устойчивость Такой вопрос, как безопасность, волновал еще первых автоконструкторов на заре автомобилестроения. С тех пор системы безопасности постоянно усовершенствуются, помогая современным автовладельцам выходить из трудных ситуаций в критический момент. Рассмотрим одну из таких новых систем и узнаем, что такое ESP в автомобилях современной комплектации.
В наши дни большое распространение получила система ESP (Electronic Stability Program). У нас ее называют системой курсовой устойчивости. Она предназначена для контроля устойчивости автомобиля в критических ситуациях, не позволяя транспортному средству уходить в занос и предотвращая боковое скольжение. В том числе система помогает удерживать автомобиль при выполнении резких маневров на большой скорости или плохом дорожном покрытии.
Такие устройства безопасности впервые пытались использовать в середине прошлого века, но по-настоящему рабочую версию удалось внедрить на серийные машины лишь в 1995 года. На сегодняшний день она используется практически на всех автомашинах, не зависимо от их класса и стоимости.
Давайте разберемся, как работает это устройство.
Содержание
Так что такое ESP в автомобиле и как эта система работает
Система ESP работает в комплексе с ABS. Все датчики в антипробуксовочной системе задействованы в работе ESР, но также она имеет и собственные. Электронный блок обрабатывает поступающие сигналы со всех датчиков ABS и двух датчиков ESР. Один из которых замеряет угловую скорость, а другой поперечное ускорение.
При помощи этих датчиков фиксируется боковое скольжение. Они определяют его параметры и передают сигнал на электронный блок. Это устройство постоянно находится в курсе всех показаний автомобиля, таких как: скорость, угол поворота руля, обороты двигателя или насколько машину занесло.
Электронный блок при обработке сигналов, поступающих с датчиков, сравнивает информацию с поведением автомобиля, и как только поступает информация об отклонениях от заданных параметров, электроника пытается исправить положение.
Выровнять автомобиль в случае заноса система может подавая различные команды на разные колеса, которые в этот момент необходимо притормозить, по ее мнению, а какие – нет. Притормаживание осуществляется через модулятор ABS, который создает давление в тормозной системе. В этот момент команда также подается на управление двигателем. Для снижения числа оборотов автоматически уменьшается подача и происходит замедление вращения колес.
На автомобилях с автоматической коробкой передач, имеющих блок электронного управление, ESP может вносить изменения в работу трансмиссии, переключая передачи в критической ситуации по собственному усмотрению.
Многие водители полагают, что такое устройство, как ESP в автомобиле, мешает при выполнении резких маневров или агрессивном стиле езды. Кстати, на многих автомобилях предусмотрено отключение ESP по своему желанию. Но отключать ее рекомендуется только для хороших дорожных условий и если водитель имеет большой опыт вождения.
Система ESP представляет одну из самых важных частей безопасности управления автомобиля, исправляя допущенные ошибки и часто помогая выйти из сложной ситуации как опытному так и не имеющему опыта водителю.
Одно из главных достоинств в том, что такое устройство не требует от водителя специальных навыков в экстренной ситуации. Достаточно просто поворачивать руль, и машина будет самостоятельно продумывать, как ей пройти поворот.
Но не надо забывать, что полагаться на ESP целиком не стоит. Все-таки иногда водитель должен сам думать о собственной безопасности, а также безопасности пассажиров.
Электронный контроль устойчивости (англ. Electronic Stability Control , ESC; ЭКУ) или динамическая система стабилизации автомобиля — активная система безопасности автомобиля, позволяющая предотвратить занос посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля.
Содержание
Сущность системы [ править | править код ]
Систему ЭКУ можно рассматривать как расширенный вариант антиблокировочной системы тормозов (АБС). Многие узлы объединены с системой АБС, но вдобавок ЭКУ требует наличия таких компонентов, как датчик положения руля и акселерометр, следящие 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.
Срабатывает ESC в опасных ситуациях, когда возможна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. Путём притормаживания отдельных колес система стабилизирует движение. Она вступает в работу, когда на большой скорости при прохождении поворота передние колеса сносит с заданной траектории в направлении действия сил инерции, то есть по радиусу большему, чем радиус поворота. ESC в этом случае притормаживает заднее колесо, идущее по внутреннему радиусу поворота, придавая автомобилю большую поворачиваемость и направляя его в поворот. Одновременно с притормаживанием колес ESC снижает обороты двигателя.
Если при прохождении поворота происходит занос задней части автомобиля, ESC активизирует тормоз переднего колеса, идущего по наружному радиусу поворота. Таким образом, появляется момент противовращения, исключающий боковой занос. Когда скользят все четыре колеса, ESC самостоятельно решает, тормозные механизмы каких колес должны вступить в работу. Время реакции ESC — 20 миллисекунд. Работает система на любых скоростях и в любых режимах движения.
Данная система пока является наиболее эффективной системой безопасности. Она способна компенсировать ошибки водителя, нейтрализуя и исключая занос, когда контроль над автомобилем уже потерян, однако её возможности ограничены: если радиус поворота слишком мал или скорость в повороте превышает допустимые границы, никакая программа стабилизации не поможет.
История [ править | править код ]
Впервые системы электронного контроля устойчивости, схожие по принципу действия с современными автомобильными, появились в 1960-х годах в авиации, где обеспечивали устойчивость самолета при пробеге по взлетно-посадочной полосе при посадке или прерванном взлете. Одним из первых такую систему получил англо-французский сверхзвуковой лайнер Concorde по причине высокой посадочной скорости и высокого положения центра масс.
В 1987 году Mercedes-Benz и BMW представили первые системы контроля тяги (противобуксовочные системы).
В 1990 году Mitsubishi выпустила в Японии автомобиль марки Diamante (Sigma), оснащенный новой активной электронной системой контроля тяги и курсовой устойчивости, где впервые эти две системы были интегрированы в одну (названная TCL).
BMW совместно с Robert Bosch GmbH и Continental Automotive Systems разработали систему, уменьшающую крутящий момент, передаваемый двигателем колесу, для предотвращения заноса и применили её в модельном ряду BMW 1992 года. С 1987 по 1992 года, Mercedes-Benz and Robert Bosch GmbH совместно разрабатывали систему электронного контроля устойчивости автомобиля и назвали её « Elektronisches Stabilitätsprogramm » (ESP).
История Mercedes-Benz А-класса [ править | править код ]
Система ESC была создана в 1995 году, но заявить о себе ей удалось только через два года, когда дебютировал первый компактный Mercedes-Benz А-класса. При его проектировании были допущены серьёзные ошибки, которые привели к тому, что новая модель имела склонность к опрокидыванию даже на не очень высокой скорости при выполнении маневров типа «переставка» («лосиный» тест, объезд препятствия).
В Европе разразился скандал; продажи автомобилей Mercedes-Benz А-класса были приостановлены, уже проданные машины — отозваны для устранения недостатков. Перед инженерами компании встала задача: как, не перепроектируя заново автомобиль и сохранив его потребительские качества, решить проблему повышения устойчивости. Эта задача была решена в значительной степени за счет установки с февраля 1998 года соответствующим образом настроенной системы ESC.
Главный контроллер ESC — это два микропроцессора, каждый из которых имеет по 56 КБ памяти. Система позволяет считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес с 20-миллисекундным интервалом. Помимо А-класса, система ESP является стандартным оборудованием для Mercedes S-класса, E-класса и других. На автомобилях фирмы Daimler-Chrysler применяются системы ESC от лидера в данной области — фирмы Bosch. Системы ESC производства Bosch используют также фирмы Alfa-Romeo, BMW, Volkswagen, Audi, Porsche и другие.
Фактически именно случай с Mercedes-Benz A-класса проторил дорогу повсеместному внедрению электронного контроля устойчивости на европейских автомобилях.
Распространение [ править | править код ]
Пока Швеция проводит кампании по информированию общественности и продвижению использования систем ЭКУ, другие страны законодательно утверждают необходимость их использования.
Обязательное оснащение автомобилей электронной системой устойчивости вводится, с:
- 1 января 2010 года в Израиле уже стала обязательной. [1]
- 1 сентября 2011 года в Канаде, для всех новых пассажирских автомобилей.
- 1 ноября 2011 года в Австралии, для всех пассажирских автомобилей.
- с ноября 2011 года в Евросоюзе, для всех продаваемых автомобилей.
- c 2011 года в США, для всех пассажирских автомобилей, весом менее 4536 кг (10 000 фунтов).
Последствия применения [ править | править код ]
Эксперты называют систему ЭКУ самым важным изобретением в сфере автомобильной безопасности после ремней безопасности. Она обеспечивает водителю лучший контроль над 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 ЭКУ, если бы ей были оснащены все автомобили [2] .
Производители [ править | править код ]
Системы электронного контроля устойчивости производятся:
Занос на дороге общего пользования — вещь опасная и, как правило, неожиданная. ESP создана, чтобы не допускать его.
Аббревиатура ESP (Electronic Stability Program) — самая распространённая из множества существующих на сегодняшний день для обозначения системы динамической стабилизации автомобиля. В зависимости от производителя комбинация букв может варьироваться: встречаются ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC. Суть везде едина — в опасных ситуациях обозначенная одним из этих индексов электроника помогает вам справиться с автомобилем.
Задача ESP заключается в том, чтобы контролировать поперечную динамику автомобиля и помогать водителю в критических ситуациях — предотвращать срыв автомобиля в занос и боковое скольжение. То есть сохранять курсовую устойчивость, траекторию движения и стабилизировать положение автомобиля в процессе выполнения манёвров, особенно на высокой скорости или на плохом покрытии. Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости».
В 1995 году двухдверный Mercedes S 600 стал первым серийным автомобилем с системой стабилизации. Через несколько месяцев это оборудование получили седаны S-класса W140 и родстеры SL R129.
Прообраз ESP под названием «Управляющее устройство» был запатентован ещё в 1959 году компанией Daimler-Benz, но реально воплотить её удалось лишь в 1994-м. С 1995-го система стала серийно устанавливаться на купе Mercedes-Benz S 600 Coupe, а чуть позже ею комплектовались все автомобили S-класса и SL.
Сегодня система динамической стабилизации доступна хотя бы в качестве опции почти на любом автомобиле. Прямой зависимости от класса машины уже не существует: ESP можно обнаружить даже в относительно недорогой модели Volkswagen Polo. Так как она работает?
Так выглядит блок управления системой стабилизации на автомобилях Mercedes-Benz.
Современная ESP взаимосвязана с АБС, антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем, она активно использует их компоненты. По сути, это единая система, работающая комплексно и обеспечивающая целый набор вспомогательных контраварийных мероприятий. Структурно ESP состоит из электронного блока-контроллера, который постоянно обрабатывает сигналы, поступающие с многочисленных датчиков: скорости вращения колёс (используются стандартные датчики АБС); положения рулевого колеса; давления в тормозной системе.
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.
Обрабатывая сигналы с датчиков, контроллер постоянно сравнивает фактическое поведение автомобиля с тем, что заложено в программе. В случае если оно отличается от расчётного, система понимает это как возникновение опасной ситуации и стремится исправить её.
Если на дороге что-то пошло не так, вернуть автомобиль на нужный курс система может, давая команду на выборочное подтормаживание одного или нескольких колёс. Какое из них надо замедлить (переднее или заднее, внешнее по отношению к повороту или внутреннее), система определяет сама в зависимости от ситуации.
Притормаживание колёс система осуществляет через гидромодулятор АБС, создающий давление в тормозной системе. Одновременно (или до этого) на блок управления двигателем поступает команда на сокращение подачи топлива и уменьшение, соответственно, крутящего момента на колёсах.
Это ситуация, когда водитель превысил скорость вхождения в поворот и начался занос/снос. Красная линия — траектория движения без ESP. Если водитель станет тормозить, у него есть серьёзный шанс развернуться, а если нет — улететь с дороги. Однако ESP выборочно подтормаживает колёса так, чтобы автомобиль остался на нужной траектории.
Система работает всегда, в любых режимах движения: при разгоне, торможении, движении накатом. А алгоритм срабатывания зависит от каждой конкретной ситуации и типа привода автомобиля. Например, в повороте датчик углового ускорения фиксирует начало заноса задней оси. В этом случае на блок управления двигателем поступает команда на уменьшение подачи топлива. Если этого оказалось недостаточно, посредством АБС притормаживается внешнее переднее колесо. И так далее, в соответствии с программой.