Сучасні автомобілі оснащуються різноманітними допоміжними системами, які роблять поїздки більш комфортними і безпечними. Багато з них вже стали обов'язковими в багатьох країнах світу, наприклад, система курсової стійкості (або система динамічної стабілізації), про яку ви дізнаєтеся в цій статті.
Що таке система курсової стійкості (динамічної стабілізації)
Система курсової стійкості - активна система безпеки, яка служить, головним чином, для запобігання заметів під час руху автомобіля. Робота системи забезпечує курсову стійкість автомобіля під час маневрів, запобігаючи виникненню бічного ковзання і зриву в занос.
Дана система може носити різні назви, які відображають її призначення: система курсової стійкості (система підтримки курсової стійкості), система динамічної стабілізації (мова йде про поперечної динаміці автомобіля), електронний контроль стійкості, а також просто протизанесення.
Вперше про систему, яка могла б контролювати курсову стійкість автомобіля, конструктори задумалися ще в середині минулого століття, і вже в 1959 році компанія Daimler-Benz отримала патент на винахід автоматичного керуючого пристрою. Однак в той час система не могла бути реалізована через відсутність доступних і ефективних технологій. Така можливість з'явилася лише в кінці 80-х - початку 90-х років минулого століття, в цей час різні автовиробники пропонували свої варіанти системи, але жодна з них не отримала широкого розповсюдження.
пристрій системи
Систему курсової стійкості не можна розглядати, як окрему систему автомобіля - скоріше, це система більш високого рівня, яка складається відразу з декількох активних систем:
- Антиблокувальна система гальм (ABS);
- Електронне блокування диференціала (EDS);
- Система розподілу гальмівних зусиль (EBD);
- Антипробуксовочна система (ASR);
- Система управління двигуном.
У системи курсової стійкості мало власних компонентів, так як вона активно використовує компоненти зазначених вище систем. Таким чином, ESP значно розширює функції інших систем, використовує їх потенціал і значно знижує ймовірність виникнення аварійних ситуацій.
До складу системи курсової стійкості входить кілька основних компонентів:
- Вхідні датчики;
- Електронний блок управління (контролер);
- Виконавчий пристрій.
Вхідні датчики. В системі використовується досить велика кількість датчиків, які дозволяють отримати максимальну кількість інформації про поточний стан автомобіля:
- Датчик кута повороту керма;
- Датчик швидкості обертання коліс (використовуються датчики, що входять до складу антиблокувальної системи);
- Датчик тиску в гальмівній системі;
- Датчики поздовжнього і поперечного прискорення (G-сенсори, датчики перевантажень).
Крім того, контролер системи отримує інформацію з блоків управління двигуном і коробки передач (тільки в разі автоматичної або роботизованою трансмісії).
Електронний блок управління (контролер). Інформація з усіх датчиків надходить в електронний блок управління, який створює поточну картину руху автомобіля. Також в контролері закладені програми, в яких прописані безаварійні параметри руху автомобіля. Саме на порівнянні «теоретичних» параметрів (закладених в програмі) і фактичних (одержуваних на основі інформації з датчиків) і гостріше робота системи курсової стійкості.
Виконавчі пристрої. У системи ESP немає власних виконавчих пристроїв, в їх якості виступають компоненти інших систем безпеки:
- Гидромодулятор системи ABS (з їх допомогою здійснюється гальмування коліс);
- Клапани (високого тиску і переключають) антипробуксовочною системи;
- Сигнальні лампи гальмівної системи і системи ABS, також на приладовій панелі часто присутні власні сигнальні лампи системи курсової стійкості.
Саме той факт, що система ESP широко використовує компоненти інших систем, і дозволяє встановлювати її на автомобілі з мінімальними витратами, тому ціна безпеки виявляється невисокою.
Принцип роботи системи
Робота системи курсової стійкості не відрізняється складністю і в загальному випадку зводиться до наступного:
- Вхідні датчики дають всю інформацію про фактичний стан і характер руху автомобіля;
- Дана інформація порівнюється з програмою, закладеної в контролері;
- При відміну фактичного стану справ від програми контролер включає виконавчі пристрої, запобігаючи аварійну ситуацію.
Тут виникає питання - а як в блок управління можна закласти всі можливі програми руху автомобіля, і як на їх основі визначається виникнення аварійної ситуації? Насправді все досить просто - в основу роботи системи закладені прості фізичні закони. Наприклад, траєкторія автомобіля при повороті залежить від радіуса повороту, швидкості і маси автомобіля (тут також має значення зчеплення коліс і дорожнього покриття), і ця траєкторія буде одна (з деякими відхиленнями в ту чи іншу сторону). Також при нормальному русі автомобіль зазнає певних поздовжні і поперечні прискорення, які залежать від швидкості і радіуса повороту, і їх відхилення від допустимих значень говорять про виникнення заносу.
Саме ці принципи закладені в ті моделі неаварійного руху автомобіля, які у вигляді програм закладені в контролер. Будь-яке неприпустиме відхилення фактичного стану автомобіля від програми ідентифікується контролером, як виникнення неконтрольованої водієм аварійної ситуації, і в цьому випадку автоматика вживає заходів до запобігання занесення.
Сучасні системи курсової стійкості володіють високою швидкодією - зазвичай між виникненням аварійної ситуації і спрацьовуванням виконуючих механізмів проходить не більше 20 мілісекунд (0,02 секунди). Це значно перевищує швидкість реакції водія (в кращому випадку, водій реагує на небезпеку через 0,4 секунди, але зазвичай цей час складає близько однієї секунди), і в більшості випадків цілком достатньо для запобігання аварії.
Для запобігання аварійної ситуації система курсової стійкості може робити різні дії:
- Пригальмовування одного або декількох коліс (в залежності від траєкторії і швидкості автомобіля, напрямки заносу і т.д.);
- Зміна крутного моменту, що передається на колеса (за допомогою зміни крутного моменту двигуна або перемиканням швидкостей).
Якщо в автомобілі передбачена система активного рульового управління, то ESP може подавати сигнал на зміну кута повороту передніх коліс. А якщо автомобіль обладнаний адаптивною підвіскою, то в ряді випадків системою курсової стійкості може використовуватися і вона (зазвичай змінюється ступінь демпфірування амортизаторів).
Система курсової стійкості працює постійно, вона контролює поведінку автомобіля при розгоні і гальмуванні, на будь-яких швидкостях і в усіх режимах. Але зазвичай вона не дає про себе знати, і нерідко водії, зірвавшись в занос, з подивом дізнаються, що їх машина обладнана ESP.
Найбільш поширені типи системи курсової стійкості
На сьогоднішній день всі системи курсової стійкості побудовані на однакових принципах, тому про якісь особливих типах ESP говорити не можна. Але ці системи на різних автомобілях зустрічаються під різними назвами, якими їх наділив виробник. Всього існує понад півтора десятка систем:
На сьогоднішній день лідируючі позиції на світовому ринку систем курсової стійкості займає німецька компанія Bosch - цими системами оснащується більшість автомобілів в Північній Америці і країнах ЄС.
Особливості керування автомобілем з системою курсової стійкості
Як було сказано вище, система курсової стійкості працює завжди, проте помітити її спрацьовування в критичних ситуаціях здатний лише досвідчений водій, який знає, як спровокувати або, навпаки, запобігти заносу автомобіля. Іноді робота системи заважає таким водіям, тому в більшості випадків вони просто відключають ESP (якщо така можливість передбачена).
Якщо ж говорити про особливості керування автомобілем з системою курсової стійкості, то тут потрібно виділити два основних моменти:
- Не потрібно «заважати» системі працювати - при виникненні заносу вона сама зробить все можливе для запобігання аварії, тому не варто шалено крутити кермом і натискати на педаль гальма;
- Потрібно розуміти, що система не всесильна, і вона не може врятувати від сильних заметів, тому потрібно проходити повороти і робити маневри на дозволених швидкостях - якщо ви, понадіявшись на систему, ввійдете в поворот на слизькій дорозі зі швидкістю 100 км / год, то ви гарантовано опинитеся в кюветі. Адже все підпорядковується елементарним законам фізики, і обдурити їх не в силах навіть найрозумнішою автомобільної системі.
На жаль, електроніка не всесильна, і скласти програми на всі випадки життя неможливо, тому можуть виникати ситуації, коли ESP робить не те, що потрібно. Наприклад, при занесенні задніх коліс на передньопривідному автомобілі необхідно збільшити швидкість, але блок управління системою з тієї чи іншої причини, навпаки, прагне знизити швидкість, і водій просто не зможе нічого зробити. Такі ситуації виникають вкрай рідко, і чим більше сучасними стають системи, тим менше вони роблять помилок, але потрібно бути готовим, що автоматика може дати збій.
В цілому, сьогодні немає більш досконалої активної системи безпеки, ніж система курсової стійкості, тому не потрібно нею нехтувати - вона ніколи не розгубиться, не переплутає педалі, і завжди зробить те, що потрібно. А, значить, врятує одну або кілька життів.