Как работает ESP

Как работает ESP.

Система курсовой стабилизации представляет из себя небольшой блок, который устанавливается в подкапотном пространстве и связывается с блоком управления двигателем, блоком антиблокировочной, антипробуксовочной системы и другими помощниками водителя, которые установлены в автомобиле.

Блок управления системы ESP получает сведения со всех датчиков, которые установлены на авто: это датчики скорости вращения колес, датчики давления в тормозной системе, датчики оборотов двигателя, угла поворота руля, угловой скорости и угла поворота автомобиля относительно вертикальной оси.

Все сведения обрабатываются и сверяются с поведением автомобиля, которое заложено в программе, если блок управления обнаруживает угрозу поперечного скольжения или заноса автомобиля, начинается корректировка движения по средствам авнтиблокировочных и антипробуксовочных систем. Если на машине установлена автоматическая коробка передач, то система курсовой устойчивости на некоторых моделях может быть подключена и к ней, тогда кроме всего прочего, автомат будет при необходимости сам переключаться на пониженную передачу.

Таким образом, траектория движения автомобиля выравнивается и максимально приближается к намеченной водителем.

Несмотря на воздействие системой ESP на двигатель и автоматическую трансмиссию, нагрузка на них в ситуациях, близких к потере управления не увеличивается, а наоборот нормализуется путем перераспределения крутящего момента.

1. На заметку: как работает ESP.
Для управления системой стабилизации (иными словами - система курсовой устойчивости автомобиля) существует специальная панель. Как она работает? На ней расположены датчики, которые анализируют ход движения автомобиля, основываясь на перемещении руля и педали акселератора. Встроенный компьютер получает информацию даже о возможности заноса и боковом ускорении, и все благодаря тем же датчикам. В случае аварийной ситуации, когда водитель не может правильно сориентироваться, ESP займет почетное место у руля. Что произойдет? Колеса замедлят ход (оба или одно, зависит от необходимости), подача топлива в инжектор будет ограничена, в результате чего двигатель медленно, но уверенно остановит работу.

Электронный блок управления и ABS (антиблокировочная система) разработаны так, чтобы пассажиры и сам водитель автомобиля были максимально защищены от любых неприятностей в пути.

Как работает ESP

E SP (Electronic Stability Program) — самая распространённая из множества существующих на сегодняшний день аббревиатур, обозначающих одно и то же: систему динамической стабилизации автомобиля. В зависимости от производителя буквы в названии этой системы могут быть разными — ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC, но суть везде едина: в опасных ситуациях эта 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».

Прообраз ESP под названием «Управляющее устройство» был запатентован ещё в 1959 году компанией Daimler-Benz, но реально воплотить её удалось лишь в 1994 году. С 1995 года система стала серийно устанавливаться на купе Mercedes-Benz CL 600, 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: систему ESP можно обнаружить даже в относительно недорогом новом Volkswagen Polo. Так как же она работает?

Современная ESP взаимосвязана с ABS, 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); датчика положения рулевого колеса; датчика 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 поведение автомобиля отличается от расчётного, контроллер понимает это как возникновение опасной ситуации и стремится исправить её.

Вернуть автомобиль на нужный курс система может, давая команду на выборочное подтормаживание одного или нескольких колёс. Какое из них надо замедлить (переднее колесо 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.

Этот рисунок наглядно иллюстрирует ситуацию, когда водитель превысил максимальную скорость вхождения в поворот, и начался занос (или снос). Красная линия — это траектория движения машины без ESP. Если её водитель начнёт тормозить, у него есть серьёзный шанс развернуться, а если нет — то улететь с дороги. ESP же выборочно подтормозит нужные колёса так, чтобы автомобиль остался на нужной траектории.

Система работает всегда, в любых режимах движения: при разгоне, торможении, движении накатом. А алгоритм срабатывания системы 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 подаётся команда на уменьшение подачи топлива. Если этого оказалось недостаточно, посредством АБС притормаживается внешнее переднее колесо. И так далее, в соответствии с программой.

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

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.

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.

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 полное 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 не беспредельны. 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.

Электронная система курсовой устойчивости (ESP, ESC, ASMS, DSC, FRD, VSA, VSC) ESP (буквально ESP — это аббревиатура от Electronic Stability Program — «программа электронной стабилизации») значительно снижает риск попадания автомобиля в занос или снос в критических ситуациях. Например, когда превышена допустимая скорость в повороте, при перестроении или при манёврах на скользком покрытии. В большинстве случаев ограждает машину от потери курсовой устойчивости при ошибке водителя, в самом начале развития заноса или сноса выборочно подтормаживая одно из четырёх колёс и (или) уменьшая подачу топлива в двигатель (эта же система выполняет и функцию противобуксовочной, при разгоне). Тем не менее, законы физики или целенаправленные действия водителя ESP победить не сможет. Так что при очень значительном превышении безопасной скорости прохождения поворота или чрезмерно резком вращении руля, электроника полностью занос предотвратить не в состоянии. Чудес, как известно, не бывает.

История создания
Система ESP была создана в 1995 году, но громко заявить о себе ей удалось только через два года, когда дебютировал первый компактный Mercedes-Benz А-класса. При его проектировании были допущены серьезные ошибки, которые привели к тому, что новая модель имела склонность к опрокидыванию даже не на очень высокой скорости при выполнении маневров типа «переставка» («лосиный» тест, объезд препятствия).
В Европе, давно помешанной (в хорошем смысле) на безопасности, разразился настоящий скандал. Продажи автомобилей Mercedes-Benz А-класса были приостановлены, а уже проданные машины - отозваны для устранения недостатков. Перед инженерами компании Daimler-Benz встала непростая 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 на автомобили Mercedes-Benz А-класса соответствующим образом настроенной системы ESP.
Главный контроллер ESP - это пара микропроцессоров, каждый из которых имеет по 56 Кбайт памяти. Система позволяет, например, считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес с 20 миллисекундным интервалом. Помимо А-класса, система ESP является стандартным оборудованием для Mercedes S-класса, E-класса и других. На автомобилях фирмы DaimlerChrysler применяются системы ESP от лидера в данной области - фирмы Bosch. Системы ESP производства Bosch используют также фирмы BMW, Volkswagen, Audi, Porsche и другие.

Электронная программа стабилизации или, как ее обычно называют, система стабилизации движения. Срабатывает ESP в опасных ситуациях, когда возможна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. Путем притормаживания отдельных колес система стабилизирует движение. Она вступает в работу, когда, например, из-за большой скорости при прохождении правого поворота передние колеса сносит с заданной траектории в направлении действия сил инерции, т.е. по радиусу большему, чем радиус поворота. ESP в этом случае притормаживает заднее колесо, идущее по внутреннему радиусу поворота, придавая автомобилю большую поворачиваемость и направляя его в поворот. Одновременно с притормаживанием колес ESP снижает обороты двигателя. Если при прохождении поворота происходит занос задней части автомобиля, ESP активизирует тормоз левого переднего колеса, идущего по наружному радиусу поворота. Таким образом, появляется момент противовращения, исключающий боковой занос. Когда скользят все четыре колеса, ESP самостоятельно решает, тормозные механизмы каких колес должны вступить в работу. Время реакции ESP - 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.
Безусловно, ESP высокоэффективная система. Однако, в действительности ее возможности ограничены. Причиной этого являются законы физики, изменить которые электроника не в силах. Поэтому если радиус поворота слишком мал или скорость в повороте превышает разумные границы, даже самая совершенная программа стабилизации движения здесь не поможет.