Система стабилизации esp что это такое и как работает

Принцип работы системы динамической стабилизации (ESP)

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?

Содержание:

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

Блок ESP

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.

Автомобиль без ESP

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.

Автомобиль с ЕСП

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

Занос машины с ESP и без него

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

Устройство ESP

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.

Система ESP: куда мы катимся

Прошло всего пара десятков лет с момента появления первой системы электронной стабилизации, а на рынке уже хорошо себя зарекомендовала ESP девятого поколения.

ЭВОЛЮЦИЯ ESP

ESP-Evolution für Pressebild 10’2014_dt und engl.ai

Для начала давайте вернемся в далекий 1978 год. Тогда впервые на автомобиле стали серийно устанавливать систему ABS (антиблокировочную систему), не позволявшую колесу во время торможения полностью блокироваться. Тем самым водитель получал возможность контролировать траекторию движения. Трудно оценить всю важность и необходимость этой системы, но тот, кто хоть раз в жизни, тормозя «в пол», пересекал четыре полосы по диагонали, не имея возможности корректировать направление движения, пользу ABS осознает в полной мере.

Прошло еще 8 лет, и на машины стали устанавливать систему TCS (Traction Control System) — противобуксовочную тормозную систему. Она предотвращает пробуксовку колес при старте. Эти системы, ABS и TCS, используют одни и те же датчики и исполнительные механизмы, разница лишь в программном обеспечении. И наконец, в 1995 году появляется первая программа стабилизации ESP. Электроника стала контролировать не только блокировку и пробуксовку колес, но и поворот автомобиля вокруг вертикальной оси — инженеры смогли обуздать занос автомобиля. Причем если первая ESP состояла из 11 элементов, то в современной системе стабилизации их всего четыре.

bosch2

Основная задача этой системы — автомобиль должен ехать туда, куда повернут руль, при этом занос и рысканье исключаются. Работает она так: водитель с помощью руля задает траекторию движения, датчик угла поворота передает данные в блок управления, наряду с ними туда поступает информация от датчиков ABS, ускорения и углового вращения кузова. Два последних сейчас объединены в один корпус и размещаются непосредственно на гидроблоке. Это проще, дешевле и надежнее.

2. Стоит ли переплачивать за ESP при покупке нового автомобиля?

Начиная с середины 2014 года все новые автомобили, выпускающиеся в Европе, должны иметь в базовой комплектации ESP. У нас пока все не так строго: новые автомобили, которые впервые получают омологацию, должны быть оборудованы этой системой, а если на них лишь продлевают сертификат, ее наличие необязательно.

Надо учитывать, что если вам необходимы различные помощники, такие как система помощи при троганье в гору, имитация блокировки дифференциала, ассистент парковки и т.д., то без электронной стабилизации не обойтись.

Тем, кто не хочет ездить с «электронным ошейником», можно посоветовать выбрать старую добрую классику (до 1995 года), но найти такой автомобиль в хорошем состоянии нынче весьма проблематично. Еще лучше купить новый, но с отключаемой системой ESP. В качестве примера можно привести модель MiTo компании Alfa Romeo. В зависимости от настроения и условий движения можно выбрать одну из трех базовых настроек. Dynamic — самая агрессивная, система безопасности срабатывает в последний момент, позволяя получить полное наслаждение от вождения. Режим All Weather заточен на безопасность, все электронные помощники срабатывают быстро и по максимуму. Natural — промежуточная настройка, предназначенная для повседневной езды.

3. Можно ли дооснастить автомобиль, оборудованный ABS, системой ESP?

bosch-1

4. Есть ли различия между системами ESP, которые устанавливаются на автомобили разных классов?

5. Как будут развиваться системы безопасности в ближайшем будущем?

Для этого есть практически все необходимые предпосылки и наработки. Уже созданы прототипы, которые могут без участия водителя двигаться в обычном потоке машин, совершать различные маневры и довозить пассажиров до конечного пункта. Но такие автомобили, во-первых, очень дороги, во-вторых, пока не вполне надежны.

Вначале автопилот будет работать на автотрассах, затем постепенно будет использоваться на обычных дорогах в городах. Правда, для этого надо решить ряд проблем.

Датчики, обеспечивающие анализ окружения на 360 0

По сути требуется создать систему, которая будет анализировать окружающую обстановку и выдавать правильное решение. Первый шаг уже сделан: активный круиз-контроль использует радиолокационные и видеодатчики для отслеживания дорожной ситуации впереди автомобиля.

1-UBK-20781

Резервная архитектура системы

Автомобиль в ближайшее время станет намного безопаснее, у него, как и у современных самолетов, появятся различные дублирующие друг друга системы. Это, в первую очередь, необходимо для того, чтобы внезапный выход из строя одной из систем не привел к аварии.

Специалисты Bosch уже разработали технологию резервной тормозной системы. Электромеханический усилитель тормозов iBooster и ESP (электронная система курсовой устойчивости) позволяют остановить автомобиль независимо друг от друга.

Высокоточные картографические данные

Сейчас точность позиционирования современных систем навигации лежит в пределах одного метра. Для безопасного автопилота точность надо поднять как минимум раз в десять. Кроме этого актуализация карт должна происходить чаще. Наша привычка установить новые знаки на время ремонта дороги, а потом забыть их убрать может свести с ума кибернетический мозг автомобиля. Например, когда видеокамера зафиксирует «кирпич», а навигация определит дорогу как одностороннюю. Куда тогда двигаться? Ведь запрет нарушать правила дорожного движения будет основным у искусственного интеллекта.

Мы перечислили только три проблемы, в то время как на пути к созданию автопилота их десятки! И все-таки есть надежда, что лет через десять мы сможем выехать рано утром на дачу на «умном» автомобиле, а по дороге спокойно поспать еще в кресле водителя.

Предназначение и принцип работы системы ESP

Конкуренция между производителями вынуждает их заниматься усовершенствованием своих автомобилей, делать их более безопасными, внедрять новые системы. Это привлекает потребителей к продвинутым моделям, повышается спрос на них. Одним из подобных внедрений стала Electronic Stability Program, система динамической стабилизации. Рассмотрим, что такое ESP.

Это продукт разработки известного немецкого концерна Daimler-Benz. Патент на нее был получен в 1959 году, но из-за технического несовершенства ее внедрение в серийное производство было отложено до 1995 года. Первым полигоном для испытания ESP стало элитное купе «Mercedes» 600 CL.

Причиной для установки этой системы стали большие размеры этого «мерса» по высоте. На поворотах при высокой скорости движения у машины возрастала вероятность попадания в занос. Использование системы динамической стабилизации позволило добиться желаемого результата: безопасность движения существенно улучшилась.

Что это – ESP?

Появление системы обусловлено развитием электронной промышленности, так как ее работа основана на управлении курсовой устойчивости авто подобным блоком. Сейчас прогресс дошел до такого уровня, что установка ESP считается обычным делом для всех автомобилей, в том числе и машин бюджетного сегмента. В первое же время ею могли похвастаться только авто премиального класса.

Расскажем на примере популярных брендов, как может быть зашифрована система:

DTSC – в автомобилях «Volvo»;
ESC – известных азиатских марках «Kia», «Huyndai», «Honda»;
VSA – японской «Acura»;
DSC – «BMW», «Jaguar», «Land Rover»;
VSC – «Toyota»;
VDC – «Nissan», «Infiniti», «Subaru».

Вне зависимости от аббревиатуры суть ее не меняется. Она следит за выбранным курсом движения автомобиля и предотвращает возможные негативные явления.

Во время движения по дороге возникают факторы, которые могут изменить курс машины. Это:

– перестройка между рядами;

– возникновение экстремальных ситуаций.

В этих случаях возрастает вероятность, особенно на мокрой или скользкой дороге, попадания в занос. Это чревато созданием аварийной ситуации, получением травм водителем и пассажирами, серьезными повреждениями машины.

Электронные «мозги» автомобиля при помощи датчиков внимательно следят за изменением направления движения и влияния поперечных сил на транспортное средство. При получении информации, что машина выходит за рамки дозволенных параметров, ЭБУ дает команду на механизмы трансмиссии, которая выравнивает колеса в нужном положении.

Устройство и принцип работы ESP

Система динамической стабилизации или, как ее еще называют, курсовой устойчивости, состоит из электронного блока управления и датчиков. Последних – несколько.

Они установлены на передней и задней оси автомобиля:

G-сенсор (поперечного ускорения).
Угловой скорости.
Скорости вращения колес (входят в систему ABS).
Давления жидкости в системе торможения.
Расположения руля.

Помимо антиблокировочной системы колес (ABS), ESP активно взаимодействует с противопробуксовочным блоком (ASR), устройствами распределения тормозных усилий (EBD) и блокировки дифференциала (EDS). Все они являются частями единой системы активной безопасности автомобиля.

Получив тревожную информацию от датчиков, ЭБУ раздает команды для приведения в работу вспомогательных устройств. ESP выполняет крайне важную работу, о которой водитель порой не догадывается: автомобиль сохраняет курсовую устойчивость, продолжает нормальное движение.

Механизм исполнения

Вопрос: зачем нужна эта система – сейчас не стоит даже у скептиков. Своей работой она доказала свою эффективность. ESP самостоятельно определяет: работу какого из колес машины нужно стабилизировать. Это может быть левое или правое, переднее или заднее, одно или несколько колес.

Рассмотрим ситуацию. При прохождении правого поворота из-за большой скорости передние колеса попали в занос. Чтобы выровнять положение, умное устройство притормаживает заднее, ближнее к повороту, колесо, добиваясь попадания в поворотный радиус колес передней оси. В это же время подается команда на снижение оборотов мотора. Если в занос на подобном повороте попала задняя ось авто, то аналогичные действия происходят с передним левым колесом.

Противозаносная система, народное название технического термина, обладает следующим алгоритмом работы:

Датчики передают информацию о критическом изменении параметров в электронный блок управления.
ЭБУ отправляет команду на то колесо, которое необходимо притормозить.
Гидроблок ABS повышает давление жидкости в этой части тормозной системы.
Одновременно передается сигнал о снижении подачи горючего, тем самым замедляя движение автомобиля и уменьшая скорость вращения колес.

Комплекс этих мер безопасности позволяет выправить ситуацию, предотвратить занос. Система курсовой устойчивости эффективно работает как с механической КПП, так и «автоматом». В последнем случае оно изменяет режим движения, «заставляет» переключаться АКПП на низшую передачу.

ESP действует в любой фазе движения. Это может быть: торможение, движение накатом, старт и т. д. Ее реакция на появление нестандартной ситуации мгновенная – 20 мс. Система успевает сработать на различной скорости движения автомобиля при любой передаче.