Что такое ЕСП система (ESP) в автомобиле: принцип работы ESP

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.

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.

Почему ЕСП отключается не полностью?

На некоторых авто производители не
предусматривают полное отключение ESP. Например, в Мерседес для этого нужно залазить в
меню бортового компьютера. И даже после отключения ЕСП, часть функций ее
сохранится. А при скорости выше 50 км/ч система динамической стабилизации
принудительно работает в полной мере. Увы, с этим ничего не поделать.

На некоторых корейских авто ЕСП отключается в 2
этапа. Первое нажатие кнопки отличает только систему АБС. Но чтобы отключить
ЕСП полностью, нужно нажать и удерживать кнопку в течении 3 секунд. Система
будет отключена до момента, когда машина наберет большую скорость, либо до
последующего запуска двигателя.

Как работает ESP в автомобиле

Как мы уже писали выше, эта сложная система состоит из различных составляющих, а именно:

• Наружных измерительных устройств, которые отслеживают определенные параметры;
• Специального блока управления;
• Гидравлического исполняющего механизма.

С помощью внешних датчиков ESP прослеживает за углом поворота руля, положением педали газа, системой торможения (по сути, следит за действиями водителя) и различными изменениями в текущем движении автомобиля. Данные обрабатываются и направляются в центральную систему управления, которая при малейшей необходимости может задействовать любые исполняющие устройства, связанные с системой активной безопасности.

Блок управления непрерывно проводит анализ поступающей с датчиков информации, причем делает это с частотой до тридцати раз в секунду. И в случае обнаружения каких-либо отклонений в положении элементов управления транспортного средства от текущих параметров движения машины – ESP вмешивается в управление. Тем самым помогая водителю сохранить контроль над машиной, а также противодействовать боковому движению.

В свою очередь корректировка направления движения автомобиля может осуществляться:

• С помощью системы торможения, которая по сигналу блока управления может прижимать и отпускать диски тормозов определенных колес.
• С помощью изменения частоты вращения коленчатого вала. Последнее достигается вследствие вмешательства ESP в систему подачи топлива.

Какие действия следует предпринять в той или иной ситуации, чтобы стабилизировать движение машины – определяет блок управления. Например, если в критической ситуации автомобиль начинает заносить, ESP может снижать обороты двигателя и одновременно с этим подтормаживать внешним передним колесом, чтобы стабилизировать машину на дороге.

Конкретный пример работы ESP

Давайте рассмотрим работу ESP на реальном примере, когда водитель неожиданно попадает в ситуацию, которая требует быстрого маневрирования. Например, на дороге перед машиной неожиданно возникает препятствие. Водитель для объезда препятствия резко поворачивает руль влево, в то же время датчик поворота рулевого колеса передает эту информацию ESP. Но датчик угла поворота информирует о том, что машина поворачивает недостаточно. А это означает, что ведущие колеса потеряли сцепление с дорожным покрытием и теперь машина движется прямо на препятствие.

Для выхода из сложившейся ситуации ЕСП за доли секунды принимает решение и резко замедляет вращение левого заднего колеса на короткий промежуток времени – это действие производит желаемое противодействие заносу. Таким образом, система помогает водителю сохранить управление над машиной и эффективно увернуться от столкновения с препятствием.

Но что произойдет, если водитель с целью удержания машины на левой полосе после уклонения резко начнет крутить руль в сторону противоположную заносу? В результате такого маневра машина может повернуться слишком сильно, и задняя часть кузова войдет в занос влево. То есть крутящий момент вправо будет стремиться развернуть машину вопреки желаниям человека за рулем.

Чтобы этого избежать, ESP моментально замедляет вращение левого переднего колеса – это воздействие позволит уменьшить крутящий момент кузова и с большой вероятностью не даст автомобилю войти в занос. Таким образом, благодаря ESP машина остается управляемой, в то время как автомобиль без системы стабилизации могло бы полностью развернуть и отправить в кювет.

Можно ли отключать ESC

Как это ни странно, но ESC может даже мешать водителю. В принципе, её можно деактивировать посредством специальной клавиши, расположенной на панели приборов. Специалисты рекомендуют прибегнуть к нейтрализации системы при таких обстоятельствах: при тестировании машины на испытательном стенде; во время раскачивания авто, увязшего в снежном либо грязевом месиве; когда применяются цепи противоскольжения; при езде по песку, траве и т. п.; когда на авто установлены колёса, отличающиеся между собой по диаметру.

Достоинства ESC: помогает водителю удерживать транспортное средство в пределах нужной траектории; удаляет влагу с дисков тормозов; повышает эффективность тормозов во время перегрева; является ГУ тормозов; стабилизирует автопоезд; предупреждает опрокидывание; предупреждает столкновение.

Минусы ESC: в некоторых случаях возникает необходимость деактивации системы; неэффективно функционирует на повышенных скоростных режимах и при небольшом радиусе поворота. Преимущества ESC обеспечивают такие её программные расширения:

1. ROP — так именуется система, предотвращающая опрокидывание машины. При возникновении угрозы она придаёт авто устойчивости. Сам процесс осуществляется посредством снижения поперечного ускорения из-за подтормаживания фронтальных колёс, а также из-за уменьшения тяги ДВС. Походу всего этого действа, в тормозной системе через активный тормозной усилитель будет образовываться дополнительное давление.

2. Braking Guard — эта технология была разработана инженерами для избежания столкновения, а реализоваться она может только в сочетании с адаптивным круиз-контролем. Оповещение об опасности возникновения аварийной ситуации происходит посредством визуальных и звуковых сигналов. Во время возникновения критической обстановки параллельно осуществляется нагнетание в тормозах. По этой причине нагнетатель обратной подачи будет отключаться в автоматическом режиме.

3. Fading Brake Support — повышает эффективность функционирования тормозной системы во время перегрева. Таким образом, предотвращается неполноценное сцепление колодок с поверхностью тормозного диска. Недостаточное сцепление возникает из-за перегрева рабочих элементов системы, а нейтрализуется это путём дополнительного нагнетания давления в тормозах.

4. Система, стабилизирующая автопоезд — реализуется на транспортном средстве, в распоряжении которого тягово-сцепное устройство. В обязанности этого средства входит предотвращение «виляния» прицепного устройства походу движения. Для достижения подобного эффекта система притормаживает колёса и понижает тягу ДВС. 5. Система нейтрализации влаги на тормозных дисках. Устройство задействуется, когда стрелка спидометра проходит отметку 50 км/ч, и при активированных стеклоочистителях. Суть в том, чтобы кратковременно повышать давление на фронтальной оси. Так, колодки будут прижиматься к дискам и влага при этом испаряется. Заключение Без сомнений, ESC является превосходным подспорьем для неопытных автовладельцев, но и бывалым «асам» она как минимум не помешает. Но в то же время никогда не нужно забывать о том, что возможности электроники также имеют свои пределы. Во многих случаях ESC реально предотвращает аварийные ситуации, однако, водителю любой квалификации не стоит ни в коем случае полагаться только на неё и притуплять свою бдительность.

Когда нужно отключать ESP

Вокруг отключения системы стабилизации возникают горячие споры. С одной стороны рубежа водители с горячей кровью – любители острых ощущений и запредельных углов заноса. С другой стороны – опытные водители, предъявляющие аргумент, что система стабилизации мешает выйти из очень сильного заноса. Для того чтобы развеять лишние мифы относительно отключения ESP, перечислим её минусы:

1. ESP не умеет выводить переднеприводные автомобили из сильного заноса, т. к. для этого нужно не уменьшение, а резкое увеличение крутящего момента на передних колёсах.
2. На полноприводных автомобилях в условиях гололёда увеличение крутящего момента также предпочтительнее торможения.
3. ESP ведёт себя неадекватно на рыхлом снегу при небольшой скорости движения.
4. На сильно сдутых колёсах ESP может сильно мешать водителю.

Довольно часто у счастливых обладателей новых и современных автомобилей возникает вопрос – что такое ESP, для чего это нужно и нужно ли вообще? С этим стоит подробно разобраться, что, собственно, и сделаем далее.

Вопреки распространенному мнению управление автомобилем дело не всегда простое. В особенности это утверждение актуально для ситуаций, когда траектория движения затрудняется различными внешними факторами – будь то сложные дорожные изгибы или непростые погодные условия. А нередко и то, и другое вкупе. Главная опасность в таких случаях – занос, который может вызвать сложности с управлением, а в некоторых моментах даже неконтролируемое и непредсказуемое движение транспортного средства, способное привести к аварии. Причем трудности могут возникнуть и у новичков, и у уже достаточно опытных водителей. Справиться с подобной проблемой призвана специальная система, обозначаемая аббревиатурой ESP.

Логотип системы ESP

ESP или Electronic Stability Program – это название в русскоязычном варианте означает электронная система динамической стабилизации автомобиля или по-другому система курсовой устойчивости. Другими словами, ESP представляет собой составляющую активной системы безопасности, которая способна компьютером управлять моментом силы одного или даже одновременно нескольких колес, тем самым устраняя боковое движение и выравнивая положение автомобиля.

Подобные электронные устройства выпускаются разными компаниями, но крупнейшим и признанным производителем ESP (и именно под этой торговой маркой) является концерн Robert Bosch GmbH.

Аббревиатура ESP является наиболее распространенной и общепринятой для большинства европейских и американских автомобилей, но не единственной. У разных автомобилей, на которых система курсовой устойчивости устанавливается, ее обозначения могут отличаться, но сути и принципа действия это не меняет.

Пример аналогов ESP для определенных марок машин:

• ESC (Electronic Stability Control) – для Hyundai, Kia, Honda;
• DSC (Dynamic Stability Control) – для Rover, Jaguar, BMW;
• DTSC (Dynamic Stability Traction Control) – для Volvo;
• VSA (Vehicle Stability Assist) – для Acura и Honda;
• VSC (Vehicle Stability Control) – для Toyota;
• VDC (Vehicle Dynamic Control) – для Subaru, Nissan и Infiniti.

Удивительно, но широкую известность ESP получила не тогда, когда была создана, а несколько позже. Да еще и благодаря скандалу в 1997 году, связанному с серьезными недостатками, разработанного тогда Mercedes-Benz А-класса. Этот компактный автомобиль ради улучшения комфорта получил довольно высокий кузов, но при этом и высокий центр тяжести. Из-за этого машина обладала склонностью к серьезным кренам, а также подвергалась опасности опрокидывания при выполнении маневра «переставка». Решен вопрос был установкой на компактные модели Мерседес системы курсовой устойчивости. Так ESP получила известность.

Как работает ESP

Полезная информация:

• Как снизить расход бензина на автомобиле
• Что такое вариатор и принцип его работы
• Что такое иммобилайзер
• Кастом авто: что это такое?
• Круиз-контроль — что это такое? Плюсы и минусы.
• Что такое клиренс автомобиля?

Точная работа системы стабилизации движения осуществляется за счет двух датчиков:

• датчик поперечного ускорения (он же G-сенсор);
• датчик измерения угловой скорости от вертикальной оси.

Благодаря работе этих элементов измеряется боковое скольжение, его степень и опасность. Полученные сигналы принимает блок-контроллер и анализирует, соответствуют ли они заданным в программе изначально.

Датчики ESP сообщают системе всю необходимую информацию:

• скорость автомобиля;
• боковое скольжение;
• количество оборотов двигателя в режиме реального времени;
• угол поворота руля;
• прочие характеристики движения.

Как только полученные данные расходятся с программными, блок-контроллер вмешивается в работу автомобиля, чтобы не допустить аварийную ситуацию.

Как контроллер действует:

1. Выбирает, на каком колесе или группе колес запустить частичную систему торможения.
2. Запускает саму систему, в зависимости от ситуации, с помощью гидромодулятора ABS.
3. Подает сигнал к блоку управления двигателем.
4. Сокращается подача топлива.
5. Уменьшается крутящий момент колес.

Таким образом, система работает комплексно, воздействуя на все возможные рычаги управления автомобилем, чтобы выровнять ситуацию на дороге. Невзирая на то, разгоняется автомобиль, тормозит или плавно движется по дороге, система ESP работает. При этом, в зависимости от привода автомобиля, ситуации на дороге и состояния транспортного средства, реакция может быть разной. Так, к примеру, когда датчик углового ускорения фиксирует занос задней оси, блок-котроллер в первую очередь уменьшает подачу топлива через блок управления двигателем. Потом, если ничего не происходит, запускается система ABS, притормаживая одно из передних колес, и т. д.

Обратите внимание: Что такое иммобилайзер

Когда возникает занос?

Водитель из Архангельской области, скорее всего, попал в снежную кашу или наехал на небольшую кочку, но машина также может заносить из-за резкого движения руля или из-за слишком высокой скорости при прохождении поворотов.

Давайте рассмотрим пример того, как работает эта система. Допустим, перед машиной внезапно возникло препятствие, водитель резко поворачивает руль влево, но из-за большой скорости машина не слушается и продолжает по инерции лететь прямо. С научной точки зрения это называется «недостаточная поворачиваемость». В этом случае в работу включается система стабилизации. Его датчики обнаруживают, что фактический угол поворота автомобиля не совпадает с углом поворота. Это означает, что обнаружен дрейф. Таким образом, система тормозит левое заднее колесо, чтобы ехать туда, куда водитель хочет. Это происходит за доли секунды. Но обычно проблемы на этом не заканчиваются. После столь резкого маневра он, скорее всего, начнет подметать заднюю часть машины. Такая ситуация называется «избыточной поворачиваемостью». И здесь тоже помогает система стабилизации. Он видит, что руль прямой, а кузов поворачивается. В этом случае он притормаживает левое переднее колесо, и автомобиль выравнивается, ESP гасит занос в первый момент, и водитель может его совсем не чувствовать, но система всегда сигнализирует о своей работе с помощью сигнальной лампы на приборной панели. Так, если бы на семейном автомобиле из Архангельской области стояла ESP, водитель бы только увидел мигающую лампочку, проехал и забыл о ней через 3 минуты https://www.youtube.com/watch?v=5rqFUu1eO — g & t = 4s А на этом видео другая семья водила машину без ESP. Очень небольшой занос, в котором ESP можно было бы легко справиться, привел к ужасной трагедии. В этой машине были бабушка, дедушка и их внучка. Все они погибли https://www.youtube.com/watch?v=g_BYmsFC5Co&t=3s

Такой инструмент просто недоступен водителю. Поэтому каким бы профессиональным он ни был, он не сможет действовать столь же эффективно.

Плюсы и минусы

Все достоинства системы понятны из описания её действий в критических ситуациях. Она спасёт автомобиль, когда уже ничто другое ему не поможет.

Более того, при быстрой езде иногда неопытные водители в независимых тестах опережали автоспортсменов, у которых такой системы не было. Не стоит на это надеяться, но ESP умножает способности водителя, если конечно они не нулевые.

Но случаются и неприятные ситуации.

1. В самых тяжёлых случаях ESP неэффективна, у колёс уже нет сцепления с дорогой, а нестандартным приёмам опытного водителя она не обучена.
2. Пока плохо проработаны алгоритмы управления тягой двигателя, особенно её добавления на передне- и полноприводных автомобилях. Хотя для тех же автоспортсменов это азы, без которых на дороге им нечего делать. Но автоматизации такие приёмы поддаются с большим трудом.
3. Иногда система неверно понимает хаотичное вращение руля неопытным водителем. По заложенной в неё логике безопасности, упрощенно говоря, она должна подчиняться человеку, способности которого ей неизвестны. Поэтому радикально действовать, отстранив его от управления, ESP пока не имеет права.

Для борьбы с недостатками существует одно средство – кнопка отключения ESP, имеющаяся на многих автомобилях. Пользоваться ею надо только когда точно известны последствия.

Хотя полностью система не отключается и в этом случае, просто существенно снижается порог её вмешательства.

EBD (Electronic Brake Force Distribution) — система распределения тормозных усилий.

В большинстве современных автомобилей ABS работает вместе с EBD (Electronic Brake Force Distribution) — системой распределения тормозных усилий. Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение антиблокировочной системы тормозов. Другими словами, система использует конструктивные элементы системы ABS в новом качестве.
Система EBD позволяет эффективно тормозить в разных дорожных условиях, учитывая участки дороги с разнородным покрытием, загруженность автомобиля и техническое состояние покрышек. EBD распределяет тормозные усилия на каждое колесо в отдельности, чтобы обеспечить оптимальное сцепление с дорогой.
Принципиально отличие EBD и других систем от базовой ABS, в том что они помогают водителю управлять автомобилем постоянно, а не только при экстренном торможении.
Принцип работы системы распределения тормозных усилий
Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:

• удержание давления;
• сброс давления;
• увеличение давления.

По данным датчиков угловой скорости колес блок управления ABS сравнивает тормозные усилия передних и задних колёс. Когда разница между ними превышает заданную величину, включается алгоритм системы распределения тормозных усилий.
На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес.
Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается.
При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.
Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.

Еще работа EBD поможет распределить тормозную силу в случае резкого торможения в повороте противостояв заносу и сносу автомобиля, потери траектории пути. При поворотах сильнее нагружаются внешние колеса относительно поворота, а нагрузка на внутренние колеса уменьшена, тем самым автомобиль подвержен риску заноса или потери траектории и вылета с поворота. В этом случае EBD уменьшит тормозное усилие на внешние колеса тем самым не дав им заблокироваться. Автомобиль становится управляемым, значительно повышается уровень безопасности движения.
С системой EBD можно смело тормозить в повороте и на смешанном покрытии. Электроника по разности частот вращения «поймет», что колеса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колесах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колес), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.
Также система EBD при торможении учитывает загрузку автомобиля.

Тормозное усилие между передними и задними колесами оптимизируются, при этом обеспечивается максимально быстрое торможение.
Например, при торможении автомобиля с более чем одним человеком внутри, система EBD увеличивает тормозное усилие на задние колеса по сравнению с тем случаем, когда внутри находится только водитель, повышая при этом эффективность торможения по сравнению с автомобилем без системы EBD.

Таким образом, работа EBD способствует уменьшению тормозного пути и возможностью управлять автомобилем в аварийных ситуациях.

Необходимость системы курсовой устойчивости

Несмотря на то, что эффективность ESP давно доказана (количество ДТП в странах, где обязательность установки системы на все выпускаемые автомобили утверждена законодательно, снизилось более чем на 30%), ряд водителей предпочитают не пользоваться ей.

Казалось бы, какие могут быть недовольства, ведь компьютер, всегда действуя по запрограммированному и неоднократно проверенному в ходе многочисленных испытаний алгоритму, принимает решения во много раз быстрее человека, не ошибаясь при этом? Однако опытные автомобилисты полагают, что езда на машине с ESP становится предсказуемой и скучной.

Специально для любителей испытать судьбу на дороге некоторые производители предусмотрели возможность полного отключения функции на автомобиле, другие же разрешили человеку ослаблять контроль электроники, ввиду чего становятся допустимыми небольшие заносы (но система всё равно даст о себе знать, если ситуация станет выходить из-под контроля).

ESP – одна из опций, входящих в состав пакета по обеспечению безопасности авто во время движения. При её работе шанс избежать аварий в ситуациях, с которыми среднестатистический водитель не в состоянии справиться, значительно повышается. Но следует понимать, что возможности электроники не безграничны, поэтому садясь за руль, нельзя полностью полагаться на неё, позволяя небрежность в вождении.