Система электронного контроля устойчивости

Система электронного контроля устойчивости (ЭКУ; также известна как Electronic Stability Control, ESC, или система динамической стабилизации) — это активная система безопасности автомобиля, предназначенная для предотвращения заноса и бокового скольжения транспортного средства путём автоматического подтормаживания отдельных колёс и снижения крутящего момента двигателя. Система является развитием антиблокировочной системы (ABS) и системы контроля тяги (TCS).

История

Первые разработки в области электронной стабилизации начались в конце 1980-х годов. В 1987 году компания Mercedes-Benz совместно с Bosch и Continental начала работу над системой, способной противодействовать заносу. В 1995 году на серийных автомобилях Mercedes-Benz S-класса (W140) и CL-класса была впервые представлена система Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), разработанная Bosch. В том же году компания Toyota представила собственную систему Vehicle Stability Control (VSC) на модели Toyota Crown Majesta. В 1997 году система ESP была установлена на все модели Mercedes-Benz в качестве стандартного оборудования.

В 2000-х годах началось массовое внедрение ЭКУ. В 2007 году Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA) обязала оснащать все новые автомобили массой до 4,5 тонн системой ESC, начиная с 2012 модельного года. В 2014 году аналогичное требование вступило в силу в Европейском союзе. В России обязательное оснащение новых легковых автомобилей системой электронного контроля устойчивости было введено с 1 января 2016 года в рамках технического регламента Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств».

Принцип действия

Система электронного контроля устойчивости работает на основе данных от нескольких датчиков, непрерывно отслеживающих параметры движения автомобиля:

Датчики скорости вращения колёс (четыре датчика, аналогичные используемым в ABS).
Датчик угла поворота рулевого колеса.
Датчик поперечного ускорения (акселерометр).
Датчик рысканья (гироскопический датчик, измеряющий угловую скорость поворота автомобиля вокруг вертикальной оси).

Электронный блок управления (ЭБУ) сравнивает фактическое поведение автомобиля (направление движения, скорость, угловую скорость) с желаемым, задаваемым водителем через рулевое колесо. Если возникает расхождение (например, автомобиль начинает поворачивать сильнее или слабее, чем нужно), ЭБУ идентифицирует состояние заноса (избыточная поворачиваемость) или сноса (недостаточная поворачиваемость).

Алгоритм вмешательства

При обнаружении критической ситуации ЭБУ выполняет одно или несколько из следующих действий:

Подтормаживание одного или нескольких колёс. Для коррекции заноса (избыточной поворачиваемости) подтормаживается переднее колесо по внешней стороне поворота. Для коррекции сноса (недостаточной поворачиваемости) подтормаживается заднее колесо по внутренней стороне поворота. Подтормаживание может быть кратковременным или длительным, с регулируемым усилием.
Снижение крутящего момента двигателя. ЭБУ может уменьшить подачу топлива, прикрыть дроссельную заслонку (на двигателях с электронным управлением) или изменить угол опережения зажигания. Это снижает тягу на ведущих колёсах, что помогает восстановить сцепление с дорогой.
Вмешательство в работу трансмиссии. В некоторых системах может быть принудительно включена пониженная передача или заблокирована муфта привода (на полноприводных автомобилях).

Вмешательство системы происходит в течение долей секунды и, как правило, незаметно для водителя, за исключением характерного звука работы ABS (вибрация педали тормоза) и изменения поведения автомобиля.

Устройство и компоненты

Система электронного контроля устойчивости включает в себя следующие основные компоненты:

Электронный блок управления (ЭБУ) — центральный процессор, обрабатывающий сигналы датчиков и управляющий исполнительными механизмами.
Гидравлический блок — модуль, содержащий электромагнитные клапаны, насос высокого давления и аккумулятор давления. Он управляет подачей тормозной жидкости к колёсным цилиндрам.
Датчики:
Четыре датчика скорости вращения колёс (обычно индуктивные или на эффекте Холла).
Датчик угла поворота рулевого колеса.
Датчик поперечного ускорения.
Датчик рысканья (угловой скорости).
Исполнительные механизмы:
Электромагнитные клапаны гидравлического блока (для управления тормозным давлением).
Привод дроссельной заслонки (для управления крутящим моментом двигателя).
Блок управления двигателем (ECU) для снижения мощности.

Классификация и разновидности

Системы электронного контроля устойчивости различаются по производителю и реализации, но все они выполняют одну и ту же базовую функцию. Основные коммерческие названия:

ESP (Electronic Stability Program) — Bosch, используется на автомобилях многих марок (Mercedes-Benz, Volkswagen, Audi, BMW, Opel, Ford, Fiat, Renault, Peugeot, Citroën, Lada, УАЗ и др.).
ESC (Electronic Stability Control) — общее техническое название, используемое в стандартах и нормативных документах.
VSC (Vehicle Stability Control) — Toyota, Lexus.
VDC (Vehicle Dynamic Control) — Nissan, Infiniti, Subaru.
DSC (Dynamic Stability Control) — BMW, Mazda, Land Rover, Jaguar.
StabiliTrak — General Motors (Chevrolet, Cadillac, GMC).
AdvanceTrac — Ford (для внедорожников и пикапов).
ESP (Electronic Stability Program) — также используется Continental, TRW, Aisin.

Дополнительные функции

Современные системы ЭКУ часто интегрируются с другими системами активной безопасности, образуя единый комплекс:

ABS (Anti-lock Braking System) — антиблокировочная система.
EBD (Electronic Brakeforce Distribution) — система распределения тормозных усилий.
BAS (Brake Assist System) — система экстренного торможения.
TCS (Traction Control System) — противобуксовочная система.
Hill Start Assist (HSA) — система помощи при старте на подъёме.
Hill Descent Control (HDC) — система помощи при спуске с горы.
Roll Stability Control (RSC) — система контроля устойчивости от опрокидывания (для внедорожников и микроавтобусов).
Trailer Stability Assist (TSA) — система стабилизации прицепа.

Применение

Система электронного контроля устойчивости является обязательным элементом активной безопасности для всех легковых автомобилей и лёгких коммерческих транспортных средств, выпускаемых в России, странах ЕС, США, Японии, Китае и других странах с 2010-х годов. Она устанавливается на:

Легковые автомобили всех классов.
Внедорожники и кроссоверы.
Микроавтобусы и лёгкие грузовики.
Автобусы и грузовые автомобили (в некоторых комплектациях).

ЭКУ особенно эффективна на скользких покрытиях (лёд, снег, мокрая дорога), при резких манёврах (объезд препятствия, внезапное изменение полосы), а также в условиях неравномерного сцепления колёс с дорогой (например, одна сторона на льду, другая на асфальте).

Эффективность и критика

Эффективность

Многочисленные исследования, в том числе проведённые NHTSA (США) и Европейской программой оценки новых автомобилей (Euro NCAP), показывают, что система ESC значительно снижает риск дорожно-транспортных происшествий. По данным NHTSA, ESC снижает количество аварий с участием одного автомобиля (например, опрокидывание, вылет с дороги) на 30–50%, а риск опрокидывания — на 70–80%. Внедрение ESC в качестве обязательного оборудования считается одним из наиболее эффективных шагов в области повышения безопасности дорожного движения.

Критика и ограничения

Ложное чувство безопасности. Некоторые водители могут полагаться на систему, увеличивая скорость и рискуя, что может привести к аварии, когда возможности системы исчерпаны.
Ограничения на бездорожье. На рыхлом грунте, песке или глубоком снегу система может препятствовать движению, подтормаживая колёса и снижая тягу. Поэтому на многих внедорожниках предусмотрена возможность отключения ESC.
Неспособность преодолеть законы физики. ESC не может предотвратить аварию, если скорость автомобиля слишком высока для данного поворота или сцепление с дорогой полностью потеряно (например, на гололёде при очень высокой скорости).
Сложность диагностики. Неисправности системы (например, выход из строя датчиков) могут быть сложны для самостоятельного выявления и требуют компьютерной диагностики.

Интересные факты

Первая в мире система ESP была разработана компанией Bosch в 1995 году. В 1998 году Bosch выпустила 1-миллионный блок ESP, а к 2010 году — 100-миллионный.
В 2000 году компания Toyota впервые применила систему VSC на внедорожнике Land Cruiser 100.
В 2011 году система ESC была впервые установлена на автомобиль Lada — модель Lada Granta.
В 2014 году система ESC стала обязательной для всех новых автомобилей, продаваемых в Европейском союзе.

Источники

Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011).
Федеральный закон «О безопасности дорожного движения» (№ 196-ФЗ).
Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA). Electronic Stability Control (ESC) Systems.
Европейская программа оценки новых автомобилей (Euro NCAP). ESC – Electronic Stability Control.
Bosch. Bosch Automotive Handbook (9-е издание).
ГОСТ Р 41.13-2007 (Правила ЕЭК ООН № 13-Н). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения.
Книга: «Автомобильные тормозные системы. Устройство и обслуживание» (под ред. В.А. Петрова).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →