Что такое ESP в автомобиле

Развитие и доводка технических способностей современного автомобиля дошли до такой степени, что человек уже не в состоянии справиться с его управлением при вождении на пределе. Необязательно в агрессивном стиле, возможны ситуации на дороге, когда автомобиль ещё мог бы избежать неприятностей, задействовав свою управляемость и динамические характеристики, но водитель уже не умеет или не успевает. Стало понятно, часть функций пора перекладывать на точную и быстродействующую программируемую электронику, в частности, ESP, что это такое в машине сейчас уже известно многим.

ESP: что это такое в машине

Этапы внедрения электронных систем помощи водителю

Развитие систем помощи водителю в разных режимах движения шло по пути усложнения и увеличения количества функций. Это связано с прогрессом компьютерных технологий, повышением быстродействия, объёмов памяти и снижением цены бортовых блоков обработки данных, датчиков и исполнительных механизмов. Параллельно отрабатывались алгоритмы работы с использованием опыта лучших водителей (автоспортсменов), заводских испытателей и полученных данных обратной связи от широкого круга сотрудников автомобильной прессы и рядовых водителей. Предусмотреть всё в лабораторных условиях тут в принципе невозможно.

Антиблокировочная система тормозов ABS, как основа всего последующего

Назначение и принцип действия ABS сейчас известны почти всем. Колесо, катящееся на грани срыва в скольжение, способно передать на кузов гораздо большую тормозную силу, чем уже сорвавшееся в юз. Но в данном случае роль ABS состояла в том, что именно она предоставила в распоряжение разработчиков автомобилей целый ряд полезных механизмов для реализации уже других функций:

  • раздельные датчики вращения каждого колеса;
  • гидравлические узлы, способные управлять давлением жидкости в рабочих тормозных цилиндрах;
  • гидронасос и гидроаккумулятор, создающие давление в приводе тормозов независимо от нажатия педали водителем;
  • управляющую электронику высокого быстродействия.

С таким набором можно было пойти дальше, что и произошло.

Контроль за тягой и управление тормозным моментом

Очень часто крутящий момент двигателя, передаваемый через трансмиссию на ведущие колёса, оказывается чрезмерным или просто ненужным. Через те же датчики ABS это можно определить, рассчитать и выдать нужную обратную связь на контроллер впрыска и зажигания. Образовавшаяся система контроля тяги, или трекшн-контроль, получила разные обозначения, наиболее часто она называется ASR. В работе новая система проявила себя достойно, машины стали гораздо устойчивей. Одновременно была решена задача стабильности и при отрицательном ускорении.

Замедляясь даже при помощи ABS, автомобиль может испытывать курсовые колебания из-за возникновения разворачивающих моментов. Оценивая подобные отклонения в комплексе, а не только по признаку максимального тормозного усилия со стороны каждого колеса, вероятно попавшего в совершенно иные условия относительно всех прочих, инженеры дополнили ABS интеллектом в распределении тормозных сил. Машины приобрели дополнительную устойчивость.

Появление ESP

Объединение функций уже известных систем с дополнением их рядом новых привело к созданию интегрированного помощника водителю в предельных ситуациях. Система курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Program) включает в себя несколько подсистем на основе единого набора исполнительных механизмов:

  • антиблокировка тормозов;
  • трекшн-контроль, противобуксовочные средства при разгоне;
  • распределение тормозных усилий, стабилизация на замедлении;
  • имитация блокировок дифференциалов путём подтормаживания ускоряющегося колеса;
  • управление тяговым усилием двигателя;
  • активное торможение в экстренной ситуации.

Кроме того, в распоряжении ESP имеются средства контроля над вращательными курсовыми ускорениями автомобиля, а также активного вмешательства в руление. Наличие векторных и угловых датчиков позволяет оценивать намерения автомобиля лишиться устойчивости в любом направлении.

Даже первые несовершенные ESP проявили себя неплохо, в частности, спасли репутацию самого маленького Мерседеса А-класса, когда оказалось, что он склонен к переворачиванию при типовой имитации объезда препятствия. У компании уже были наработки по стабилизации в старших моделях, быстро проведённая работа по внедрению ESP в штатную базовую комплектацию высокого короткобазного автомобиля скромных габаритов устранила проблему и способствовала широкому распространению системы.

Как работает ESP в различных ситуациях

Управление автомобилем возможно только тогда, когда предел сцепных свойств шин ещё не превышен. Характерной особенностью нового помощника стала способность предвидеть ситуацию и принимать профилактические меры. Система курсовой устойчивости автомобиля знает, что при соблюдении условий по продольному и поперечному ускорению под тягой или тормозными усилиями основной опасностью становятся инерционные эффекты, особенно колебательного резонансного характера. Подобные процессы достаточно легко просчитываются и парируются превентивными действиями векторного управления тягой и торможением.

Предотвращение избыточной и недостаточной поворачиваемости

При недостаточной поворачиваемости в повороте возникает снос передней оси наружу. Работа рулём в ситуации не помогает, поскольку управляемые колёса находятся на грани сцепления или уже скользят. Система ESP по данным своих датчиков заблаговременно чувствует, что автомобиль уже не в состоянии двигаться по заданной траектории и начинает вполне конкретные предупредительные действия, чтобы противостоять полной потере управляемости, когда уже ничто не поможет.

Воздействовать на передние колёса уже бесполезно, поэтому начинается подтормаживание заднего внутреннего по отношению к повороту колеса. Это способствует появлению поворачивающего момента. Одновременно уменьшается тяга, а на усилитель руля подаётся команда выставить сопротивляемость так, чтобы неопытный водитель, даже не знающий, что такое ESP в автомобиле, инстинктивно понял, что от него требуется.

При заносе, то есть начале проявления избыточной управляемости, задняя ось наоборот, начинает «обгонять» автомобиль. Тормозное усилие будет создано на наружном переднем колесе, а тяга снова уменьшена в случае заднеприводного автомобиля или добавлена на переднем приводе. Именно так бы повёл себя в заносе опытный водитель.

Стабилизация автомобиля при возникновении курсовых колебаний

Потеря курсовой устойчивости резонансного колебательного характера требует быстрой и точной опережающей реакции водителя, что начинающий выполнить не в состоянии. Электроника по приведённой выше схеме начинает действовать последовательно на парирование попеременно возникающих сносов и заносов, в результате чего автомобиль будет стабилизирован, если это ещё возможно по условиям сцепления с дорогой и выбору скорости. Сама скорость будет максимально быстро и эффективно погашена без дополнения энергии колебаний курса.

Имитация блокировки дифференциалов

В условиях бездорожья, которым можно считать любую ситуацию на пределе возможностей конкретного автомобиля и его шин, одно из колёс ведущей оси может потерять сцепление, хотя второе ещё способно создавать тягу. Свободный дифференциал всегда распределяет момент поровну между колёсами. То есть близкий к нулю момент на буксующей шине автоматически означает потерю тяги и на противоположной. Электроника это понимает, поэтому система курсовой устойчивости притормозит свободное колесо, а образовавшийся из-за этого момент на втором создаст спасительное тяговое усилие.

То же самое произойдёт не только при застревании, но и в скользком быстром повороте, когда внутреннее колесо вывешивается и теряет связь с покрытием. Момент будет переброшен на наружное, и машина успешно заправится в поворот, поскольку именно оно нагружено силами инерции.

Недостатки ESP и случаи, требующие её отключения

Наличие умной ESP может не только сделать из любого водителя умелого автоспортсмена, но в некоторых ситуациях привести к прямо противоположному эффекту — лишить опытного человека возможности проявить его навыки:

  • постоянные успешные вмешательства на скользких дорогах и больших скоростях ведут к утрате навыков;
  • реакции руля при подаче команд на усилитель прямо противоположны привычным, например, увеличение усилия означает, что доворачивать рулевое колесо не стоит, хотя без ESP это сигнализирует об имеющемся запасе сцепления на управляемой оси;
  • некоторые автомобили при отключении или поломке ESP становятся почти неуправляемыми из-за избытка мощности и ориентации настроек ходовой части на помощь электроники;
  • управляя двигателем, система не позволяет задействовать всю его тягу, даже когда это действительно могло бы помочь водителю.

Обычно предусматривается частичное или полное отключение системы. Но с набором скорости она всё равно включится и вмешается, исключением могут быть лишь машины с возможностью спортивного вождения на закрытых трассах. Иногда даже данная функция завязана на навигатор, где такие участки особо отмечены. В любом случае, понимание, ESP что это такое в машине, необходимо как для гражданского управления автомобилем с максимальной безопасностью, так и при экстремальном вождении, когда её вмешательства способны стать нежелательным фактором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *