Описание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC

В этой статье из серии «Системы безопасности автомобиля» речь пойдет о системе активной безопасности ESP. ESP — Electronic Stability Program — система динамической стабилизации или система курсовой устойчивости. Так же как и рассмотренная в предшествующей статье серии ABS, система ESP служит не для устранения аварии, а для ее предотвращения.

Однако в отличие от той же антиблокировочной системы тормозов, система динамической стабилизации распространена еще не слишком сильно, и на относительно недорогих зарубежных и тем более отечественных легковых автомобилях ее встретить пока невозможно.

Полагаю, что это дело времени, и лет так через 5 esp станет общепринятым стандартом, а автомобилей без этой системы просто не будут выпускать.

Пришло самое время перейти к подробному рассмотрению системы, однако для начала я хочу привести пример ситуации, в которой esp могла бы помочь избежать ДТП.

Природа работы ESP — какие функции находятся в управлении системы?

Большинство современных автомобилей в их продвинутых комплектациях располагают данной функцией активной безопасности. Если раньше покупателей смущали наличие множества аббревиатур из трех латинских букв, то сегодня каждое название вызывает у водителя неподдельный интерес. Речь ведь идет о столь важной безопасности.

Но в случае с системой курсовой устойчивости, далеко не каждый водитель знает природу работы этого модуля. Когда в комплектации автомобиля оказывается ESP, возникает вопрос, что это такие? Итак, модуль ESP отвечает за контроль управления автомобиля при заносе, управляя такими функциями машины:

• рулевое управление, а точнее, недопустимость резких рывков рулем при заносе;
• распределение усилий торможения на каждое колесо в нужной степени;
• снижение или повышение оборотов двигателя для получения нужного контроля;
• мониторинг угловой скорости и поперечного ускорения для понимания начала заноса.

Датчики этой функции расположены фактически на всех органах управления автомобиля, что приводит к быстрой реакции на любой занос. Как только автомобиль начинает выходить из-под контроля водителя, включается помощь системы ESP и начинается распределение правильных тормозных усилий, настройка рулевого управления и выполнение прочих функций. Практически всегда удается избежать неконтролируемого заноса.

Не стоит думать, что на автомобилях с системой ESP можно безрассудно ездить по скользкой дороге, ведь модуль спасет в любой ситуации. ESP — это далеко не магия, это технология, которая не поможет отменить законы физики. Так что если вы входите в занос на скорости 90 километров в час, действия функции вы не почувствуете.

Принцип действия электронной стабилизации

Во время движения авто система курсовой устойчивости работает постоянно, причем независимо от режима – в процессе разгона, торможения и езды с постоянной скоростью. Собирая данные от группы датчиков и других помогающих систем, контроллер сравнивает полученную картину с эталонной, заложенной в собственной памяти. Обнаружив отклонения, угрожающие безопасности автомобиля и пассажиров, электронный блок вмешивается в управление и старается исправить ситуацию.

Алгоритм работы ESP стоит показать на примере бокового сноса машины в левом повороте:

1. Факт заноса отмечает датчик углового ускорения (G-сенсор) и передает информацию контроллеру.
2. Дополнительные данные ЭБУ получает от датчиков вращения колес и положения баранки.
3. По совокупности полученных сигналов электронный блок «понимает» скорость бокового смещения и его направление. В результате электромагнитным клапанам гидроблока отдается команда притормаживать левое заднее колесо с определенным усилием.
4. Одновременно подается сигнал основному контроллеру автомобиля уменьшить подачу горючей смеси в цилиндры, дабы снизить передачу крутящего момента на ведущую ось.
5. Результат: независимо от действий водителя автомобиль замедляется и выравнивается в повороте.

При взаимодействии ESP с другими электронными «помощниками» курсовая устойчивость автомобиля может обеспечиваться дополнительными средствами – временной блокировкой свободного дифференциала (межосевого и межколесного), включением антипробуксовочной системы и точным распределением тормозных усилий. В машине, оборудованной автоматической коробкой передач с электронным управлением (робот, вариатор), ESP может переключиться на пониженную скорость либо ввести в действие зимний режим.

Примечание. Если проблемы с нарушением курсовой устойчивости возникнут под управлением адаптивного круиз – контроля, последний станет действовать синхронно с остальными системами – подруливать передние колеса в нужном направлении.

По сути, активная система стабилизации избавляет автолюбителя от необходимости обучаться экстремальной езде. Входя в поворот, водитель просто вращает баранку, возлагая остальные действия на ESP. Но следует помнить, что возможности электроники не безграничны и не все аварийные ситуации она способна предотвратить.

Принцип работы системы курсовой устойчивости

В результате сопоставления действий водителя и параметров движения транспортного средства, система определяет наступление аварийной ситуации. При отличии фактических параметров движения от нормативных, система ESP считает ситуацию вышедшей из-под контроля и вносит свои коррективы в работу автомобиля.

Система курсовой устойчивости может стабилизировать движение автомобиля следующими способами:

• подтормаживанием одного или нескольких колес;
• изменением крутящего момента двигателя;
• изменением угла поворота передних колес (если в автомобиле имеется система активного рулевого
• управления);
• изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска)

В случае недостаточной поворачиваемости, система ESP препятствует уводу автомобиля наружу за пределы траектории поворота путем подтормаживания заднего внутреннего колеса и изменения крутящего момента двигателя.

В случае избыточной поворачиваемости, система предотвращает занос автомобиля в повороте путем подтормаживания переднего наружного колеса и изменения крутящего момента двигателя.

Для подтормаживания колес в работу включаются соответствующие системы активной безопасности.

Изменение крутящего момента двигателя система ESP осуществляет одним из следующих способов:

• путем изменения положения дроссельной заслонки;
• пропуском впрыска топлива;
• пропуском импульсов зажигания;
• изменением угла опережения зажигания;
• отменой переключения передачи в АКПП;
• перераспределением крутящего момента между осями (если используется полный привод).

Такая система, которая объединяет в себе систему курсовой устойчивости, рулевое управление и подвеску называется интегрированной системой управления динамикой автомобиля.

Устройство и основные компоненты

Система курсовой устойчивости – это совокупность более простых систем: ABS (предотвращает блокировку тормозов), EBD (распределяет тормозные усилия), EDS (блокирует дифференциал с помощью электроники), TCS (предотвращает пробуксовку колес).

Компоненты системы курсовой устойчивости: 1 – гидравлический блок с ЭБУ; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

Система динамической стабилизации включает в себя набор датчиков, электронный блок управления (ЭБУ) и исполнительное устройство – гидравлический блок.

Датчики отслеживают определенные параметры движения автомобиля и передают их в блок управления. С помощью датчиков ESC оценивает действия человека за рулем, а также параметры движения машины.

Для оценки действий человека за рулем система курсовой устойчивости использует датчики давления в тормозной системе и угла поворота рулевого колеса, а также выключатель стоп-сигнала. Параметры движения автомобиля отслеживают датчики давления в тормозной системе, частоты вращения колес, угловой скорости машины, продольного и поперечного ускорения.

На основании данных, полученных от датчиков, блок управления генерирует управляющие сигналы для исполнительных устройств систем, входящих в состав ESC. Команды от ЭБУ получают:

• впускные и выпускные клапаны антиблокировочной системы;
• клапаны высокого давления и переключающие клапаны антипробуксовочной системы;
• контрольные лампы ABS, ESP и тормозной системы.

При работе ЭБУ взаимодействует с блоком управления автоматической коробки передач, а также с блоком управления двигателем. Блок управления не только принимает сигналы от данных систем, но и формирует для их элементов управляющие воздействия.

Ситуация, в которой ESP могла бы предотвратить ДТП

Итак, предлагаю Вам ознакомиться с видео, в котором автомобиль попадает в занос на сухой дороге и провоцирует ДТП:

Как Вы уже поняли при просмотре видео, виновником ДТП является автомобиль, который попал в занос. Хотя на самом деле правила дорожного движения нарушают чуть ли не все участники инцидента.

Система ESP позволяет избежать именно таких заносов, например, возникших при попадании колеса или нескольких колес автомобиля на обочину.

Среди множества новых разработок с загадочными названиями в виде аббревиатур система курсовой устойчивости ESP имеет большое значение и является одним из важных дополнений вашего автомобиля. С помощью множество датчиков и моментального реагирования на начало заноса этот модуль не позволит водителю утратить контроль.

Если вы думаете, стоит ли доплачивать за данную функцию активной безопасности, обязательно примите решение в пользу ее наличия в автомобиле. Такие дополнения не нуждаются в дополнительных затратах, обслуживании и прочих процессах. Они лишь будут всегда служить на благо вашей безопасности.

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).

Справка. В автомобилях премиум – класса ESP тесно связана еще с одним «помощником» – адаптивным круиз – контролем, способным полностью управлять движением авто по трассе и в городских условиях.

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.

Устройство системы курсовой устойчивости

Система курсовой устойчивости представляет собой систему активной безопасности высокого уровня и в нее входят:

• тормозная антиблокировочная система (ABS)
• система распределения тормозных усилий (EBD)
• электронная блокировка дифференциала (EDS)
• антипробуксовочная система (ASR)

Также система включает в себя датчики, блок управления и гидравлический блок (который является исполнительным устройством).

Применение

В Канаде, США и странах Европейского союза с 2011 года система курсовой устойчивости обязательно устанавливается на все легковые автомобили. Отметим, что названия системы различаются в зависимости от производителя. Аббревиатура ESC применяется на автомобилях Kia, Hyundai, Honda; ESP (Electronic Stability Programme) – на многих машинах Европы и США; VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota; система DSC (Dynamic Stability Control) на машинах Land Rover, BMW, Jaguar.

Система динамической стабилизации – это отличный помощник на дороге, особенно для неопытных водителей. Не стоит забывать, что возможности электроники также не безграничны. Система во многих случаях существенно снижает вероятность аварии, однако водителю никогда не стоит терять бдительность.