Системы Активной Безопасности|АвтоЦентр

menu
person

Системы Активной Безопасности

Рассмотрим что такое активная безопасность транспортных средств и ее устройство. Активная безопасность транспортного средства — это свойство транспортного средства, снижающее вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия. 

  1. Активная безопасность автомобиля
    1. Антиблокировочная система тормозов — ABS;
    2. Антипробуксовочная система — ASR;
    3. Система распределения тормозных сил — EBD;
    4. Система помощи при торможении — BA;
    5. Система курсовой устойчивости — ESP.

Активные системы безопасности

Активные системы безопасности автомобиля помогают водителю избегать критических ситуаций в процессе движения.

Применение систем активной безопасности позволяет водителю в различных критических ситуациях сохранять контроль над движением транспортного средства или, другими словами, сохранить курсовую устойчивость и управляемость автотранспортного средства, способствующие выполнению требований правил дорожного движения в данных дорожных условиях.

Под курсовой устойчивостью понимается способность автомобиля сохранять движение по заданной траектории, противодействуя силам, вызывающим занос или опрокидывание.

Под управляемостью понимается способность автомобиля двигаться в направлении, заданном водителем посредством рулевого механизма.

Системы активной безопасности включаются самим водителем с помощью рычагов, педалей, рулевого колеса, тумблеров и т.д. Некоторые системы активной безопасности могут включаться автоматически с включением обычных систем безопасности.

Наиболее востребованными системами активной безопасности автомобиля являются:

  • антиблокировочная система тормозов — ABS;
  • антипробуксовочная система — ASR;
  • система распределения тормозных сил — EBD;
  • система помощи при торможении — BA;
  • система курсовой устойчивости — ESP.

Антиблокировочная система тормозов

Антиблокировочная система (АБС, англ. ABS — Anti-lock Braking System) — устройство, призванное помочь водителю добиваться наиболее эффективного торможения автомобиля и сохранять контроль над машиной в любых условиях. Механизм действия АБС прост: препятствование блокировке колес при резком нажатии водителем на педаль тормоза.

Это обеспечивает автомобилю минимальный тормозной путь, а также заставляет машину слушаться руля: ведь при заблокированных колесах она неуправляемо скользит вперед, да еще и норовит уйти в занос, даже когда рулевое колесо вывернуто до упора. Работу антиблокировочной системы обеспечивает электроника. Современная АБС имеет четыре датчика, которые постоянно измеряют скорость вращения каждого из колес, а исполнительный механизм растормаживает по команде блока управления любое колесо, крепко зажатое тисками тормозной системы.

Система обеспечивает объезд препятствий с высокой степенью безопасности, в том числе и при экстренном торможении.

Технически электроника, сравнивая сигналы датчиков скорости вращения каждого колеса, определяет момент наступления его блокировки и, открывая электромагнитный клапан, частично стравливает давление из тормозной магистрали в специальный резервуар. Тормозные колодки ослабляют «хватку», колесо продолжает вращаться, а клапан возвращает в магистраль давление, которое с помощью вакуумного усилителя тормозов создает нога водителя. И если это давление опять слишком велико, цикл повторяется снова. Включение АБС сопровождается характерным треском при работе исполнительного блока и толчками на педали тормоза, более или менее заметными в зависимости от конкретной системы.

Таким образом, антиблокировочная система фактически имитирует действия опытного водителя, который на скользкой дороге избегает блокировки колес с помощью прерывистого торможения. Но АБС делает это с недоступной человеку частотой и точностью — до 15-17 циклов в секунду.

Рис. 1.1. Гидравлический модулятор

Рис. 1.2. Датчик скорости вращения колеса Компоненты АБС:

1.   Гидравлический модулятор (рис. 1.1).

2.   Датчик скорости вращения колеса (рис. 1.2).

3.  Электронный блок управления.

Своим появлением антиблокировочные системы обязаны работам конструкторов над улучшением активной безопасности автомобиля. Первые варианты AБС были представлены еще в начале 70-х годов XX столетия. Они вполне справлялись с возложенными обязанностями, но были построены на аналоговых процессорах, а потому оказались дорогостоящими в производстве и ненадежными в эксплуатации. Далее изготовления опытных образцов дело не продвинулось, хотя это был, безусловно, шаг вперед.

Следующим шагом конструкторов стала замена аналоговых процессоров более надежными и недорогими цифровыми электронными блоками на интегральных схемах. В 1978 году AБС второго поколения увидела свет, и первым автомобилем, получившим ее (правда, не в базовой комплектации, а под заказ за дополнительную плату), стал Mercedes-Benz 450 SEL. А сегодня уже трудно подсчитать как количество поколений АБС, так и число автомобилей, на которые антиблокировоч-ная система устанавливается серийно. На автомобилях иностранного производства система АБС в обязательном порядке устанавливается с 1991 г.

Общее устройство и принцип работы системы антиблокировки колес (АБС)

АБС приводится в рабочее состояние после включения зажигания и достижения автомобилем некоторой пороговой скорости движения (обычно 15 км/час, что заложено в ГОСТ 51709-2001).

Как известно из теории автомобиля, наибольшими сцепными свойствами с поверхностью дороги обладает колесо в режиме вращения. При блокировке колес (юзе) силы торможения ограничены силами сцепления. Так как коэффициент сцепления прямо пропорционален установившемуся замедлению, то величина установившегося замедления даже при полном использовании силы веса транспортного средства (когда коэффициент сцепления равен ф = 1) не может превысить значения ускорения свободного падения тела — g (9,8 м/с2). Если же колесо при торможении не блокируется, а продолжает вращаться, в то же время развивая тормозную силу, коэффициент сцепления может превысить 1, так как в процессе торможения участвует не только сила сцепления колеса с поверхностью дороги, но и дополнительные силы торможения, возникающие в шине и тормозных механизмах. Кроме того, набольший коэффициент сцепления возникает именно у вращающегося колеса, при буксовании 15-30 %.

У транспортных средств, оборудованных устройством антиблокировки колес (АБС), в результате автоматического управления изменением давления в рабочем тормозном цилиндре скорость колеса колеблется около эталонной скорости, чем и поддерживается оптимальный уровень скольжения колеса, при котором достигается наилучшее его сцепление с опорной поверхностью. При этом уменьшается тормозной путь, так как коэффициент сцепления изменяется в узких пределах, приближаясь к максимальному значению.

Система АБС обладает как минимум двумя неоспоримыми преимуществами — способностью удерживать протектор колеса на грани блокировки и обеспечивать минимальный в данных условиях тормозной путь, одновременно сохраняя возможность управления транспортным средством. Главная задача АБС — не дать колесам заблокироваться при экстренном торможении, чтобы сохранить контроль над транспортным средством.

Датчики скорости вращения колеса неподвижно устанавливаются у торца тормозного вращающегося зубчатого венца диска колеса. Датчик состоит из магнитного сердечника, расположенного внутри индукционной катушки. В основу работы колесных датчиков положен принцип электромагнитной индукции. При вращении колеса мимо датчика проходят зубцы и впадины зубчатого венца и наводят в обмотке датчика электрический сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости колеса и количеству зубцов на венце. Полученная таким образом от датчика информация о скорости вращения колеса передается по проводу электронному блоку управления, который передает ее на модулятор.

Электронный блок управления, получая информацию от колес, отслеживает моменты прекращения вращения колеса (скорость равна нулю). Блокировка колес происходит от избытка давления в тормозной магистрали. Получив эту информацию и проведя сравнение сигналов, блок управления дает команду модулятору снизить давление.

Гидравлический модулятор устанавливается в систему сразу после главного тормозного цилиндра, а его клапаны управляют движением жидкости в контурах тормозной системы. Модулятор выполняет полученную команду. Модуляторы, как правило, имеют два электромагнитных клапана, которые открывают или перекрывают доступ тормозной жидкости в тормозную магистраль, идущую от главного тормозного цилиндра к кол е су.

Один клапан открывает доступ жидкости к магистрали, второй при избыточном давлении, приводящем к блокировке колеса, открывает путь жидкости в специальный резервуар гидроаккумулятора. Частота работы модулятора в зависимости от модели может колебаться от 4 до 17 Гц. На некоторых моделях АБС частота работы модулятора может достигать 25 циклов в секунду. Если заторможенное колесо начало скользить (произошла блокировка), клапаны гидромодулятора ограничивают или временно прекращают подачу жидкости к рабочему тормозному цилиндру.

Если это окажется недостаточным для разблокировки колес, тогда электромагнитный клапан направит жидкость в отводную магистраль в специальный резервуар гидроаккумулятора, снижая тем самым давление в рабочем тормозном цилиндре. Когда колесо вновь начинает вращаться, по до стижении им некоторой скорости электронный блок управления АБС снимает команду, клапаны открываются и гидравлическое давление вновь передается на тормозной механизм. Торможение и растормаживание происходит периодически (этот процесс называется модуляцией, а гидроблок — модулятором).

Давление в тормозной магистрали, создаваемое педалью тормоза и вакуумным усилителем, иногда бывает недостаточным для эффективного торможения автомобиля. Поэтому в систему АБС устанавливается специальная подсистема, которая принудительно специальным встроенным в систему гидронасосом создает необходимое для эффективного торможения давление.

В блоке управления с помощью компьютера оценивается целый ряд параметров, в том числе динамика движения автомобиля, угол наклона дорожного полотна и крен автомобиля, коэффициент сцепления с поверхностью дороги, и на основании анализа этих параметров компьютер определяет, какое давление должно создаться в тормозной магистрали для наиболее эффективного торможения. Величина давления обеспечивается подачей или стравливанием тормозной жидкости в гидроаккумулятор. Эта подсистема носит название системы помощи при торможении (BA).

При наличии в системе АБС такой подсистемы становится неважно, с какой силой водитель нажимает на педаль тормоза, так как бортовой компьютер самостоятельно определяет оптимальное давление и обеспечивает минимальный тормозной путь в конкретных дорожных условиях и с помощью изменения давления в тормозной магистрали исполняет желание водителя без него и наилучшим образом.

Рис. 1.3. Схема расположения элементов АБС на примере автомобиля «Шкода Фелиция»:

1 — датчик угловой скорости; 2 — вращающийся элемент с прорезями и выступами; 3 — электронный блок управления; 4 — модулятор; 5 — монтажный разъем; 6 — предохранители; 7 — диагностический разъем; 8 — переключатель; 9 — блок предохранителей; 10 — электроаккумулятор; 11 — панель приборов; 12 — выключатель ABS; 13 — индикатор АБС

Рис. 1.4. Элементы системы АБС:

A — элементы системы на передних колесах; B — элементы системы на задних колесах; C — интегрированный блок управления

Рис. 1.5. Гидравлический контур антиблокировочной системы (АБС):

1 — передний правый суппорт; 2 — главный тормозной цилиндр; 3 — задний правый суппорт; 4 — гидравлический прибор управления; 5 — передний правый регулировочный клапан; 6 — задний левый регулировочный клапан; 7 — демпфер пульсаций; 8 — нагнетательный насос; 9 — расширительный бачок; 10 — задний левый суппорт; 11 — задний правый суппорт; 12 — задний правый регулировочный клапан; 13 — передний левый регулировочный клапан; 14 — обводной клапан

Управление системой ЛБС производится быстрым нажатием на педаль тормоза до получения эффекта сопротивления педали.

Этот принцип не нов. Еще на первых автомобилях опытные водители при движении на скользких покрытиях дороги для уменьшения расстояния остановки при торможении, а также для предотвращения заноса автомобиля применяли торможение частым, прерывистым нажатием на педаль, что предотвращало блокировку колес. Однако не каждый водитель был способен определить конкретную необходимость такого торможения, и частота нажатия на педаль не могла быть большой, что не позволяло полностью разблокировать колеса. Автоматические устройства антиблокировки колес свободны от этих субъективных недостатков и создают заданную разработчиком частоту изменения давления в системе торможения, близкую к оптимальной.

В целом у автомобиля, оснащенного системой АБС, тормозной путь может быть короче, чем у автомобиля без системы АБС, на 15-20 % на сухом покрытии, а на снегу, мокром асфальте, наледи разница может быть намного больше. Также уменьшается износ покрышек на 5-7 %. При работе ЛБС, кроме того, управление автомобилем не выходит из-под контроля водителя.

В современной технической и научной литературе практически отсутствуют технические параметры эффективности торможения транспортного средства, оснащенного системой антиблокировки колес. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» в п. 4.1.16 также предусматривает возможность оснащения транспортных средств системой антиблокировки колес: «АТС, оборудованные антиблокировочными тормозными системами (АБС), при торможении в снаряженном состоянии, с учетом массы водителя, с начальной скоростью не менее 40 км/час, должны двигаться в пределах коридора движения без видимых следов увода и заноса, а их колеса не должны оставлять следов юза на дорожном покрытии до момента отключения системы АБС при достижении скорости движения, соответствующей порогу отключения системы АБС (не более 15 км/час). Функционирование сигнализаторов системы АБС должно соответствовать ее исправному состоянию».

Из текста ГОСТа следует, что система АБС должна осуществлять эффективное торможение даже при наличии боковых сил, под действием которых могут возникать как увод шин, так и поперечное скольжение одной или двух осей, занос автомобиля. При этом управляемость автотранспортного средства сохраняется за счет прокручивания колес, то есть отсутствия их остановки (блокировки). Этот процесс гарантирует отсутствие следов продольного юза колес на дорожном покрытии.

Таким образом, внедрение в конструкцию транспортного средства системы АБС, наряду с положительными факторами, такими как, например, сохранение управляемости транспортным средством при экстренном торможении и возможное уменьшение тормозного пути, вносит и отрицательные моменты. Например, невозможность экспертным путем установить скорость движения транспортного средства по измеренному расстоянию следа юза колес, что необходимо для производства автотехнических экспертиз.

Так как транспортное средство, оборудованное системой АБС, принципиально не может оставлять следы юза колес на покрытии дороги, то, следовательно, при обнаружении таких следов можно утверждать, что транспортное средство, оставившее следы юза колес, при торможении двигалось с изменением направления движения, то есть в режиме заноса.

Приведенные в справочнике Евтюкова С. А. и Васильева Я. В. «Экспертиза ДТП» данные по параметрам разгона и торможения некоторых автомобилей зарубежного производства не сопровождаются информацией о наличии или отсутствии системы АБС в конструкции этих транспортных средств. Однако данные по параметрам торможения автомобилей «Мерседес Бенц» некоторых серий (190 Е иД; 200; 220; 250; 280; 300; 320; 400; 500 Е и Д), автомобилей БМВ некоторых серий (500i; 520i; 525i; 525ix; 525tds; 530i; 540i; 700iL; 730i; 740i; 740iL; 750i; 750iL) и автомобилей «Тойота Корол-ла» приведены в учебном пособии Ю. Б. Суворова «Судебная дорожно-транспортная экспертиза».

Все приведенные в этих источниках данные по эффективности торможения указывают не тип покрытия, а лишь его состояние: сухое — мокрое. В справочнике Евтюкова С. А. и Васильева Я. В. не указана загрузка транспортных средств. Но самое главное, не только в этих источниках, но и в другой нормативно-технической и научной литературе полностью отсутствуют сравнительные характеристики эффективности торможения с блокировкой колес (без АБС) и с системой АБС.

Так как все транспортные средства зарубежного производства в обязательном порядке уже оснащаются системами АБС, а транспортные средства отечественного производства планируется в обязательном порядке снабдить АБС с 2020 года, то назрела необходимость проведения тормозных испытаний по ГОСТ Р 51709-2001 всех типов транспортных средств, допускаемых в РФ к эксплуатации, с учетом эффективности системы АБС на различных типах покрытий и различной степени загрузки по категориям от М1 до N3, на подобии данных РФЦСЭ 1995 г. (табл. П4 — П6 из книги: Суворов Ю. Б. «Судебная дорожно-транспортная экспертиза»).

Именно в силу отсутствия таких данных, учитывающих эффективность АБС, эксперты в настоящее время пользуются данными эффективности торможения транспортных средств, полученными в РФ в 1995 году без учета АБС, то есть при блокировке колес.

Антипробуксовочная система

Назначение антипробуксовочной системы (ASR, Antriebs Schlupf Regelung) — предотвратить срыв колес в скольжение, а также снизить силу динамических нагрузок на элементы трансмиссии на неоднородном дорожном покрытии. Ведущие колеса сначала подтормаживаются, затем, если этого недостаточно, уменьшается подача топливной смеси в двигатель, а значит и поступающая на колеса мощность (касательное усилие).

В зависимости от производителя антипробуксовоч-ная система может иметь различные торговые наименования:

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

Несмотря на многообразие названий, конструкции и принципы работы данных противобуксовочных систем во многом похожи.

Кардинальным отличием антипробуксовочной системы от других вспомогательных систем транспортных средств является возможность управления мощностью двигателя. Для осуществления противобуксовочных функций в системе используют насос обратной подачи и дополнительные электромагнитные клапаны в гидравлическом блоке ЛБС на каждое из ведущих колес.

Управление антипробуксовочной системой осуществляется за счет соответствующего программного обеспечения, включенного в блок управления ЛБС. В своей работе блок управления ЛБС/ASR взаимодействует с системой блока управления двигателем и системой курсовой устойчивости ESP.

Система распределения тормозных сил EBD

Система распределения тормозных сил EBD (Electronic Brakeforce Distribution) является еще одной подсистемой в системе ЛБС, в частности гарантирует нужную очередность затормаживания колес на частично загруженном автомобиле, а именно: передние раньше задних (предотвращает блокировку задних колес за счет управления тормозным усилием задней оси). Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ЛБС. Производители не балуют разнообразием в названиях. Лишь Mercedes-Benz и Audi используют собственную аббревиатуру EBV (Elektronische Bremskraftverteilung), да Peugeot использует другое сочетание букв — REF (Repartiteur Electronique de Freinage).

При наличии системы распределения тормозных сил тормозное усилие поддерживается близким к оптимальному и регулируется электронной системой. Это позволяет обходиться без обычного регулятора давления, поскольку обычный регулятор давления — механическое устройство и его возможности ограничены с точки зрения достижения идеального распределения тормозных сил между передними и задними колесами, а также гибкого распределения тормозных сил в зависимости от степени загрузки автомобиля. Кроме того, неисправность механического регулятора давления водителем, как правило, не обнаруживается. Электронная система распределения тормозных сил (EBD) управляется блоком управления АБС. При движении система распределения тормозных сил постоянно определяет степень проскальзывания каждого из колес автомобиля и регулирует давление рабочей жидкости в тормозных механизмах задних колес таким образом, чтобы оно превышало давление в тормозных механизмах передних колес.

По данным датчиков угловой скорости колес блок управления АБС сравнивает тормозные усилия передних и задних колес. Когда разница между ними превышает заданную величину, включается алгоритм системы распределения тормозных усилий.

Принципиальное отличие EBD и других систем от базовой AБС заключается в том, что они помогают водителю управлять автомобилем постоянно, а не только при экстренном торможении, когда водитель ударяет по педали тормоза. При резком торможении на неоднородном покрытии автомобиль начинает разворачивать. Это происходит оттого, что степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое. Система EBD, используя датчики AБС, анализирует положение каждого колеса при торможении и строго индивидуально дозирует тормозное усилие на нем. Также инженерами было замечено, что при торможении основная масса нагрузки ложится на передние колеса, в то время как давление на задние ослабевает. При этом необходимо учитывать загрузку автомобиля. Это может привести к тому, что задние колеса заблокируются. Эта проблема решается двумя способами: автоматической регулировкой силы давления колодок на диски и уменьшением размеров тормозных дисков (колодок) задних колес.

В некоторых автомобилях данная система применяется также для сохранения курсовой устойчивости при торможении в повороте, когда центр массы автомобиля переносится в сторону колес, идущих по внешнему радиусу. В данном случае тормозные усилия распределяются не только между осями, но и между колесами. Распределение зависит от расчетов, основанных на данных с различных датчиков.

EBD помогает сохранить траекторию, уменьшает вероятность заноса или сноса при торможении в повороте и на смешанном покрытии. Электроника по разности частот вращения определяет, что колеса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшает тормозные силы на колесах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится и будет определяться силой трения колеса (колес), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.

Система помощи при торможении

Электроника гидравлической системы помощи при торможении (Brake assist, варианты сокращений: BA, BAS, PA, PABS) распознает, имел ли место процесс аварийного торможения, по скорости движения педали и давлению на педаль. В случае аварийного торможения давление в системе тормозного привода в течение миллисекунд автоматически значительно увеличивается, т. е. уменьшается время срабатывания тормоза машины в ситуациях, когда все решают мгновения. 

Электронная система управления давлением в гидравлической системе тормозов в случае необходимости экстренного торможения и недостаточного при этом усилия на педали тормоза самостоятельно повышает давление в тормозной магистрали, делая это во много раз быстрее, чем на это способен человек.

Поэтому и у не очень опытных водителей уменьшается время приведения тормозного механизма в рабочее состояние, соответствующее ситуации, даже при максимальной задержке на границе блокирования колес. Электроника берет управление экстренным торможением на себя и останавливает автомобиль в максимально короткий срок, значительно сокращая расстояние тормозного пути, особенно на высоких скоростях движения. При этом обычно включается аварийная сигнализация или начинают мигать стоп-сигналы, предупреждая движущихся следом об опасности. Если не брать в расчет французов, именующих свою систему AFU (Aide au Freinage d'Urgence), то другие названия схожи: ЕВА (Emergency Brake Assist) — это Ford, Volvo и Land Rover; BAS (Brake Assist System) — Mitsubishi; HBA (Hydraulic Brake Assist) — Alfa Romeo; a Nissan использует схожую с баскетбольной аббревиатуру NBA (Nissan Brake Assist).

Электронная система управления Давлением в гидравлической системе тормозов в случае необходимости экстренного торможения и недостаточного при этом усилия на педали тормоза самостоятельно повышает Давление в тормозной магистрали, Делая это во много раз быстрее, чем на то способен человек.

Описание назначения и работы системы помощи при торможении указывает на обычное заблуждение специалистов, утверждающих, что с применением системы антиблокировки колес эффективность торможения не зависит от усилия нажатия на педаль тормоза. Это заблуждение легко доказывается тем, что для активации системы АБС необходимо резко нажать на педаль тормоза. При медленном нажатии на педаль или нажатии не до конца система не включается. И включившаяся система АБС будет изменять давление, которое уже создано в системе нажатием на педаль и вакуумным усилителем. Система помощи при торможении исправляет этот недостаток, и тогда действительно при ее активации давление в системе торможения не зависит от усилия нажатия на педаль, а создается отдельным насосом.

Система курсовой устойчивости ESP

Система курсовой устойчивости ESP (Electronic stability programm, VDC, VSC, DSTC, DSC, ATTS) — это наиболее сложная система с задействованием возможностей антиблокировочной и антипробуксовочной систем, с контролем силы тяги на колесах и электронной системы управления дроссельной заслонкой двигателя. Иначе эту систему называют системой динамической стабилизации.

Система предназначена для сохранения устойчивости и управляемости транспортного средства за счет заблаговременного определения и устранения критической ситуации посредством автоматического управления системами ABS; EBD; EDS; ASR.

Задача системы ESP заключается в том, чтобы контролировать поперечную динамику автомобиля и помогать водителю в критических ситуациях предотвращать срыв автомобиля в занос и боковое скольжение. То есть сохранять курсовую устойчивость, траекторию движения и стабилизировать положение автомобиля в процессе выполнения маневров, особенно на высокой скорости или на плохом покрытии. Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости».

Прообраз ESP под названием «Управляющее устройство» был запатентован еще в 1959 году компанией Daimler-Benz, но реально воплотить ее удалось лишь в 1994 году. С 1995 года система стала серийно устанавливаться на купе Mercedes-Benz CL 600, а чуть позже ею комплектовались все автомобили классов S и SL.

Сегодня система динамической стабилизации доступна хотя бы в качестве дополнительной опции почти на любом автомобиле. Прямой зависимости от класса машины уже не существует: систему ESP можно обнаружить даже в относительно недорогом новом Volkswagen Polo.

Современная ESP взаимосвязана с АБС, антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем, она активно использует их компоненты. По сути, это единая система, работающая комплексно и обеспечивающая целый набор вспомогательных контраварийных мероприятий.

Структурно ESP состоит из электронного блока-контроллера, который постоянно обрабатывает сигналы, поступающие с многочисленных датчиков: скорости вращения колес (используются стандартные датчики АБС); датчика положения рулевого колеса; датчика давления в тормозной системе.

Рис. 1.6. Схема взаимодействия элементов в системе ESP

Основная информация поступает с двух специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (иногда это устройство называют G-сенсор). Именно они фиксируют возникновение бокового скольжения на вертикальной оси, определяют его величину и дают дальнейшие распоряжения. В каждый момент ESP знает, с какой скоростью едет автомобиль, на какой угол повернут руль, какие обороты у двигателя, есть ли занос и так далее.

Обрабатывая сигналы с датчиков, контроллер постоянно сравнивает фактическое поведение автомобиля с тем, что заложено в программе. В случае если поведение автомобиля отличается от расчетного, контроллер понимает это как возникновение опасной ситуации и стремится исправить ее.

Вернуть автомобиль на нужный курс система может, давая команду на выборочное подтормаживание одного или нескольких колес. Какое из них надо замедлить (переднее колесо или заднее, внешнее по отношению к повороту или внутреннее), система определяет сама в зависимости от ситуации.

Притормаживание колес система осуществляет через гидромодулятор АБС, создающий давление в тормозной системе. Одновременно (или до этого) на блок управления двигателем поступает команда на сокращение подачи топлива и уменьшение, соответственно, крутящего момента на колесах.

Рис. 1.7. Схема работы ESP

Этот рисунок наглядно иллюстрирует ситуацию, когда водитель превысил максимальную скорость вхождения в поворот и начался занос (или снос). Красная линия — это траектория движения машины без ESP. Если ее водитель начнет тормозить, у него есть серьезный шанс развернуться, а если нет — то улететь с дороги. ESP же выборочно подтормозит нужные колеса так, чтобы автомобиль остался на нужной траектории.

Система работает всегда, в любых режимах движения: при разгоне, торможении, движении накатом. А алгоритм срабатывания системы зависит от каждой конкретной ситуации и типа привода автомобиля. Например, в повороте датчик углового ускорения фиксирует начало заноса задней оси. В этом случае на блок управления двигателем подается команда на уменьшение подачи топлива. Если этого оказалось недостаточно, посредством АБС притормаживается внешнее переднее колесо. И так далее в соответствии с программой.

Кроме того, в автомобилях, оборудованных автоматической КПП с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если он предусмотрен.

ESP является одной из важнейших частей комплекса активной безопасности автомобиля. Она исправляет ошибки в управлении и часто помогает выйти из ситуаций, в которых среднестатистический водитель на обычном автомобиле потерпел бы полное фиаско. Главное достоинство ESP — с ней автомобиль перестает требовать от вас навыков экстремального вождения. Вы просто поворачиваете руль — а машина сама будет думать, как вписаться в поворот.

Но возможности ESP по исправлению опасной ситуации не беспредельны. Ведь законы физики обмануть нельзя. Поэтому надо помнить, что ESP хоть и значительно снижает шансы на попадание в аварию во многих сложных ситуациях, но исключить ее совсем не в состоянии.

Причиной данного ограничения являются законы физики, изменить которые электроника не в силах. Если радиус поворота транспортного средства слишком мал или скорость транспортного средства при выполнении поворота превышает разумные границы, то даже самая совершенная программа стабилизации движения не поможет. Возникнет занос транспортного средства.

Ранее скоростные возможности движения транспортного средства при выполнении поворота ограничивались и рассчитывались только в соответствии с условиями сцепления шин с поверхностью дороги. Использование системы ESP на транспортном средстве за счет учета перераспределения масс при крене на повороте и притормаживания внутренних по отношению к дуге поворота колес создает условия для совершения поворота на больших скоростях, чем без применения данного устройства.

К сожалению, опции не всегда предлагаются производителями транспортных средств единым пакетом. Некоторые опции приходится докупать отдельно. Поэтому при производстве автотехнических экспертиз по модели транспортного средства порой невозможно установить комплектацию, что существенно снижает достоверность выводов экспертов, так как при экспертных расчетах приходится в качестве нормативных исходных данных использовать усредненные значения коэффициента сцепления или установившегося замедления, без учета влияния опций.

Недостатком данной системы является то, что датчики систем ЛБС, EBD и ESP не выдерживают высоких температур (выше 80 °С) — например, при ремонтной покраске автомобиля. Перед этой операцией необходимо демонтировать датчики и потом вновь их устанавливать и перенастраивать.

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Несущая система. Кузов | Добавил: autodromcar (09.04.2020)
Просмотров: 108 | Теги: управление, система, колесо, автомобиль, транспортный, тормозной, средство, торможение, АБС, давление | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar