Система поддержания динамической стабильности

Преодолевать снос и занос автомобиля можно не только рулем и педалью газа, но и с помощью торможения. Последнее возможно, если
автомобиль оснащен особым устройством – системой поддержания динамической стабильности, самое распространенное обозначение которой – ESP (от английского Electronic Stability Program). Если перед машины сносит наружу поворота, эта система "подворачивает" автомобиль вокруг вертикальной оси внутрь поворота, притормаживая "внутреннее" заднее колесо и создавая, таким образом, дополнительный момент вращения. А при заносе заднего моста притормаживается "внешнее" переднее колесо – тогда возникнет момент противовращения.

Можно сказать, что система ESP появилась на свет в результате "апгрейда". Все начиналось с АБС – системы, предотвращающей блокировку колес при нажатии на педаль тормоза и, таким образом, позволяющей водителю сохранять контроль над управляемостью машины при торможении. Потом к АБС добавилась антипробуксовочная система (имеющая, например, фирменное обозначение ASR на автомобилях Mercedes-Benz – у других производителей она может называться по-другому). Ее задача – помочь водителю в любых дорожных условиях добиваться максимально эффективного разгона и избегать сноса на переднеприводном автомобиле или заноса на "классике". Для этого исполнительный механизм АБС "научили" не только растормаживать колеса, но и, наоборот, притормаживать два ведущих колеса, а блок управления антипробуксовочной системы связали с "мозгами" двигателя – чтобы при пробуксовке "придушивать" мотор и убирать избыток тяги с ведущих колес. Таким образом, на "плечи" электроники была возложена весьма ответственная задача: помогать водителю управлять продольной динамикой автомобиля в случаях, требующих точного обращения и с тормоза, и с педалью акселератора.

Из комбинации АБС+ASR впоследствии и была создана такая система, которая способна страховать водителя в поворотах, в случае
возникновения сноса или заноса – система ESP. Исполнительный механизм систем АБС и ASR здесь модернизирован так, что он может
подтормаживать каждое из колес отдельно, а не только ведущие колеса вместе. Кроме того, были добавлены еще три датчика. Один из них устанавливается на рулевой колонке и сообщает системе, куда и с какой скоростью водитель вращает рулевое колесо. Два других отслеживают уровень боковых ускорений и угол поворота автомобиля относительно вертикальной оси, образуют "вестибулярный аппарат" системы. Зная скорость автомобиля и угол поворота руля, электроника постоянно вычисляет, какими должны быть показания "вестибулярного аппарата" при движении колес без скольжения.

Предположим, "вестибулярный аппарат" вдруг начинает фиксировать падение уровня поперечного ускорения и угловой скорости
поворота автомобиля вокруг вертикальной оси – они меньше, чем
вычисленные. Значит, начался снос: машина скользит передком наружу поворота. Система моментально реагирует, подавая команду сбросить газ и подтормозить "внутреннее" заднее колесо.

А если при движении по кривой показания датчика угла поворота автомобиля вокруг вертикальной оси резко нарастают, значит, машину заносит – она начинает вращаться. Тогда ESP подтормаживает
"наружное" переднее колесо, создавая момент противовращения до тех пор, пока занос не будет ликвидирован.

На слуху у автомобильной общественности система ESP оказалась осенью 1997 года в связи со скандальной эпопеей с
опрокидыванием Mercedes-Benz А-класса. Однако серийное использование ESP было начато компанией Daimler-Benz AG еще в 1995 году, когда эта система впервые появилась на автомобилях S-класса. Чуть позже подобные устройства стали устанавливаться на машины Cadillac (система Stabilitrac производства фирмы Delphi), Audi, BMW (система VDC), Lexus…

Сегодня лидером в производстве систем поддержания динамической стабильности является фирма Bosch. Как заявляют ее представители, все системы, которые они поставляют на конвейеры компаний, выпускающих автомобили Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Audi, Porsche и другие, устроены совершенно одинаково, но подвергаются разной настройке.


В 1995 г. Bosch стал первой в мире компанией, начавшей серийное производство Программы электронной стабилизации (ESP®). В дальнейшем эта успешная разработка ведущего производителя автомобильного оборудования превратилась в широкую продуктовую линейку с возможностями модернизации, позволяющими легко интегрировать дополнительные функции безопасности и комфорта.
Значительный вклад ESP® в повышение устойчивости транспортного средства подтверждается рядом новых исследований, проведенных автопроизводителями и международными организациями. Доказано, что использование ESP® может предотвратить около половины серьезных ДТП с участием одного автомобиля.

В настоящее время почти две трети новых автомобилей в Германии комплектуются ESP®, в среднем по Европе этой системой оснащено около 40 % транспортных средств. Основной функцией ESP® остается повышение устойчивости транспортного средства в ситуациях, когда существует риск заноса.

В 2005 г. Bosch начал серийное производство аппаратного варианта системы, ESP® plus, облегчающего использование дополнительных функций безопасности и комфорта благодаря более тонкому контролю тормозного давления. Например, если водитель внезапно убирает ногу с педали газа, функция Electronic Brake Prefill интерпретирует это как реакцию на опасную дорожную ситуацию и заблаговременно приближает тормозные колодки к дискам. Если за этим действительно следует резкое торможение, максимальное тормозящее действие достигается существенно быстрее. ESP® plus также повышает безопасность движения во время дождя: функция Brake Disc Wiping без участия водителя периодически приводит тормозные колодки в легкий контакт с дисками для удаления с них водяной пленки.
Когда водитель нажимает педаль тормоза, полное торможение наступает немедленно, без потери драгоценных секунд. Другие новые функции уже облегчают управление некоторыми моделями автомобилей: например, Hill Hold Control позволяет избежать откатывания назад при трогании в гору.

В 2006 г. Bosch начнет производство третьей версии программы, ESP® premium, которой сначала будут комплектоваться автомобили представительского и люкс-класса. Еще более мощная и эффективная гидравлическая система обеспечит очень быстрые и в то же время максимально тонкие и незаметные вмешательства системы контроля, благодаря которым будут реализовываться необходимые дополнительные функции.

В частности, ESP® premium позволит превратить адаптивный круиз-контроль (ACC) в систему ACC Stop & Go для рваного ритма движения за счет использования слабых торможений или выполнять автоматическое аварийное торможение в ситуациях, когда неизбежно столкновение.

Дальнейшее развитие ESP® направлено прежде всего на сетевую интеграцию программы с другими системами автомобиля. Один из первых случаев реализации этого замысла – система активного рулевого управления, выпускаемая компанией ZF Lenksysteme GmbH и уже входящая в стандартную комплектацию моделей BMW. Взаимодействуя с ней, ESP® инициирует вмешательства в рулевое управление для повышения устойчивости транспортного средства.

В первой половине 2005 г. активное рулевое управление было адаптировано также для автомобилей DaimlerChrysler класса A и B. В рамках проекта CAPS (Combined Active and Passive Safety) Bosch разрабатывает еще более передовые функции безопасности и комфорта, объединяя в единую сеть системы торможения, пассивной безопасности и помощи водителю.

Одна из главных задач инженеров-разработчиков компании состоит в подключении ESP® к информации о происходящем вокруг автомобиля, поступающей с установленных на нем датчиков.
Программа электронной стабилизации ESP® способна уменьшить число аварий со смертельным исходом на 43%, а количество ДТП с человеческими жертвами с участием одного автомобиля (без вовлечения других участников движения) – на 56%.

ESP® признана вторым по потенциалу средством безопасности после пристяжных ремней
Программа электронной стабилизации ESP® способна уменьшить число аварий со смертельным исходом на 43%, а количество ДТП с человеческими жертвами с участием одного автомобиля (без вовлечения других участников движения) – на 56%. Таковы результаты исследования, недавно выполненного
Страховым институтом безопасности дорожного движения (IIHS) в Северной Америке. По данным института, число аварий со смертельным исходом в США сократилось бы примерно на 10 тыс. в год, если бы каждый автомобиль был оборудован ESP®. Это почти треть от общего количества ДТП в стране за год (около 34 тыс.). Соответственно, IIHS делает вывод о необходимости включить ESP® в стандартную комплектацию всех транспортных средств.
Исследование также показало, что ESP® является вторым по потенциалу сохранения человеческих жизней средством безопасности после пристяжных ремней: риск смертельно опасного опрокидывания, которое относится к самым распространенным причинам ДТП в Северной Америке, уменьшается на 77% для легковых автомобилей и на 80% – для больших внедорожников и транспортных средств класса SUV.
Эти результаты соответствуют данным аналогичных изысканий, проведенных в европейских и азиатских странах. В 1995 г. концерн Bosch первым среди мировых производителей начал серийный выпуск ESP®. К настоящему времени компания изготовила более 20 млн таких систем.