Система курсовой устойчивости автомобиля схема

Схема системы курсовой устойчивости ESP

Схема подготовлена по материалам Volkswagen AG

компенсационный бачок
вакуумный усилитель тормозов
датчик положения педали тормоза
датчик давления в тормозной системе
блок управления
насос обратной подачи
аккумулятор давления
демпфирующая камера
впускной клапан переднего левого тормозного механизма
выпускной клапан привода переднего левого тормозного механизма
впускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
выпускной клапан привода заднего правого тормозного механизма
впускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
выпускной клапан привода переднего правого тормозного механизма
впускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
выпускной клапан привода заднего левого тормозного механизма
передний левый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения переднего левого колеса
передний правый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения переднего правого колеса
задний левый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения заднего левого колеса
задний правый тормозной цилиндр
датчик частоты вращения заднего правого колеса
переключающий клапан
клапан высокого давления
шина обмена данными

Описание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC

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.

Система курсовой устойчивости

Сейчас автомобили комплектуются целым набором систем безопасности, которые относятся к категории активных. В их задачу входит повышение эффективности работы некоторых рабочих систем авто , а также корректировка поведения авто при разных условиях движения и устранение ошибок действий водителя. Одни из этих систем пока доступны только моделям премиум и среднего сегмента, но есть и такие которые стали доступными уже и на бюджетных версиях. К ним относится, и система динамической (курсовой) стабилизации (самая распространенная аббревиатура – ESP).

Система ESP появилась на машинах не так уж и давно, но получила очень быстрое распространение, поскольку она пока считается одним из самых эффективных средств повышения безопасности.

Назначение

Система курсовой стабилизации, как и многие другие, построена на базе ABS. Но при этом она относится к активным системам более высокого уровня. Если в целом посмотреть на ее работу, то скорее ESP можно назвать комплексом, поскольку для выполнения своей работы она задействует многие другие.

Устройство системы ESP

Задача системы курсовой стабилизации – контроль за поперечной динамикой машины и устранение вероятности потери устойчивости и управляемости путем внесения определенных коррекций. Если по-простому рассмотреть ее функционирование, то система ESP предотвращает возможный срыв колес в занос при проезде поворотов на значительной скорости, обеспечивая передвижение авто по установленной водителем траектории.

Конструкция

Поскольку система динамической стабилизации построена на базе ABS, то для своей работы она задействует ее составные элементы – блок управления, колесные датчики и гидромодуль.

Но помимо этого для получения необходимой информации ESP использует и другие датчики:

положения руля (угла поворота);
давления в тормозных магистралях;
включения стоп-сигнала;
поперечных и продольных ускорений (акселерометр, G-датчик).

Схема системы ESP

Вся получаемая информация дает системе представление о поведении машины и действий водителя. Если установленная водителем траектория не соответствует фактическому движению, то система динамической стабилизации срабатывает и вносит коррективы. В результате авто возвращается на заданную траекторию.

Для достижения своей цели ESP задействует системы:

Антиблокировочную (ABS);
Распределения усилий (EBD);
Электроблокировки дифференциала (EDS);
Противобуксовочную (ASR).

Помимо этого, ESP вносит коррективы в функционирование некоторых систем силовой установки, чтобы повлиять на крутящий момент. В некоторых моделях, оснащенных автоматической коробкой, она может повлиять и на ее работу.

Чтобы получить требуемый результат ESP может самостоятельно:

Изменить положения заслонки дросселя;
Сделать пропуск подачи топлива или искры на свечах зажигания;
Изменить угол опережения зажигания;
Отменить в АКПП переход на повышенную передачу.

На премиум-автомобилях ESP также может корректировать работу рулевого управления (изменить угол поворота колес без участия водителя) и активной подвески (поменять жесткость амортизаторов). Но это уже более совершенное средство безопасности, называющееся интегрированной системой управления динамикой.

Принцип работы

Все это направлено на то, чтобы автомобиль не смог изменить траекторию под действием внешних сил. Примечательно, что система динамической стабилизации действует на упреждение, то есть, еще на начальном этапе ухода автомобиля с траектории, ESP включается и устраняет возникшую ситуацию.

ESP срабатывает в двух случаях – при недостаточной и избыточной поворачиваемости. Если проще, то она включается, когда за счет действия сторонних сил сцепление с дорогой теряют передние колеса (авто не вписывается в поворот) или задние колеса (занос из-за резкого угла поворота).

Когда сносить начинает передок, блок управления по сигналам, поступающим от датчиков скорости вращения, угла поворота руля и акселерометра, улавливает это и задействует тормозной механизм заднего колеса, идущего по внутреннему радиусу. За счет притормаживания создается усилие, которое возвращает колеса передней оси на заданную траекторию. При этом ESP снижает крутящий момент двигателя, чтобы восстановить сцепление колес.

В случае начала сноса колес задней оси, ESP задействует тормоз переднего колеса, двигающегося по внешней стороне. В результате этого действия задок авто выравнивается.

Существует еще одна ситуация, при которой ESP включается – пробуксовка всех четырех колес при попадании на скользкий участок дороги. В этом случае она попеременно задействует требуемые тормозные механизмы, чтобы удержать траекторию движения.

Маневрирование автомобиля на скорости

Поскольку основное действие система осуществляет с помощью тормозных механизмов, то понятно, что делается это все гидромодулем ABS.

Достоинства и недостатки

ESP — система с высокой скоростью срабатывания. С момента определения, что движение авто перестало соответствовать заданному и до включения требуемого тормозного механизма проходит всего 20 миллисекунд.

При этом система динамической стабилизации действует полностью самостоятельно и достаточно плавно, поэтому водитель узнает о ее срабатывании только по загорающемуся индикатору. В остальное время, пока машина держит траекторию, система находится в режиме ожидания.

На многих автомобилях предусмотрено принудительное отключение этой системы при помощи клавиши на приборной панели. Но такая функция есть не во всех машинах. На одних функция отключения вообще не предусмотрена, а на других – ESP отключается временно, то есть, она снова активируется через определенный промежуток времени.

При этом стоит понимать, что она – вспомогательная, и в определенных ситуациях она не поможет. При попытке войти в крутой поворот на высокой скорости ESP не справиться и машину просто выкинет с дороги. Поэтому оценивать поведение авто в первую очередь нужно самому водителю, а система уже подкорректирует движение и устранит мелкие промахи и недочеты.

Основным недостатком этой системы является неправильная оценка действий водителя при определенных ситуациях. Так, в некоторых экстремальных случаях, чтобы «вытянуть» авто, необходимо добавить оборотов. ESP же сделать это не позволит.

Также она может помешать вытолкать авто из грязи или сугроба методом раскачки. Проблема не возникнет, если есть функция отключения ESP, которую можно задействовать в любой момент.

Дополнительные функции

Более современные системы ESP обладают повышенной функциональностью, что повышает ее возможности. И делается это с помощью взаимодействия ESP с другими системами авто. Дополнительные функции ESP тоже называются системами, хотя, в целом, они такими не являются, поскольку полностью используют возможности и составные элементы ESP.

Так, функционал системы динамической устойчивости может дополнительно включать в себя такие системы:

ROP (Предотвращения опрокидывания). В целом принцип срабатывания этой функции мало чем отличается от основной. При определении вероятности опрокидывания, которое характеризуется высоким поперечным ускорением, происходит торможение передка авто с одновременным понижением крутящего момента силовой установки.
BG (предотвращение столкновения). Здесь ESP работает в паре с круиз-контролем (адаптивным). В случае вероятности столкновения автоматически включаются светозвуковые сигналы авто, при усугублении ситуации происходит торможение с обеспечением повышенного давления в тормозной системе благодаря включению насоса (аварийное торможение);
Стабилизации автопоезда. Действует при буксировке прицепа. В ее задачу входит устранение «плаванья» по дороге прицепа путем притормаживания авто и понижение тягового усилия двигателя;
FBS (повышения эффективности работы тормозной системы при нагреве колодок). При сильном нагреве сила трения между колодками и диском уменьшается, поэтому эффективность торможения снижается. Устраняется это путем увеличения силы прижима колодок за счет повышения давления в магистралях;
Удаления влаги с тормозных механизмов. Здесь ESP работает в паре со стеклоочистителями. Во время дождя, когда очистители стекол включены, ESP кратковременно прижимает колодки к дискам. В результате трения и нагрева капли воды на дисках просто испаряются. Включается она только на скорости выше 50 км/ч.

Поскольку ESP построена на основе ABS и использует ее составные части, то и поломки у них идентичны. Самой распространенной проблемой у них является неисправность и повреждения датчиков скорости вращения колес. В остальном она достаточно надежна.