основных узлах антиблокировочной системы тормозов, то и её неисправности связаны с ними. Нарушения в работе самой программы маловероятны.

1. Чаще всего отказывают датчики вращения колёс и их проводка, поскольку они работают в самых тяжёлых условиях.
2. Проблемы могут быть связаны с гидравлическим блоком, его насосом и клапанами. Особенно если пренебрегать плановой заменой тормозной жидкости.
3. Все прочие датчики отказывают не чаще, чем любая другая электроника, причинами могут стать естественное старение компонентов, влага и коррозия. Как всегда, особое внимание проводке.

При отказе система самодиагностики высветит соответствующую лампу на приборной панели. Ездить без ESP очень нежелательно, поведение машины станет непривычным, а с самыми мощными двигателями водитель может просто не справиться с управлением.

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.

Плюсы и минусы

Все достоинства системы понятны из описания её действий в критических ситуациях. Она спасёт автомобиль, когда уже ничто другое ему не поможет.

Более того, при быстрой езде иногда неопытные водители в независимых тестах опережали автоспортсменов, у которых такой системы не было. Не стоит на это надеяться, но ESP умножает способности водителя, если конечно они не нулевые.

Но случаются и неприятные ситуации.

1. В самых тяжёлых случаях ESP неэффективна, у колёс уже нет сцепления с дорогой, а нестандартным приёмам опытного водителя она не обучена.
2. Пока плохо проработаны алгоритмы управления тягой двигателя, особенно её добавления на передне- и полноприводных автомобилях. Хотя для тех же автоспортсменов это азы, без которых на дороге им нечего делать. Но автоматизации такие приёмы поддаются с большим трудом.
3. Иногда система неверно понимает хаотичное вращение руля неопытным водителем. По заложенной в неё логике безопасности, упрощенно говоря, она должна подчиняться человеку, способности которого ей неизвестны. Поэтому радикально действовать, отстранив его от управления, ESP пока не имеет права.

Для борьбы с недостатками существует одно средство – кнопка отключения ESP, имеющаяся на многих автомобилях. Пользоваться ею надо только когда точно известны последствия.

Хотя полностью система не отключается и в этом случае, просто существенно снижается порог её вмешательства.

1-UBK-20781

Резервная архитектура системы

Автомобиль в ближайшее время станет намного безопаснее, у него, как и у современных самолетов, появятся различные дублирующие друг друга системы. Это, в первую очередь, необходимо для того, чтобы внезапный выход из строя одной из систем не привел к аварии.

Специалисты Bosch уже разработали технологию резервной тормозной системы. Электромеханический усилитель тормозов iBooster и ESP (электронная система курсовой устойчивости) позволяют остановить автомобиль независимо друг от друга.

Высокоточные картографические данные

Сейчас точность позиционирования современных систем навигации лежит в пределах одного метра. Для безопасного автопилота точность надо поднять как минимум раз в десять. Кроме этого актуализация карт должна происходить чаще. Наша привычка установить новые знаки на время ремонта дороги, а потом забыть их убрать может свести с ума кибернетический мозг автомобиля. Например, когда видеокамера зафиксирует «кирпич», а навигация определит дорогу как одностороннюю. Куда тогда двигаться? Ведь запрет нарушать правила дорожного движения будет основным у искусственного интеллекта.

Мы перечислили только три проблемы, в то время как на пути к созданию автопилота их десятки! И все-таки есть надежда, что лет через десять мы сможем выехать рано утром на дачу на «умном» автомобиле, а по дороге спокойно поспать еще в кресле водителя.

Система ESP: куда мы катимся

ABS, TRC и ESP: с ними лучше, чем без них

Согласитесь, парадокс: страна, которая была способна запустить на орбиту спутники, конструировала сверхзвуковые самолеты и баллистические ракеты, не могла создать и внедрить простейшие электронные системы, повышающие активную безопасность. И не может это сделать сейчас, когда уже даже не ABS — система курсовой устойчивости стала едва ли не обязательным оборудованием моделей, начиная чуть ли не с B-класса.

Хотя и за рубежом, если говорить о более чем вековой истории автомобиля, внедрение подобных устройств проходило не без сложностей. И только за последние три десятилетия, да даже, скорее, в нынешнем столетии такие системы развиваются максимально интенсивно.

Механика, потом — электроника

Само собой, ничего подобного на заре появления ДВС и самого автомобиля родиться не могло. Между тем, уже в 20-30-х годах прошлого века французские и немецкие инженеры делали первые теоретические выкладки того, как должна работать тормозная система, чтобы колесом можно было управлять. Любопытно, что в первую очередь это понадобилось самолетам — при посадке на грунтовые или заснеженные/обледенелые аэродромы. Наверное, ведущим конструкторам своего времени не стоило особого труда понять, что колесо может менять направление движения только в том случае, если будет вращаться, пусть и с замедлением. А для этого нужно, чтобы рабочие тормозные механизмы функционировали прерывисто, обеспечивая остановку без блокировки колес. Первым нечто подобное в гидравлическом исполнении предложил француз Габриель Вуазен еще в 20-х годах. В 1928 году его немецкий коллега Карл Вессель уже получил патент, хотя устройство (на этот раз для автомобилей) было только на бумаге. А в 1936-м фирма Bosch, также оформившая патент, имела свой вариант антиблокировочной системы тормозов в металле, но и он не вышел из стадии тестирования. В 50-х что-то схожее для транспортной авиации создавала фирма Dunlop. В 1966 году ABS, адаптированную под машины, получило купе Jensen.

Jensen Interceptor FF стал первым автомобилем, оснащенным ABS. Эта была полностью механическая система, названная MaxaRet — maximum retardation, максимальное замедление. С помощью специальных вращающихся барабанов и клапанов в тормозных магистралях с определенной частотой снижалось и возрастало давление жидкости, что обуславливало 30-процентное сокращение тормозного пути. Кроме Jensen MaxaRet устанавливалась на легковушки Ferguson и Lincoln Continental Mk III образца 1968 года

Первое же упоминание об электронной антиблокировочной системе относится к 1964 году. Но тут не все ясно. С одной стороны, разработкой такой ABS занимался немец Хайнц Ляйбер из компании Teldix (дочерней фирмы Telefunken и Bendix), в 70-х годах уже сотрудник Mercedes. С другой, в концерне, будучи недовольными надежностью устройства, подключили к разработке специалистов Bosch. Третья версия гласит, что Teldix фактически являлся отделением Bosch. Так или иначе, а та система, которая с 1978 года опционально стала устанавливаться на S-classe, была разработана Daimler-Benz и Bosch. Тем не менее, для того чтобы ABS вошла в штатное оборудование тех же «Мерсов», понадобилось шесть лет. Примерно в это же время она стала появляться на других «немцах» из числа представительских. А на гольф-классе по всему миру система стала доступна только к началу–середине 90-х.

Первым агрегатоносителем для тестов ABS был S-classe с индексом W108/109 (слева). Но появилась система только на следующем поколении, W116. Кстати, фото с двумя Mercedes, один из которых демонстрирует преимущества ABS, снималось, в том числе, и в рекламных целях. Во всяком случае, до нашего журнала «За рулем» в 1979 году оно дошло

Одним из узлов ABS является датчик, считывающий угловую скорость колеса с зубчатого венца, расположенного, например, на ШРУСе. Другие составляющие — блок управления и модуляторы, связанные с тормозными магистралями и обеспечивающие в них «скачки» давления. ABS может быть нескольких видов. Например, с парой датчиков на задних колесах и одним каналом управления. Или с четырьмя датчиками, но двумя, на каждую ось, каналами управления. Более продвинутые схемы предполагают три канала — на каждое из передних колес и на заднюю пару. Современные системы могут управлять торможением каждого колеса по отдельности. В 1994 году фирма Bosch предложила ABS для мотоциклов (справа)

Brake Assist (BAS), или помощник при экстренном торможении, появился в 1997 году на Е-классе. Система отслеживает скорость перемещения нажатия педали тормоза и повышает интенсивность увеличения давления в системе — с соответствующими результатами по тормозному пути

Вообще активное использование электроники позволило сильнее вмешиваться в процесс управления автомобилем. Что интересно, первая противобуксовочная система появилась еще до серийных ABS, причем там, где это вряд ли можно было ожидать — в Америке. Traction control под названием Max Trac устанавливался на модели Buick, в частности на Electra образца 1971 года. Правда, связь его с тормозами отсутствовала — при пробуксовке электроника всего лишь душила двигатель. Но датчики-то, с которых блок управления получал информацию об угловой скорости колес, все-таки должны были быть. В 1987-м TRC появился на Cadillac Allante. Судя по всему, тут тоже нужно говорить лишь об ограничении момента от мотора. Вот на Mercedes-Benz S-classe и «семерке» BMW «антипробуксовка», дебютировавшая в 1986 году, очевидно могла прикусывать тормоза. А в общем-то, представляется, что traction control для производителей был не более чем переходным звеном от ABS к системам стабилизации. Так сказать, отработкой промежуточного для того, чтобы перейти к главному.

Двух- и четырехдверный хардтоп, а также купе Buick Electra (слева), получили пробуксовочную систему в своем четвертом поколении, но не исключено, что только в 1973 году. Max Trac предоставлялся только как опция и, вероятно, лишь вместе с 7,5-литровым V8. В 1975 модельном году систему уже не предлагали… В свою очередь, Mercedes S-класса в кузове W126 стал первым «европейцем» с traction control. Поначалу система устанавливалась на модификации с V8

Подготовленный компанией Skoda ролик, демонстрирующий преимущества противобуксовочной системы

Дело случая…

Официальная, если так вообще можно выразиться, история систем курсовой устойчивости гласит — ESP или Electronic Stability Program (хотя названий у нее множество, но это стало нарицательным) впервые появилась на Mercedes-Benz S-класса в кузове W140. Не сразу, а только в 1994 году и в качестве опции для самых упакованных комплектаций. Потом, мы знаем, была «лосиная эпопея» с А-классом, после которой, с начала 1998 года, ESP на нем стала штатным оборудованием. Но здесь японцы опередили всех. У них сочетание TRC и системы стабилизации появилось еще в 1990 году — на интересном во всех отношениях Mitsubishi Diamante.

Mitsubishi Diamante (он же Sigma в Европе и Magna/Verada в США и Австралии) был квинтэссенцией разработок MMC на 1990 год. Дело не в моторах (V6 объемом от 2,0 до 3,0 л) или коробке («механика» да четырехступенчатый «автомат») — в драйвовой ориентированности шасси. Так, Diamante мог иметь не только 4WD, но и 4WS вместе с регулируемой по жесткости подвеской. А главный козырь был в том, что систему контроля тяги (TCL по-мицубисиевски) и ABS, добавив датчики положения руля и процессор, увязали в новый продукт — ASTC или Active Skid and Traction Control, то есть в систему стабилизации

Надо отметить, что до случая с А-классом необходимость использования систем курсовой устойчивости не представлялась производителям очевидной. Да что там, и сейчас в той же Японии, чей автопарк трудно упрекнуть в технологическом консерватизме, ESP, как ее ни назови, не считается обязательной. Причем на предыдущих поколениях нынешних моделей ситуация была хуже. Иногда система отсутствовала на автомобилях D и даже E-класса. С островами-то все понятно — напряженный трафик, разогнаться, по большому счету, негде. Гораздо важнее различные устройства, позволяющие не «контактировать» с другими участниками движения и без проблем парковаться. Однако повторимся — и в Европе в середине 90-х ESP была не более чем дорогой игрушкой, наличием которой владельцы недешевых автомобилей могли потешить свое самолюбие. Например, после провальных тестов А-класса мерседесовские инженеры и представители Берлинского Технического университета, которые совместно работали над анализом поведения водителей в критических ситуациях, заявляли — то, что устроили журналисты, никогда не произойдет в реальной жизни. А еще пеняли на подламывающиеся шины.

Так вел себя новый на тот момент Mercedes-Benz A-Class при резких маневрах на скорости

Отговорки не помогли, событие вышло резонансным. И «мерседесовцы» были вынуждены вкладывать средства в доработку модели. Жестче стали пружины, амортизаторы, стабилизаторы. А поскольку «ушам» предшествовал занос, начиная с базовой комплектации, появилась ESP.

«Лосиный тест», или переставка, или имитация обгона, когда автомобиль сначала выходит на встречную полосу, а потом возвращается на свою, сейчас стал обычным испытанием — еще на этапе доводки автомобиля. А во второй половине 90-х его практиковали в основном журналисты. А-класс 1997 модельного года провалил тест на скорости всего 60 км/ч, в то время как другие автомобили, в том числе с относительно высоким центром тяжести, исполняли маневр на 70-80 км/ч. В результате «бэйби-бенц» перевернулся дважды — в Швеции и Германии. К счастью, работа над ошибками сделала машину послушной. Впоследствии модель имела даже «горячие» версии, например, Hakkinen Edition (справа)

В общем, именно тот просчет мерседесовских инженеров стал отправной точкой для того, чтобы производители начали подумывать об оснащении моделей системами стабилизации. И хотя до их массового использования было еще далеко (в Северной Америке, Австралии и ЕС обязательное применение ESP на уровне законодательства ввели в 2011 году), следующий этап развития активной безопасности на основе электроники стартовал.

Как это работает и работает ли?

Все относительно просто — к Traction Control, снижающему момент от двигателя, и ABS с ее датчиками на колесах и исполнительными механизмами, обеспечивающими прерывистую работу тормозов, добавили всего лишь несколько составляющих. Единый блок управления, датчик угла поворота руля, сенсор боковых ускорений и датчик, который отслеживает вращение автомобиля вокруг вертикальной оси, его еще называют yaw-сенсором. Видя положение машины на дороге и соотнося его с тем, куда и с какой скоростью водитель вращает руль, система может оперировать подачей топлива и в зависимости от ситуации (снос, занос, скольжение всеми колесами) подтормаживать одно, два, три или четыре колеса. Самые последние ESP способны одновременно управлять тормозными механизмами всех колес — само собой, с разной интенсивностью. Более того, они могут учитывать даже наезд на препятствие, грозящее переворотом, и переводить машину в скольжение. Или при неизбежности столкновения, получая информацию с внешних камер, минимизировать последствия от него.

Вся электроника, отвечающая за активную безопасность, состоит из блока управления, который смонтирован в гидроагрегате, где находятся также и модуляторы, отвечающие за регулировку давления тормозной жидкости (1). В современных системах каждое колесо имеет индивидуальный датчик угловой скорости (2). Это что касается ABS. А ESP отталкивается еще от показаний сенсора угла поворота руля (3) и устройства, измеряющего ускорения и угловую скорость вращения автомобиля вокруг вертикальной оси (4). В конце концов, все это связано и с блоком управления двигателем (5)

Да и все новомодные устройства — активный круиз-контроль, удержание автомобиля в рамках своей полосы, активное рулевое управление либо система Secondary Collision Mitigation (снижение риска вторичного столкновения) — в той или иной степени завязаны на ESP.

Система Secondary Collision Mitigation (снижение риска вторичного столкновения) следит за тем, чтобы при наезде сзади автомобиль остался на своей полосе, а не вылетел на встречку. SCM интенсивно оттормаживает машину и подруливает теми же тормозными механизмами

В общем, нынешние системы стабилизации, являющиеся фундаментом всей автомобильной электронной архитектуры, могут многое. Вполне логичный результат с учетом эволюции, которая вшестеро снизила вес блоков управления и с двух килобайт до двух мегабайт повысила объем их памяти. Да и статистика за разные периоды, имеющаяся у различных организаций, в целом позитивная. Хотя подсчеты и отличаются друг от друга — цифрами и самим предметом исследований. Кто-то учитывает снижение числа аварий, кто-то — количество погибших при ДТП. А, к примеру, американский Страховой институт дорожной безопасности и Национальное управление безопасности движения оперируют статистикой по переворотам, причем с разделением на легковушки и внедорожники с пикапами. В любом случае — везде снижение. Так было не всегда. Например, тот же Страховой институт в 80-90-х годах наблюдал увеличение числа аварий, что объяснялось дезинформацией блоков управления ABS привычкой нажимать на педаль тормоза прерывисто.

На этом рисунке видно, как менялись блоки управления ABS и ESP по размерам/весу и объему памяти. Что же касается дальнейшего развития, то оно, видимо, будет идти по пути дальнейшего уменьшения и больших возможностей обработки входящей информации

Другое дело, что многие считают электронные помощники панацеей от всех дорожных бед. В снегопад и гололед лежащие по сугробам недешевые автомобили, явно оснащенные системами стабилизации, тому подтверждение. ESP, пока наши транспортные средства ездят по земле, не в состоянии превзойти законы физики. Когда скорость выходит за рамки разумного, когда в дело вступают силы инерции, когда в пятне контакта пропадает этот самый контакт, никакой электронный ошейник не удержит машину «в узде».

Так работает система ESP (видеоролик компании Bosch)

Еще один фактор, который стоит учитывать, приобретая автомобиль с ESP — полностью отключаемая система или нет. Насколько рано и жестко вступает в работу, как деликатно это делает. Ведь настройки отличаются в зависимости от модели и тем более от марки. Для иного водителя, который хочет и, главное, может управлять автомобилем активно, функционирование ESP способно оказаться неприятной неожиданностью.

Впрочем, во многих случаях отключать ESP не стоит. К примеру, на этом видео владелец дорогостоящего McLaren 650S при движении в дождь на скоростном шоссе зачем-то отключил все электронные системы безопасности. Как итог, при очередном резком ускорении машину занесло и увело на леера

Есть и еще моменты, которые нельзя не принимать во внимание. С точки зрения надежности претензий к ABS, TRC, ESP, по большому счету, нет. Если не касаться скачков напряжения в сети, сбоев электроники после отключения аккумулятора (для многих современных и недешевых автомобилей актуально) или повреждения колесных датчиков, то каких-то эксплуатационных грехов за такими системами не водится. Вот алгоритмы работы могут преподнести сюрпризы. Так, известно, что на рыхлых покрытиях машина без ABS будет останавливать раньше — нагребая перед собой вал снега, песка или гравия. Не всегда антиблокировочные системы ведут себя корректно в привычных российских условиях, когда колеса могут иметь разную угловую скорость — при торможении на разнородных покрытиях, на неровностях, при попадании в лужи. В подобных ситуациях, дабы не допустить разворота, ABS будет уравнивать скорости разных колес и «растормаживать» те, которые имеют лучший «зацеп» с покрытием, увеличивая тормозной путь. Вопрос только в том, куда в «мозгах» системы сдвинут баланс — начнет ли она бороться за управляемость в ущерб интенсивности торможения или придет к какому-то «консенсусу».

Например, за Chevrolet Aveo было замечено, что его ABS при торможении на частых асфальтовых стыках несколько распускает механизмы. Еще больше пугал водителей седан VW Polo с ABS, но без ESP выпуска с ноября 2010-го по июнь 2011-го. При маневрировании и торможении интенсивность последнего резко снижалась, причем без неровностей и на сухом, чистом асфальте. Как выяснилось, ABS, «видя» разгруженные и проскальзывающие колеса, распускала тормоза. Настолько сильно, что тормозной путь увеличивался более чем на 60% в сравнении с машиной, оснащенной ABS и ESP. Причиной, как оказалось, стал всего лишь софт, который без отзывной кампании, однако по желанию клиентов, исправляли как раз с июня 2011-го.

Возникали вопросы к тормозам и у владельцев VW Tiguan. Но в других условиях. Антиблокировочная система кроссовера «расслабляла» их на неровностях и преимущественно на скользких покрытиях, при этом замедление не «восстанавливалось» после проезда участка с низким коэффициентом сцепления. Помогало только вторичное нажатие педали. В начале 2014 года концерн предложил новую программу для блока управления, однако «залита» она может быть только в машины, выпущенные после рестайлинга мая 2011 года. На Tiguan «до» устанавливался другой блок ABS, которому обновленное ПО не подходит. Что любопытно, Polo комплектуется системой производства Bosch, а для кроссовера ее поставляет фирма TRW.

Видео из салона Тигуана о том, как пропадают тормоза

Имелись свои «глюки» и у Патриота. На крутом подъеме при попытке остановиться, не дойдя до вершины, УАЗ с ABS, оставшись без тормозов, безвольно скатывался вниз. Существовали такие проблемы и на других внедорожниках, в частности на Ford Explorer и Mitsubishi Pajero 90-х годов.

Были нарекания к работе электроники и за океаном. Авторитетному изданию Consumer Reports не понравилось, как под сброс газа и без вмешательства системы стабилизации уходит в занос Lexus GX460 последнего поколения. Как отмечалось, VSC (Vehicle Stability Control) поздно вступала в действие, позволяя заносу развиваться.

Тем не менее, зададимся вопросом — при всех подобных недостатках стоит ли пренебрегать этим достижением цивилизации, которое способно нивелировать многие водительские ошибки? Думается, что ответ очевиден. Даже более того. Пожалуй, если говорить обо всех автомобильных системах и тенденциях развития моторов, трансмиссий, управляющей электроники — ABS, TRC и ESP выглядят максимально надежным и беспроблемным звеном. Остается лишь дождаться, что в российском законодательстве появится пунктик — «все автомобили, продающиеся в РФ, должны быть оборудованы…»

Чем отличается ASR от ESP?

ASR

антипробуксовочная система(помогает при разгоне) идет в базе на всех гольфах.
ESP
— противозаносная система(момогает при разгоне и в поворотах) дополнительная опция.

Интересные материалы:

Сколько служит ремень грм на Логане? Сколько служит шина автомобиля? Сколько служит вариатор на мицубиси аутлендер? Сколько смазки надо во внутренний шрус? Сколько смазки нужно в трипод? Сколько смазки в шрус? Сколько смолы в стиках IQOS? Сколько сохнет анаэробный герметик? Сколько сохнет герметик красный? Сколько сохнет герметик после замены лобового стекла?

Различаются ли ESP на авто разных классов?

Да, как на уровне железа, так и электроники. К примеры у одних систем — пара гидравлических поршней, а у другой – целых шесть.

Обычному авто не нужны сильно навороченные системы, а на машинах премиум-класса без дополнительных опцией никак не обойтись (к примеру, просушка тормозов).

Видео: система стабилизации машины ESP. Как работает ESP зимой?

Теперь вы знаете всё про ESP, что это такое в автомобиле. ESP или ESC – это динамическая система стабилизации курсовой устойчивости, которая обеспечивает высокий уровень безопасности водителя. Она поможет в экстренных ситуациях, которая сработает уже в самом начале заноса, моментально включив комплекс мер против него.

Особенно это полезно на скользкой или обледенелой дороге, для неопытных водителей, и при снижении концентрации внимания. Электронный мозг работает в сотни раз быстрее, чем человек, постоянно принимая и обрабатывая сигналы от датчиков.

Конечно, на 100% не стоит надеяться на ESP, всегда адекватно рассчитывайте траекторию движения и скорость машины, иначе даже эта система не сможет вам помочь.

Будьте аккуратны и всё будет хорошо! Напишите свой опыт вождения с ESP, свои ощущения и замечания.

В вашем авто есть ESP?

Нет 12.96%

Да 82.72%

Хочу купить авто с ESP 4.32%

Проголосовало: 162

Сделай репост и информация будет всегда под рукой

Можно ли защитить транспорт от аварий на дорогах

Рассмотрим ситуацию. Транспортное средство передвигается таким образом, что возле поворота не притормаживает и одна его часть оказывается на песке. Сцепление с дорожным покрытием существенно изменяется, и машину может занести. Дабы остаться в нужной траектории система динамической стабилизации старается быстро распределить обороты между всеми четырьмя колесами. Если же имеется активная связь, которая управляется при помощи руля, то она может притормозить колеса.

Датчики и их роль

В далеком 1995 году в некоторые модели автотранспортных средств была вставлена специальная и одновременно с этим уникальная составляющая, получившая название система курсовой устойчивости автомобиля. Следует учесть, что благодаря ее непрерывной и налаженной работе автомобиль постоянно находится под защитой. Информация поступает в специальные датчики, проводится параллельный анализ всех манипуляций и движений водителя и происходит вычисление необходимых параметров, которые помогут в управлении транспортным средством.

Если же система динамической стабилизации автомобиля внедрена на поездах, в оснащении которых присутствует тягово-сцепное устройство, то основная ее функция заключается в том, чтобы оберегать прицеп от несанкционированного и неожиданного раскрытия благодаря торможению колес. Кроме этого, следует также выделить и функцию,помогающую спокойно передвигаться по серпантину.

Работа тормозов в системе

Система курсовой устойчивости автомобиля заключается в увеличении эффективности тормозов в случае нагрева. Такое понятие ее работы очень просто и банально, так как подобное технологическое решение срабатывает в случае с тормозными колодками, которые нагреваются и как результат наблюдается увеличение давления в системе торможения. В конце хотелось бы отметить тот факт, что система курсовой стабилизации имеет свойство к автоматическому удалению влаги с тормозных дисков. Она начинает срабатывать, если транспортное средство передвигается со скоростью, превышающей 50 км/ч.Вся суть подобной системы сводится к тому, что на определенное время в тормозной системе наблюдается резкое увеличение давления, как следствие колодки начинают действовать несколько иначе, а именно прижимаются к дискам, которые отвечают за торможение. Последние начинают нагреваться, а жидкость, которая попала в них, испаряться.

Информационные блоки

Система курсовой устойчивости автомобиля зачастую может быть установлена на транспортные средства премиум-класса. К сожалению, дорогие модели автомобилей не могут похвастаться подобным, исключение разве что составляет Ford Focus II.

Система курсовой устойчивости, расположенная в транспортном средстве, имеет в своем составе специальные датчики, которые фиксируют положение руля, следят за углом скорости колес, отображают информацию, которая говорит о повороте автотранспорта.

С помощью этих миниатюрных устройств на специальных блоках происходит четкое отображение информации. Одновременно с этим подобные блоки начинают давать соответствующие команды, которые и выполняют устройства-исполнители, а именно: занимаются непосредственным переключением клапанов высокого давления в системе противобуксирного типа. Система динамической стабилизации автомобиля – потрясающая возможность уберечь себя и людей, которыми дорожите от всевозможных казусов и непредвиденных ситуаций на дороге.

Примеры и особенности работы системы ESP

Чтобы наглядно представить, что такое ESP в автомобиле, обратите внимание на рисунки

На этой иллюстрации все прекрасно видно и понятно

На данной картинке показаны линии вероятного движения автомобиля при превышении максимально допустимой скорости вхождения в крутой вираж на трассе. При повороте руля начинается занос машины. На левом рисунке красным пунктиром показана линия движения автомобиля без ESC при торможении водителем (машину разворачивает поперёк с выездом на встречную полосу). На правом рисунке красным пунктиром обозначена траектория движения без торможения, когда машину выносит в кювет. Зелёной линией и факелами на обеих картинках обозначены траектория движения автомобиля, оборудованного системой ESC, и колёса, которые автоматически подтормаживаются системой при появлении заноса.

Благодаря выборочному торможению системы ESP происходит стабилизация направления движения автомобиля

Система контроля срабатывает и действует в любых ситуациях, будь то разгон, накат или торможение. Алгоритм работы схемы контроля определяется возникающей ситуацией и системой привода колёс. Например, если при повороте машины влево срабатывает датчик заноса заднего моста, то ESC сокращает подачу топлива в двигатель и замедляет скорость. Если данная мера не устраняет занос, то происходит частичное торможение переднего правого колеса. За этой операцией следует дальнейшее действие по установленной программе, пока не будет устранено возникшее боковое скольжение задних колёс.

В ESP предусмотрена возможность регулирования трансмиссии в автомобилях с электронным управлением АКПП. В таких автомобилях происходит автоматическое переключение на низшую передачу при появлении скольжения по аналогии с зимним способом вождения. Опытные водители, которые привыкли ездить на предельных скоростях и возможностях, отмечают, что система стабилизации курса мешает водить автомашину в таком режиме.

Система стабилизации машины ESP. Принципы управления

https://youtube.com/watch?v=sTOgTbS7JzY

Такие ситуации могут возникать в определённые моменты, когда требуется увеличить тягу двигателя, а система контроля наоборот уменьшает её, устраняя скольжение автомобиля. Для таких случаев конструкторы устанавливают выключатели, с помощью которых можно принудительно отключить контрольную систему и осуществлять полностью ручное управление автомашиной.

Оборудование автоматической стабилизации курса входит в бортовой комплекс активной безопасности машины. Основное достоинство системы в том, что оборудованный ею автомобиль становится более послушным и нетребовательным к квалификации водителя. От него требуется только поворачивать руль, а система уже дальше самостоятельно выполняет все необходимые действия для правильного выполнения манёвра.

Однако всегда нужно помнить, что эта система также имеет пределы своих возможностей. При слишком большой скорости или слишком маленьком радиусе поворота даже самая совершенная система контроля устойчивости не сможет спасти машину от неконтролируемого заноса и переворота

Как система VSC определяет момент начала бокового заноса

Мы уже упоминали, что система стабилизации движения работает в связке с другими системами активной безопасности. В её состав входят следующие компоненты:

• датчики;
• информационный блок;
• ЭБУ;
• исполнительные механизмы.

Рассмотрим работу каждой из них. Система VSC использует шесть датчиков, два их которых находятся под центральной консолью автотранспортного средства:

• первое устройство – датчик угловой скорости, в задачи которого входит определение момента, когда автомобиль начинает вращаться вокруг вертикальной оси. Его ещё называют датчиком рысканья, поскольку такое движение авто именуют рысканием. Английское (и международное) наименование датчика – Yaw Rate Sensor;
• вторым устройством, входящим в систему датчиков курсовой устойчивости, является датчик замедления (Deceleration Sensor), функции которого заключаются в определении величины замедления центра тяжести легкового автомобиля в направлениях относительно вертикальной и боковых осей;
• следить за углом поворота направляющих колёс – задача датчика угла поворота (Steering Angle Sensor);
• скорость вращения колёс отслеживается датчиком скорости, который устанавливается на все колёса;
• ДПДЗ (Throttle Position Sensor) датчик, который определяет текущий угол дроссельной заслонки;
• наконец, в функции датчика измерения уровня давления в главном ТЦ (Master Cylinder Pressure Sensor) входит отслеживание давления в тормозной системе, которое изменяется при нажатии педали тормоза.

Все данные, отслеживаемые датчиками, отсылаются в бортовой компьютер, который их анализирует и на основании полученной информации определяет, следует ли активировать исполнительные устройства, чтобы избежать бокового заноса автомобиля.

Исполнительных механизмов в системе курсовой устойчивости два: один из них отвечает за индивидуальное подтормаживание колёс посредством изменения уровня давления в колёсных тормозных цилиндрах, второй приводит в движение дроссельную заслонку (призакрывает её, чтобы уменьшить скорость вращения колёс).

Как только ЭБУ определяет, что машина вошла в боковое скольжение, тут же на панели приборов загорается соответствующая сигнальная лампочка и приводится в действие механизм предотвращения заноса. Кроме световой индикации, о начале вращения автомобиля вокруг вертикальной оси информирует и звуковой сигнал.

Итак, алгоритм работы системы курсовой устойчивости можно описать следующим образом:

• бортовой компьютер, постоянно получает данные от всего комплекса вышеописанных датчиков, анализируя их и принимая решение, началось ли рыскание автомобиля. Если да, то ЭБУ определяет, в какую сторону начался занос (то есть следует реагировать на избыточную или недостаточную поворачиваемость автотранспортного средства);
• если начался занос, немедленно активируется механизм прикрытия дроссельной заслонки, что приводит к замедлению скорости вращения колёс;
• одновременно подаётся управляющий сигнал в гидравлический блок тормозной системы с целью подачи давления в нужный тормозной цилиндр для подтормаживания соответствующего колеса;
• при этом загорается сигнальная лампочка и звучит предупредительный сигнал, информирующие водителя, что начался занос и включен режим активизации системы VSC.

Отметим, что на некоторых моделях автомобилей имеется кнопка VSC OFF, позволяющая отключить систему курсовой устойчивости. Однако при этом деактивация не полная: при затяжных заносах система всё-таки срабатывает, хотя и с определённой задержкой. Многие автовладельцы, предпочитающие спортивный стиль езды, самостоятельно отключают систему, однако поскольку она сопряжена с работой ABS и TRC, то они также становятся неработоспособными. Так что советовать подобные модификации системы активной безопасности автомобиля никак нельзя.

Поскольку работа системы зависит от множества компонентов, неисправность любой из них (датчика, управляющего механизма, сбой прошивки ЭБУ) приведёт к загоранию лампочки чек VSC. Как правило, в подобных ситуациях самостоятельное диагностирование проблемы затруднительно.

Особо отметим, что загорание Check VSC System может означать и поломки, вообще не имеющие отношения к системе курсовой устойчивости, поэтому в подобных ситуациях следует обращаться в сервисный центр, где опытные и квалифицированные специалисты определят причину загорания лампочки.

Преимущества и недостатки системы курсовой устойчивости

Установка устройства курсовой устойчивости прежде всего необходима для безопасности движения. Есть автовладельцы, которые негативно отзываются об использовании ESP, считая ее не помощником, а своеобразным «поводком» для водителя. Это обусловлено тем, что система не позволяет использовать агрессивный стиль вождения. Однако большая часть пользователей отмечает массу преимуществ использования ESP. К таковым относят:

• возможность удержать автомобиль в пределах заданного курса;
• снижение вероятности переворачивания машины;
• предотвращение столкновений.

Даже водители, настроенные негативно к установке ESP, отмечают сравнительно мало недостатков ее использования. Основные минусы устройства:

• необходимость периодически отключать функцию;
• малая эффективность на высоких скоростях при небольшом радиусе поворота.

Несмотря на негодование водителей, привыкших лихачить за рулем, для большей части автовладельцев, система является полезной функцией. По данным проведенных исследований наличие в автомобиле работающей ESP снижает риск попадания в аварию на 20-30%.

На чём основана работа ESP (ESC)

Система имеет возможность управлять тяговым и тормозным моментами на каждом колесе. А в последнее время её научили вмешиваться даже в самое святое – рулевое управление. Почему бы и нет, если водитель своими неграмотными действиями ставит под угрозу безопасность.

ESP обладает способностью предсказывать будущее. Если имеется информация от датчиков:

• скорости вращения колёс, входящих в состав ABS;
• угла поворота и скорости вращения рулевого колеса;
• угловой скорости и ускорения автомобиля относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс;
• режимов работы двигателя и трансмиссии;
• манипуляции водителя с органами управления.

Располагая такими данными, нетрудно предугадать, что может произойти. И тут же, со скоростью, недоступной человеку, принять ответные меры.

Антиблокировочная система тормозов умеет ослаблять давление в гидросистеме каждого из рабочих цилиндров. Но в её состав входит мощный гидравлический насос с системой клапанов и гидроаккумулятором, которым ничего не стоит это давление увеличить при необходимости. То есть подтормозить нужное колесо в оправданной ситуации.

Можно привести пример классического срабатывания системы. При нахождении машины в повороте, а поворотом считается любой изменение траектории, в том числе и на прямой, занос или снос наступят, если превышен уровень сцепления шин с дорогой. Результатом станет закручивание автомобиля в неуправляемое вращение или наоборот, промах мимо поворота со спрямлением траектории. И того и другого можно избежать, если заблаговременно подтормозить нужное колесо, а через дифференциал увеличить крутящий момент на другом.

Тормозной момент прикладывается ко внутреннему по отношению к повороту колесу, автоматически при наличии тяги он увеличивается на внешнем. Машина получает дополнительный угловой вектор, заправляющий её в поворот.

Если система зафиксирует наличие иной опасной ситуации, то она может параллельно с тормозами комплексно отреагировать с помощью прочих исполнительных механизмов:

• изменить текущую картографию двигателя, регулируя крутящий момент;
• подать сигнал водителю через усилитель рулевого управления, или даже самостоятельно провести подруливание передней или задней оси;
• перенастроить характеристику подвесок, увеличив или уменьшив динамическую жёсткость.

Управление тормозами проводится через штатные средства ABS, рулём – с помощью электроусилителя, подвеской – изменением параметров электроуправляемых амортизаторов с клапанами или магниторезистивной жидкостью. Вмешательство в работу двигателя и трансмиссии происходит путём связи по шине данных с блоками управления соответствующими агрегатами:

• удержанием текущей передачи в автоматической коробке;
• изменением передаточного числа бесступенчатой трансмиссии (вариатора);
• перераспределением крутящего момента по колёсам в полноприводной трансмиссии с фрикционными муфтами;
• управлением дроссельной заслонкой двигателя;
• изменением состава смеси или угла опережения зажигания;
• отключением части цилиндров.

Общая математическая модель состояния системы автомобиль-дорога-водитель непрерывно обсчитывается электронным блоком, а поступающие с датчиков данные обрабатываются и обновляются в реальном времени с большой скоростью. Система всегда готова к вмешательству в действия водителя. На многих машинах её невозможно отключить полностью или частично, на других имеется соответствующая кнопка. В спорте или тестировании для полного исключения помощи ESP применяется извлечение предохранителя, после чего вся ответственность перекладывается на водителя.