Системы abs, esp и tsc: что это и как работает

Функции и принцип работы антипробуксовочной системы ASR

Антипробуксовочная система автомобиля ASR не дает проворачиваться колесам на скользкой дороге.

ASR – Automatic Slip Regulation можно отнести к системам активной безопасности.
Назначение ASR заключается в том, чтобы предотвращать пробуксовку ведущих колёс при движении по скользкой или труднопроходимой дороге. В первом случае авто, оснащённое ASR, приобретёт лучшую курсовую устойчивость в поворотах, во втором – станет более проходимым.
Принцип действия антипробуксовочной системы ASR заключается в уменьшении крутящего момента, передающегося на буксующее колесо.
Происходит это следующим образом: блок управления (зачастую используется блок управления АБС) обрабатывает сигналы, поступающие от датчиков, сходных с датчиками АБС, но имеющими большую точность. Сравнивая значения скоростей вращения колёс, блок управления подаёт сигналы на исполнительные механизмы, уменьшающие скорость вращения пробуксовывающего колеса, согласовывая её со скоростями других колёс.
Блокирования дифференциала при этом не происходит, поэтому при движении автомобиля по криволинейной траектории колёса ведущей оси вращаются, как и положено, с разными скоростями.

ASR лучше или хуже традиционной системы ESP?

Проблема обозначений – это один из дьяволов современного автомобилестроения. Водители автомобилей Toyota могли с ухмылкой читать первую часть публикации, так как они знают, что антипробуксовочная система называется TRC (Traction Control), а другие автомобилисты даже нашли в документации к своей машине другие обозначения – TCS (Traction Control System), ETS, ASC и прочие аббревиатуры. В целом это обозначения одной и той же системы.

ESP – это не просто антипробуксовочное оборудование. Это целый комплекс средств поддержания курсовой устойчивости, который включает такое оборудование:

  • ASR или любой другой вид антипробуксовки из указанных выше вариантов названий;
  • ABS – антиблокировочная система, которая снижает риски блокировки колес при торможении авто;
  • MSR – также антиблокировочное оборудование, которое предотвращает блокировку колес при торможении двигателем;
  • EBV – система для распределения тормозных усилий между всеми колесами вашего автомобиля.

В элитных авто можно найти еще десяток аббревиатур, которые называют системы безопасности и повышения контроля. Так что отличия ASR от ESP невозможно найти – это названия совершенно разных явлений в вашей машине. АСР является лишь частью комплекса ESP, обеспечивая один из факторов снижения риска заноса или закапывания в грязевой и снежной яме.

Принцип работы

Принцип действия системы динамической устойчивости заключается в контролируемом включении тормозных механизмов каждого из колёс автомобиля по отдельности. Логика работы строится на физических явлениях, называемых избыточной и недостаточной поворачиваемостью.

В случае заноса акселерометр моментально считывает факт появления малейшего углового перемещения кузова машины (вращения). Если в этот момент угол поворота руля не соответствует положению, способствующему выходу из заноса, либо выхода из заноса не происходит (скользкая дорога) – фиксируется факт недостаточной поворачиваемости. ESP начинает активно затормаживать одно из передних колёс для того, чтобы помочь автомобилю и водителю вывести его из заноса.

ESP помогает водителю вывести автомобиль из заноса

Напротив, если автомобиль начинает уходить в занос после резкого поворота руля, то фиксируется факт избыточной поворачиваемости автомобиля, и ESP затормаживает колесо, чтобы препятствовать действиям водителя. Именно этот момент чаще всего замечают водители, автомобиль перестаёт слушаться педали акселерометра, находясь на грани срыва в занос.

Архитектура более дорогих автомобилей заранее проектируется под применение ESP. В таких машинах ESP напрямую уменьшает подачу топлива в двигатель, взаимодействует с адаптивным круиз-контролем, а автоматическая трансмиссия способна «сбрасывать» скорости или переключаться в специальные режимы повышенной проходимости.

Расшифровываем аббревиатуры

О чем хочет сказать владелец бренда, указывая на то, что его автомобили оснащены системой ASR? Если эту аббревиатуру расшифровать, то получится Automatic Slip Regulation, а в переводе – автоматическая антипробуксовочная система. И это одно из наиболее распространенных конструкторских решений, без использования которых современные автомобили вообще не строятся.

Однако каждому производителю хочется показать, что его машина самая крутая и особенная, поэтому он для своей антипробуксовочной системы придумывает собственную аббревиатуру.

  • BMW – ASC или DTS, и у баварских автомобилестроителей это две разные системы.
  • Toyota – A-TRAC и TRC.
  • Chevrolet & Opel – DSA.
  • Mercedes – ETS.
  • Volvo – STS.
  • Range Rover – ETC.

Вряд ли есть смысл продолжать список обозначений того, что имеет одинаковый алгоритм работы, а отличается лишь в деталях – то есть, в способе его реализации. Поэтому давайте попробуем понять то, на чем основан принцип работы системы, предотвращающей пробуксовку колес.

Популяризация через скандал

Очень интересно, что широкую известность система получила не в момент создания, а позже. И говорить о ней стали по причине скандала в 1997 году, когда эксперты выявили серьезные недостатки в “Мерседесе” класса А.

Концерн создал компактное авто, но чтобы машина была комфортнее, кузов сделали достаточно высоким, высоким оказался и центр тяжести. Из-за этого нюанса автомобиль подвергался серьезным кренам на поворотах, а также был существенный риск опрокидывании при обгоне. Инженеры сумели решить вопрос установкой на «Мерседес» ESP-системы. Так данный электронный помощник водителя приобрел известность.

Система разработки 1995 года включала в себя 11 элементов. Она могла контролировать блокировку, пробуксовку колес, поворот авто вокруг оси – ESP умела предотвратить занос или выйти из него.

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.

Так что такое ESP в автомобиле и как эта система работает

Система ESP работает в комплексе с ABS. Все датчики в антипробуксовочной системе задействованы в работе ESР, но также она имеет и собственные. Электронный блок обрабатывает поступающие сигналы со всех датчиков ABS и двух датчиков ESР. Один из которых замеряет угловую скорость, а другой поперечное ускорение.

При помощи этих датчиков фиксируется боковое скольжение. Они определяют его параметры и передают сигнал на электронный блок. Это устройство постоянно находится в курсе всех показаний автомобиля, таких как: скорость, угол поворота руля, обороты двигателя или насколько машину занесло.

Электронный блок при обработке сигналов, поступающих с датчиков, сравнивает информацию с поведением автомобиля, и как только поступает информация об отклонениях от заданных параметров, электроника пытается исправить положение.

Выровнять автомобиль в случае заноса система может подавая различные команды на разные колеса, которые в этот момент необходимо притормозить, по ее мнению, а какие – нет. Притормаживание осуществляется через модулятор ABS, который создает давление в тормозной системе. В этот момент команда также подается на управление двигателем. Для снижения числа оборотов автоматически уменьшается подача и происходит замедление вращения колес.

На автомобилях с автоматической коробкой передач, имеющих блок электронного управление, ESP может вносить изменения в работу трансмиссии, переключая передачи в критической ситуации по собственному усмотрению.

Многие водители полагают, что такое устройство, как ESP в автомобиле, мешает при выполнении резких маневров или агрессивном стиле езды. Кстати, на многих автомобилях предусмотрено отключение ESP по своему желанию. Но отключать ее рекомендуется только для хороших дорожных условий и если водитель имеет большой опыт вождения.

Система ESP представляет одну из самых важных частей безопасности управления автомобиля, исправляя допущенные ошибки и часто помогая выйти из сложной ситуации как опытному так и не имеющему опыта водителю.

Одно из главных достоинств в том, что такое устройство не требует от водителя специальных навыков в экстренной ситуации. Достаточно просто поворачивать руль, и машина будет самостоятельно продумывать, как ей пройти поворот.

Но не надо забывать, что полагаться на ESP целиком не стоит. Все-таки иногда водитель должен сам думать о собственной безопасности, а также безопасности пассажиров.

Есть ли явные преимущества от системы ASR?

Преимущества заключаются в том, что при поездке на рыбалку по проселочной грязной дороге вам не придется выходить из авто и толкать его, измазывая всю одежду. Как только колесо начинает прокручиваться, система включается в действие и практически блокирует его, позволяя другому ведущему колесу с более качественным сцеплением с поверхностью дороги вытащить машину.

Антипробуксовочная система ASR в недорогих автомобилях практически не устанавливается. Чаще всего это привилегия авто классом выше или более дорогой комплектации. Если у вас есть выбор, устанавливать ли АСР в машину, но за это нужно доплатить деньги, стоит выбирать вариант с установкой данного комплекса. Это повышение вашей уверенности и безопасности в эксплуатации. Уже первая зима на машине покажет, что вы приняли совершенно правильное решение.

Как работает антипробуксовочная система автомобиля

Противобуксовочная система ASR позволяет не буксовать на бездорожье.

  1. При движении со скоростью до 60 км/час (это «усреднённая» цифра, может отличаться на разных авто) пробуксовывающее колесо притормаживается тормозной системой. Происходит это благодаря тому, что система АСР включает в себя насос для тормозной жидкости, создающий требуемое давление. Подача жидкости на тормозные цилиндры регулируется клапанами, приводимыми в действие соленоидами.
  2. При превышении значения установленной пороговой скорости блок управления ASR воздействует уже на двигатель, подавая сигналы, благодаря которым уменьшается крутящий момент мотора. Происходит это за счёт изменения положения дроссельной заслонки, пропусков зажигания, изменения качества смеси. Кроме того, в случае, если авто с АКПП, подбирается соответствующим образом ступень трансмиссии – включается повышенная передача, благодаря чему тяговые характеристики двигателя становятся «слабее».

Значение пороговой скорости рассчитывается таким образом, чтобы избежать сильного перегрева исполнительных механизмов – торможение на высоких скоростях приводит к «сгоранию» колодок, короблению тормозных дисков, закипанию жидкости и т.д.
 

Кнопка отключения системы ASR автомобиля

Например, для того, чтобы отключить ASR на VW Jetta, нужно:

  1. Включить зажигание.
  2. Включить «аварийку».
  3. Пять раз нажать на педаль «газа». Должен загореться индикатор «скользкая дорога».
  4. Запустить двигатель и отключить «аварийку».

Но при следующем запуске ASR снова автоматически включится.
Более того, ASR позволяет стартовать с места, избегая пробуксовки, на скользкой дороге.

Как устроена ASR

Как уже было сказано выше, ASR является вариантом ABS с расширенной функциональностью. Поэтому помимо датчиков, модуляторов и блока управления, которые являются основными компонентами антиблокировочной системы тормозов, она включает в себя также:

  • Насос обратной подачи;
  • Электромагнитные клапаны;
  • Модуль формирования сигналов для блока управления двигателем.

Насос обратной подачи используется для создания дополнительного давления в тормозной системе, причем когда он включается, то начинает выполнять функции главного тормозного цилиндра. Электромагнитные клапаны отвечают за подключение этого насоса и, когда наступает момент, сброс ставшего избыточным давления. Что касается модуля формирования сигналов для блока управления двигателем, то его назначение вполне понятно из самого названия. Он используется в тех случаях, когда ASR работает в режиме понижения крутящего момента силового агрегата.

В конструкции современных антипробуксовочных систем предусмотрена функция информирования об их срабатывании: в этот момент в салоне авто, на приборной панели загорается специальная лампочка. Следует заметить, что водители имеют возможность отключать установленные в их транспортных средствах ASR, однако специалисты не рекомендуют так поступать, поскольку эта антипробуксовочная система действительно обеспечивает повышенную безопасность и ее использование в автомобилях имеет целый ряд важных преимуществ. 

Устройство и принцип работы

Функциональными частями ESP являются многочисленные датчики, задача которых – контролировать положение автомобиля в пространстве.

Помимо этого, электроника системы ведет контроль за работой всей автомобильной электроники, гидравлики тормозного контура, а также модулей помпы.

Согласно этому, ESP позиционируется как система обеспечения активной безопасности.

Датчики, которые производители располагают на каждом из колес машины, собирают необходимую информацию.

В частности, они фиксируют угловую скорость колес автомобиля, а потом отправляют информацию на обработку в электронный блок управления.

Помимо колесных датчиков, есть еще датчик и на рулевом колесе – он призван следить за поворотом последнего.

Информация об этом, естественно, тоже идет на электронный модуль.

После получения всех требуемых данных начинается сравнение информации и, если надо, регулировка подачи топлива.

Если ситуация экстремальна, то подача топлива будет ограничиваться очень существенно, а также каждое колесо начнет независимое торможение.

Пара микропроцессоров стабилизирующей системы обеспечивает фактически мгновенный сбор информации и быструю ее обработку.

Можно сказать, что реакция ESP на усложнившуюся обстановку будет молниеносной.

ASR и ESP – в чём разница?

 

 
Автопроизводители не придерживаются каких-либо стандартов для обозначения подобных систем. Так и ASR имеет своих «двойников» – под названиями TCS (Traction Control System – в народе давно известна, благодаря ей аналогичные системы называют «трэкшен контрол»), ASC, ETS подобные устройства установлены на авто различных производителей. Так, аббревиатуру, обозначающую антипробуксовочную систему TRC, концерн TOYOTA «расшифровывает» как TRaction Control.

Но система ESP – электронная система стабилизации курсовой устойчивости автомобиля – является объединяющей для устройств подобного рода, то есть, помимо ASR, в неё могут включаться:

  • ABS. Антиблокировочная система – предотвращает блокировку колёс при торможении;
  • EBV. Электронный распределитель тормозных сил. Проще говоря – «продвинутый» вариант прежнего «колдуна».
  • MSR. Управляет крутящим моментом мотора. Система нужна для предотвращения блокировки колёс при резком торможении двигателем.

Кроме этих систем, ESP может оснащаться гидравлическим добавочным усилителем тормозов, электронной блокировкой дифференциала, системой помощи в рулевом управлении.
К сожалению, оснащение авто любым из элементов системы ESP влияет как на изначальную стоимость машины, так и увеличивает расходы, связанные с её содержанием. Но это достаточно оправданные расходы – в отличие от установки подсветки днища авто или обтягивания панели приборов кожей какого-нибудь диковинного животного.
 

https://youtube.com/watch?v=o-FDYpKhTbs

Есть ли недостатки у оборудования ASR в вашем авто?

Многие автомобилисты с опытом посмотрят, как работает система ASR, поймут ее примитивность и скажут, что смысла от нее никакого нет. Это справедливо только отчасти. Если вы опытный водитель с 20 годами стажа поездки по сложным дорогам, то и без такой помощи вряд ли застрянете в снежном плену. Но для владельцев авто с менее ярким опытом такие комплексы все же будут полезны.

Из недостатков стоит выделить лишь несколько особенностей:

  • достаточно высокая стоимость, если на ваш автомобиль можно поставить такую систему опционально при заказе машины в салоне;
  • не всегда эффективное срабатывание, очень часто АСР инициирует торможение слишком поздно, когда машина уже закопалась;
  • неоднозначная работа на высоких скоростях, так как здесь это оборудование бессильно сделать что-либо эффективное;
  • невозможность отключить на некоторых авто, которые не позволяют деактивировать весь модуль ESP;
  • быстрый износ колодок, если вы постоянно ездите по сколькой или грязной дороге с риском срывания колес в пробуксовку.

ASR не будет оценивать, насколько опасная или безопасная пробуксовка на вашей машине. Она будет срабатывать в любой ситуации, когда датчики показывают буксующее колесо. Конечно, без отключения такой системы вы не сможете продемонстрировать навыки спортивной поездки, полицейских разворотов и красивого контролируемого заноса на снегу. АСР включится в самый ответственный момент и испортит ваш вираж.

Что такое ESP? Немного истории…

Антиблокировочная система тормозов стала толчком для развития активной системы безопасности автомобилей. Как вы понимаете, речь об ABS, которая во время торможения не позволяла блокироватьтормоза и следила за тем, чтобы машина не пошла «юзом». Это позволяло и позволяет автомобилистам более эффективно тормозить, не теряя контроль над управлением автомобилем.

Но время шло, прогресс не стоял на месте и инженеры, взвесив все полюсы и минусы «АБС», пришли к выводу о том, что одной лишь разблокировки тормозов мало, для того чтобы не допустить занос или потерю контроля над управлением автомобилем.

После всех исследований и наработок, ученые совместно с инженерами решили расширить функционал ABS, добавив ей еще одно умение — контроль за тягой и способность притормаживать необходимые для стабилизации движения колеса, благодаря чему автомобиль движется исключительно по заданной траектории.

Основная работа по воплощению в жизнь идеи о создании более эффективной системы чем ABS началась в конце в начале 1990-х, причем одновременно в нескольких частях Земли. В Европе за это взялась BMW и Mercedes-Benz, а в Азии — Mitsubishi. Наиболее успешным стал проект немцев, Mercedes-Benz в сотрудничестве с другой известной компанией (Bosch) в 1992 году уже могли похвастаться первым образцом будущей системы курсовой устойчивости.

К тому времени система уже активно проходила испытания на самых разных марках автомобилей. Правда спешки относительно запуска системы в серию не было, немцы с присущей им скрупулезностью и педантичностью проверяли «каждый винтик» для того чтобы система оправдала себя во время эксплуатации.

Однако, это, к сожалению, не могло гарантировать 100% гарантии того, что машина не уйдет в занос во время прохождения крутого поворота. Только в 1995 году практически доведенная до совершенства ESP, в подтверждение этого руководство компания разрешила установку системы курсовой устойчивости на несколько серийных автомобилей.

Первым автомобилем, который удостоился чести стать первым в мере автомобилем с ESP стал городской компакт — хетчбэк Mercedes A-Class. Многие удивятся, почему именно этот убогий на первый взгляд автомобиль был выбран? А ответ довольно не простой, я бы даже сказал — хитрый, дело в том, что этот хетчбэк компактных размеров провалил все надежды и практически был «одним колесом на свалке» из-за обнаруженной в нем склонности к перекидыванию во время прохождении поворотов.

Учитывая этот факт, а также с целью спасения ситуации и доброго имени бренда Mercedes-Benz, инженеры делают неожиданный ход, вместо того чтобы снять «машинку» с конвейера, они устанавливают на нее новоиспеченную систему курсовой устойчивости.

Такое рисковое решение позволило развязать сразу несколько проблем. Компания сберегла свою репутацию и не понесла убытки, которые были бы в случае снятия хетчбэка с конвейера, решала проблему переворачиваемости, Mercedes-Benz наконец-то испытала систему ESP на собственном серийном авто и вместе с тем завоевала право называться первой в мире компанией создавшей первый в мире автомобиль с активной системой безопасности курсовой устойчивости автомобиля ESP. Кроме всего прочего, Мерседес получила всемирное признание, а его автомобили стали ассоциироваться с безопасностью, надежностью и современными технологиями.

Основные режимы работы ASR

Притормаживание колес происходит, если автомобиль двигается со скоростью меньшей, чем 60 км/час. Существует два типа реакции системы.

  1. В момент, когда одно из ведущих колес начинает пробуксовывать – его угловая скорость вращения увеличивается, срабатывает электромагнитный клапан, блокирующий дифференциал. Притормаживание происходит за счет разницы в силе трения под колесами.
  2. Если датчики линейного перемещения не фиксируют движения или отмечают его замедление, а ведущие колеса при этом увеличивают скорость вращения, то подается команда на активацию тормозной системы. Колеса замедляются физическим удержанием, за счет силы трения тормозных колодок.

Если скорость автомобиля более 60 км/час, то регулируется вращающий момент двигателя. В этом случае учитываются показания всех датчиков, в том числе и определяющих разницу угловых скоростей различных точек кузова. Например, если задний бампер начинает «оббегать» передний. Это позволяет уменьшить курсовое рысканье машины и занос, причем реакция на такое поведение машины происходит во много раз быстрее, чем при ручном управлении. Действие ASR заключается в кратковременном торможении двигателем. После возвращения всех параметров движения в равновесное состояние он плавно набирает обороты.

Ссылка на основную публикацию