ABS и ESP: Электронные «товарищи» водителя

Как работают ABS и ESP, и могут ли они «думать» быстрее водителя?

Также как и человек, машина не всесильна и не способна опровергнуть законы физики. Применительно к автомобилям эта истина выражается в первую очередь в ограниченном сцеплении колес с дорогой. Оно во многом зависит как от погоды, так и от конструкции машины и ее начальной настройки.

Электроника помогает полнее реализовать сцепные свойства шин и подсказывает водителю, как правильно ими распорядиться. Однако, как бы хороши не были электронные помощники, профессиональный водитель обычно может контролировать машину лучше любого компьютера. А это еще раз доказывает, что электроника — лишь помощник водителя, а никак не его замена.

НЕТ БЛОКИРОВКЕ!
Основа работы всей управляющей электроники строится на основании данных, получаемых от колес автомобиля, так называемых колесных датчиков, которые контролируют их вращение. Электроника распознает опасность, если скорость вращения колес значительно отличается друг от друга. До этого момента все электронные помощники находятся в состоянии наблюдателей.

Для работы антиблокировочной системы тормозов (АБС) сигналов от датчиков достаточно. Как только одно или несколько колес слишком резко теряют скорость вращения — блокируются, электроника дает команду на уменьшение давления в тормозной магистрали, причем не только данного колеса, но и всех остальных, чтобы машину не развернуло от неравномерного торможения. Как только колесо начнет вращаться, давление вновь поднимается, и так происходит до 20 раз в секунду.

Наличием такой системы сейчас могут похвастаться практически все ныне продаваемые машины, за исключением отечественных и самых бюджетных иномарок, хотя в Европе АБС, наряду с водительской подушкой безопасности, включена в список обязательного оснащения.

На любой гладкой и однородной поверхности АБС немного сокращает тормозной путь и, что более важно, сохраняет контроль над машиной, что поможет при объезде препятствия. В случае же неминуемой аварии торможение обеспечит прямолинейное положение машины относительно препятствия и, значит, максимально эффективную работу систем пассивной безопасности.

Также частично сократить тормозной путь может ручной тормоз — он способен полностью заблокировать задние колеса. Однако прием этот весьма опасный, надо быть готовым к возможной потери устойчивости автомобиля и пользоваться им можно только на минимальной скорости.

В теории на сыпучей или неоднородной поверхности машина с АБС имеет более длинный тормозной путь. Однако без АБС сохранять контроль над машиной водителю достаточно сложно, и он практически полностью лишается возможности маневра для объезда препятствия.

Следующая ступень вспомогательной электроники — противопробуксовочная система или Traction Control. Сейчас она самостоятельно практически не используется, только в составе более продвинутых систем стабилизации, но чтобы лучше понять принцип работы последней, давайте притормозим и у нее.

В дополнение к четырем колесным датчикам противопробуксовочная система использует в своей работе еще и датчик положения дроссельной заслонки, который по умолчанию есть у любой машины с впрыском топлива. В случае если при нажатой педали газа одно или несколько ведущих колес начинают вращаться быстрее других, электроника дает команду подать на них тормозной момент. Таким образом, с помощью дифференциала вырастет крутящий момент и на других ведущих, но отстающих или не вращающихся вовсе колесах.

Если вмешательства тормозов оказывается недостаточно и пробуксовка продолжается, то Traction Control дает команду на уменьшение крутящего момента двигателя, что помогает восстановить контроль над дорогой и избежать бессмысленной пробуксовки.

Система особенно эффективна при старте на неоднородном покрытии, например, когда под одной стороной машины лед, а под другой — асфальт. Бывают ситуации, когда противопробуксовочная система совершенно незаменима, и без ее помощи машина вообще не сможет начать движение.

Хотя бывают и обратные ситуации. Дело в том, что электроника не способна предугадывать ситуацию и срабатывает лишь после того как колеса начали пробуксовку. Например, при штурме грязевой лужи с ходу, когда колеса буксуют, но толкают машину вперед, в ответственный момент электроника может ограничить тягу мотора и машина, потеряв инерцию, остановится прямо в луже.

Некоторые противопробуксовочные системы имеют специальный внедорожный или гоночный режим, который допускает использование тормозной системы для увеличения крутящего момента на «простаивающих» колесах, но без вмешательства в мощность мотора. В таком режиме электроника частично исполняет роль имитации блокировки дифференциала.

Вершиной вспомогательной электроники в настоящий момент является система стабилизации или ESP (Electronic Stability Control). Кроме датчиков вращения колес, ESP задействует информацию о повороте руля, датчик скорости и собственный «вестибулярный аппарат», контролирующий вращение машины относительно вертикальной оси.

Во время движения автомобиля по дуге, на основании датчиков скорости и поворота руля электроника вычисляет уровень бокового центростремительного ускорения и сравнивает расчетные данные с показаниями собственного «вестибулярного аппарата».
Если эти два параметра совпадают, значит, автомобиль стабильно движется в повороте по тому курсу, который задал водитель. Если же электроника фиксирует отклонение, машина уходит от заданной траектории, у нее снос или занос.

Снос — это проскальзывание передних колес, которые имеют недостаточное сцепление с дорогой и их сносит наружу виража. Машина самостоятельно распрямляет траекторию, заданную водителем — такое поведение называется недостаточной поворачиваемостью.

При сносе реальная угловая скорость вращения автомобиля отстает от расчетной, и система стабилизации дает команду на создание тормозного усилия на заднем внутреннем к повороту колесе. Таким образом, создается дополнительный вращающий момент, который направляет автомобиль в поворот. Если снос продолжается, а водитель давит на педаль газа, то происходит ограничение мощности мотора, чтобы не дать машине выйти из-под контроля.

Занос — ситуация обратная сносу, она возникает, когда проскальзывают задние колеса, и машина стремится развернуться поперек виража. Такое поведение называется избыточной поворачиваемостью, и чтобы стабилизировать ситуацию, ESP дает команду на замедление переднего внешнего относительно поворота колеса. При дальнейшем развитии заноса возможно уменьшение мощности двигателя.

В большинстве ситуаций на дороге ESP помогает водителю сохранить контроль на машиной и выполнить заданный маневр на более высокой скорости, чем это возможно без помощи электроники. Связано это с тем, что водитель самостоятельно не может выборочно подтормаживать одно колесо, стабилизируя автомобиль.

Для более быстрой и спортивной езды существуют гоночные варианты системы стабилизации, которые могут задействовать тормозную систему, но не ограничивают мощность мотора.

Отключение ESP возможно не на всех машинах и часто используется для большего удовольствия от езды, чтобы водитель мог почувствовать машину без помощи электроники. Однако это отрицательно сказывается на скорости движения, и делать подобное лучше на специальных площадках, за пределами дорог общего пользования.

Игорь Сирин (NEWAuto-Омск)

Где взять подлокотник не знаю!