Как работают ABS и ESP
ABS и ESP (антиблокировочная система и система курсовой устойчивости) — наиболее востребованные опции автомобиля, повышающие безопасность вождения, особенно в сложных условиях гололеда или дождя.
О принципах действия этих полезных устройств рассказал Михаил Давыдов, который более 15 лет работает в сфере автомобильного рынка столицы. Сейчас он является главой «Залогломбард» — крупного новосибирского автоломбарда, предоставляющего деньги под залог авто и ПТС (nsk.zaloglombard.ru/dengi-pod-pts). Среди российских водителей распространен миф о низкой эффективности торможения с включенной антиблокировочной системой, не имеющий под собой оснований. Еще со школьного курса физики всем известно, что сила трения скольжения меньше силы трения покоя. Соответственно, при полной блокировке колес во время экстренной остановки снижается эффективность торможения: шины начинают скользить по дороге. Одновременно происходит потеря управления и возникает возможность заноса. Антиблокировочная система предотвращает блокировку колес, тем самым обеспечивая управляемость автомобиля и максимальную эффективность торможения. Это реализуется за счет датчиков, считывающих угловую скорость каждого колеса и системы управления давлением в тормозных контурах. Как только колесо блокируется, датчик определяет это по снижению скорости вращения и антиблокировочная система уменьшает давление на тормозные колодки этого колеса. Таким образом, при торможении колеса находятся на грани блокировки и эффективность торможения максимальна. Известным приемом «прерывистого торможения» можно достичь подобного эффекта. Но эффективность будет ниже, чем с ABS: ведь при помощи педали невозможно регулировать усилие на каждом из колес отдельно. Антиблокировочная система не универсальна и не может заменить водителя в любой ситуации. Поэтому и предусмотрена кнопка ее отключения. Отключать ее стоит лишь в одном случае: при использовании шипованной резины. Лишь после полной блокировки колеса шипы включаются в работу, вгрызаясь в снежный наст, лед или грязь. В остальных случаях антиблокировочная система сократит тормозной путь и обеспечит возможность маневрирования. Другой надежный помощник водителя — система курсовой устойчивости. В отличие от ABS, эта система сама притормаживает определенные колеса, не давая машине повернуть по слишком малому радиусу. Датчики скорости, крена, поперечного ускорения и угловой скорости колес помогают системе уловить момент заноса и предотвратить его. Также система курсовой устойчивости помогает удержать автомобиль на дороге, когда неожиданно лопается покрышка одного из передних колес.
Теги: ABS, ESP
ABS, EBD, ESC, ESP… Что означают эти аббревиатуры и как работают «ассистенты» в современном авто?
Без электроники нынче никуда: ее внедряют даже на такие проверенные временем автомобили, как УАЗ и Lada 4×4. А уж в современном авто «ассистентов» на порядок больше, и каждый из них выполняет свои функции. Но что конкретно делают электронные помощники в автомобиле и как водителю понять, что они работают, – ответы в нашем материале.
ABS+EBD
Начнем с самых распространенных «ассистентов», появившихся еще в 70-х годах прошлого века. Поначалу они позиционировались исключительно как опция для моделей представительского класса (причем по цене около 10 % от стоимости самого авто). Речь идет о ABS (Anti-lock Braking System) – антиблокировочной системе колес, обеспечивающей при торможении максимальное тормозное усилие, но при этом не блокирующей колес. Зачем? Чтобы водитель мог управлять автомобилем при торможении, объехать препятствие или сместиться в другую полосу движения.
Процесс работы ABS ощущается как вибрация на педали тормоза и сопровождается характерным стрекочущим звуком. Чтобы процесс торможения стал еще более эффективным, изобрели EBD (Electronic Brakeforce Distribution) – электронное распределение тормозного усилия. Сегодня эти две системы неотъемлемы друг от друга и обозначаются как ABS+EBD.
Brake Assist
Следующая стадия развития тормозных систем – появление Brake Assist, «тормозного ассистента». Из названия понятно, что он помогает тормозить, но как и зачем? Ведь уже есть ABS и EBD. По идее, с появлением этих систем аварийность должна была снизиться, ведь управлять автомобилем при экстренном торможении стало гораздо проще. Но, проведя исследование, ученые выяснили, что в опасный момент очень многие водители элементарно… не дожимают педаль тормоза! То есть физически авто успевает остановиться до препятствия, но при этом потенциал системы не используется на 100%.
Поэтому и появился Brake Assist – когда вы резко бьете по педали тормоза, он «дожимает» ее за вас, делая торможение максимально эффективным. Как это ощущается? В некоторых моделях авто, если резко ударить по педали тормоза и сразу же отпустить ее, торможение будет продолжаться еще 1-2 секунды – это и есть Brake Assist. Но в реальной жизни его работу ощутить сложно. Когда при резком торможении машина остановится, то просто покажется, что вы достаточно сильно нажали на тормоз и никакой «ассистент» не вмешивался.
Traction Control
Если предыдущие системы одинаково обозначаются у всех автопроизводителей, то этого «ассистента» каждый волен называть по-своему. Но суть одна – это система контроля тяги. Она работает по тому же принципу, что и ABS, но зеркально: та не позволяет колесам блокироваться при торможении, а эта – пробуксовывать на старте. Используются те же датчики вращения на колесах и тормозная система с электронным распределением тормозного усилия.
Как это работает? Допустим, вы стоите на краю дороги, левое колесо еще на асфальте, а правое попало на лед. На старте правое колесо начнет пробуксовывать, и, если лед очень скользкий, то машина не двинется с места – весь крутящий момент уйдет в пробуксовку. С этим и борется Traction Control. Обнаружив несоответствие в скорости вращения колес и обнаружив, что машина стоит на месте, а правое колесо буксует, она слегка «прикусит» его тормозами. Благодаря этому крутящий момент частично уйдет на левое колесо, и авто сможет тронуться с места.
Как это ощущается? В большинстве случаев – никак. Система выдает себя только морганием пиктограммы на панели приборов, а машина уверенно стартует с места.
Одновременно Traction Control может занижать обороты двигателя. И это уже ощущается, потому что водитель давит на газ, а машина не разгоняется. Но как только ведущие колеса получат достаточное сцепление с покрытием, Traction Control перестает вмешиваться, и все возвращается в привычные режимы управления.
Система оказалась очень эффективной: ее устанавливают практически на все автомобили, а на мощные версии – в обязательном порядке. Отдельное развитие Traction Control получил на кроссоверах и внедорожниках, ведь все внедорожные «ассистенты» основаны как раз на нем.
ESP (Electronic Stability Program)
Научив автомобили быть послушными при разгоне и торможении, инженеры перешли к следующей проблеме – контролю управляемости в экстремальных режимах. Вы наверняка видели множество роликов, в которых авто делает резкий маневр, срывается в занос и вылетает либо на встречную полосу, либо на обочину. Именно эти ситуации и предотвращает ESP – электронная система стабилизации. Некоторые автопроизводители также называют ее системой динамической стабилизации, но суть от этого не меняется.
Система стабилизации стала следующим этапом развития электронных «ассистентов», и включает в себя как ABS, так и Traction Control. Но в отличие от них ESP работает не только при разгоне или торможении, а постоянно. С помощью специальных датчиков система «знает», что происходит с авто в каждую секунду движения. Куда повернут руль, насколько сильно нажата педаль газа, какая передача включена, активирован ли спортивный режим движения и т.д. Она умеет мгновенно распознавать нештатные ситуации и сразу же решать проблемы, созданные водителем или внешними факторами.
Как это работает? Допустим, вы едете по зимней дороге. С виду она идеально чистая, но все же покрыта тонким слоем льда. В какой-то момент вы делаете резкий маневр и машина срывается в занос. На скорости 90 км/ч ее начинает разворачивать поперек полосы. Вы бьете по тормозам, но скорость еще слишком высока, занос развивается сильнее… Но у нас же ESP! Поэтому стираем прежнюю картинку: никакого заноса, никакого разворота и никакой паники. «Хрум!» – услышите вы странный звук, и машина вдруг слегка вильнет, но спокойно поедет дальше. Это ESP распознала начинающийся занос, задействовала ABS и притормозила отдельные колеса, чтобы стабилизировать авто. При этом все произошло в доли секунды. Мгновенная реакция и отличный результат.
Большинство водителей даже не знает, что в осенне-зимний период ESP может срабатывать по несколько раз на день, настолько эффективно и незаметно система ведет себя в обычных режимах движения. А уж в экстремальных ее может заменить только профессиональный автогонщик, да и то не во всех ситуациях. Именно ESP позволяет любому сидящему за рулем чувствовать себя как за каменной стеной – даже начинающий водитель спокойно может ездить на 500-сильном суперкаре, находясь под неусыпным контролем электроники.
Да, автомобильная наука сегодня готова предложить водителю огромный спектр помощников – начиная с базовых и заканчивая самодостаточным искусственным интеллектом. И все же главный за рулем – водитель. А «ассистент» – всего лишь очень способный помощник, применяемый в современных авто, которые можно найти в каталоге atlantm.by.
Электронные системы торможения и безопасности (ABS, ASR, ESP)
Все большее количество транспортных средств оснащается современными системами безопасности, такими как антиблокировочные тормозные системы (ABS), антипробуксовочные системы (ASR) и электронные системы стабилизации движения (ESP). Системы ABS и ASR предотвращают блокирование и проскальзывание колес. Система ESP стабилизирует автомобиль в критических ситуациях за счет приложения тормозных усилий к соответствующим колесам. Датчики в автомобиле измеряют данные динамики автомобиля и передают их в виде импульсов в электронный блок управления (ЭБУ), который анализирует сигналы и управляет скоростью вращения отдельных колес с помощью приводов.
Для выполнения функциональных испытаний ЭБУ системы ABS/ASR/ESP испытательная система должна имитировать датчики сигналов в нормальных и критических дорожных ситуациях, чтобы обеспечить корректность обратной реакции блока управления на приводах.
Производственные испытания — электронные системы торможения и безопасности
Производственные испытания — электронные системы торможения и безопасности
Контрольно-измерительное решение
Открытая испытательная платформа CompactTSVP — идеальное решение для данной задачи. Платформа CompactTSVP на базе промышленных стандартов может быть расширена модулями измерения, входного воздействия и коммутации от компании Rohde & Schwarz или другими стандартными модулями в зависимости от задачи. Аналоговая измерительная шина платформы CompactTSVP и дополнительный интерфейс беспроводного адаптера снижают затраты на электромонтаж и обеспечивают соответствующее качество измерения и сигналов входного воздействия. Функция самотестирования, поддерживаемая всеми модулями Rohde & Schwarz, предотвращает длительный простой испытательной системы в случае возникновения ошибки. Преимущество прикладного программного обеспечения — использование универсальной библиотеки испытательного ПО (GTSL) (универсального пакета программного обеспечения).
Итоговое системное решение компактно, поэтому особенно подходит как для ручных, так и полностью автоматических испытательных станций ЭБУ.
Применение
Открытая испытательная платформа CompactTSVP состоит из нескольких компонентов. Базовый модуль TS‑PCA3 оснащен системным контроллером TS‑PSCx, но при этом управление им возможно и с внешнего ПК. Базовая конфигурация также включает в себя модули TS‑PSU, TS‑PFG, TS‑PSAM, TS‑PAM, TS-PDFT и TS‑PMB. Модуль электропитания и нагрузки TS-PSU подает электроэнергию на ЭБУ, имитирует нагрузки и измеряет питающие токи в нормальном и резервном режимах. Генератор произвольных сигналов TS‑PFG используется для синхронизированной и вариативной имитации сигналов датчика. ЭБУ реагирует на имитированные сигналы датчика при определенных изменениях на управляющих выходах. Измерительные модули TS-PSAM и TS‑PAM записывают эти изменения.
Модуль TS-PDFT выполняет программирование модуля, имитацию отсутствующих устройств на шине CAN и подключение по шине CAN или K-Line. Дополнительный системный компонент — модуль коммутационной матрицы TS-PMB. При необходимости возможна настройка функций внутрисхемных испытаний (TS‑PICT).
Как работают abs, esp и tsc?
В автомобильном мире про систему, которая позволяет не блокировать колеса авто при сильном нажатии педали тормоза упоминали еще более тридцати лет тому назад. В нынешнее время эти антиблокировочные системы мы знаем как систему ABS.
В самой системе ABS находится множество датчиков, которые контролируют различные функции тормозной системы. В этот перечень можно отнести контроль вращения колес, модулятор тормозного давления жидкости, а также электронный блок управления. Основная работа датчиков – зафиксировать, когда начинается торможение. Если датчик замечает, что колеса начинают блокироваться, он отдает команду блоку управления, который дальше по цепочке программы отдает команду модулятору, который снижает напор тормозной жидкости в системе. Когда система распознает, что колесо освободилось от притормаживания и набирает обороты, давление в системе торможения нормализуется и заставляет тормозные колодки срабатывать в нужное время.
Преимущества системы ABS
Работа системы ABS ощущается, когда водитель начинает тормозить и вдавливает педаль тормоза. Колеса автомобиля могут пробуксовывать, когда авто стартует на скользкой дороге, едет по гравию, а также проселочной дороге. От подобных недостатков призвана помочь избавиться система TCS – Traction Control System.
При пробуксовке ведущих колес над ведомыми возможны два сценария развития ситуации. Первое – когда в автомобиле сработает электроника, это снизит обороты двигателя хоть водитель и будет давить на педаль акселератора, а второе – это когда колеса авто не будут буксовать за счет прихвати с поверхностью дороги. На современных авто эти системы работают в паре, помогая друг другу. Мы видим, что программа TCS есть дополнением системы ABS, но также эта система может отдельно контролировать двигатель и тормозную систему отдельных колес авто.
Конструкторские бюро совместно с программистами смогли разработать еще одного электронного помощника – программа электронной стабилизации ESP (Electronic Stability Program). Эта программа позволяет контролировать и управлять электронике тягой, а также тормозами авто, и это дает возможность имитировать блокировку дифференциала.
Какие недостатки имеет система ABS
Есть небольшой недостаток системы ABS. Она контролирует давление тормозной жидкости, предотвращает блокировку колес и даже если водитель потерял контроль над авто, система исправляет пробелы водителя и предоставляет возможность управлять авто. Но каждый водитель в непредсказуемых ситуациях должен искать выход сам, не надеясь на электронных помощников, а полагаясь на опыт, мастерство, и взвешивать все свои действия. Но бывают случаи, когда не все зависит от водителя и этого недостаточно.
Примеров есть много: авто на большой скорости входит в поворот и его заносит, выбрасывает на встречную полосу либо обочину или яр. Водителю приходиться резко тормозить и крутить руль в сторону заноса, чтобы остаться на полосе движения. Здесь мы видим занос авто, но система ABS не дала возможность колесам скользить по поверхности. Современный автомобиль, который оснащен системой ESP, не допустит данного случая.
Программа ESP контролирует все процессы автомобиля, то есть подачу топлива, снижение оборотов двигателя, уменьшение мощности, снижение скорости авто. ESP рассчитает, какое тормозное усилие нужно каждому колесу, чтобы автомобиль был в своей полосе движения и находился в безопасности.
При движении автомобиля бывают заносы на крутых поворотах заднего моста, тогда система ESP притормаживает наружные передние колеса, за счет чего автомобиль выравнивается и остается в своей полосе движения. Также по причине сноса передних колес авто может выравниваться и водитель въезжает в поворот, тогда на помощь приходит ESP: она остановит заднее внутреннее колесо, благодаря чему водитель продолжит безопасное движение на автомобиле.
Для полноценной работы ESP на базе колесных датчиков добавили сенсоры курсового отклонения, поперечного ускорения, а также положение руля, и оснастили программами процессор. Благодаря этим всем новшествам ESP следит за скоростью вращения каждого колеса, давлением в тормозной системе. Также эту функцию выполняет ABS: присматривает за поворотом руля, боковым ускорением авто, угловой скоростью, управлением двигателя и коробки передач.