Система курсовой устойчивости (другое наименование — система динамической стабилизации) предназначена для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля за счет заблаговременного определения и устранения критической ситуации. С 2011 года оснащение системой курсовой устойчивости новых легковых автомобилей является обязательным в США, Канаде, странах Евросоюза.
Система позволяет удерживать автомобиль в пределах заданной водителем траектории при различных режимах движения (разгоне, торможении, движении по прямой, в поворотах и при свободном качении).
В зависимости от производителя различают следующие названия системы курсовой устойчивости:
ESP (Electronic Stability Programme) на большинстве автомобилей в Европе и Америке;
ESC (Electronic Stability Control) на автомобилях Honda, Kia, Hyundai;
DSC (Dynamic Stability Control) на автомобилях BMW, Jaguar, Rover;
DTSC (Dynamic Stability Traction Control) на автомобилях Volvo;
VSA (Vehicle Stability Assist) на автомобилях Honda, Acura;
VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota;
VDC (Vehicle Dynamic Control) на автомобилях Infiniti, Nissan, Subaru.
Устройство и принцип действия системы курсовой устойчивости рассмотрены на примере самой распространенной системы ESP, которая выпускается с 1995 года.Устройство системы курсовой устойчивости
Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня и включает антиблокировочную систему тормозов (ABS), систему распределения тормозных усилий (EBD), электронную блокировку дифференциала (EDS), антипробуксовочную систему (ASR).
Система курсовой устойчивости объединяет входные датчики, блок управления и гидравлический блок в качестве исполнительного устройства.
Входные датчики фиксируют конкретные параметры автомобиля и преобразуют их в электрические сигналы. С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля.
Используются в оценке действий водителя датчики угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе, выключатель стоп-сигнала. Оценивают фактические параметры движения датчики частоты вращения колес, продольного ускорения, поперечного ускорения, скорости поворота автомобиля, давления в тормозной системе.
Блок управления системы ESP принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства подконтрольных систем активной безопасности:
впускные и выпускные клапаны системы ABS;
переключающие и клапаны высокого давления системы ASR;
контрольные лампы системы ESP, системы ABS, тормозной системы.
В своей работе блок управления ESP взаимодействует с системой управления двигателем и автоматической коробки передач (через соответствующие блоки). Помимо приема сигналов от этих систем блок управления формирует управляющие воздействия на элементы системы управления двигателем и АКПП.
Для работы системы динамической стабилизации используется гидравлический блок системы ABS/ASR со всеми компонентами.
Принцип работы системы курсовой устойчивости
Определение наступления аварийной ситуации осуществляется путем сравнения действий водителя и параметров движения автомобиля. В случае, когда действия водителя (желаемые параметры движения) отличаются от фактических параметров движения автомобиля, система ESP распознает ситуацию как неконтролируемую и включается в работу.
Стабилизация движения автомобиля с помощью системы курсовой устойчивости может достигаться несколькими способами:
подтормаживанием определенных колес;
изменением крутящего момента двигателя
изменением угла поворота передних колес (при наличии системы активного рулевого управления);
изменением степени демпфирования амортизаторов (при наличии адаптивной подвески) .
Подтормаживание колес производится путем включения в работу соответствующих систем активной безопасности. Работа при этом носит циклический характер: увеличение давления, удержание давления и сброс давления в тормозной системе.
Изменение крутящего момента двигателя в системе ESP может осуществляться несколькими путями:
изменением положения дроссельной заслонки;
пропуском впрыска топлива;
пропуском импульсов зажигания;
изменением угла опережения зажигания;
отменой переключения передачи в АКПП;
перераспределением крутящего момента между осями (при наличии полного привода).
Система, объединяющая систему курсовой устойчивости, рулевое управление и подвеску носит название интегрированной системы управления динамикой автомобиля.
Дополнительные функции системы курсовой устойчивости
В конструкции системы курсовой устойчивости могут быть реализованы следующие дополнительные функции (подсистемы): гидравлический усилитель тормозов, предотвращения опрокидывания, предотвращения столкновения, стабилизации автопоезда, повышения эффективности тормозов при нагреве, удаления влаги с тормозных дисков и и др.
Все перечисленные системы, в основном, не имеют своих конструктивных элементов, а являются программным расширением системы ESP.
Система предотвращения опрокидывания ROP (Roll Over Prevention) стабилизирует движение автомобиля при угрозе опрокидывания. Предотвращение опрокидывания достигается за счет уменьшения поперечного ускорения путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создается с помощью активного усилителя тормозов.
Система предотвращения столкновения (Braking Guard) может быть реализована в автомобиле, оснащенном адаптивным круиз-контролем. Система предотвращает опасность столкновения с помощью визуальных и звуковых сигналов, а в критической ситуации — путем нагнетания давления в тормозной системе (автоматического включения насоса обратной подачи).
Система стабилизации автопоезда может быть реализована в автомобиле, оборудованным тягово-сцепным устройством. Система предотвращает рыскание прицепа при движении автомобиля, которое достигается за счет торможения колес или снижения крутящего момента.
Система повышения эффективности тормозов при нагреве FBS (Fading Brake Support, другое наименование — Over Boost) предотвращает недостаточное сцепление тормозных колодок с тормозными дисками, возникающее при нагреве, путем дополнительного увеличения давления в тормозном приводе.
Система удаления влаги с тормозных дисков активируется на скорости свыше 50км/ч и включенных стеклоочистителях. Принцип работы системы заключается в кратковременном повышении давления в контуре передних колес, за счет чего тормозные колодки прижимаются к дискам и происходит испарение влаги.
Схема системы курсовой устойчивости ESP (рис. в низу)
1компенсационный бачок
2вакуумный усилитель тормозов
3датчик положения педали тормоза
4датчик давления в тормозной системе
5блок управления
6насос обратной подачи
7аккумулятор давления
8демпфирующая камера
9впускной клапан переднего левого тормозного механизма
10выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма
11впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
12выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
13впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
14выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
15впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
16выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
17передний левый тормозной цилиндр
18датчик частоты вращения переднего левого колеса
19передний правый тормозной цилиндр
20датчик частоты вращения переднего правого колеса
21задний левый тормозной цилиндр
22датчик частоты вращения заднего левого колеса
23задний правый тормозной цилиндр
24датчик частоты вращения заднего правого колеса
25переключающий клапан
26клапан высокого давления
27шина обмена данными
Система курсовой устойчивости ESC – это электрогидравлическая система активной безопасности, главное назначение которой — не дать автомобилю уйти в занос, то есть предотвратить отклонение от заданной траектории движения при резком маневрировании. ESC имеет еще одно название — «система динамической стабилизации». Аббревиатура ESC расшифровывается как Electronic Stability Control — электронный контроль устойчивости (ЭКУ). Система стабилизации — это комплексная система, охватывающая возможности ABS и TCS. Рассмотрим принцип действия системы, ее основные компоненты, а также положительные и отрицательные стороны эксплуатации.
Принцип работы системы
Разберем принцип работы ESC на примере системы курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Programme) от компании Bosch, которая устанавливается на автомобили с 1995 года.
ESC стабилизирует положение автомобиля при заносе
Самое важное для ESP – это правильно определить момент наступления неконтролируемой (аварийной) ситуации. Во время движения система стабилизации непрерывно сопоставляет параметры движения автомобиля и действия водителя. Система начинает работать, если действия человека за рулем становятся отличными от фактических параметров движения машины. Например, резкий поворот руля на большой угол.
Система активной безопасности может стабилизировать движение автомобиля несколькими способами:
- притормаживанием определенных колес;
- изменением крутящего момента двигателя;
- изменением угла поворота передних колес (если установлена система активного рулевого управления);
- изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска).
Система курсовой устойчивости не дает автомобилю уйти за пределы заданной траектории поворота. Если датчиками фиксируется недостаточная поворачиваемость, то ESP осуществляет притормаживание заднего внутреннего колеса, а также меняет крутящий момент двигателя. Если выявлена избыточная поворачиваемость, то система притормаживает переднее наружнее колесо, а также варьирует крутящий момент.
Чтобы подтормаживать колеса, ESP использует систему ABS, на базе которой она построена. Цикл работы включает три стадии: повышение давления, поддержание давления, сбрасывание давления в тормозной системе.
Крутящий момент двигателя изменяется системой динамической стабилизации следующими способами:
- отменой переключения передачи в автоматической коробке переключения передач;
- пропуском впрыска топлива;
- изменением угла опережения зажигания;
- изменением угла положения дроссельной заслонки;
- пропуском зажигания;
- перераспределением крутящего момента по осям (на автомобилях с полным приводом).
Устройство и основные компоненты
Система курсовой устойчивости – это совокупность более простых систем: ABS (предотвращает блокировку тормозов), EBD (распределяет тормозные усилия), EDS (блокирует дифференциал с помощью электроники), TCS (предотвращает пробуксовку колес).
Компоненты системы курсовой устойчивости: 1 – гидравлический блок с ЭБУ; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 – датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем
Система динамической стабилизации включает в себя набор датчиков, электронный блок управления (ЭБУ) и исполнительное устройство – гидравлический блок.
Датчики отслеживают определенные параметры движения автомобиля и передают их в блок управления. С помощью датчиков ESC оценивает действия человека за рулем, а также параметры движения машины.
Для оценки действий человека за рулем система курсовой устойчивости использует датчики давления в тормозной системе и угла поворота рулевого колеса, а также выключатель стоп-сигнала. Параметры движения автомобиля отслеживают датчики давления в тормозной системе, частоты вращения колес, угловой скорости машины, продольного и поперечного ускорения.
На основании данных, полученных от датчиков, блок управления генерирует управляющие сигналы для исполнительных устройств систем, входящих в состав ESC. Команды от ЭБУ получают:
- впускные и выпускные клапаны антиблокировочной системы;
- клапаны высокого давления и переключающие клапаны антипробуксовочной системы;
- контрольные лампы ABS, ESP и тормозной системы.
При работе ЭБУ взаимодействует с блоком управления автоматической коробки передач, а также с блоком управления двигателем. Блок управления не только принимает сигналы от данных систем, но и формирует для их элементов управляющие воздействия.
Отключение системы ESC
Если система динамической стабилизации «мешает» водителю при управлении автомобилем, то ее можно отключить. Обычно для этих целей есть специальная кнопка на приборной панели. ESC рекомендуется отключать в следующих случаях:
- при использовании малого запасного колеса (докатки);
- при использовании колес разного диаметра;
- при езде по траве, неоднородному льду, бездорожью, песку;
- при езде с цепями противоскольжения;
- во время раскачки автомобиля, которая застряла в снегу/грязи;
- при испытании машины на динамическом стенде.
Преимущества и недостатки системы
Рассмотрим плюсы и минусы использования системы динамической стабилизации. Преимущества ESC:
- помогает удерживать автомобиль в пределах заданной траектории;
- предотвращает опрокидывание автомобиля;
- стабилизация автопоезда;
- предотвращает столкновения.
- esc нужно отключать в определенных ситуациях;
- неэффективна на высоких скоростях и при маленьком радиусе поворота.
Применение
В Канаде, США и странах Европейского союза с 2011 года система курсовой устойчивости обязательно устанавливается на все легковые автомобили. Отметим, что названия системы различаются в зависимости от производителя. Аббревиатура ESC применяется на автомобилях Kia, Hyundai, Honda; ESP (Electronic Stability Programme) – на многих машинах Европы и США; VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota; система DSC (Dynamic Stability Control) на машинах Land Rover, BMW, Jaguar.
Система динамической стабилизации – это отличный помощник на дороге, особенно для неопытных водителей. Не стоит забывать, что возможности электроники также не безграничны. Система во многих случаях существенно снижает вероятность аварии, однако водителю никогда не стоит терять бдительность.
Современные автомобили Лада могут иметь до шести различных систем активной безопасности. Такие системы коррекции и помощи при вождении способны с большой долей вероятности предотвратить ДТП. Рассмотрим, какие есть системы курсовой устойчивости на автомобилях Лада и как они работают.
Автомобили Лада (Приора, Гранта, Калина, Веста, Нива, Ларгус и другие) в зависимости от модели и комплектации могут оснащаться следующими системами электронного контроля устойчивости:
- антиблокировочная (ABS – Antilock Braking System);
- распределения тормозных сил (EBD – Electronic Brake Force Distribution);
- вспомогательного торможения (BA – Brake Assist);
- контроля устойчивости (ESC – Electronic Stability Control);
- противобуксовочная (TC – Traction Control);
- предотвращения скатывания автомобиля при трогании на подъеме (HHC – Hill Hold Control).
Функция ABS
Антиблокировочная система предотвращает блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы — обеспечение оптимальной тормозной эффективности (минимального тормозного пути) при сохранении устойчивости и управляемости автомобиля. Однако при торможении на дороге с неровным или рыхлым покрытием (гравий, песок, неукатанный снег) может произойти некоторое увеличение тормозного пути по сравнению с торможением в тех же условиях с заблокированными колёсами.
Торможение, регулируемое ABS, начинается со скорости более 5–8 км/ч и сопровождается незначительной пульсацией педали тормоза и характерным шумом исполнительных механизмов. ABS прекращает регулирование при снижении скорости автомобиля до 3–5 км/ч.
При экстренном торможении максимально быстро и с максимальным усилием нажимайте на педаль тормоза и не отпускайте ее до конца торможения. При изменении направления движения во время торможения также не отпускайте педаль тормоза.
Предупреждение! Прерывистое торможение (отпускание и повторное нажатие педали тормоза) при исправной ABS увеличивает тормозной путь.
Индикация состояния ABS осуществляется сигнализатором «ABS». Сигнализатор загорается желтым светом при включении зажигания и после запуска двигателя гаснет (режим самотестирования).
ВНИМАНИЕ! Во всех других случаях загорание сигнализатора свидетельствует о неисправности ABS, устранение которой необходимо проводить только у дилеров.
При возникновении неисправности ABS работа гидравлического привода тормозов не нарушается, и сохраняется возможность торможения как на автомобиле без ABS.
Функция EBD
Система распределения тормозных усилий — продолжение развития системы ABS. Принципиальное отличие системы от базовой ABS в том, что они помогают водителю управлять автомобилем постоянно, а не только при экстренном торможении.
EBD обеспечивает оптимальное соотношение тормозных сил передних и задних колес автомобиля при нерегулируемом ABS торможении и при неисправности ABS. Индикация состояния EBD осуществляется сигнализатором «Отказ тормоза». Сигнализатор загорается красным светом при включении зажигания и после запуска двигателя гаснет (режим самотестирования).
Предупреждение! Одновременное загорание сигнализаторов «ABS» и «Отказ тормоза», за исключением режима самотестирования при включении зажигания, свидетельствует о неисправности ABS и EBD. В этом случае при торможении возможна преждевременная блокировка задних колес и опасный занос автомобиля. Неисправность должна быть устранена у дилеров как можно быстрее.
Функция BA
Распознает по высокой скорости нажатия педали тормоза необходимость экстренного торможения и автоматически увеличивает давление в гидравлическом приводе тормозов до уровня, обеспечивающего максимальную эффективность торможения в течение всего времени, пока нажата педаль тормоза.
Функция ESC и TC
ESC — электронный контроль устойчивости или динамическая система стабилизации автомобиля — система, позволяющая предотвратить занос посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких).
TC — электрогидравлическая система автомобиля, предназначенная для предотвращения потери сцепления колес с дорогой посредством контроля за буксованием ведущих колёс. Оптимизирует пробуксовку колес при трогании и разгоне за счет притормаживания буксующего колеса и, при необходимости, уменьшения крутящего момента двигателя.
После пуска двигателя ESC и TC включаются автоматически.
Для отключения ESC и TC при движении в тяжелых дорожных условиях (грязь, песок, глубокий снег) нажмите и удерживайте в нажатом положении в течение 0,5–1 секунды кнопку выключателя «ESC». Отключение функций действует только при скорости автомобиля менее 50 км/ч. Включение функций производится кратковременным нажатием кнопки выключателя «ESC» или автоматически при достижении скорости 50 км/ч.
Срабатывание ESC и TC сопровождается характерным шумом исполнительных механизмов. Срабатывание ESC и TC свидетельствует о достижении предела сцепления шин с дорожным покрытием. Во избежание потери управления над автомобилем Вы должны приспособить свой стиль вождения к действительным дорожным условиям.
Индикация состояния ESC и TC осуществляется сигнализаторами «ESC» и «ESC OFF». Сигнализаторы загораются жёлтым светом при включении зажигания и после запуска двигателя гаснут (режим самотестирования). Срабатывание ESC и TC сопровождается миганием сигнализатора «ESC». При отключённых с помощью выключателя «ESC» функциях сигнализатор «ESC OFF» горит постоянным светом.
Внимание! Во всех других случаях загорание сигнализатора «ESC» свидетельствует о неисправности ESC и TC, устранение которой необходимо проводить только у дилеров.
Внимание! Во избежание ограничения работоспособности ABS, EBD, ESC и TC не устанавливайте на автомобиль шины разной размерности.
Как работает система курсовой устойчивости автомобиля также показано на видео:
Функция HHC
Предотвращает скатывание автомобиля при трогании на подъёме. При остановке на подъёме с уклоном более 4% удерживайте нажатой педаль тормоза с усилием, достаточным для обеспечения неподвижности автомобиля. При последующем отпускании педали тормоза и нажатии педали акселератора функция HHC сохраняет давление в гидравлическом приводе тормозов до момента трогания, но в течение не более 2 секунды, что предотвращает скатывание автомобиля.
Срабатывание HHC сопровождается характерным шумом исполнительных механизмов. HHC не работает при использовании стояночного тормоза, открыты двери водителя или неисправности ESC.
Напомним, другие обзоры автомобилей Лада можно найти в этой категории.
