Как работает ESP и как ей пользоваться. Это должен знать каждый водитель
Содержание:
Что такое ESP?
ESP (Electronic Stability Program) — это, если переводить дословно, «электронная программа стабилизации», однако более корректно — электронная система стабилизации. ESP также еще называют «противозаносной системой» или «системой курсовой устойчивости».
Главная задача ESP — контролировать поперечную динамику автомобиля и помогать водителю в критических ситуациях. Проще говоря, система стабилизации должна предотвращать занос и боковое скольжение автомобиля в случае его возникновения, а также помогать сохранять курсовую устойчивость, траекторию движения и стабилизировать положение автомобиля во время выполнения маневров на высокой скорости или скользком покрытии под колесами.
Первой систему стабилизации начала применять на своих моделях компания Mercedes-Benz, которая запатентовала ее в 1994-м. А год спустя, в 1995-м, ESP начали устанавливать на Mercedes-Benz S-Class Coupe. Позже она появилась на седане S-Class и на спорткаре SL. Затем ESP начала появляться и на других моделях марки, а позднее — и в активе остальных крупных автопроизводителей. Причем, многие из них патентовали для системы собственное товарное название. И, как правило, тоже в виде аббревиатуры. Так что система стабилизации у некоторых других производителей может называться ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC, однако ее суть и принцип действия от этого не меняется.
С ноября 2011 года ESP наряду с системой ABS стала одной из систем активной безопасности, которой в обязательном порядке должны быть оснащены все новые модели легковых и грузовых автомобилей, регистрируемые в Европейском Союзе. С ноября 2014 года этот закон без исключения распространяется на все новые автомобили. В России наличие ESP на грузовых автомобилях стало обязательным с 1 января 2016 года, а на легковых моделях — с 1 февраля 2017-го.
Как работает ESP?
Работа ESP взаимосвязана с тормозными механизмами автомобиля, ABS, а также с антипробуксовочной системой и электронным блоком управления двигателем. В своей работе ESP активно использует все эти компоненты, комплексно объединяя их действия и обеспечивая несколько контраварийных мер во время возникновения поперечной динамики или, проще говоря, неуправляемого скольжения задней оси автомобиля.
Фактически ESP состоит из микропроцессора (также называют электронным блоком управления), который постоянно обрабатывает сигналы, поступающие с датчиков скорости вращения колес, интегрированных в систему ABS, положения рулевого колеса и давления в тормозной системе.
Кроме того, на процессор поступает информация с двух других датчиков, которые измеряют угловую скорость относительно вертикальной оси и поперечные ускорения автомобиля. Они фиксируют внезапное боковое ускорение, которое является главным маркером скольжения, и, определив его величину, дают дальнейшие распоряжения системе. К этим данным также добавляется значение скорости, с которой движется автомобиль в этот момент, величина угла поворота руля, а также обороты коленчатого вала двигателя. Анализируя эти данные, ESP «понимает», что возник занос и далее дает команду на выборочное подтормаживание одного или нескольких колес автомобиля, исходя из направления заноса и бокового ускорения.
Сами команды на тормозные механизмы отправляются через модулятор АБС, создающий давление в тормозной системе автомобиля. Вместе с этим, ESP отправляет на блок управления двигателем команду на сокращение подачи топлива и уменьшение тяги на колесах.
Система работает всегда и 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.
Впрочем, важно понимать, что возможности ESP по корректировке заноса и стабилизации автомобиля в критической ситуации не бесконечны. Законы физики не может отменить ни одна электронная система. И если скорость, на которой возникает занос, слишком высока или коэффициент сцепления скользкой поверхности под колесами слишком низкий, то даже умная электроника может оказаться беспомощной. Всегда важно помнить, что система стабилизации значительно снижает риски возникновения заноса и аварийной ситуации на дороге, но не исключает их.
ESP Off — что это за кнопка и за что отвечает?
Среди опытных водителей есть устойчивое мнение, что система стабилизации не всегда корректно выполняет свою функцию и порой неправильно распознает процессы, происходящие с машиной, и вмешивается в работу тормозных механизмов и двигателя в неподходящий момент.
Отчасти это правда, но только в тех случаях, когда за рулем автомобиля находится человек с большим стажем. Такие водители часто любят ездить на пределе возможностей автомобиля и при помощи приемов контраварийного вождения могут контролировать занос и водить машину в управляемом скольжении.
Кроме того, система стабилизации может излишне «глушить» мотор на бездорожье, когда небольшое скольжение автомобиля в раскисшей колее или на песчаном покрытии просто необходимо для преодоления препятствий. Именно для таких случаев многие современные автомобили, оборудованные ESP, имеют возможность принудительного отключения системы отдельной кнопкой ESP Off.
Как правило, такая кнопка встречается на спортивных машинах или автомобилях со спортивным характером, а также на внедорожниках и кроссоверах, которые по своему основному назначению часто могут оказаться на бездорожье.
Впрочем, функция полного отключения системы стабилизации не всегда доступна. На некоторых моделях кнопка ESP Off отключает ее не до конца, а лишь допускает небольшие заносы и скольжения, вмешиваясь уже в тот момент, когда ситуация становится действительно критической. Кроме того, нередко на полноприводных кроссоверах и внедорожниках функция полного отключения системы стабилизации действует лишь на небольших скоростях — до 50 или 60 км/ч, когда это может быть действительно необходимо на бездорожье.
Что делать, если горит лампочка ESP?
Датчик системы стабилизации на приборной панели, представляющий собой пиктограмму с подсветкой, горит в двух случаях. Первый — если ESP срабатывает. Второй — если система неисправна. Впрочем, в первом случае она, как правило, мигает и затем вновь отключается после предотвращения скольжения, а во втором загорается и не гаснет, пока неисправность не устраняется.
Глобально проблемы с системой могут возникнуть по нескольким основным причинам. Достаточно распространенный случай — это когда есть неисправность датчиков скорости вращения колеса, которые подключены к тяговому устройству и блоку управления двигателем. Каждое колесо имеет отдельный датчик, и если даже один из них выходит из строя, то система больше не уведомляется и об изменениях скорости, и вследствие такой ошибки на приборной панели загорается сигнал о неисправности ESP.
Другой распространенной причиной ошибки ESP на приборной панели может быть неисправный датчик угла поворота рулевого колеса. В случае его выхода из строя система также перестает получать сигналы об угле поворота руля и, соответственно, не может корректно работать.
Кроме того, часто неисправности ESP могут быть связаны с программным обсечением. В таком случае вся тяговая система может потребовать полного перепрограммирования просто из-за проблем с текущим программным обеспечением.
Впрочем, это лишь самые распространенные неисправности. Однако нужно помнить, что система стабилизации состоит из множество сложных компонентов, и поломка любой из них может стать причиной загоревшейся лампочки на приборной панели. Так что при появлении соответствующего сигнала все же лучше обратиться в сервисный центр и устранить неисправность.
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».
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?
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.
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.
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.
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.
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.
Что такое ESP, включая ABS+EBV+MSR+ASR+EDS+HBA+DSR
Электронная система стабилизации курсовой устойчивости ESP является одним из самых современных элементов безопасности и включает в себя системы ABS, EBV, MSR, ASR, EDS, HBA, DSR и ESBS.
ABS (Anti-Lock Brake System) — антиблокировочная тормозная система (АБС)
Помогает избежать блокировки колес при внезапном торможении или при торможении на скользкой дороге. Другими словами, система не допускает блокировки (или «юза») колес, при которой не только увеличивается тормозной путь и теряется управление автомобилем, но и возникает опасность «вылета» за пределы дороги.
EBV (Elektronishe Bremskraftverteilung) — электронный распределитель тормозных сил (РТС)
Основное назначение данного узла — распределение тормозных сил в момент начала торможения автомобиля, когда, согласно законам физики, под действием сил инерции происходит частичное перераспределение нагрузки между колесами передней и задней оси.
Принцип действия:
Основная нагрузка при торможении с движения передним ходом ложится на колеса передней оси, на которых может быть реализован больший тормозной момент, в то время как колеса задней оси, напротив, разгружаются, и, при приложении к ним большого тормозного момента, могут заблокироваться. Во избежание этого РТС, обработав данные, получаемые от датчиков АБС и датчика, определяющего положение педали тормоза, воздействует на тормозную систему и перераспределяет тормозные силы на колесах пропорционально действующим на них нагрузкам.
РТС вступает в действие до начала работы АБС или при несрабатывании АБС из-за ее неисправности. Электронная система распределения тормозных сил обеспечивает наиболее оптимальное тормозное усилие на осях, изменяя его в зависимости от конкретных дорожных условий (скорость, характер покрытия, загрузка автомобиля и т.п.).
EBD (Electronic Brake-Force Distribution)
Электронная система распределения тормозных усилий, которая оптимально распределяет тормозное усилие между колесами в зависимости от распределения веса автомобиля по осям и сцепления колес с дорожным покрытием. Обеспечивает наиболее оптимальное тормозное усилие на осях, изменяя его в зависимости от конкретных дорожных условий (скорость, характер покрытия, загрузка автомобиля и т.п.). Главным образом, для предотвращения блокировки колес задней оси.
MSR (Motor-Schleppmoment-Regelung) – управление крутящим моментом двигателя.
MSR – система предотвращает блокирование ведущих колес, которое возможно, при резком отпускании педали газа, либо при резком торможении на передаче. Чаще всего эта система помогает водителю на скользком покрытии дороги, хотя возможно ее подключение и в обычном режиме управления. Система взаимодействует с системой ESP и ASR.
ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) — антипробуксовочная система (она же ASC, ETC, ESR, TCS, STC, TRACS)
Назначение системы — обеспечить устойчивость автомобиля при резком старте или при движении в гору по скользкой поверхности. Избежать «прокрутки» колес удается благодаря перераспределению крутящего момента двигателя на те колеса, у которых в данный момент наилучшее сцепление с дорогой. Система работает на скоростях до 40 км/ч.
ASR контролирует уровень проскальзывания ведущих колес автомобиля, не допуская их пробуксовки в процессе разгона.
Получая от датчиков ABS информацию о частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, блок управления ASR сравнивает полученные сигналы и в случае, если возникает разница в частотах вращения ведущих и ведомых колес автомобиля, начинает воздействовать на силовой агрегат, снижая его мощность.
EDS (Elektronische Differentialsperre) — электронная блокировка дифференциала (ЭБД)
ЭБД представляет собой логичное дополнение к функциям антиблокировочной системы ABS, благодаря которому повышается потенциал безопасности автомобиля, улучшаются его тяговые характеристики при движении в неблагоприятных дорожных условиях, а также облегчаются процессы трогания с места, интенсивного разгона, движения на подъем и эксплуатации автомобиля в сложных погодных условиях.
При прохождении поворотов колеса автомобиля, установленные на одной оси проходят пути разной длины, из-за чего их угловые скорости тоже должны быть разными. Это несовпадение скоростей компенсируется за счет работы дифференциального механизма, устанавливаемого между ведущими колесами. Но у применения дифференциала в качестве связующего звена между правым и левым колесами ведущей оси автомобиля есть и отрицательные стороны.
Особенностью конструкции дифференциала является то, что он (при равенстве правой и левой шестерен) независимо от условий движения осуществляет равное распределение крутящего момента между колесами ведущей оси. При прямолинейном движении на покрытии с равными коэффициентами сцепления это не сказывается на поведении автомобиля. Когда же ведущие колеса автомобиля попадают на участок с различными коэффициентами сцепления, колесо, движущееся по участку дороги с меньшим коэффициентом сцепления, начинает пробуксовывать. В силу условия равенства крутящих моментов, обеспечиваемого дифференциалом, буксующее колесо ограничивает тягу противоположного колеса. Блокировка дифференциала при несовпадении условий сцепления левых и правых колес устраняет эту равнораспределенность.
Получая сигналы от датчиков частоты вращения, имеющихся в составе АБС, ЭБД определяет угловые скорости ведущих колес и непрерывно сопоставляет их между собой. При несовпадении угловых скоростей, возникающем, например, при буксовании одного из колес, оно подтормаживается до тех пор, пока не сравняется по частоте вращения с небуксующим. В результате такого регулирования возникает реактивный момент, который, в случае необходимости, создает эффект механически заблокированного дифференциала, а колесо, имеющее лучшие условия сцепления с дорожным покрытием, получает возможность передавать большее тяговое усилие.
Система ЭБД действует и при движении задним ходом, однако при прохождении поворотов она не срабатывает.
HBA (Hydraulic Break Assist) — усилитель торможения
Гидравлический «ассистент» торможения. Замечено, что некоторые водители в ситуации, когда необходимо экстренное торможение, теряются и недостаточно «дожимают» педаль тормоза. HBA распознает неэффективную попытку торможения и обеспечивает эффективное торможение.
Break Assist — электронная система управления давлением в гидравлической системе тормозов, которая в случае необходимости экстренного торможения и недостаточного при этом усилия на педали тормоза самостоятельно повышает давление в тормозной магистрали, делая это во много раз быстрее, чем на то способен человек.
Во время «панического» нажатия на педаль тормоза большое число водителей не нажимает на педаль с силой, достаточной для активирования АБС, что приводит к увеличению тормозного пути. Система Brake Assist принимает во внимание этот факт и в ситуациях экстренного торможения примерно на 40% снижает необходимое для активации АБС тормозное усилие. BAS помогает водителю в критической ситуации реализовать максимальное усилие на педали тормоза в первые же мгновения экстренной остановки. Иными словами, BAS при резком торможении оценивает не усилие нажатия на педаль, а скорость перемещения педали и быстрее вводит в действие рабочую тормозную систему. Таким образом, большинство водителей оказываются способными остановить автомобиль настолько быстро, насколько позволяют дорожные условия. Система Brake Assist устанавливается только на автомобилях с ABS.
DSR – (driving steering recommendation) (Помощь в рулевом управлении).
DSR — Для повышения эффективности программы ESP применяется система DSR (помощь в рулевом управлении). Для работы этой системы используются характеристики электроусилителя рулевого управления. Если вследствие плохого дорожного покрытия или высокой скорости движения автомобиль отклоняется от заданной траектории движения из-за избыточной или недостаточной поворачиваемости, то курсовую устойчивость за короткий промежуток времени восстанавливается не только за счет целенаправленного подтормаживания соответствующих колес, но и за счет воздействия на рулевое управление. В результате водитель может избежать серьезных последствий при боковом ударе в 65% случаев.
При торможении система ESP пытается удержать автомобиль на желаемой траектории движения. В этот момент подключается система DSR, которая «подсказывает» водителю с помощью приложения небольшого усилия на рулевое колесо, чтобы тот довернул рулевое колесо в сторону, противоположную заносу автомобиля. При этом повышается эффективность системы ESP. Благодаря передаче на рулевое колесо усилия в сторону, противоположную заносу автомобиля, для создания вращающего момента М, возвращающего автомобиль на прежнюю траекторию движения, система ESP увеличивает тормозное усилие на остальных колесах без опасения заноса.
Системы ABS, ESP и TSC: что это и как работает
Расскажет о том, что с себя представляют системы ABS, ESP и TSC, в чем разница между ними и какой принцип их работы. Расскажет о том, что с себя представляют системы ABS, ESP и TSC, в чем разница между ними и какой принцип их работы.
Представить современную иномарку без вспомогательной системы торможения или кондиционера просто невозможно, зачастую это уже не роскошь, а необходимая составляющая комплектации.
Случайное препятствие или случайное нажатие на педаль тормоза, занос автомобиля могут привести к потере управляемости и летальному исходу. Такой случай бывал у каждого водителя.
Что такое ABS, TSC и ESP
Первые системы, которые позволяли водителя выровнять автомобиль и удержать курс движения начали устанавливать еще двадцать лет тому. ABS или подробней Anti-lock Braking System, сейчас не устанавливаются на автомобили, так как на их место пришли более новые, но все же, они были началом систем курсовой устойчивости.
В состав ABS входят три основных компоненты:
Принцип работы не очень сложный, все начинается с момента, когда датчик фиксирует блокировку колеса, передает сигнал на блок управления. Блок управления, обработав данные, передает сигнал на модуль, для уменьшения давления в тормозной системе колеса, которое было заблокировано. Когда же колесо начинает вращаться нормально, то давление возвращается в исходное положение, цикл продолжается до того времени, пока угроза блокировки не исчезнет. Водитель же будет ощущать легкое биение по педали тормоза.
Не маловажной системной принято считать TSC, более известна как ASC или ASR. Позволяет стартовать с места без пробуксовки ведущих колес, очень удобно использовать при старте на снегу или трассе покрытой льдом. В основу системы заложены те же датчики, вот только модуль управления доработан, в него добавлена функция распознавания колес. Таким образом, если во время старта ведущие колеса вращаются быстрей, чем ведомые то система управления воспринимает это как пробуксовку колес. Блок управления уменьшит обороты двигателя, как бы сильно вы не давили на педаль газа, и автомобиль мягко движет с места.Более новая и модернизированная система ESP (Electronic Stability Program «Система курсовой устойчивости»), может не только управлять тормозной системой, но и двигателем. На внедорожниках её наделили возможностью блокировки дифференциала. В автомобилях марки BMW это x-Drive, а на Mercedes это 4-Matic. Кроме стандартных датчиков, которые были использованы в ABS, добавили еще боковые датчики, датчики руля, заноса и прочие, которые дают понять системе, что происходит с машиной во время движения. Таким образом, когда отключили систему, все данные передаются на монитор бортового компьютера, и дают понять водителю обстановку на дороге, температуру за бортом автомобиля и какое состояние дороги. Это очень облегчает вождение и дает уверенность в автомобиле, даже без системы можно принять решение в той или иной ситуации для маневра.
Принцип работы ABS и ESP
Рассмотрим ситуацию, когда автомобиль входит в поворот и его начинает заносить в сторону, вывернув руль в сторону заноса, водитель будет выходить с виража, а ABS как и полагается притормаживать. Но все же, последнее решение будет оставаться за водителем, убавить газ или притормозить. При наличии системы ESP, ситуация будет совсем другая. Сначала уменьшит подачу топлива, чтоб уменьшить обороты и мощность двигателя, из-за этого и скорость уменьшится. Далее система сама определит, какое из колес стоит больше притормозить, а какое вовсе не трогать, с помощью рулевых датчиков подскажет, в какую сторону стоит выворачивать руль для выхода на прежнюю траекторию езды.
Видео о том, как работает система ABS: