Электронная система ESP в автомобилях: устройство и принцип работы

Что такое система ESP и для чего она предназначена?

ESP или Elektronisches Stabilitätsprogramm — одна из модификаций системы курсовой устойчивости автомобиля, которую впервые начали устанавливать на автомобили концерна Volkswagen и всех его подразделений: VW, Audi, Seat, Skoda, Bentley, Bugatti, Lamborghini.

Сегодня подобные программы устанавливаются практически на все автомобили, выпущенные в Европе, США и даже многие китайские модели:

• европейские — Мерседес-Бенц, Opel, Peugeot, Chevrolet, Citroen, Renault, Saab, Скания, Vauxhall, Jaguar, Land Rover, Fiat;
• американские — Dodge, Chrysler, Jeep;
• корейские — Hyundai, SsangYong, Киа;
• японские — Nissan;
• китайские — Chery;
• малайзийские — Proton и другие.

На сегодняшний день данная система признана обязательной практически во всех странах Европы, в США, Израиле, Новой Зеландии, Австралии и Канаде. В России пока данного требования к автопроизводителям не выдвинуто, однако новая LADA XRAY тоже оснащена системой курсовой стабилизации, правда и цена на этот кроссовер значительно превышает показатели более бюджетных автомобилей, типа Лада Калина или Нива 4х4.

Стоит напомнить, что мы уже и ранее на Vodi.su рассматривали другие модификации системы стабилизации — ESC. В принципе, все они работают по более или менее одинаковым схемах, хотя и имеются определенные отличия.

Попробуем разобраться более детально.

Устройство и принцип работы

Принцип работы достаточно простой — многочисленные датчики анализируют различные параметры движения автомобиля и работы его систем. Информация поступает на электронный блок управления, который работает по заданным алгоритмам.

Если в результате движения наблюдаются какие-либо ситуации, когда машина может, например, резко уйти в занос, перевернуться, выехать за пределы своей полосы и пр., электронный блок отправляет сигналы на исполнительные устройства — гидравлические клапаны системы тормозов, благодаря чему притормаживаются все или одно из колес, и чрезвычайных ситуаций удается избежать.

Кроме того, ЭБУ связан с системами зажигания. Так, если двигатель работает неэффективно (например машина стоит в пробке, а все цилиндры работают на полную мощность), может прекратиться подача искры на одну из свечей. Таким же образом ЭБУ взаимодействует с двигателем, если необходимо замедлить скорость движения машины.

Определенные датчики (угла поворота рулевого колеса, педали газа, положения дроссельной заслонки) следят за действиями двигателя в той или иной ситуации. И если действия водителя не соответствуют дорожной обстановке (например, рулевое колесо нужно повернуть не так резко, или педаль тормоза нужно выжать сильнее), опять же поступают соответствующие команды на исполнительные устройства для исправления ситуации.

Основными компонентами ESP являются:

• собственно блок управления;
• гидроблок;
• датчики скорости, угловой скорости колес, угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе.

Также на ЭБУ при необходимости поступает информация с датчика дроссельной заслонки и положения коленчатого вала.

Понятно, что для анализа всех поступающих данных применяются сложные алгоритмы, при этом решения принимаются в доли секунды. Так, от блока управления могут поступать такие команды:

• притормаживание внутренних или внешних колес, чтобы избежать занос или увеличение радиуса поворота при движении на больших скоростях;
• отключение одного или нескольких цилиндров двигателя для уменьшения крутящего момента;
• изменения степени демпфирования подвески — данная опция доступна лишь на авто с адаптивной подвеской;
• изменение угла поворота передних колес.

Благодаря такому подходу количество аварий в странах, где ESP признана обязательной, уменьшилось на треть. Согласитесь, что компьютер намного быстрее думает и принимает правильные решения, в отличие от водителя, который может быть уставшим, неопытным, а то и в состоянии алкогольного опьянения.

С другой стороны, наличие системы ESP делает автомобиль менее отзывчивым в управлении, поскольку все действия водителя внимательно проверяются. Поэтому имеется возможность отключения системы курсовой устойчивости, хотя делать это не рекомендуется.

На сегодняшний день благодаря установке ESP и других вспомогательных систем — парктроники, антиблокировка тормозов, система распределения тормозных усилий, противопробуксовочная система Тракшн Контроль (TRC) и других — процесс вождения стал более легким.

Тем не менее, не стоит забывать об основных правилах безопасности и правилах дорожного движения.

Роль ESP в движении

Впервые ESP была установлена на автомобиль в 1995 году, а разработали ее в 1959 году. Кстати, в качестве разработчиков выступает компания «Мерседес-Бенц». С 95 года данной системой комплектовались модели «Мерседес-Бенц CL 600», а затем и все модели S-класса. Сегодня ESP устанавливается в качестве опции – это актуально для любой модели. При этом нет зависимости от класса автомобиля. Система ESP может быть даже в недорогих моделях, например, в новой линейке автомобилей ВАЗ.

Данная система и тогда, и сейчас является логическим продолжением активных систем безопасности движения. Электронный контроль за устойчивостью авто невозможен без ABS, а также технологии, препятствующей пробуксовке колес ведущей оси. Эти решения не могут работать без определенных датчиков и группы исполнительных устройств.

Инновационность системы ESP в том, что она контролирует угол поворота машины вокруг своей оси. Другими словами, электроника вовремя может распознать снос или занос авто. ESP помогала вернуть контроль за управлением, если он по каким-либо причинам был потерян.

Принцип работы электронной системы стабилизации ESP

Система электронной стабилизации ESP уже давно стала неотъемлемой частью большинства автомобилей, в том числе и эконом класса. Но мало кто знает как эта система работает, для чего она нужна и можно ли на нее полагаться. В данной статье попробуем с этим разобраться.

Еще в 90-х годах, когда лидирующие производители автомобилей начали массово оснащать машины системой ESP произошел скандальный случай с компанией Mersedes. На одном из тестов перевернулся новенький Мерс A-класса — это послужило еще более массовому внедрению новинки на новые автомобили.

Принцип работы системы

Основной задачей система электронной стабилизации ESP является выравнивание автомобиля в ту сторону, куда направлены передние колеса. На авто установлены датчики положения автомобиля в пространстве, датчики вращения всех 4-х колес, датчик угла поворота руля, насос с разделенной системой управления тормозными магистралями колес и электронным блоком управления всем этим.

Блок управления делает опрос 4-х датчиков вращения колес с частотой до 30 раз в секунду. Опрашивается также угол поворота руля и датчик осевого поворота или как его называют Yaw Sensor

Все данные обрабатываются в электронным блоком управления и если эти данные не сходятся, тогда ESP вмешивается в тормозную систему и систему подачи топлива, что приводит к выравниванию автомобиля в направлении колес. Важно понимать, что электроника не знает куда нужно выравнивать автомобиль и единственное направление это направление колес. Значит нам остается выставить колеса в безопаном направлении.

Казалось бы что данную функцию выполняет водитель в экстренной ситуации и данная система не нужна уверенным водителям, так это заблуждение! Автомобиль в экстренной ситуации выборочно оттормаживает те колеса которые нужно для выравнивания автомобиля, а правильная регулировка подачи топлива поможет выровнить автомобиль путем вытягивания передней ведущей оси автомобиля(или оттягивания задней оси для заднеприводных авто).

Теперь неправдивая информация о том что ESP мешает ездить. Это 100% ложь, так как человек не может использовать все возможности ESP. Элементарный тест на ледяном полигоне докажет вам это. На большой скорости намного больше шансов остаться на дороге благодаря системы стабилизации, чем без неё.

Если все же вы считаете что она вам мешает значит вы не знаете элементарных законов физики или не знаете принцип работы ESP. И уяснив главный принцип: ESP выравнивает автомобиль в ту сторону, куда направлены передние колеса. Вы все равно измените свою точку зрения на практике и экспериментах.

Как заявляют разработчики, что не бывает такой дорожной ситуации когда ESP навредит, бывает исключительно безвыходные ситуации.

Ну и для закрепления информации о принципе работы электронной системы стабилизации ESP видео:

Преимущества и недостатки ESP

Электронная система стабилизации автомобиля изобретена с единственной целью – повысить безопасность езды независимо от уровня подготовки водителя. Как говорилось выше, она всегда находится настороже и в любой момент готова подкорректировать действия автолюбителя в правильную сторону.

Главное преимущество данной технологии заключается в том, что скорость реакции электроники на изменения условий движения гораздо выше, чем у любого человека. Датчики фиксируют занос на начальном этапе, а срабатывание распределенных тормозов занимает долю секунды. Дополнительный бонус – повышение комфорта в управлении при езде на длинные дистанции, когда усталость водителя играет большую роль.

Недостатки системы стабилизации автомобиля в процессе движения выглядят так:

1. На данный момент контроллер курсовой устойчивости не умеет «вытаскивать» переднеприводный автомобиль из заноса путем повышения крутящего момента на передних колесах. Это очень действенный прием, практикуемый опытными водителями.
2. То же касается внедорожников и легковых авто, оснащенных полным приводом на 4 колеса. В определенных условиях (например, гололед), разумное нажатие педали акселератора может дать лучший результат, чем торможение и снижение мощности на ведущей оси.
3. ESP не слишком уверенно ведет себя в специфических условиях – при движении по рыхлому снегу либо по скользкой грунтовой дороге.
4. Многие производители в инструкции по эксплуатации транспортного средства предупреждают, что стабилизационная электроника станет действовать некорректно, если на авто установлены шины другой размерности или баллоны не накачаны должным образом.

Для подавляющего большинства автомобилистов (особенно новичков) система курсовой устойчивости весьма полезна. Но некоторым категориям водителей ESP доставляет неудобства, например, поклонникам «месить грязь» за пределами асфальта или просто опытным автолюбителям, привыкшим ездить без вмешательства компьютера. На этот случай производители авто предусматривают отключение системы специальной кнопкой либо отдельный режим, активируемый селектором АКПП.

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

Фото: «CAR.RU»

Большая часть современных транспортных средств не обходится без полезной системы ESP. Она отвечает за безопасность во время передвижения. В данном комплексе задействованы различные блоки и специальное программное обеспечение. Автоматика в автомобиле отвечает за то, чтобы тормозили отдельные колеса. Это позволяет избежать заноса на поворотах.

ESP жестко связана с электроусилителем руля, чтобы контролировать и оценивать текущее положение транспортного средства на дороге. В ранних версиях система жестко контролировала управление, поэтому водитель мог ощутить резкое притормаживание колес в повороте.

Сейчас в автопроме применяется ESP нового поколения, которая срабатывает почти незаметно. Опция обеспечивает безопасность и гарантирует беспроблемное прохождение транспорта крутых поворотов. Представить современный автомобиль без системы стабилизации нельзя.

Новые системы ESP работают по другому алгоритму. Во-первых, основой их функционирования является электроника. Во-вторых, система может оценивать положение транспортного средства в реальном режиме и вносить незаметные для автомобилиста корректировки для обеспечения безопасности. Изначально такую опцию предлагали только в транспортных средствах премиального класса. Сейчас она используется почти для всех представителей автопрома в качестве стандартного оснащения.

Так как работоспособность системы обеспечивается взаимосвязью с различными опциями, в числе которых ABS, распределение тормозного усилия и прочее, в ходе эксплуатации можно столкнуться с различными дефектами. Определить поломку ESP или ее комплектующих можно при помощи специального программного оборудования.

Полезнейшая статья про ESP!

Привет соратникам!) Наконец-то я нашла самую подробную и полезнейшую статью про ESP. Смысл работы этой системы, конечно, многим известен и понятен, НО о ТАКИХ тонкостях, которые описаны ниже я никогда раньше не слышала ни от кого и нигде не читала! Знакомимся с новой информацией)

«Автомобильное читерство, или маленькие секреты ESP.

Зачем автомобилю система стабилизации? Явно напрашивается ответ в стиле Капитана Очевидность. Однако ESP умеет гораздо больше, нежели чем просто удерживать машину на дороге.

ESC, DSC, VSC, DSTC, VDC, PTM, CST… Как только сегодня не изгаляются маркетологи автомобильных фирм, придумывая оригинальные обозначения для, в общем-то, одной и той же системы — динамической стабилизации.

А началось всё, кстати, ровно 20 лет назад. Когда в 1995 году компания Bosch начала поставлять инновационную на тот момент электронику марке Mercedes-Benz для комплектации дорогущей двухдверки S 600 Coupe. С тех пор контролем устойчивости обзавелись даже бюджетные малолитражки, а выпуск системы наладили почти два десятка фирм по всему миру. Ещё бы, ведь в Америке и Евросоюзе продажа новых автомобилей без стабилизации в базовом оснащении вот уже несколько лет как запрещена.

Сразу скажу, в официальной терминологии систему поддержания курсовой устойчивости принято называть ESC — Electronic Stability Control. Но для простоты далее по тексту мы будем использовать именно историческое, знакомое всем, бошевское обозначение — ESP, что значит Electronic Stability Program или же (по-немецки) Elektronisches Stabilitätsprogramm. На суть дела это не повлияет.

Назначение ESP вроде бы и правда очевидно. Она призвана помочь водителю удержать машину на дороге, когда возможностей или умений человека за рулем для этого уже не хватает, или если он совершил ошибку. Одно время начинающие журналисты при описании какой-нибудь новой модели даже любили поговаривать, что, дескать, «строгий ошейник ESP мешает опытному пилоту показать всё своё мастерство». Враки, конечно, — современная стабилизация просто так вмешиваться в управление не станет. Хотя в случае опасности может это сделать довольно резко и грубо.

Но всё же доля правды в тех дилетантских словах есть. Ведь если копнуть глубже, то выяснится — на современном автомобиле ESP работает… практически постоянно! Как же так?! Давайте разбираться вместе.

Сначала поймём, откуда эта самая стабилизация вообще появилась. Фактически, ESP стала эволюционным развитием антиблокировочной системы тормозов — ABS. Ведь на современных автомобилях она позволяет контролировать тормозной контур каждого из колёс в отдельности. Скорости их вращения отслеживают специальные датчики, а блок управления по этим сигналам оценивает обстановку и выдаёт команду так называемому модулятору — хитрому блоку клапанов и гидроаккумуляторов. Именно он регулирует давление жидкости в каждом тормозном механизме, при необходимости оперативно его сбрасывая посредством откачивающего насоса с электроприводом. И вот однажды инженеры подумали — а почему бы этот самый насос не заставить работать как бы в обратную сторону? Чтобы, когда потребуется, не растормаживать, а наоборот — притормаживать одно из колёс?

Сказано — сделано. Так в середине 80-х годов прошлого века, задолго до дебюта самой ESP, родилась её первая «побочная» функция. На мощных моделях Toyota, Mercedes-Benz и BMW стали применять Traction Control (TC), то есть антипробуксовочную систему. Её назначение ясно из названия. Но всё же на всякий случай напомним, что она срабатывает, если водитель слишком сильно давит на газ, и колёса срываются в пробуксовку. Тогда, чтобы восстановить сцепление с дорогой, электроника задействует штатные тормоза и, если потребуется, уменьшает тягу двигателя. Алгоритм довольно примитивный, но эффективный. Наверное, каждый из нас зимой наблюдал в комбинации приборов жёлтую моргающую лампочку — признак работы TC. Без него стартовать на льду со светофора было бы гораздо сложнее, не так ли? Заднеприводные модели могут так вообще остаться на месте…

Но технологии шли вперёд. И постепенно электронный контроль появился не только в моторах, коробках передач или тормозах, но и в едва ли не в каждой системе машины. Это и привело к прорыву в области активной безопасности — появлению полноценной ESP. По сути, её блок управления стал главным органом чувств автомобиля. Сюда направили информацию от датчиков продольного и поперечного ускорений, поворота руля, вращения относительно вертикальной оси, нажатия на акселератор и тормоз, скорости вращения колёс и т.д., и т.п. Компьютер в режиме реального времени сравнивает текущие показатели с заложенными в память и оценивает — сможет ли, например, этот лихой водила при такой езде удержаться на траектории в повороте? Нет? Значит, пора принимать меры спасения.

Собственно, маркетологи сразу нашли, как за это зацепиться, чтобы привлечь больше покупателей. И попросили инженеров поставить в салоне автомобиля «волшебную» кнопку. В зависимости от назначения и типажа машины водителю разрешили или совсем вырубать ESP (что полезно, например, для внедорожников), или ограничивать её помощь. На моделях со спортивным уклоном это даёт возможность почувствовать себя крутым дрифтером без опаски убраться в первом же вираже. А Ferrari так пошла ещё дальше и научила свою стабилизацию поддерживать постоянный угол заноса — ведь раз человек отвалил такие деньги за суперкар, у него нет права опозориться.

Но есть у ESP и другие «секретные» функции, о которых рядовой автолюбитель обычно вообще не подозревает. Вот, например, распространённый случай. Дама в красках описывает подруге, как перед ней на светофоре резко затормозил какой-то идиот. Остановилась наша героиня в считанных миллиметрах от его бампера. Чуть бы зазевалась — и на тебе ДТП. И невдомёк нашей барышне, что ESP, скорее всего, сработала даже при торможении. Ведь, как показывает статистика, большинство из нас в экстренной ситуации бьёт по педали тормоза резко, но недостаточно сильно. Поэтому остановочный путь оказывается больше, чем мог бы быть. А электроника по нарастанию давления в системе это видит и активирует насос модулятора. Соответственно, тормозные механизмы развивают максимально возможное для данных условий усилие. Обычно такую функцию называют Brake Assist — ассистент торможения. Кстати, она может помочь не только хрупким барышням, но и брутальным мужикам, у которых на сухом асфальте и хороших покрышках тоже не хватает сил, чтобы «продавить» педаль до срабатывания ABS.

Теперь же я рискую навлечь на себя гнев автодилеров и маркетологов, поскольку раскрою их страшную тайну. Изрядная часть подобных водительских ассистентов и систем, которые зачастую входят в список опций и стоят немалых денег, на поверку оказываются… просто программными функциями ESP! Поскольку никаких дополнительных деталей в данном случае не требуется. Для активации продвинутых возможностей в буквальном смысле обычно достаточно поставить галочку в системном меню соответствующего блока управления. Само собой, для этого нужен диагностический сканер. Но такие вещи сегодня стоят копейки, так что энтузиасты многих автоклубов поставили электронный апгрейд своих машин на поток.

А между тем, практически бесплатно можно получить весьма полезные вещи. В частности, на многих моделях концерна Volkswagen легко активируется функция XDS — имитация динамической блокировки дифференциала. В поворотах ESP станет подтормаживать внутреннее разгруженное колесо, направляя крутящий момент на внешнюю шину, имеющую лучший зацеп. Тем самым, вы станете реже вспоминать, что такое снос передней оси.

Также легко можно подключить ассистент трогания на подъёме. В этом случае при отпускании педали тормоза ESP будет несколько секунд сохранять давление в тормозных механизмах — до тех пор, пока тяги мотора не станет достаточно для уверенного старта без отката назад.

Удивительно, но ESP умеет измерять даже… давление в шинах! Не напрямую, конечно, а косвенно — при помощи датчиков скорости вращения колёс. Работает простая математика. Если шина спустила, значит, её диаметр стал меньше, соответственно крутится она теперь быстрее других. Это и отслеживает блок управления. Появились подозрения на утечку воздуха? Водитель тут же увидит предупреждение в комбинации приборов.

Также косвенно ESP способна определить наличие прицепа. Раз замкнулся электроразъём (попросту — розетка) «фаркопа», значит, автомобиль превратился в тягач. Теперь система перестроит свои алгоритмы с тем расчётом, чтобы исключить характерные колебания кормы и «болтанку» — электроника просто станет в противофазе подтормаживать передние колёса. Опять же неимоверно просто, но насколько полезно!

Хотите ещё волшебства? Пожалуйста! Как вам связь ESP со стеклоочистителями и датчиком дождя? Когда они срабатывают, электроника понимает — начинается ливень, на дороге влажно и скользко. Тормозной путь будет увеличиваться. Чтобы хоть немного исправить ситуацию, модулятор поднимет давление в тормозных трубках и станет циклически подводить колодки к дискам, срезая на них водяную плёнку. Водитель этого даже не замечает, а механизмы приводятся в боевую готовность…

Святая святых — рулевое управление и то попало под вездесущее око ESP. Представьте: автомобиль заносит, водитель начинает крутить руль, но явно промахивается, допустим, не хватает опыта. Не беда! Электроника заставит электроусилитель подсказывать импульсами усилия, куда и на какой угол повернуть «баранку». Переусердствовал? Ощутишь тяжесть. Руль полегчал? Значит, всё делаешь верно. Кстати, этот же ассистент помогает при торможениях на миксте. Когда, например, левые колёса оказались на асфальте, а правые съехали на грунтовую обочину. Обычную машину тут же начнёт разворачивать, а оснащённую ESP — нет.

При необходимости стабилизация может вмешаться и в работу автоматической трансмиссии, на время заблокировав в ней переключения, чтобы скачки тяги на колёсах не нарушали баланс автомобиля.

Даже на бездорожье ESP нашлось применение. Видели, как умело современные кроссоверы без жёстких блокировок справляются с диагональным вывешиванием и прочими затруднительными ситуациями? Разгруженные колёса помолотят в воздухе немного, как вдруг автомобиль дёрнется и медленно поедет дальше. Это ESP перераспределяет тягу на покрышки, имеющие лучший контакт с грунтом. Кстати, именно датчики системы стабилизации позволили реализовать превентивное срабатывание автоматического полного привода. Муфта для передачи тяги на заднюю ось на современных SUV замыкается не по факту пробуксовки передних колёс (когда порой уже поздно), а по тревожному сигналу блока ESP.

А вот впереди крутой спуск. Активируем Hill Descent Control (HDC) — ассистент спуска с холма. Отпускаем все педали и вуа-ля! Автомобиль под хруст тормозов плавно и ровно скатывается вниз. Опять же стоит сказать спасибо ESP — это тоже часть её программы.

И, повторюсь, всё это может быть реализовано на одной агрегатной базе, без серьёзной доработки начинки машины. В компьютерном мире такая фантастика называется читерством, сродни вводу в игре секретного кода на вечную жизнь или бесконечные патроны. Но в автомобильной среде за такое не наказывают. В конце концов, задача у нас всех общая — победить дорогу. Поэтому ESP действительно работает почти всегда: и при старте с места, и в движении, и при замедлении… Так что рассматривать систему стабилизации только лишь как средство последней надежды в наши дни уже неправильно».