Система динамической стабилизации автомобиля что это

Как работает система стабилизации движения (ESP)

Система динамической стабилизации — одна из современных систем, которая во многом повышает уровень управляемости автомобилем. Благодаря наличию системы датчиков, она моментально анализирует ситуацию и помогает сохранить правильное положение авто на дороге.

Структура системы стабилизации

Система курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Program) это совокупность датчиков и приборов, которые решают одну общую задачу — сохранить стабильность движения автомобиля. Она во многом позволяет обезопасить водителя и уйти от возможных ситуаций ДТП.

В систему ESP входит:

• Управляющий блок (блок управления двигателем), который контролирует действие каждого прибора и анализирует состояние авто.
• Датчики АБС, основная задача которых — определять скорость вращения колес.
• Датчики, определяющие степень разворота рулевого колеса.
• Датчики, определяющие давление внутри тормозных цилиндров.
• G-сенсор, определяющий нюансы движения авто по дороге.

Все детали системы работают как единый механизм и обеспечивают максимально возможную стабильность при управлении авто.

Как работает система

Главная задача всей системы — предотвратить возможный занос авто и появление бокового скольжения. За счет моментального анализа положения происходит ряд действий, предотвращающих дальнейший занос. После этого авто возвращается в изначальное направление движения. При правильной работе система обеспечивает нужное направление движения относительно курса.

Эффективность данной системы подтверждена не только данными тест-драйвов, но и многочисленными исследованиями ученых, которые работают в этом направлении. Применение данной системы снизило количество дорожно-транспортных происшествий, а также уменьшило уровень смертности при авариях. Траектория движения автомобиля с этой системой значительно стабильнее, чем у самого опытного водителя.

Сама суть работы системы курсовой устойчивости состоит в анализе информации, поступающей от двух основных датчиков. При нормальном функционировании, система точно знает, с какой скоростью движется авто, куда водитель повернул руль и под каким углом едет авто. Это очень важная функция, которая может сохранить целостность авто при определенных условиях на дороге.

ESP на автомобилях — роскошь, или необходимость?

Многие автомобилисты спорят на тему того, нужно ли переплачивать, и зачем нужна система стабилизации курсовой устойчивости. Но факты говорят сами за себя. Данная система подтвердила свою значимость, и каждый водитель, который прочувствовал ее действие на себе, подчеркнет ее важность как средства для избегания ДТП.

Если вы решили стать обладателем такой системы, то спешим заметить, что установка ее обойдется весьма недешево. Причиной тому становится не только дороговизна оборудования, но и тот факт, что система стабилизации движения сложна в установке. Идеальным вариантом станет покупка авто, на котором уже установлен качественный датчик ESP. Таким выбором может стать один из представителей китайских авто, которые в последнее время не перестают радовать современными разработками.

Если вы решили стать обладателем надежного автомобиля с системой стабилизации движения, то загляните в наш автосалон ДОЛАВТО. У нас вы найдете большой выбор авто с самыми современными системами ESP, а также получите подробную консультацию не только о работе данного прибора, но и каждой марке авто в отдельности. Обратите внимание на то, что данная система поможет обезопасить не только начинающего водителя, но и опытного шофера. Берегите себя, и не забывайте о безопасности на дорогах.

Как работает ESP

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.

Этот видеоролик наглядно демонстрирует, почему система стабилизации представляет важнейший элемент активной безопасности автомобиля.

Однако 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.

В автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или в «зимний» режим, если он предусмотрен.

К счастью, для опытных водителей 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 является одной из важнейших частей комплекса активной безопасности автомобиля. Она исправляет ошибки в управлении и часто помогает выйти из ситуаций, в которых среднестатистический водитель на обычном автомобиле потерпел бы фиаско.

Главное достоинство ESP — с ней автомобиль перестаёт требовать от вас навыков экстремального вождения. Вы просто поворачиваете руль — а машина сама будет думать, как вписаться в поворот. Но имейте в виду — возможности ESP по исправлению опасной ситуации небеспредельны. Ведь законы физики обмануть нельзя. Поэтому надо помнить, что ESP хоть и значительно снижает шансы на попадание в аварию во многих сложных ситуациях, но не избавляет водителя от необходимости иметь голову на плечах.

Просто о сложном. Что такое система динамической стабилизации?

На фоне недавней статьи об истории компании Bosch и ее достижения в автомобильной индустрии, в редакции InfoCar.ua родилась идея простым и доступным языком рассказать об одном из ключевых изобретений Bosch – электронной системе динамической стабилизации, чаще всего именуемой ESP (Electronic Stability Program). Несмотря на то, что сегодня она присутствует среди стандартного или опционального оснащения подавляющего большинства моделей, даже некоторых бюджетных, у автомобилистов, не слишком подкованных технически, возникает масса вопросов о функциях, задачах и принципе работы системы динамической стабилизации. Сейчас мы на эти вопросы постараемся ответить.

Начнем с того, что ESP – это торговая марка компании Bosch. Если в комплектации автомобиля вы видите именно эту аббревиатуру, знайте, что вам предлагают систему производства Bosch. У других производителей тоже есть подобные технологии, но и называются они иначе. Например, VSA (Vehicle Stability Assist) или VSC (Vehicle Stability Control). В США, Канаде и Японии и других странах используется также аббревиатура ESC (Electronic Stability Control). Однако принцип действия и эффект всех систем динамической стабилизации с точки зрения безопасности одинаков.

Святая цель и обязанность системы динамической стабилизации – предотвратить занос, потому что занос – это одна из основных причин ДТП с тяжелыми последствиями. Мокрое, грязное или скользкое дорожное покрытие, неожиданный крутой поворот или внезапно появившееся на дороге препятствие, вынуждающее водителя прибегнуть к резкому маневру, могут привести к потере контроля над автомобилем. ESP же может распознать угрозу заноса еще на начальной стадии и обеспечить стабилизацию автомобиля (в рамках законов физики, конечно). Многочисленные международные исследования, проведенные автопроизводителями и независимыми исследовательскими институтами, доказали, что ESP внесла и продолжает вносить неоценимый вклад в повышение безопасности. При 100-процентном оснащении автомобилей программой электронной стабилизации, можно предотвратить до 80% всех ДТП, происходящих из-за заноса.

Автомобиль, не оснащенный ESP

Так как же работает система динамической стабилизации? Используя многочисленные датчики, она 25 раз в секунду (у разных производителей эта частота может отличаться) сравнивает угол поворота рулевого колеса с фактической траекторией движения. Если они различаются и создается угроза устойчивости автомобиля, ESP вмешивается мгновенно (в течение 20 мс, а то и меньше), уменьшая крутящий момент двигателя, чтобы вернуть автомобилю устойчивость. Если этого недостаточно, то система дополнительно притормаживает отдельные колеса, создавая, таким образом, необходимые силы противодействия, заставляющие автомобиль слушаться руля.

Автомобиль, оснащенный ESP

Например, если ESP определит, что автомобиль проходит поворот с недостаточной поворачиваемостью (т.е. когда сносит его переднюю ось), для стабилизации автомобиля система уменьшает обороты двигателя и притормаживает заднее колесо, движущееся по внутреннему радиусу поворота. Если же водителю требуется объехать внезапно возникшее препятствие, автомобилю угрожает избыточная поворачиваемость , то есть занос задней оси. Чтобы его предотвратить, система снизит крутящий момент двигателя и притормозит переднее колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота. Возникнет стабилизирующий момент, противодействующий избыточной поворачиваемости. В автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если таковой предусмотрен.

Система ESP была запущена в производство 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 «лосиный тест». Разразился скандал; продажи Mercedes-Benz А-класса были приостановлены. Перед инженерами компании встала задача: как, не перепроектируя заново автомобиль, решить проблему неустойчивости? Установка ESP спасла немцев от позора.

Наглядно принцип и эффективность работы системы стабилизации можно оценить благодаря видео компании Bosch (к сожалению, только на английском):

Кстати, если ваш автомобиль оснащен системой динамической стабилизации, то в нем автоматически присутствует антиблокировочная система тормозов (ABS) и противобуксовочная система, она же трекшн-контроль (TCS). ABS предотвращает блокировку колес, сохраняя управляемость и устойчивость автомобиля при торможении, а TCS предотвращает пробуксовку колес при старте с места или ускорении, обеспечивая оптимальную тягу. В то время как системы ABS и TCS регулируют продольную динамику автомобиля, ESP дополнительно оптимизирует поперечную динамику, что обеспечивает устойчивость во всех направлениях.

К тому же, с помощью системы стабилизации можно реализовать и другие полезные функции. Например, систему помощи при старте на подъеме (Hill Hold Control), предотвращающую откат автомобиль назад, а также систему адаптации к загрузке (Load Adaptive Control), адаптирующую работу ESP, ABS и TCS к фактической загрузке у легких грузовиков.

В 2013 году компания Bosch разработала экспериментальный вариант системы динамической стабилизации, настройки для которой можно скачивать из интернета. Система получила четыре режима работы – безопасный, спортивный, дрифт и пользовательский. В последнем случае водитель может самостоятельно изменить отклики рулевого управления и педали газа в зависимости от числа пассажиров, а также от состояния и температуры шин. А если случится оказия прохватить по гоночному треку, можно зайти в Интернет и скачать файл с настройками системы, оптимизированными под конкретную трассу.

По-умолчанию система динамической стабилизации в автомобиле всегда включена, однако многие автопроизводители дают возможность ее отключить. Хотя крайне редко снять «стабилизационный ошейник» можно полностью. В большинстве случаев под отключением ESP подразумевается деактивация трекшн-контроля, в то время как основные функции программы системы стабилизации в целях безопасности сохраняются.

Начинающие водители иногда задаются вопросом: отличается ли стиль вождения автомобиля без ESP и с наличием такой системы? Отвечаем – нет, не отличается. В обычных режимах езды работу системы стабилизации вы не заметите. Она вмешивается только тогда, когда ситуация становится критической, вытаскивая автомобиль из таких заносов, с которыми большинство водителей не справились бы. Это важнейшая из систем активной безопасности, которая обязательно должна быть в автомобиле и на которой нельзя экономить. Знайте также, что ESP не получится установить на автомобиль, если это изначально не предусмотрено в его конструкции.

Компоненты системы динамической стабилизации Bosch

Но мы все же предостерегаем вас от излишней доверчивости. ESP, безусловно, может многое, но она не в силах обмануть законы физики. И наличие в автомобиле системы стабилизации не избавляет водителя от необходимости постоянно совершенствовать свое мастерство.

Система динамической стабилизации

Система динамической стабилизации предназначена для контроля поперечной динамики автомобиля и предотвращение срыва автомобиля в занос и боковое скольжение посредством компьютерного управления моментами силы колес. 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.

1. Функции системы динамической стабилизации
2. Требования к системе динамической стабилизации
3. Принцип действия системы динамической стабилизации
4. Типичный маневр
   • Быстрое маневрирование и выруливание
     • Автомобиль без ESP
     • Автомобиль с ESP
5. Структура системы динамической стабилизации
   • Структура системы и управления
   • Оценка состояния движения
   • Контроллер поперечной динамики
   • Управление колесами при активном движении
   • Дополнительные функции поперечной динамики
6. Компоненты программы
   • Электронный блок управления
   • Гидравлический блок
   • Система контроля

Функции системы динамической стабилизации

Причиной большого числа ДТП является чело­веческий фактор. Даже при обычных условиях движения водитель и автомобиль могут достиг­нуть своих физических пределов вследствие, к примеру, неожиданного поворота дороги, вне­запно появившегося препятствия или непред­виденного изменения состояния дорожного покрытия. Увеличение скорости также может привести к потере водителем уверенного кон­троля над автомобилем, если силы поперечного ускорения, воздействующие на автомобиль, в такой ситуации достигнут уровня, требующего от водителя слишком больших усилий.

При резком изменении сцепления шин с до­рогой автомобиль внезапно начинает вести себя не так, как ожидает водитель, исходя из своего опыта. В таких экстремальных ситуациях води­тель зачастую уже не способен самостоятельно стабилизировать автомобиль; как правило, в состоянии паники он своими действиями лишь усугубляет потерю устойчивости. В результате образуется значительное расхождение между продольным движением автомобиля и его про­дольной осью (угол дрейфа β). Даже путем поворота рулевого колеса в противоположном направлении обычный водитель сможет само­стоятельно восстановить устойчивость лишь при угле дрейфа не более 8°.

Система динамической стабилизации (ESP) — именно под этим названием компания Bosch вывела на рынок свою систему управ­ления динамикой движения — вносит значи­тельный вклад в преодоление таких ситуаций, помогая водителю сохранить управляемость автомобиля в физических рабочих пределах. Датчики постоянно фиксируют поведение и водителя, и автомобиля. Путем сравнения фактического состояния с заданным, подхо­дящим к той или иной ситуации, в случае значительных расхождений система вмешивается в работу тормозной системы и силового агре­гата для стабилизации автомобиля (рис. «Боковая динамическая реакция легкового автомобиля с ESP» ).

Встроенная функциональность антиблокировочной системы (ABS) предотвращает блокиро­вание колес при нажатии на тормоз, в то время как аналогично интегрируемая система управ­ления тяговым усилием (TCS) предотвращает пробуксовывание колес при трогании с места и разгоне. ESP — это комплексная система, охва­тывающая возможности, выходящие далеко за рамки ABS и комбинации ABS и TCS. Эта си­стема предотвращает отклонение автомобиля от курса с заносом задней оси (избыточная поворачиваемость) или передней оси (недостаточ­ная поворачиваемость), автомобиль слушается руля в рамках физически возможного.

Система ESP базируется на испытанных и зарекомендовавших себя компонентах систем ABS и TCS. Таким образом, можно активно тормозить воздействуя на отдельные колеса с высоким уровнем динамической реакции. На крутящий момент двигателя и, соответственно, тягу и пробуксовывание колес можно повлиять с помощью системы управления двигателем. Эти системы сообщаются между собой, к примеру, по шине CAN.

Требования к системе динамической стабилизации

Система динамической стабилизации (ESP) помогает повысить безопасность дорож­ного движения. Она улучшает поведение автомобиля на дороге в рамках физически возможного. Реакция автомобиля остается предсказуемой для водителя, и автомобиль становится более управляемым в критиче­ских ситуациях.

В рамках физических возможностей авто­мобиля курсовая устойчивость автомобиля улучшается во всех состояниях — при полном и частичном торможении, движении нака­том, разгоне, обгоне и изменениях нагрузки, а также, к примеру, в случае экстремальных маневров (при панической реакции). Значи­тельно снижается риск заноса.

В ряде ситуаций эффективность торможе­ния достигается путем использования тяговых характеристик при вмешательстве ABS и TCS, и когда активировано управление тяговым крутящим моментом двигателя (автоматиче­ское увеличение оборотов двигателя для по­давления избыточного тормозного момента двигателя). Это приводит к сокращению тор­мозного пути и увеличению тяги, улучшению устойчивости и повышению уровня чувстви­тельности рулевого управления.

Некорректные вмешательства систем мо­гут сказаться на безопасности. Комплексная концепция безопасности обеспечивает своев­ременное обнаружение всех неисправностей, которых не удается избежать, и система ESP полностью или частично отключается в за­висимости от типа неисправности.

Многочисленные исследования показали, что ESP значительно снижает количество ДТП, вызванных зано­сом, и уровень смертности в ДТП. Как след­ствие, оснащение автомобилей системой ESP стало обязательным в США и Канаде с сентя­бря 2011 года. В Евросоюзе (ЕС), все новые легковые автомобили и легкие грузовики должны оснащаться системой ESP с ноября 2011 года (неотъемлемая часть ECE-R 13Н). Для остальных новых автомобилей установ­лен переходный период до конца 2014 года. В других регионах, например, в Японии и Австралии, также будут вводиться такие тре­бования.