Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система

Несмотря на большое количество наименования, все перечисленные противобуксовочные системы имеют схожие конструкции и принцип работы, поэтому их работа нами будет рассмотрена на примере самой распространенной — системы ASR.

Для того чтобы понять как работает система нужно напомнить, что автомобиль перемещается по дороге благодаря сцеплению колес с дорожным покрытием. При недостаточном сцеплении с дорогой, например, если она скользкая или влажная, возникает пробуксовка, из-за чего динамика разгона теряется, ухудшается управляемость и повышается возможность заноса автомобиля. В связи с этим в основу работы системы положен принципы контроля скорости вращения колеса. Если колесо при разгоне вращается слишком быстро и возникает пробуксовка, то система предпринимает корректирующие действия.

Основой антипробуксовочной системы служит антиблокировочная система тормозов. Система ASR выполняет 2 функции:

• электронную блокировку дифференциала
• управление крутящим моментом ДВС

Противобуксовочная функция в системе реализована путем использования насоса обратной подачи и двух дополнительных электромагнитных клапанов (переключающего и клапана высокого давления) в гидравлическом блоке ABS каждого ведущего колеса.

Система ASR управляется соответствующим программным обеспечением, установленном в блок управления ABS. Во время работы блок управления ABS/ASR находится во взаимодействии с блоком управления системы управления двигателем.

Антипробуксовочная система ASR

Эта система выполняет в автомобиле функцию противодействия пробуксовке колес. Может носить разные названия в зависимости от марки автомобиля (TRC, BAS). Проскальзывание может быть вызвано различными причинами:

• езда по грязной дороге;
• движение по дороге, скользкой от дождя;
• использование транспортного средства в условиях гололедицы;
• маневрирование, увеличившее нагрузку на колеса;
• другое.

ASR отслеживает факт несоответствия скорости, с которой вращаются колеса, и скорости, с которой передвигается автомобиль. При быстром вращении колес может происходить очень медленное перемещение машины. Она может и вовсе стоять на одном месте. Благодаря антипробуксовочной системе происходит замедление вращения колес и блокировка дифференциала.

Система от пробуксовки спасает и в том случае, когда машину заносит при очень быстрой езде. Во избежание пробуксовки колес в результате срабатывания ASR понижаются обороты двигателя.

ESP, что это такое в машине

Несмотря на распространенное утверждение, что управлять автомобилем достаточно просто, на деле же это оказывается не совсем так. Ведь в разных условиях эксплуатации автомобиль ведет себя по-разному. В процессе вождения на траекторию движения машины постоянно влияют различные внешние факторы, к примеру:

• неравномерное дорожное покрытие;
• резкие повороты;
• различные препятствия;
• сложные погодные условия.

А иногда и все вместе. Одна из основных опасностей при движении в таких условиях – занос, который в лучшем случае вызывает сложности с управлением автомобиля. В худшем – случайный занос может приводить к неуправляемому и непредсказуемому движению машины, а это довольно часто является причиной серьезных аварий.

К сожалению, подобные случаи происходят не только с начинающими, но и более опытными водителями. Поэтому для помощи с управлением автомобиля в таких ситуациях была создана специальная система, которая впоследствии стала обозначаться аббревиатурой ESP, что расшифровывается как Electronic Stability Program. А в переводе с английского – электронная система динамической стабилизации или просто система курсовой устойчивости.

Иначе говоря, ESP является составляющей активной системы безопасности, которая в случае заноса с помощью компьютера может управлять силой вращения как нескольких колес одновременно, так и каждым из них по отдельности, тем самым помогая водителю выровнять автомобиль, эффективно противодействовать его боковому скольжению.

Также «ESP» является самой распространенной и общепринятой аббревиатурой системы курсовой устойчивости среди большей части европейских и американских машин, но далеко не единственной. У различных автопроизводителей обозначения системы стабилизации могут сильно отличаться между собой, но принцип их работы от этого не меняется.

Например, в зависимости от конкретного производителя аналоги ESP могут иметь следующие названия:

• ESC или Electronic Stability Control – в машинах от таких компаний как Хендай, Киа и Хонда;
• DSC или Dynamic Stability Control – в автомобилях марки Ровер, Ягуар и БМВ;
• DTSC или Dynamic Stability Traction Control – в машинах Вольво;
• VSA или Vehicle Stability Assist – в автомобилях Шевроле, Хонда и Акура;
• VSC или Vehicle Stability Control – в машинах марки Тойота;
• VDC или Vehicle Dynamic Control – от компаний Субару, Ниссан и Инфинити.

Интересный факт, что большую популярность ESP обрела не в момент создания, а гораздо позднее. И случилось это не благодаря внедрению инновационного новшества в автомобили тех лет, а из-за банального скандала, который получил широкую огласку в 1997 году. Шумиха развязалась вокруг спроектированного тогда Мерседес-Бенц А-класса по причине выявления его серьезных недостатков.

Дело в том, что данный малогабаритный легковой автомобиль для лучшего комфорта пассажиров был наделен достаточно высоким кузовом, но из-за этого центр тяжести также получился высоким. По этой причине машина была склонной к значительным кренам в поворотах, а также существовала возможность переворота при исполнении такого маневра как «переставка». Решением проблемы стала переработка подвески данной модели машины, а также внедрение в конструкцию системы курсовой устойчивости. После этого случая ESP стала известной.

Как работает антипробуксовочной системы и её нюансы

Блок управления двигателем контролирует вращение колес и после включения зажигания, транспортное средство начинает двигаться. Мониторы компьютера сравнивают ускорение и скорость вращения ведущих колес с не силовыми колесами. Компьютер активизирует ASR, когда вращение колес превышает порог скольжения. Система ASR активирует дифференциал тормозного клапана для контроля тормозного цилиндра, и крутящий момент двигателя применяется к заторможенному колесу. Противобуксовочная технология переходит от дифференциального управления тормозом к управлению двигателем, чтобы уменьшить мощность двигателя. В некоторых системах ASR задерживает зажигания или уменьшает подачу топлива к конкретным цилиндров для снижения мощности на скоростях выше 80 км в час. На панели приборов можно увидеть вспышки контрольной лампы, при срабатывании системы. Также данную технологию можно отключить.

Для чего нужен ESP в машине?

Приведём реальный пример работы противозаносной системы.

Например, вы спокойно едете по ровной дороге прямо. И вдруг впереди на дорогу выбегает крупное животное или пьяный человек. Что вы сделаете?

Выбор тут не особо большой – резко ударите по тормозам и резко крутанёте руль в надежде объехать препятствие. Если скорость движения небольшая, сцепление с дорогой приемлемое и рядом нет других машин, то манёвр будет успешен. А в худшем раскладе произойдёт срыв автомобиль в занос. А зимой даже при обычном повороте автомобиль начнёт крутиться на дороге.

Какие же есть варианты, если начался занос?

Если водитель опытный и знает приёмы экстремального движения, он сможет вытянуть эту ситуацию без всякой электроники и систем. Здесь уместно включить пониженную передачу, прерывисто подтормаживать, затем резкий газ, выравнивание, аккуратный доворот и так далее. Возможно, вы владеете этим мастерством. Тогда всё OK. Если у вас нет опыта, то тогда есть вероятность серьёзной аварии.
Нажмёте на тормоз до упора и выкрутите максимально руль, чтобы избежать столкновения. Если вам это удалось объехать препятствие, то резко крутаните руль в противоположную сторону, не отпуская педаль тормоза. Если нет ESP, то вне зависимости от того, какой привод, машина поедет в длинный занос или неконтролируемую «пляску». Всё это тоже может закончиться очень плачевно.
Если за рулём неопытная блондинка, но на авто имеется система ESP. Здесь потерять полный контроль над управлением станет очень сложно

Самое важное, чтобы автомобиль просто успел объехать препятствие, а система сама подкорректирует движение машины. Тогда аварии избежать удастся.

Как здесь сработает алгоритм работы противозаносной системы в случае заноса при повороте налево?

• Акселерометр фиксирует начало заноса и передаёт это в систему ESP.
• В тот же момент поступает информация с других датчиков.
• ЕСП моментально рассчитывает направление и скорость бокового смещения транспортного средства.
• Передаётся команда на сокращение подачи топлива и притормаживание левого заднего колеса.
• В итоге авто едет медленнее и выравнивается при повороте, независимо от того, что в этот момент делает водитель (хоть жмёт ногами на все педали).

Пользоваться ESP — просто. Она будет включаться по умолчанию. Но тут тоже есть нюансы. О них ниже.

Почему ЕСП отключается не полностью?

На некоторых авто производители не
предусматривают полное отключение ESP. Например, в Мерседес для этого нужно залазить в
меню бортового компьютера. И даже после отключения ЕСП, часть функций ее
сохранится. А при скорости выше 50 км/ч система динамической стабилизации
принудительно работает в полной мере. Увы, с этим ничего не поделать.

На некоторых корейских авто ЕСП отключается в 2
этапа. Первое нажатие кнопки отличает только систему АБС. Но чтобы отключить
ЕСП полностью, нужно нажать и удерживать кнопку в течении 3 секунд. Система
будет отключена до момента, когда машина наберет большую скорость, либо до
последующего запуска двигателя.

Перечень модификаций ДВС

Есть ли смысл переплачивать за ESP при покупке нового авто?

В Европе уже с 2014 года все выпускающиеся автомобили уже имеют в базовой комплектации ESP. У нас же, в России, это пока не обязательное условие.

Если вам хочется иметь в своём арсенале электронные помощники типа помощи при заносе, подъёме в гору, блокировку дифференциала и другие, то придётся покупать авто с ESP. Систему ЕСП установить НЕВОЗМОЖНО (даже в условиях фирменного сервиса и/или у официального дилера, только на конвейере), а лишь можно купить модификацию авто с установленной системой (и другими опциями).

Если и покупать новое авто с ESP, то главное, чтобы она имела кнопку отключения. Также есть автомобили с разными режимами ESP, которые можно включать по настроению ( к примеру, Dynamic — агрессивная езда, Natural — обычная езда, All Weather – высокая безопасность).

Для чего нужен ESP в машине

ESP – что это такое?

Это система
динамической стабилизации автомобиля. Главная ее функция – сохранить управляемость
и курсовую устойчивость авто в критических ситуациях.

Таковыми можно считать любые случаи потери контакта колес с дорогой
(занос на снегу, мокром асфальте или на ледяной поверхности). То есть, в случае
заноса, возникшего по разным причинам, электроника помогает нам выровнять
автомобиль на ходу.

Система ЕСП в работе
Система ЕСП помогает
сохранять курсовую устойчивость

• DSC;
• ESC;
• VSA;
• VDC;
• VSC;
• DTSC.

Блок ЕСП
Блок ЕСП

Это те же системы
динамической стабилизации, просто разработаны конкретным
автопроизводителем. Могут различаться дополнительные функции (о них поговорим
позже), но принцип работы тот же.

Для чего нужна система ESP

ЕСП необходима для удерживания траектории движения автомобиля в экстремальных ситуациях. Это может быть неожиданный занос транспортного средства, резкое торможение или сход с поставленного пути. К примеру, в снежную пору автомобиль теряет сцепление с трассой и уходит в занос. Если он оснащен данной системой, то траектория автоматически начнет выравниваться, а скорость снижаться. Без ЕСП водителю остается выравнивать ее самостоятельно.

С контролем курсовой устойчивости сложнее сбить автомобиль с траектории. Как бы водитель не пытался спровоцировать занос, ЕСП будет препятствовать этому всеми силами, обеспечивая безопасное передвижение.

70 % аварий возникает из-за заноса транспортного средства. ЕСП предотвращает вероятность заноса на 80 %. Прохождение теста «на лося», когда автомобиль на скорости объезжает внезапно возникнувшее препятствие, показало – с ESP максимальная скорость объезда увеличивается на 10 %.

ESP — высшая ступень активной безопасности. В данной системе объединены следующие:

• ABS (для торможения);
• ASR (контроль пробуксовки колес);
• EBD (неравномерное распределение тормозного усилия);
• VSC (устойчивость автомобиля);
• VSA (стабилизация автомобиля).

ЕСП сработает не только во время заноса. Эта система помогает водителю в случае резких торможений, спуска с горы, крутых поворотов и т. д.

Антипробуксовочная система

Антипробуксовочная система (другое наименование – противобуксовочная система) предназначена для предотвращения пробуксовки ведущих колёс.

В зависимости от производителя антипробуксовочная система имеет следующие торговые названия:

• ASR (Automatic Slip Regulation, Acceleration Slip Regulation) на автомобилях Mercedes, Volkswagen, Audi и др.;
• ASC (Anti-Slip Control) на автомобилях BMW;
• A-TRAC (Active Traction Control) на автомобилях Toyota;
• DSA (Dynamic Safety) на автомобилях Opel;
• DTC (Dynamic Traction Control) на автомобилях BMW;
• ETC (Electronic Traction Control) на автомобилях Range Rover;
• ETS ( Electronic Traction System) на автомобилях Mercedes;
• STC (System Traction Control) на автомобилях Volvo;
• TCS (Traction Control System) на автомобилях Honda;
• TRC (Traking Control) на автомобилях

Несмотря на многообразие названий, конструкция и принцип работы данных противобуксовочных систем во многом похожи, поэтому рассмотрены на примере одной из самых распространенных систем – системы ASR.

Антипробуксовочная система построена на конструктивной основе антиблокировочной системы тормозов. В системе ASR реализованы две функции: электронная блокировка дифференциала и управление крутящим моментом двигателя.

Схема антипробуксовочной системы ASR

Для реализации противобуксовочных функций в системе используется насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны (переключающий и клапан высокого давления) на каждое из ведущих колес в гидравлическом блоке ABS.

Управление системой ASR осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ABS. В своей работе блок управления ABS/ASR взаимодействует с блоком управления системы управления двигателем.

Принцип работы антипробуксовочной системы

Система ASR предупреждает пробуксовку колес во всём диапазоне скоростей автомобиля:

1. при низких скоростях движения (от 0 до 80 км/ч) система обеспечивает передачу крутящего момента за счёт подтормаживания ведущих колёс;
2. при скорости выше 80 км/ч усилия регулируются за счёт уменьшения передаваемого от двигателя крутящего момента.

На основании сигналов датчиков частоты вращения колес блок управления ABS/ASR определяет следующие характеристики:

• угловое ускорение ведущих колёс;
• скорость движения автомобиля (на основании угловой скорости неведущих колёс);
• характер движения автомобиля – прямолинейное или криволинейное (на основании сравнения угловых скоростей неведущих колёс);
• величину проскальзывания ведущих колёс (на основании разницы угловых скоростей ведущих и неведущих колёс).

В зависимости от текущего значения эксплуатационных характеристик производится управление тормозным давлением или управление крутящим моментом двигателя.

Управление тормозным давлением осуществляется циклически. Рабочий цикл имеет три фазы – увеличение давления, удержание давления и сброс давления. Увеличение давления тормозной жидкости в контуре обеспечивает торможение ведущего колеса.

Оно производится за счет включения насоса обратной подачи, закрытия переключающего клапана и открытия клапана высокого давления.

Удержание давления достигается за счет отключения насоса обратной подачи. Сброс давления производится по окончании пробуксовки при открытых впускном и переключающем клапанах. При необходимости цикл работы повторяется.

Данная информация передается в блок управления системы управления двигателем и реализуется с помощью различных действий:

• изменения положения дроссельной заслонки;
• пропуска впрыскиваний топлива в системе впрыска;
• пропуска импульсов зажигания или изменения угла опережения зажигания в системе зажигания;
• отмены переключения передачи в автомобилях с автоматической коробкой передач.

При срабатывании противобуксовочной системы загорается контрольная лампа на панели прибор

Принцип функционирования

Так как система распределения тормозного усилия функционирует совместно с ABS, используя те же компоненты, следует рассматривать данные системы в совокупности, чтобы осознать, EBD – что это такое в автомобиле?

Датчики ABS отслеживают скорости вращения каждого колеса, блок управления сравнивает показания и подает команды электромагнитным клапанам гидромодуля. Они с частотой 15 – 20 Гц поднимают и стравливают давление в контуре, обеспечивая прерывистое экстренное торможение автомобиля. При этом функциональность системы определяется количеством контуров.

Наиболее совершенны четырехконтурные варианты, способные контролировать торможение каждого колеса. Двухконтурные системы ограничивают тормозное усилие одного из бортов, а одноконтурные — во всей системе.

Система распределения тормозных усилий использует общие с ABS датчики на каждом колесе. Они считывают частоту вращения колеса для вычисления скорости перемещения и давления для определения нагрузки. На основе анализируемой информации, EBD определяет степень сцепления с дорожной поверхностью каждого колеса. Затем, в соответствии с этими данными, приводятся в действие клапаны, регулирующие усилие в тормозной системе и распределяющие его по колесам.

Для EBD требуется точное изменение давления, поэтому используются пропорциональные клапаны, обеспечивающие плавную его регулировку. При этом не применяется насос высокого давления. ABS активируется только в том случае, если снижения давления недостаточно для устранения блокировки колеса.

Электронное распределение тормозного усилия EBD производится в зависимости от конкретной ситуации. При прямолинейном торможении на однородной поверхности давление в тормозных контурах разгруженных задних колес понижается при риске их блокировки, а усилие передних колес, имеющих лучшее сцепление с дорогой, возрастает.

Если в тех же условиях задняя ось нагружена, система, наоборот, увеличивает тормозное усилие там.

При торможении на разнородной поверхности большее давление получают колеса на покрытии, обеспечивающем лучшее сцепление. При этом система контролирует усилие, чтобы не допустить смещения с траектории вращающим моментом.

При торможении в повороте снижается давление на разгруженных внутренних колесах.

Особо сложную ситуацию создают встречающиеся на тормозном пути неровности. Здесь помогает система управления амортизаторами с датчиками хода подвески. На основе их данных она оценивает состояние дорожного покрытия и передает это модулю ABS. В таких условиях система переходит в особый режим, в котором замедляется снижение давления в тормозной системе.

Таким образом, путем совокупного функционирования систем удается избежать блокировки колес. При этом они работают по-разному: EBD, в отличие от ABS, функционирует постоянно, а не только при блокировке колес при торможении. Поэтому она перераспределяет тормозное усилие по колесам еще до срабатывания ABS, которая используется лишь в экстренных случаях.

Finding a Project

Что такое ESP

Основой системы являются разработки концерна Mercedes-Benz, начавшиеся еще с 1959 года. Впервые протестированная программа была установлена в 1995 году, после чего совершенствовалась и дополнялась новыми компонентами. Следует отметить, что рассматривать систему ESP в автомобиле необходимо не как отдельную часть, а в составе комплекса активных мер безопасности во время движения.

ESP взаимодействует с другими датчиками безопасности в авто:

• ABS — антиблокировочная система, которая позволяет предотвратить блокировку колес в момент торможения.
• EBD — система распределения тормозных усилий, главная функция которой — оценка сцепления покрытия каждого колеса, соответственно чему контролируется распределение тормозных усилий.
• EDS — электронная блокировка дифференциала, срабатывание которой происходит при проскальзывании одного из колес авто.
• ASR — обозначение противобуксовочной системы, предназначенной для предупреждения пробуксовки колес ведущей оси и контролирующей тяговые усилия.

Система оснащена специальными датчиками, предоставляющими основную информацию во время движения авто. Это скорость вращения каждого из колес, угол поворота вокруг своей оси и контроль тормозных усилий. Также система анализирует данные, полученные при повороте рулевого колеса, соответственно чему и выполняется заданный алгоритм для стабилизации движения авто. Обобщенное понятие: система стабилизации ESP позволяет вернуть контроль над управлением авто и помочь водителю вывернуть транспорт при заносе.

Преимущества использования ASR в автомобилях

Прежде всего, следует отметить, что ASR позволяет предотвратить заносы в поворотах при движении по влажному или обледеневшему дорожному покрытию. В тех же случаях, когда полностью избежать их не удается, система существенно снижает их степень и, следовательно, опасность возникновения аварии.

Водители, на автомобилях которых установлена ASR, намного увереннее чувствуют себя при начале движения на скользкой или мокрой дороге. Транспортные средства, оснащенные этой системой, демонстрируют лучшую управляемость, что вполне понятно: их колеса практически всегда имеют хорошее сцепление с дорогой, и, соответственно, все маневры машины совершают в штатном режиме.

Еще одним важным преимуществом использования ASR является то, что эта система помогает экономить топливо за счет уменьшения его расхода при понижении крутящего момента силового агрегата. Кроме того, по той же самой причине она способствует некоторому увеличению ресурса двигателя.

Зачастую, лишь один неосторожный поворот руля или чересчур сильное нажатие на педаль тормоза приводит к срыванию авто в занос. И за счастье можно считать, если машина просто заглохнет в сугробе на обочине, а не вылетит на «встречку». Для того, чтобы свести к минимуму возникновение аварийных ситуаций и сделать вождение автомобиля обычным бытовым навыком, автоконструкторы оснащают машины всевозможными системами, помогающими водителю контролировать поведение своего средства передвижения. К таким системам относится и ASR. Что это такое – ASR в автомобиле?

Как работает ESP в автомобиле

Как мы уже писали выше, эта сложная система состоит из различных составляющих, а именно:

• Наружных измерительных устройств, которые отслеживают определенные параметры;
• Специального блока управления;
• Гидравлического исполняющего механизма.

С помощью внешних датчиков ESP прослеживает за углом поворота руля, положением педали газа, системой торможения (по сути, следит за действиями водителя) и различными изменениями в текущем движении автомобиля. Данные обрабатываются и направляются в центральную систему управления, которая при малейшей необходимости может задействовать любые исполняющие устройства, связанные с системой активной безопасности.

Блок управления непрерывно проводит анализ поступающей с датчиков информации, причем делает это с частотой до тридцати раз в секунду. И в случае обнаружения каких-либо отклонений в положении элементов управления транспортного средства от текущих параметров движения машины – ESP вмешивается в управление. Тем самым помогая водителю сохранить контроль над машиной, а также противодействовать боковому движению.

В свою очередь корректировка направления движения автомобиля может осуществляться:

• С помощью системы торможения, которая по сигналу блока управления может прижимать и отпускать диски тормозов определенных колес.
• С помощью изменения частоты вращения коленчатого вала. Последнее достигается вследствие вмешательства ESP в систему подачи топлива.

Какие действия следует предпринять в той или иной ситуации, чтобы стабилизировать движение машины – определяет блок управления. Например, если в критической ситуации автомобиль начинает заносить, ESP может снижать обороты двигателя и одновременно с этим подтормаживать внешним передним колесом, чтобы стабилизировать машину на дороге.

Конкретный пример работы ESP

Давайте рассмотрим работу ESP на реальном примере, когда водитель неожиданно попадает в ситуацию, которая требует быстрого маневрирования. Например, на дороге перед машиной неожиданно возникает препятствие. Водитель для объезда препятствия резко поворачивает руль влево, в то же время датчик поворота рулевого колеса передает эту информацию ESP. Но датчик угла поворота информирует о том, что машина поворачивает недостаточно. А это означает, что ведущие колеса потеряли сцепление с дорожным покрытием и теперь машина движется прямо на препятствие.

Для выхода из сложившейся ситуации ЕСП за доли секунды принимает решение и резко замедляет вращение левого заднего колеса на короткий промежуток времени – это действие производит желаемое противодействие заносу. Таким образом, система помогает водителю сохранить управление над машиной и эффективно увернуться от столкновения с препятствием.

Но что произойдет, если водитель с целью удержания машины на левой полосе после уклонения резко начнет крутить руль в сторону противоположную заносу? В результате такого маневра машина может повернуться слишком сильно, и задняя часть кузова войдет в занос влево. То есть крутящий момент вправо будет стремиться развернуть машину вопреки желаниям человека за рулем.

Чтобы этого избежать, ESP моментально замедляет вращение левого переднего колеса – это воздействие позволит уменьшить крутящий момент кузова и с большой вероятностью не даст автомобилю войти в занос. Таким образом, благодаря ESP машина остается управляемой, в то время как автомобиль без системы стабилизации могло бы полностью развернуть и отправить в кювет.