С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Система курсовой устойчивости esc

Система курсовой устойчивости esc


Система курсовой устойчивости автомобиля

Совсем недавно для рядовых автомобилистов было диковинкой присутствие в машине электронных систем, поддерживаемых автоматикой. Сегодня используется множество подобных ассистентов, некоторые из которых принимают активное участие и в непосредственном контроле вождения. Одной из самых значимых можно назвать систему курсовой устойчивости, отвечающую за коррекцию момента силы колес. Маркируется эта технология как ESC (Electronic Stability Control) и чаще всего доступна в качестве опции для моделей не ниже среднего класса. Впрочем, некоторые автопроизводители начинают предлагать подобные устройства и для бюджетного транспорта.

Техническая реализация системы

Механизм обеспечения курсовой или динамической устойчивости представляет собой набор функциональных компонентов, среди которых блок управления, датчики и гидравлические исполнительные органы.

Чувствительные элементы (датчики) в процессе работы регистрируют параметры движения автомобиля и оценивают действия водителя, отправляя соответствующие данные в блок управления. К примеру, учитывается угол поворота рулевого колеса, состояние стоп-сигнала, частота вращения колес и уровень давления в тормозах. Далее блок управления системы стабилизации курсовой устойчивости на основе принятых сигналов направляет команды на исполнительное оборудование. На этом этапе задействуются клапаны, переключатели давления тормозной системы, оптические элементы и т. д.

Гидравлические устройства, в зависимости от настроек, могут контролировать поведение машины на дороге, воздействуя кроме прочего и на коробку переключения передач.

Принцип действия

Моментом вступления системы в процесс управления можно считать потенциально опасную или аварийную ситуацию, риск которой стабилизатор определяет посредством сравнения параметров движения машины и действий владельца. Так, если система курсовой устойчивости выявит разницу между фактическими показателями состояния автомобиля и ранее установленными, то ситуация будет признана как неконтролируемая и управление отчасти перейдет к модулям ESC.

Здесь важно отметить значимость параметров, которые принимаются за критические. Пользователь сам их настраивает предварительно, и если в процессе вождения по тем или иным причинам они нарушаются, то система входит в работу автоматически.

Теперь другой вопрос – каким образом достигается непосредственный контроль? Многое зависит от конкретной версии, но стандартные системы курсовой устойчивости ESC реализуют управление посредством следующих действий:

  1. Изменение крутящего момента силового агрегата.
  2. Притормаживание колес (всех или некоторых по отдельности).
  3. Коррекция степени амортизационного демпфирования (если автомобиль снабжен адаптивной подвеской).
  4. Изменение угла поворота колес (если предусмотрено активное рулевое управление).

Дополнительный функционал

У модулей ESC могут быть разные комплектации – от базовых до расширенных с определенным набором подсистем. В частности, опционально могут добавляться усилители тормозов, устройства для удаления влаги, корректоры температуры, узлы, предотвращающие опрокидывание машины, и т. д. Предусматривается и возможность расширения функций на программном уровне. Это относится к электронному изменению параметров крутящего момента или включения звуковых и световых сигналов.

В машинах, оснащенных зацепным устройством, система курсовой устойчивости может быть дополнена и стабилизацией автопоезда. Данный механизм предназначен для предотвращения колебаний при движении с прицепом.

Активные средства повышения надежности работы тормозов обычно ориентируются на регуляцию их силовой функции, но ESC также позволяет корректировать недостаточное сцепление между тормозными дисками и колодками.

Отличия от технологии ESP

Принципиально данные системы отличаются немногим, а ключевые задачи совпадают полностью. Это предотвращение заноса, поддержка траектории и в целом устранение любых рисков столкновения. Разница заключается лишь в способах достижения этих целей. Так, система курсовой устойчивости ESP в большей степени ориентируется на программную регуляцию параметров движения и связку с антипробуксовочным защитным модулем.

В плане технического устройства, технологии тоже по большей части совпадают. В наборе ESP присутствует тот же электронный блок управления и датчики, которые называются G-сенсорами. То есть упор делается на качество регистрации рабочих параметров, а не на средства практического их изменения. В процесс контроля система курсовой устойчивости ESP вмешивается не за счет собственной инфраструктуры, а путем изменения текущих функциональных показателей двигателя, тормозной системы и устройств, отвечающих за активную безопасность, – тот же антипробуксовочный модуль.

Что нужно для установки комплекса ESC?

Именно по причине взаимодействия стабилизаторов со смежными системами безопасности, для такого оснащения потребуется соответствующий комплект. В зависимости от типа ESC и поставленных функциональных задач, может потребоваться предварительная установка антиблокировочной тормозной системы и блока управления двигателем.

Есть и нюансы использования электронной системы курсовой устойчивости на машины с механическими коробками передач. Полный контроль управления посредством регуляции трансмиссионного узла в данном случае не будет обеспечиваться. Также заранее рассчитывается возможность подключения к бортовой сети электротехнических устройств, в числе которых датчики.

Недостатки системы курсовой устойчивости

У модулей ESC множество преимуществ, которые связаны с обеспечением безопасности водителя. К тому же, этот ассистент является и эргономическим дополнением, в некоторых случаях упрощающим вождение.

Но есть ситуации, в которых этот же модуль выступит с негативных сторон. К примеру, если опытный водитель по отработанной схеме захочет выйти из заноса за счет усиления газа. В данном случае система курсовой устойчивости автомобиля не позволит этого сделать, ограничивая подачу топлива и урезая крутящий момент. Выходом из положения станет кнопка отключения стабилизатора, о которой стоит помнить в подобных конфликтных положениях.

В заключение

Системы электронной помощи водителю при вождении показывают пример эффективного взаимодействия программной начинки автомобиля и механики. Причем ежегодно передовые автогиганты предлагают новые и более совершенные модификации таких помощников. Например, в последних версиях системы курсовой устойчивости ESC обеспечивают реакцию всего за 20 мс. И это вне зависимости от текущей скорости и режима езды. Но, как уже отмечалось, доступна эта технология далеко не всем автолюбителям. Владельцам недорогих отечественных моделей, например, ее можно приобрести разве что в качестве опции и за немалые деньги по сравнению с другим дополнительным оборудованием.

Источник

Как работают системы курсовой устойчивости (динамической стабилизации) ESC, DSC и подобные им

В своем стремлении сделать автомобили как можно более безопасными, производители оснащают их всевозможными вспомогательными системами, предназначенными для того, чтобы в нужный момент помочь водителю избежать опасности. Одна из них – это система курсовой устойчивости. На автомобилях разных марок она может называться по-разному: ESC у Honda, DSC у BMW, ESP у подавляющего большинства европейских и американских автомобилей, VDC у Subaru, VSC у Toyota, VSA у Honda и Acura, но предназначение у системы курсовой стабилизации одно – не позволить автомобилю сойти с заданной траектории при любых режимах езды, будь то разгон, торможение, движение по прямой или в повороте.

Работа ESC, VDC и любой другой может быть проиллюстрирована следующим образом: машина движется в повороте с набором скорости, внезапно одна сторона попадает на занесенный песком участок. Сила сцепления с дорогой резко меняется, и это может привести к заносу или сносу. Чтобы предотвратить уход с траектории, система динамической стабилизации моментально перераспределяет крутящего момента между ведущими колесами, и при необходимости подтормаживает колеса. А в случае, если автомобиль оснащен активной системой рулевого управления, изменяется угол поворота колес.

Впервые система курсовой устойчивости автомобиля появилась в далеком 1995 году, тогда получив название ESP или Electronic Stability Programme, и с тех пор стала наибольшее распространенной в автомобилестроении. В дальнейшем устройство всех систем будет рассматриваться на ее примере.

Устройство систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

Система курсовой устойчивости представляет собой систему активной безопасности высокого уровня. Она является составной, состоящей из более простых, а именно:

Данная система состоит из набора входных датчиков (давления в тормозной системе, угловой скорости колес, ускорения, скорости поворота и угла поворота руля и других), блока управления и гидравлического блока.

Одна группа датчиков применяется для оценки действий водителя (данные об угле поворота рулевого колеса, давлении в тормозной системе), другая помогает анализировать фактические параметры движения машины (оценивается частота вращения колес, поперечное и продольное ускорение, скорость поворота авто, давление в тормозной).

ЭБУ ESP, основываясь на данных, полученных от датчиков, подает соответствующие команды исполнительным устройствам. Помимо систем, входящих в состав самой ESP, ее блок управления взаимодействует с блоком управления двигателем и блоком управления АКПП. От них он также получает необходимую информацию и посылает им управляющие сигналы.

Система динамической стабилизации работает, посредством гидравлического блока ABS.

Принцип работы систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

ЭБУ системы курсовой устойчивости работает непрерывно. Получая информацию от датчиков, анализирующих действия водителя, вычисляет желаемые параметры движения автомобиля. Полученные результаты сравниваются с фактическими параметрами, информация о которых поступает от второй группы датчиков. Несовпадение распознается ESP как неконтролируемая ситуация, и она включается в работу.

Стабилизируется движение следующими способами:

  1. подтормаживаются определенные колеса;
  2. изменяется крутящий момент двигателя;
  3. если автомобиль имеет систему активного рулевого управления, изменяется угол поворота передних колес;
  4. если машина имеет адаптивную подвеску, изменяется степень демпфирования амортизаторов.

Крутящий момент мотора изменяется одним из нескольких способов:

  • изменяется положение дроссельной заслонки;
  • пропускается впрыск горючего или импульс зажигания;
  • изменяется угол опережения зажигания;
  • отменяется переключение передачи в АКПП;
  • в случае полного привода осуществляется перераспределение крутящего момента на осях.

Насколько необходима система динамической стабилизации

Существует немало противников каких-либо вспомогательных электронных систем в автомобилях. Все они, как один, утверждают, что ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA и прочие только расхолаживают водителей и к тому же являются просто способом вытянуть из покупателя побольше денег. Свои доводы они подкрепляют еще и тем, что еще 20 лет назад, в автомобилях не было подобных электронных помощников, и, тем не менее, водители прекрасно справлялись с управлением.

Надо отдать должное, что доля истины в этих аргументах есть. В самом деле, многие водители, уверовав в то, что помощь ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA дает им практически безграничные возможности на дороге, начинают ездить, пренебрегая здравым смыслом. Итог может быть очень печальным.

Тем не менее, согласиться с противниками систем активной безопасности нельзя. Система курсовой устойчивости необходима, хотя бы как страховочная мера. Как показывают исследования, человек затрачивает намного больше времени на оценку ситуации и правильную реакцию, чем электронная система. ESP уже помогла сберечь жизнь и здоровье многим участникам дорожного движения (особенно начинающим водителям). Если же водитель отточил свое мастерство до такой степени, что система, хоть и работает, но не вмешивается в действия человека, его можно только поздравить.

Дополнительные возможности систем ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA

Система курсовой устойчивости, помимо своей основной задачи – динамической стабилизации автомобиля, может выполнять и дополнительные задачи, такие как предотвращение опрокидывания машины, предотвращение столкновения, стабилизация автопоезда и другие.

Внедорожники, в силу высоко расположенного центра тяжести, склонны к опрокидыванию при вхождении в поворот на высокой скорости. Для предотвращения такой ситуации предназначена система предотвращения опрокидывания, или Roll Over Prevention (ROP). В целях повышения устойчивости подтормаживаются передние колеса автомобиля, и снижается крутящий момент двигателя.

Для реализации функции предотвращения столкновения системам ESC, DSC, ESP, VDC, VSC, VSA дополнительно требуется адаптивный круиз-контроль. Вначале водителю подаются звуковые и визуальные сигналы, если реакции не последовало – автоматически нагнетается давление в тормозной системе.

Если система курсовой устойчивости выполняет функцию стабилизации автопоезда на автомобилях, оснащенных тягово-сцепным устройством, то она предотвращает рыскание прицепа за счет подтормаживания колес и уменьшения крутящего момента двигателя.

Еще одна полезная функция, которая бывает особенно необходима при езде по серпантину, заключается в повышении эффективности тормозов при нагреве (название Over Boost или Fading Brake Support). Работает она просто – при нагреве тормозных колодок автоматически повышается давление в тормозной системе.

Наконец, система динамической стабилизации может автоматически удалять влагу с тормозных дисков. Активизируется такая функция при включенных стеклоочистителях на скорости свыше 50 км/ч. Принцип действия заключается в кратковременном регулярном повышении давления в тормозной системе, в результате чего колодки прижимаются к тормозным дискам, те нагреваются и попавшая на них вода частично снимается колодками, а частично испаряется.

Система курсовой устойчивости (ESP, DSC, ESC, VSC)

     

     Система курсовой устойчивости (другое наименование - система динамической стабилизации) предназначена для сохранения устойчивости и управляемости автомобиля за счет заблаговременного определения и устранения критической ситуации.

     В зависимости от производителя система имеет следующие названия:

  • Electronic Stability Programme, ESP;

  • Electronic Stability Control, ESC;

  • Vehicle Stability Assist, VSA;

  • Vehicle Stability Control, VSC;

  • Vehicle Dynamic Control, VDC;

  • Dynamic Stability Control, DSC;

  • Dynamic Stability Management, DSM;

  • Dynamic Stability Traction Control, DTSC.

     Устройство и принцип действия системы курсовой устойчивости рассмотрены на примере самой распространенной системы ESP.

Устройство системы курсовой устойчивости

Система курсовой устойчивости является системой активной безопасности более высокого уровня.

Система ESP включает следующие системы:

  • антиблокировочную систему тормозов (ABS),

  • систему распределения тормозных усилий (EBD),

  • электронную блокировку дифференциала (EDS),

  • антипробуксовочную систему (ASR).

     Система курсовой устойчивости имеет следующее устройство:

  • блок управления;

  • гидравлический блок;

  • датчики угловой скорости колёс;

  • датчик давления в тормозной системе;

  • датчик ускорения;

  • датчик скорости поворота;

  • датчик угла поворота рулевого колеса.

     С помощью датчиков система динамической стабилизации оценивает действия водителя и параметры движения автомобиля.

Принцип работы системы курсовой устойчивости

     Определение наступления аварийной ситуации осуществляется путем сравнения действий водителя и параметров движения автомобиля. В случае, когда действия водителя отличаются от фактических параметров движения автомобиля, включается система ESP.

     На основании сигналов, поступающих от датчиков, электронная система курсовой устойчивости активирует соответствующие системы безопасности и управляет их работой.

СИСТЕМА КУРСОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ESC

Данная технология предназначена для осуществления и сохранения устойчивости во время движения автомобиля, а также его управляемости, благодаря благовременному определению, а также устранению критической ситуации. Начиная с 2011 года в США, Канаде и странах Евросоюза является обязательным условием, оснащение новых легковых автомобилей системой курсовой устойчивости.

Цель курсовой устойчивости

Рис.1. Траектории движения автомобиля на опасном повороте с/без системы курсовой устойчивости.

Обеспечение удерживания автомобиля в рамках заданной водителем траектории, в различных режимах движения транспортного средства. Такими режимами является свободное качение, повороты, движение по прямой, торможение и разгон. Курсовая устойчивость в зависимости от производителя имеет следующие названия:

  • VDC (Vehicle Dynamic Control) ― Subaru, Infiniti, Nissan;
  • VSC (Vehicle Stability Control) ― Toyota;
  • VSA (Vehicle Stability Assist) ― Honda, Acura;
  • DTSC (Dynamic Stability Traction Control) ― Volvo;
  • DSC (Dynamic Stability Control) у автомобилей Rover, BMW, Jaguar;
  • ESC (Electronic Stability Control) ― Hyundai, Honda, Kia;
  • ESP (Electronic Stability Program) у большинства автомобилей Америки, а также Европы.

Рассмотрим принцип действия и устройство на примере одной из самых распространенных систем ESP, выпускаемой с 1995 г.

Устройство системы динамической стабилизации ESP 

Представляет собой систему активной безопасности, обладающая высоким уровнем. В неё входят:

  • ASR ― антипробуксовочная система;
  • EBD ― система распределения тормозных усилий;
  • ABS ― антиблокировочная тормозная система;
  • EDS ― система электронной блокировки дифференциала.

Устройство:

  • гидравлический блок;
  • блок управления;
  • входные датчики.

Рис.2. Схема системы курсовой устойчивости ESP

1. компенсационный бачок; 2. вакуумный усилитель тормозной системы; 3. датчик положения педали тормоза; 4. датчик давления в тормозной системе; 5. блок управления; 6. насос обратной подачи; 7. аккумулятор давления; 8. демпфирующая камера; 9. впускной клапан переднего левого тормозного механизма; 10. выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма; 11. впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма; 12. выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма; 13. впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма; 14. выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма; 15. впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма; 16. выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма; 17. передний левый тормозной цилиндр; 18. датчик частоты вращения переднего левого колеса; 19. передний правый тормозной цилиндр; 20. датчик частоты вращения переднего правого колеса; 21. задний левый тормозной цилиндр; 22. датчик частоты вращения заднего левого колеса; 23. задний правый тормозной цилиндр; 24. датчик частоты вращения заднего правого колеса; 25. переключающий клапан; 26. клапан высокого давления; 27. шина обмена данными.

Датчики ESP делятся на две группы:

1. Применяются при оценке действий водителя:

  • выключатель стоп-сигнала;
  • датчик давления в тормозной системе;
  • датчик угла поворота руля.

2. Применяются при оценке фактических параметров движения автомобиля:

  • датчик давления в тормозной системе;
  • датчик скорости поворота;
  • датчик продольного ускорения;
  • датчики угловой скорости колёс.
  • датчик поперечного ускорения.

Блок управления ESP осуществляет приём сигналов от датчиков, и производит формирование управляющего воздействия касательно исполнительного устройства подконтрольных систем активной безопасности:

  • контрольные лампы тормозной системы, ABS, ESP;
  • переключающие, а также клапаны высокого давления ASR;
  • выпускные и впускные клапаны ABS.

Во время работы осуществляется взаимодействие блока управления ESP, блока управления систем управления двигателем, а также блока управления автоматической КП. Кроме приёма сигналов, от данных систем, блок управления осуществляет формирование управляющих воздействий, при помощи двигателя, а также автоматической коробки передач на элементы системы управления. Работа динамической стабилизации обеспечивается гидравлическим блоком ABS/ASR, совместно со всеми компонентами.

Принцип работы системы курсовой устойчивости

Рис.3. Потеря стабилизации при совершении резких (непредвиденных) маневров в отсутствии системы курсовой устойчивости (слева) и с ней (справа)

Начало аварийной ситуации определяется благодаря сравнению действий водителя, а также параметров движения автомобиля. В том случае, если действия водителя являются различными с фактическими параметрами движения транспортного средства, система ESP осуществляет распознавание ситуации в виде неконтролируемой, и сразу включается в рабочий процесс.

Рис.4. Траектории автомобиля во время позднего реагирования на препятствие впереди (особенно актуально в опасные погодные условия)

Осуществление движения автомобиля при помощи курсовой устойчивости достигается при помощи нескольких способов:

  • при наличии адаптивной подвески, с помощью изменения степени демпфирования амортизаторов;
  • в условиях системы активного рулевого управления, при помощи изменения поворотного угла передних колес;
  • изменением крутящего момента двигателя;
  • во время притормаживания определённых колёс.

В ESP, изменение крутящего момента двигателя может осуществляться при помощи следующих способов:

  • при наличии полного привода, при помощи перераспределения между осями крутящего момента;
  • в результате отмены переключения передачи в АКПП;
  • в результате изменения угла опережения зажигания;
  • с помощью пропуска импульсов зажигания;
  • в результате пропуска впрыска топлива;
  • с помощью изменения положения дроссельной заслонки.

Система, которая объединяет подвеску, рулевое управление и курсовую устойчивость, носит название интегрированной системой управления динамикой транспортного средства.

Дополнительные функции в системе динамической стабилизации

  • удаления влаги из тормозных дисков;
  • повышения эффективности торможения во время нагрева отдельных составляющих системы;
  • стабилизации автопоезда;
  • предотвращения столкновения;
  • предотвращения опрокидывания;
  • гидравлическим усилителем тормозов и прочие.

Данные системы не имеют практически своих конструктивных элементов. Они представляют собой программные расширения ESP.

Roll Over Prevention (ROP), являющаяся системой предотвращения опрокидывания, осуществляет стабилизацию движения автомобиля во время угрозы опрокидывания. Исключение опрокидывания происходит благодаря уменьшению поперечного ускорения, вследствие подтормаживания передних колес, а также уменьшения крутящего момента двигателя. При этом в тормозной системе дополнительное давление создаётся при помощи активного усилителя тормозов.

Braking Guard, являющаяся технологией предотвращения столкновения, реализуется в автомобиле, который оснащён адаптивным круиз-контролем. Она обеспечивает опасности столкновения при помощи звуковых и визуальных сигналов. При этом во время критической ситуации происходит нагнетание в тормозной системе. Вследствие этого, насос обратной подачи автоматически отключается. Система стабилизации автопоезда реализуется в автомобиле, который оборудован тягово-сцепным устройством. Данная система предотвращает рыскание прицепа во время движения автомобиля. Это достигается благодаря торможению колёс, а также снижению крутящего момента. Fading Brake Support или Over Boost (FBS) является системой повышения эффективности тормозов во время нагрева, осуществляет предотвращение неполного сцепления тормозных колодок с дисками, которое возникает в процессе нагрева, при помощи дополнительного повышения давления в тормозном приводе. Система удаления влаги из тормозных дисков активируется при скорости более 50 км/час, а также при включенных стеклоочистителях. Система работает за счёт кратковременного повышения давления в передних колёсах. Благодаря этому происходит прижимание тормозных колодок к дискам, а также испарение влаги.

Источники:

  • http://fastmb.ru/auto_shem/182-sistema-kursovoy-ustoychivosti.html
  • http://systemsauto.ru/active/shema_esp.html

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости