Как работает система стабилизации. Как функционирует электронная система стабилизации (ESP) в автомобиле? Что обеспечивает ESP

Electronic Stability Program (ESP) – наиболее распространенное имя, которое получила система курсовой устойчивости автомобиля. Также вы можете встретить следующие аббревиатуры: DSC (Dynamic Stability Control), VSA (Vehicle Stability Assist), ESC (Electronic Stability Control), VSC (Vehicle Stability Control).

Наименование зависит от концерна-изготовителя. В своей основе все указанные системы имею единый принцип.

Роль в движении

Разработанная в 1959 компанией Mercedes-Benz и впервые установленная 1995, ESP стала логическим продолжением развития активных систем безопасности. Электронный контроль устойчивости был бы невозможен без и TCS (система препятствования пробуксовки ведущей оси). Последние использовали смежные датчики и исполнительные устройства.

Новшество ESP заключалось в контроле над углом поворота автомобиля вокруг своей оси. Иными словами, электроника смогла распознавать снос и занос автомобиля. Система курсовой устойчивости помогает водителю вернуть контроль над автомобилем.

Составные части

ESP в себя включает следующие компоненты:

• датчики скорости вращения каждого из колес. Обычные для всех современных автомобилей датчики ABS, принцип работы которых основан на эффекте Холла;
• датчик скорости и угла поворота авто вокруг своей оси. Современные системы вмещают датчик угла поворота вокруг оси и контроллер ускорения этого самого вращения в одном корпусе;
• гидравлический блок системы контроля тормозных усилий, который при необходимости может зажимать/отпускать тормозные диски определенного колеса.
• контроллер угла поворота рулевого колеса;
• электронный блок управления, который обрабатывает полученные сигналы и управляет исполнительными устройствами.

Система стабилизации взаимодействует со многими другими помощниками:

• ABS – предотвращение блокировки колес при торможении;
• EBD – контроль распределения тормозных усилий, оценивающий сцепные свойства покрытия каждого из колес;
• EDS – принудительная блокировка дифференциала с электронным управлением;
• ASR – контроль тяговых усилий. Позволяет избежать пробуксовки колес ведущей оси.

Для более наглядного примера предлагаем посмотреть видео.

Принцип действия

Все вышеперечисленные составляющие помогают электронике понять, когда начинается занос авто, а также корректировать поведение автомобиля в зависимости от манипуляций, совершаемых водителем.

Отклонение положения органов управления авто от фактических параметров движения автомобиля, провоцирует немедленное вмешательство Electronic Stability Program. К примеру, угол поворота колес невелик, но скорость поперечного ускорения и угол поворота вокруг оси значительно превышают показатели, которые характерны для безопасных повадок авто при заданных параметрах рулевого управления. Таким упрощенным способом можно описать способ, каким ESP определяет развитие заноса.

Система курсовой устойчивости подтормаживает определенные колеса либо ослабляет тормозное усилие, если водитель, испугавшись, вдавливает тормозную педаль в пол; влияет на работу двигателя, не давая ведущей оси усугубить ситуацию.

Главное призвание ЕСП в том, чтобы предупредить начало либо усугубление заноса автомобиля. Все эти манипуляции помогают выпрямить траекторию и сохранить контроль над машиной.

Конкретный пример

Рассмотрим, как работает система, на примере ситуации, в которой электронный контроль устойчивости помогает стабилизировать авто.

Параметры при избыточной поворачиваемости (занос):

• задняя ось стремится обогнать передние колеса. Задняя ось скользит по направлению к внешней дуге поворота;
• скорость скольжения большая.

Стабилизация происходит за счет торможения переднего колеса внешнего радиуса.

Параметры недостаточной поворачиваемости (снос):

• передняя ось скользит по направлению к внешней дуге поворота;
• скорость рысканья невысока;

Стабилизация происходит за счет торможения заднего колеса, проходящего по внутреннему радиусу.

Разумеется, описанный алгоритм слишком упрощен. Электронный блок управления получает информацию от различных датчиков по несколько десятков раз в секунду, незамедлительно реагирует сигналами к исполнительным устройствам, постоянно ориентируясь на изменяющиеся условия движения.

Видео работы системы курсовой устойчивости автомобиля поможет оценить всю пользу помощника.

Омологация

Авто стран ЕС, выпущенные со второй половины 2014, обязаны иметь ESP в минимальной комплектации. Отечественное законодательство предполагает подобное правило лишь в случае сертификации выпуска нового авто. Продление омологации не обязывает к внесению нововведений. Поэтому для большинства машин столь полезный помощник доступен лишь за дополнительную плату.

Установка своими руками

Вы можете самостоятельно дооснастить свой автомобиль ESP. Необходимые комплектующие рассмотрим на примере Opel Astra J 1,6Т 2010 г. в.

Вам потребуются:

• блок управления ABS/ESP, крепления в виде кронштейна для установки на штатное место;
• СИМ-модуль;
• датчик рысканья (еще одно название контроллера поперечного ускорения и осевого вращения), крепежный элемент;
• штекер.

Если вы знаете месторасположения всех элементов и умеете прокачивать тормозную систему, установка своими руками не покажется вам сложной задачей. Учтите, что такое внесение изменений необходимо прописать программно. Для этого необходим сканер и специальное программное обеспечение. Это, пожалуй, самый сложный пункт во всем процессе инсталляции.

Характерные неисправности

О поломке ESP в вашем авто будет сигнализировать соответствующий контрольный указатель на приборной панели. Причины, по которым ESP не работает, может быть несколько:

• обрыв цепи (наиболее характерно для датчиков скорости);
• неисправности блока управления;
• датчик тормозного усилия;
• щетки блока ESP и прочие.

Первым делом необходимо провести компьютерную диагностику.

Враг или помощник

Стоит признать, что в некоторых ситуациях Electronic Stability Program может навредить. Но процент подобных случаев настолько мал, что это никоим образом не умаляет заслуги ЕСП.

Некоторые водители называют систему не помощником, а электронным «ошейником». Поскольку система всячески пресекает любые попытки «хулиганства» за рулем. Во многих машинах контроль курсовой устойчивости действительно нельзя отключить (разве что только отсутствием предохранителя, но мы вам этого не говорили!).

Порой это препятствует полной реализации мощности автомобиля на скользких покрытиях бездорожья, но в некоторых машинах Electronic Stability Program помогает реализовать электронную имитацию блокировок, что положительно сказывается на преодолении препятствий с диагональным вывешиванием.

Активные системы безопасности в автомобиле сегодня стали важнейшим разделом комплектации машины. При покупке транспорта потенциальный владелец сразу осматривает зону комфорта и безопасности в оснащении, чтобы сделать выбор в пользу более надежного авто. Одна из систем активной безопасности - ESP - является важнейшим дополнением к современному автомобилю, которая помогает улучшить курсовую устойчивость.

Система курсовой устойчивости может полноценно работать только с наличием ABS, а желательно также EBD. В управлении курсовой устойчивости находятся фактически все функции автомобиля, так что при возникновении критической ситуации с заносом данный модуль позволяет избежать неконтролируемой поездки машины.

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.

Статистика использования ESP на автомобилях

Когда все современные автомобилисты уже знают, что такое ESP, стоит ли брать комплектацию с этой функцией и переплачивать за машину при покупке, наступает время поговорить о реальной пользе данной системы. Главной задачей любой функции активной или пассивной безопасности машины является предотвращение возможных ДТП, которые зачастую случаются при потере контроля управления.

Именно эту задачу ставили перед своими разработками создатели системы ESP для автомобилей. С помощью невероятно чувствительных датчиков модуль реагирует за 20 миллисекунд и включает все необходимые устройства для предотвращения заноса. Это подтверждается многими данными статистики:

• количество ДТП в зимнее время на автомобилях с ESP уменьшилось практически вдвое;
• страховые компании в США и Европе начали практику снижения стоимости страховки для машин с такой системой;
• производители вкладывают все больше средств на усовершенствование данной функции;
• не так давно система ESP успешно перекочевала в спортивные авто, хотя ее особенности противоречат спорту.

Конечно, самые видимые плюсы от использования данной технологии получат начинающие водители, которые еще не имеют достаточно опыта и практики для выхода из сложных дорожных ситуаций. Раньше и функция ABS считалась исключительно прерогативой начинающих водителей, но сегодня в некоторых странах без использования этого помощника при торможении продажа новых авто запрещена.

Подводим итоги

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.

Оснащение современного автомобиля делает процесс управления простым. В то же время нельзя сказать, что это уж слишком легкое дело. Требуется учитывать много нюансов, чтобы не оказаться на обочине не только дороги, но и жизни. Важны дорожные изгибы, погодные условия, опыт вождения и многое другое. Автомобиль способен вести себя на дороге непредсказуемо. Утрата контроля может спровоцировать аварию. Как предотвратить такое развитие событий?

Это можно сделать с помощью ESP. Под этой аббревиатурой скрывается система, обеспечивающая курсовую устойчивость. С позиции английского языка расшифровывается так: Electronic Stability Program.

Что такое ESP

Под ней понимается система безопасности, которая посредством компьютера управляет автомобилем в нестандартных ситуациях. Если автомобиль теряет устойчивость на дороге, то есть начинает выписывать опасную траекторию, то его положение принудительно выравнивается.

ESP не является единым обозначением систем динамической стабилизации. Перед нами популярная торговая марка и не более. Поэтому будем рассматривать именно ее. Хотя своя популярность есть и у других подобных систем, например, ESC и DSC.

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

Сама по себе ESP не способна выполнять возложенные на нее задачи. В помощь требуются электронные датчики. Обработкой поступающих от них сигналов занимается специальный блок. Электроника вовремя информирует систему о неадекватном поведении автомобиля, что дает возможность вернуть контроль над транспортным средством.

Перечень составных элементов формируется за счет:

• основного блока, предназначенного для обработки сигналов от датчиков и управления конкретными устройствами;
• датчиков, фиксирующих, с какой скоростью вращается каждое колесо;
• датчиков, измеряющих скорость и отклонение транспортного средства по оси. Датчики этого вида находятся внутри одного корпуса;
• контроллера, способного определить, как рулевое колесо изменяет угол поворота;
• гидравлического блока, инициирующего тормозные усилия.

К помощникам также относят следующие системы:

• ABS – исключение вероятности блокировки колес во время торможения;
• EBD – распределение усилий при управлении тормозными дисками;
• ASR – контроль того, насколько проскальзывают колеса, с последующим перераспределением крутящего момента. Исключается пробуксовка;
• EDS – дополнение к ASR. Блокировка дифференциального механизма.

Как это работает

Курсовая стабилизация посредством ESP невозможна без ABS. Антиблокировочная система – это важный момент корректировки поведения автомобиля. Процесс стабилизации также обеспечивается за счет функциональности антипробуксовочной системы и блока, способного изменять режим работы двигателя.

ESP определяет развитие заноса по нескольким параметрам. Например, при малом угле поворота колес может фиксироваться превышение поперечного ускорения и значительное изменение угла поворота транспортного средства. Это выходит за рамки «правильной езды», поэтому система начинает действовать.

На практике происходит подтормаживание конкретных колес или ослабление тормозного усилия. Гидромодулятор изменяет состояние тормозной системы в части ее давления. Работа силового агрегата корректируется. Блок-контроллер сокращает подачу топлива, что уменьшает крутящий момент, передающийся на колеса. В результате машине придается прежняя траектория.

В структуре имеется главный блок, принимающий и обрабатывающий информацию, поступающую от датчиков. Под такой информацией понимается несколько моментов: с какой скоростью вращаются колеса, в каком положении руль и насколько давление в тормозной системе соответствует норме. На основе подобных данных ESP принимает решение, как ей действовать. При этом наиболее важны сигналы от двух датчиков, считывающих поперечное ускорение и угловую скорость.

Рассмотрим на примере упрощенную схему того, как происходит курсовая стабилизация.

Занос

На блок-контроллер поступают данные:

• задняя ось начинает смещаться по тому направлению, куда заносит;
• величина скорости скольжения выходит за рамки допустимых значений.

Если вы опытный водитель, то поддадите газу и постараетесь выйти из заноса. Ключевое слово здесь «опытный», но за рулем в большинстве своем оказываются те, кто не был в подобных ситуациях. Они могут растеряться. Также стоит учитывать невнимательность. Именно здесь и возникает необходимость в ESP.

Система возвращает автомобиль на прежний курс с помощью торможения переднего колеса с внешней стороны.

Снос

Датчики сигнализируют о нестандартном поведении транспортного средства:

• фиксируется смещение передней оси по такому направлению, как внешняя сторона поворота;
• скорость рысканья определяется как небольшая.

Система стабилизирует автомобиль, что достигается торможением заднего колеса с внутренней стороны.

Обязательность наличия ESP

Эксплуатируемые в странах ЕС автомобили оснащаются ESP, что узаконено с 2014 года. Это обязательно для минимальной комплектации. Что касается России, то такое правило также имеется, но оно действует лишь при сертификации новых авто. Для остальных машин усовершенствование этого плана возможно только за дополнительную плату.

Самостоятельная установка

При желании и определенном умении можно установить ESP самому. Для этого необходимо знать, какие элементы системы нужны, куда они устанавливаются, как использовать сканер и соответствующее ПО. В остальном надо будет приобрести:

• блок-контроллер;
• СИМ-модуль;
• датчик рысканья;
• штекер.

Неисправности

Сигнал о том, что ESP вышла из строя, поступает на приборную панель, где имеется контрольный указатель. Такая ситуация возможна в результате:

• поломки блок-контроллера;
• обрыва цепи, что преимущественно происходит с датчиками скорости;
• выхода из строя датчика тормозного усилия и т. д.

В любом случае надо вовремя реагировать на сигнал неисправности. Для конкретизации проблемы требуется проведение компьютерной диагностики.

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.

Видео

Electronic Stability Program – система динамической стабилизации автомобиля, предотвращающая развитие заноса либо минимизирующая его. Даже если автомобиль не удастся оставить на дороге, то о преграду он ударится передним бампером, и, таким образом, спасет жизнь пассажиров.

ESP играет огромную роль с точки зрения безопасности автомобиля. Но не стоит забывать, что возможности ESP не беспредельны – законы физики не обойдешь, и все возможные ситуации на дороге предвидеть невозможно. Каждый водитель должен помнить, что ESP не освобождает его от обязанности аккуратного вождения и соблюдения ПДД.

Попробуем вместе в этом разобраться.

Массовое внедрение систем контроля курсовой устойчивости началось в конце 90-х годов прошлого века. В то же время произошёл один из самых скандальных случаев в истории компании Mercedes, когда представленный осенью 1997 года новый А-класс (без системы стабилизации) позорно перевернулся на прохождении «лосиного теста». Именно этот случай в какой-то мере стал толчком к массовому оснащению автомобилей системами электронной стабилизации.

Первое время система предлагалась в качестве опции на автомобилях представительского и бизнес-класса. Затем она стала более доступной и для более компактных бюджетных автомобилей. В настоящее время система электронного контроля устойчивости является обязательной (в Европе, США, Канаде и Австралии) для всех новых легковых автомобилей начиная с осени 2011 года. А с 2014 года абсолютно все продаваемые автомобили должны быть оборудованы системой ESP.

Как работает ESP

Задача системы стабилизации помочь автомобилю двигаться в том направлении, куда повёрнуты передние колёса. В простейшем представлении система состоит из нескольких датчиков, контролирующих положение автомобиля в пространстве, электронного блока управления и насоса с раздельным управлением тормозными магистралями каждого колеса (он же используется для работы антиблокировочной системы ABS).

Четыре датчика на каждом колесе с частотой 25 раз в секунду отслеживают скорости вращения колёс, датчик на рулевой колонке определяет угол поворота рулевого колеса, и еще один датчик расположен максимально близко к осевому центру автомобиля - Yaw sensor, фиксирующий вращение вокруг вертикальной оси (обычно это гироскоп, но в современных системах используются акселерометры).

Электронный блок сопоставляет данные о скорости вращения колёс и боковых ускорений с углом поворота рулевого колеса и если эти данные не совпадают, то происходит вмешательство в систему подачи топлива и тормозные магистрали. Важно понимать, что система стабилизации не знает и не может знать правильную траекторию движения , всё что она делает - пытается направить автомобиль в том направлении, куда водитель повернул руль. При этом система стабилизации способна сделать то, что физически не способен сделать ни один водитель - выборочное притормаживание отдельных колёс автомобиля. А ограничение подачи топлива используется для того, чтобы прекратить ускорение автомобиля и максимально быстро его стабилизировать.

Существует два основных случая отклонения автомобиля с намеченной траектории: снос (потеря сцепления с дорогой и боковое скольжение передних колёс автомобиля) и занос (потеря сцепления с дорогой и боковое скольжение задних колёс автомобиля). Снос возникает в том случае, когда водитель пытается выполнить манёвр на высокой скорости, и передние колёса теряют сцепление с дорогой, автомобиль прекращает реагировать на вращение рулевого колеса и продолжает двигаться прямо. В этом случае система стабилизации затормаживает заднее внутреннее к повороту колесо, тем самым удерживая автомобиль от сноса. Занос обычно возникает уже на выходе из поворота и преимущественно на заднеприводных автомобилях при резком нажатии на педаль газа, когда задняя ось поскальзывается и начинает двигаться наружу поворота. В этом случае система стабилизации затормаживает внешнее переднее колесо, тем самым гася начинающийся занос.

На самом деле для динамической стабилизации автомобиля используется выборочное торможение с различной интенсивностью не только одного колеса. В некоторых случаях используется торможение двух колёс одной стороны одновременно или даже трёх (кроме внешнего переднего).

Некоторые водители считают, что система стабилизации мешает им ездить, однако простейший эксперимент на ледовой трассе со среднестатистическим водителем за рулём показывает, что без системы стабилизации у него гораздо больше шансов вылететь с трассы, не говоря уже о том, что лучшее время он способен показать только при помощи со стороны электроники.

Если вы не имеете титула мастера спорта по авторалли и при этом уверены, что система стабилизации мешает вам ездить - значит вы просто не умеете ездить правильно и совершенно не знакомы с законами физики, балансом автомобиля и техникой управления автомобилем. А на дорогах общего пользования не существует ситуаций, где отсутствие системы стабилизации может помочь избежать аварии. Больше всего претензий к системе стабилизации у водителей, которые не понимают простой истины: Электроника пытается направить автомобиль в том направлении, куда повёрнуты передние колёса.

У разных автопроизводителей разные настройки чувствительности и скорости срабатывания системы стабилизации. Это в том числе связано с массой и габаритами автомобиля. Некоторые системы обладают крайне высокой чувствительностью, это сделано потому, что снос и занос проще всего погасить в самом начале, не дожидаясь критических углов отклонения автомобиля от траектории.

Система стабилизации будет лишней только в двух случаях - либо вы хотите эффектно покружиться волчком, либо вы мастер спорта и на гоночной трассе у вас стоит задача проехать как можно быстрее. В этом случае система стабилизации будет мешать использовать управляемый занос для доворота автомобиля (особенно при использовании техники смены скольжения с одной стороны на другую), а ограничение подачи топлива не позволит ускоряться в боковых скольжениях.

При этом даже включенная система стабилизации в разумных пределах позволяет скользить боком в управляемом заносе. Всё, что для этого нужно - не вращать руль в сторону заноса, т.к. это приведёт к моментальному вмешательству электроники (машина скользит в одну сторону, а поворачивая руль вы направляете её в другую). Если же на выходе из поворота вам надо ускориться, а система стабилизации ограничила подачу топлива, то просто поставьте руль прямо, реальное направление движения автомобиля совпадёт с требуемым и система стабилизации прекратит своё вмешательство. То есть необходимо просто ездить правильно, чтобы передние колёса всегда были направлены туда, куда реально едет автомобиль.

Но учиться правильно управлять автомобилем нужно с выключенной системой стабилизации , иначе у вас не будет навыков чтобы определить начало сноса или заноса, и соответственно правильно рассчитывать скорость при выполнении манёвров. Единственной возможностью в случае, если автопроизводитель не предусмотрел возможность отключения электроники штатными средствами - отключить один из датчиков скорости с любого колеса или предохранитель насоса ABS. При этом следует иметь ввиду, что вы также лишитесь антиблокировочной системы и системы распределения тормозных усилий по осям.

Система стабилизации не в силах изменить законы физики и она эффективна до тех пор, пока не достигнут предел сцепления шин с дорогой. Во всех остальных случаях она является главным элементом активной безопасности любого современного автомобиля.