Система курсовой устойчивости ESP как способ избежать заноса

Изучаем систему стабилизации: порог нестабильности

Появление антиблокировочной системы (AБС) дало возможность оптимизировать торможение, что существенно повысило безопасность автомобиля. Расширение влияния электроники на процессы управления оказалось вопросом времени.

ПЕДАЛЬ В ПОЛ

Первой ступенью эволюции стала противобуксовочная система (ASR, TCS, TRC). Ее задача — контроль тягового усилия на ведущих колесах и поддержание курсовой устойчивости. В различных режимах движения колёса то и дело проскальзывают, то есть возникает расхождение между действительной скоростью и окружной скоростью колес. Особенно сильно это проявляется при ускорении (пробуксовка) и замедлении (блокировка). Величина проскальзывания напрямую влияет на сцепление с покрытием и передачу усилий ускорения, замедления и поворота. В условиях замедления при превышении определенного порога AБС начинает контролировать проскальзывание, а при ускорении на помощь приходит противобуксовочная система (ПБС).

Современные ПБС могут воздействовать на пробуксовку ведущих колес двумя способами: уменьшением крутящего момента двигателя и/или подтормаживанием проскальзывающего колеса. Для «удушения» двигателя есть несколько способов: уменьшение подачи топлива, изменение угла опережения зажигания, прикрытие дроссельной заслонки (при наличии электронного дросселя). ПБС только ставит задачу модулю управления двигателем — воздействие на тормозную систему осуществляется ресурсами AБС.

Конструктивно ПБС не что иное, как модернизированная AБС. Тормозные системы современных автомобилей построены по двухконтурной диагональной схеме. К антиблокировочной системе с восемью клапанами (по два на каждое колесо) добавлены два клапана управления тяговым усилием (по одному в каждом контуре). Скорость колес отслеживается датчиками AБС. При необходимости задействовать тормоза ПБС работает в тех же трех режимах, что и AБС: повышение, удержание и снижение давления. Контуры работают сходным образом.

1 no copyright

Все схемы открываются в полный размер по клику мышки.

Приведем пример действия системы при пробуксовке переднего правого колеса. С помощью насоса и клапанов давление повышается только в контуре буксующего колеса. Дополнительный клапан ПБС изолирует контур переднего правого и заднего левого колес от главного тормозного цилиндра, иначе рабочаяжидкость уходила бы в цилиндр. Далее клапаны AБС разделяют контуры. При уменьшении пробуксовки изолируется суппорт, а насос отключается. Если проскальзывание продолжает уменьшаться, давление снижается с помощью насоса и клапанов. При необходимости цикл повторяется. У полноприводного автомобиля ПБС работает таким же образом, но дополнительно может отправлять запрос в блок управления полным приводом на перераспределение крутящего момента по осям, чтобы уравнять проскальзывание всех колес.

Пробуксовка ведущих колес опасна во многих ситуациях, особенно зимой. Все видели заднеприводные автомобили, которые поднимаются в горку чуть не боком. А при обычном движении в повороте они могут сорваться в занос. Не лучше обстоят дела и с передним приводом. Для таких машин характерен снос при резком старте или прохождении поворота «на грани». Движение по прямой тоже способно подкинуть сюрприз, если одна сторона машины окажется на льду. Страшно не само попадание на такой участок, а съезд с него: когда проскальзывающее колесо вновь обретет хорошее сцепление, машину может кинуть в сторону. Во всех подобных ситуациях ПБС регулирует проскальзывание ведущих колес.

ИДЕМ ПОД РУКУ

Следующей ступенью эволюции стала система курсовой устойчивости, или система динамической стабилизации (ESP, DSC, VSC). Этот помощник способен поддерживать заданное водителем направление движения в различных условиях. Там, где пасует ПБС, теми же средствами воздействия справится ESP.

2 no copyright

При сносе или заносе ESP воздействует на тормоза и/или крутящий момент двигателя в зависимости от ситуации. Если автомобиль не вписывается в левый поворот, ESP подтормозит заднее левое колесо, создав дополнительный момент вращения. В случае возникновения заноса в этом же повороте электронный помощник исправит ситуацию, придержав переднее правое колесо. Направленный вправо противодействующий момент погасит занос.

Система действует на упреждение, пресекая саму возможность неустойчивости. Часто водитель даже не ощущает стороннего вмешательства — лишь индикация системы дает понять, что он где-то ошибся.

3 no copyright

АПГРЕЙД

Как же доработали AБС, чтобы получить описанные возможности? В гидроблок помимо двух клапанов ПБС добавили еще два для работы ESP. А саму машину оборудовали дополнительными датчиками. Гидроблок работает в трех режимах. Два клапана (по одному на каждый контур) стоят между главным тормозным цилиндром и стороной всасывания насоса, чтобы пропустить достаточное количество тормозной жидкости при работе ESP. В остальном система работает подобно противобуксовочной, управляя давлением независимо для каждого колеса. Расходные клапаны, показанные на схеме, служат для снижения гидравлического шума тормозной жидкости в случае больших перепадов давления. Они работают механически и иногда встречаются в базовых блоках AБС.

Для определения курса автомобиля ESP использует датчик положения руля. Воздействующие на машину силы отслеживает комбинированный датчик, который оценивает величину поворота вокруг вертикальной оси и поперечные перегрузки. Также ESP определяет скорость — общую и каждого колеса в отдельности — с помощью датчиков AБС. При несоответствии параметров, когда, например, машина не вписывается в вираж (руль повернут, а она движется по прямой), система вмешивается в управление.

Датчик положения руля располагается на колонке в виде отдельного элемента либо его встраивают в комбинированный переключатель света. Существует несколько типов датчиков положения: с элементами Холла, магниторезистивные и фотоэлектрические (самые распространенные). Блок с несколькими фотоэлектрическими датчиками, состоящими из светодиодов и фототранзисторов, считывает диск с прорезями, который вращается вместе с рулем. При вращении диска свет диода воспринимается фототранзистором. Простейший блок имеет две пары датчиков, сигналы которых сдвинуты друг относительно друга. На основании разницы фаз рассчитываются угол и скорость поворота руля, а также нейтральное положение.

4 no copyright

Комбинированный сенсор определяет воздействующие на машину силы. Он включает в себя минимум два датчика, которые представляют собой разновидность акселерометра и работают как механически, так и электронным способом. Обычно это устройство располагают под передним пассажирским сиденьем или центральной консолью. Оно очень чувствительно к ударам, при установке его следует точно выверять и затягивать с определенным усилием. Небрежность может сказаться на результатах и нарушить работу ESP.

ВЕРТИКАЛЬ ВЛАСТИ

В состав систем стабилизации иногда входит датчик давления тормозной жидкости. Он нужен системе помощи при экстренном торможении, когда водитель от испуга нажимает на педаль быстро, но недостаточно сильно. «Дожиматель» мгновенно создает максимальное давление в приводе. Такие устройства делятся на механические (функция конструктивно включена в вакуумный насос) и электронные (встроены в систему стабилизации).

В последнее время функции ESP дополняют помощью при спуске с горы или электронной имитацией блокировки дифференциала. Работают они по схожему с описанным выше принципу — оценивая силы, воздействующие на автомобиль, и корректируя тормозами скорость и направление движения.

С момента создания простейшей AБС до появления современных систем стабилизации прошло не так уж много времени, и прогресс в этом направлении продолжается. Но не стоит забывать, что даже самые изощренные электронные помощники не способны отменить законы физики.

ПАЛКИ В КОЛЕСА

У ПБС есть недостатки. В некоторых экстремальных ситуациях, когда спасти положение можно только резким нажатием на газ (например, чтобы вытащить переднеприводный автомобиль из заноса), ПБС не позволит сделать это. Однако отключать систему не стоит — пользы от нее больше, чем вреда.

УЖЕ ПРОХОДИЛИ

Функцию ESP в разных машинах можно отключить полностью либо частично, когда она отодвигает порог срабатывания. Но часто отключение вообще не предусмотрено. Пожалуй, оно оправданно лишь во время гонок, контраварийного обучения и преодоления бездорожья. Во всех остальных случаях ESP окажется полезной даже для опытного водителя.

Неисправности ESP — это в большинстве своем неисправности обычной AБС, о которых мы подробно рассказывали в ЗР, 2013, № 7 . Конечно, возможны отказы дополнительных элементов, но чаще всего проблемы кроются в датчиках скорости колес.

Система курсовой стабилизации ESP – что это, как работает, что даёт

В большинстве стран, система курсовой стабилизации ESP стала обязательным компонентом пассажирских автомобилей. Исходя из этого, можно говорить, что ESP является важной частью систем обеспечивающих безопасность на дороге. Давайте посмотрим, чем хороша система динамической стабилизации и вкратце разберем, как она работает.

Зачем это нужно?

Для ответа на вопрос, зачем нужна динамическая стабилизация, давайте сначала выясним, каким образом автомобиль уходит в занос.

Поворот это довольно опасный участок дороги, на котором могут произойти всякие неприятности. Особенно если это закрытый поворот, и вы не видите, кто движется вам на встречу. Но сейчас речь не о том.

Зачем нужна машине курсовая устойчивость

Для успешного прохождения поворота вы, в качестве водителя, немного снижаете скорость, поворачиваете руль и машина начинает движение в соответствии с углом на который вы повернули рулевое колесо.

Пока что всё идёт нормально. Но что случится, если вы не снизите скорость? Или более того, увеличите её при входе в поворот.

При движении по кривой, на автомобиль действует, кроме прочих, центробежная сила. И в тот момент, когда эта сила станет больше чем все остальные силы, в том числе сила трения колес с дорогой, автомобиль начинает заносить.

Немного простой физики: центробежная сила это сила, которая действует от центра окружности, наружу (Очень приблизительная формулировка, так как суть статьи не в этом).

Так вот, система курсовой устойчивости ESP создана для того что бы ни допустить ситуации, когда ваша машина уходит в занос, а значит становится практически не управляемой, что может привести к самым тяжёлым последствиям.

Как это работает?

Принцип работы системы динамической стабилизации ESP основан на постоянном наблюдении за информацией, получаемой с датчиков скорости, разнице между углом отклонения автомобиля и поворотом руля, а также прочих показателях. На основе получаемой информации, компьютер, который является основой управления курсовой устойчивостью, решает всё ли хорошо, или уже надо вмешаться и исправлять ситуацию.

Короткое видео о том, как работает система курсовой устойчивости

Динамическая стабилизация ESP работает вместе с антиблокировочной системой ABS, о которой мы рассказывали ранее. ESP использует датчики скорости, которыми пользуется АБС, а также, возможности системы торможения для быстрой реакции на изменяющуюся обстановку.

Основной причиной вымешивания системы курсовой устойчивости ESP в управление автомобилем, является разница между углом поворота руля и углом отклонения машины. Этот показатель, говорит о том, произошёл занос или нет.

Как же динамическая стабилизация исправляет ситуацию? Это происходит путём уменьшения скорости вращения определённых колёс, в зависимости от того как и в какую сторону заносит ваш автомобиль. Кроме того уменьшается общая скорость транспортного средства. Таким образом, машина возвращается к первоначальной траектории движения и все остаются целыми, невредимыми и с уравновешенной нервной системой.

Чаще всего водитель даже не замечает того что его машина должна была сорваться в занос, потому как система курсовой устойчивости ESP очень быстро реагирует на ситуацию. Считывание информации со всех датчиков происходит 50 раз в секунду, так что реакция на изменение действительно очень быстрая.

Названий много – суть одна

Траектория движения машины с ESP и без

Основной и самый значительный производитель аппаратуры для курсовой стабилизации — компания Bosch, и как раз их продукт называется ESC – electronic stability control. Но в нашем мире не бывает бесконкурентного производства, и потому существует ещё несколько компаний производящих такое же оборудование, но под другими названиями.

Так же и автопроизводители различных марок машин устанавливают эти механизмы, давая им разные названия. Ниже мы предоставим вам таблицу, кратко сопоставляющую автомобили и названия, установленных в них систем курсовой стабилизации.

У всех них один и тот же принцип работы, и таблица поможет вам не путаться в обилии слов означающих одно и то же.

Имя системы курсовой устойчивости	Марки автомобилей
ESP	Audi, Bentley, Bugatti, Chery, Chrysler, Citroen, Dodge, Diamler, Fiat, Holden, Hyundai, Jeep, Kia, Seat, Skoda, Mercedes Benz, Opel, Peugeot, Proton, Renault, Saab, Scania, Smart, Suzuki, Vauxhall, Volkswagen
ASC, ASTC	Mitsubishi, BMW
ESC	Chevrolet, Hyundai, Kia Skoda, Lada
VDC	Alfa Romeo, Fiat, Subaru, Nissan
VSA	Acura, Hyundai, Honda
MSP	Maserati
CST	Ferrari
DSTC	Volvo
PSM	Porsche
VDIM, VSC	Toyota, Lexus
RSC	Ford
DSC	BMW, Jaguar, Land Rover, Mazda, Mini, Ford – только для австралийского рынка

Это относительно краткий перечень, на самом деле разновидностей названий систем обеспечивающих курсовую устойчивость, гораздо больше. Но в главном они пересекаются — это работа для того что бы избежать критических ситуаций и сохранить безопасность водителя и пассажиров в неприкосновенности.

Бойся опытного водителя

В обычных режимах вождения, ESP работает постоянно, не имеет значения, на какой скорости и, по какой дороге вы едите.

Отключение ESP может привести к неуправляемому заносу

Однако для любителей дорожного экстрима существует кнопка отключения стабилизации вашей машины. Правда, такую функцию производители добавляют не во всех моделях. Например, в машинах бизнес класса, чаще всего динамическая стабилизация не отключается.

Смысл отключения курсовой устойчивости в том, что опытный водитель может, для собственного удовольствия, создать контролируемый занос авто или при выходе из поворота дать газу, что приведёт к небольшому заносу задних колёс.

При включённой системе курсовой устойчивости, сделать такое не представляется возможным, так как электроника пресечёт эти попытки на самой первоначальной стадии.

Но все мы люди и все могут ошибаться, и потому отключая курсовую устойчивость, вы берёте на себя всю ответственность за риск. Причём это не только риск для вас, но и опасность для других участников движения.

Как ABS и ESP спасают наши жизни, и причем тут невидимый лось и Yaw-сенсор (30 фото + 1 видео)

Без лося виноватые: скандальный переворот Mercedes-Benz A-класса

Тогда, 21 октября, заместитель главреда шведского журнала Teknikens Värld (“Мир технологий”) в ходе съемки для телепрограммы Trafikmagasinet на площадке близ Стокгольма перевернул новый Mercedes-Benz A-класса, выполняя “elk test”. Это называемый “лосиный тест” — версия маневра “переставка”, моделирующая резкий объезд препятствия на скорости на 60 км/ч.

Проблема

Домыслы о том, что на автомобиле стояли неправильные шины, или скорость была превышена, были развеяны. Заодно стало ясно, что шведская “лосиная” переставка короче и резче европейской, по принятому в разработке автомобилей стандарту DIN. Более того, для ее выполнения нужно было вращать руль со скоростью, недоступной большинству водителей. Тогда, при совпадении частот колебаний кузова и подвески, возникал резонанс, отрыв двух колес и риск опрокидывания. На нижних кадрах обошлось без переворота, но в обоих случаях за рулем были профи.

Опасная черта управляемости А-класса, призванного стать новым шагом в развитии немецкой марки в сторону массового сегмента рынка, грозила пустить по ветру затраченные на разработку модели 2,5 миллиарда дойчмарок и испортить репутацию Mercedes-Benz. Узнав о случившемся, глава легкового подразделения Daimler Юрген Хубберт срочно вылетел из Японии с презентации нового Maybach. В самолете прямо на полу развернули документацию по А-классу и начали искать решение.

В итоге при помощи собственных специалистов, инженеров Bosch и рекламного агентства Springer & Jacoby всего за три месяца в Mercedes-Benz смогли достойно выйти из ситуации.Спустя десятилетия Хубберт, которого глава концерна Дитер Цетше тогда не отпустил в отставку, заставив “разруливать” ситуацию, признался: если бы это случилось сейчас, в эпоху соцсетей и хейтеров, решить проблему было бы невозможно. Но в 1997 году это было сделано.

Были немедленно отозваны все проданные автомобили (около 13 тысяч), проведена доработку конструкции. Затраты в 300 млн дойчмарок пошли на установку более жестких и коротких пружин от версии Avantgarde, замену полого стабилизатора поперечной устойчивости диаметром 17,6 мм на 20-миллиметровый пруток.

Из передних амортизаторов убрали пружины ограничения хода отбоя, поставили более низкопрофильные шины (195/50 R15 вместо 175/65 R15), увеличили заднюю колею, добавив проставки между рычагами и креплением ступицы. Увеличили отрицательный развал задних колес. И главное — все автомобили были оборудованы электронной системой стабилизации (ESP), ранее доступной только на более дорогих Mercedes (к стоимости автомобиля она добавила 1700 дойчмарок, но с клиентов деньги не брали).

A-класс с ESP успешно прошел тест по шведской методике с увеличением скорости до 65 км/ч. Неотключаемая система Bosch полностью решила проблему опрокидывания

По иронии судьбы, впервые в мире система ESP появилась как раз на автомобиле Mercedes-Benz — а именно, S600 Coupe (C140) Произошло это всего за два года до описываемых событий.

Эта история стала поводом для повсеместного внедрения на автомобилях систем ESP, спасшей за эти годы не менее 15 тысяч жизней только в Европе. Где все легковые автомобили, продаваемые с 1 ноября 2014 года, комплектуются ESP в обязательном порядке.

Давайте поговорим о том, откуда появилась система ESP, кто и как ее создал и как она работает. Начнем, как обычно, издалека.

Первые шаги: история появления антиблокировочной системы тормозов (ABS)

Первые системы, способные растормаживать заблокированные колеса, появились еще в начале прошлого века. Речь шла не про автомобили: решение было востребовано в железнодорожном транспорте и авиации. После посадки, пилоты выжимали до упора педаль тормоза. Это вызывало блокировку колес передней стойки шасси, что иногда приводило к повреждению шин, или даже перевороту самолета.

В 20-х годах авиаконструктор Габриэль Вуазен создал механическое устройство, в котором на одной оси был установлен барабан, вращающийся со скоростью колеса, и маховик, приводящий гидравлический клапан. Как только маховик при блокировке колеса начинал вращаться быстрее барабана, клапан приоткрывался, пропуская часть тормозной жидкости в расширительный резервуар в обход главного тормозного цилиндра, тем самым снижая давление в магистрали, вызывая разблокировку колеса. Это позволяло сократить тормозной путь на треть. Пилотам не надо было играть с педалью, можно было сразу давить от души. В авиации технология вошла в обиход. Антиблокировочную систему для автомобилей в 1936 году запатентовал немецкий инженер Роберт Бош, но действующий образец тогда не был построен.

К началу 50-х годов автомобили уже были достаточно скоростными, а их водители все чаще — непрофессиональными. Было очевидно, что при заблокированных колесах автомобиль теряет управляемость, что повышает риск ДТП.

Стирлинг Мосс за рулем Fergusson P99 — полноприводного автомобиля F1 с антиблокировочной системой Dunlop Maxaret. 1961 год

В середине 60-х годов авиационные механогидравлические системы Dunlop Maxaret были адаптированы для автомобилей. Вспомним полноприводную семейку из Британии: болид F1 Ferguson Project 99 (P99, 1960 год), его предшественника — экспериментальную легковушку Ferguson R4 (1952 год) и наследника — мелкосерийный спорткар Jensen FF (1966). Система была одноканальной — то есть растормаживала все колеса одновременно, работая с частотой 10 герц (10 импульсов в секунду).

Механо-гидравлическая Sure-Trac разработки Kelsey-Hayes в приводе задних тормозов появилась в 1969 модельном году как опция на Lincoln Continental Mark III и Ford Thunderbird. В начале 70-х появилось сразу нескольких трехканальных систем АБС с элементами электронного управления: на Nissan President, Toyota Crown, Triumph 2500 и Chrysler Imperial.

Тест-драйв системы Sure-Trac на Chrysler Imperial Le Baron. Журнал Road Test, сентябрь 1971 года

Предлагаемая за cкромную доплату в $351 (при цене авто в $6800) система Sure-Trac второго поколения разработки Bendix поначалу представлялась прорывом. Почти шестиметровый Imperial (возможно, самый большой на тот момент в мире автомобиль с несущим кузовом!) действительно продолжал слушаться руля при торможении в пол и минимально уплывал в сторону на миксте.

Вместе с тем, компьютер системы Sure-Brake иначе как “глуповатым” не называли. Например, в тесте журнала Road Test, эксперты хотя и отмечали сокращение тормозного пути и стабильность при экстренном торможении, но у них возникали претензии к особенностям системы. При парковке электроника начинала думать, что колеса заблокированы на ходу, и начинала рывками распускать тормоза. Инструкция учитывала этот аспект, и рекомендовала владельцам попрактиковаться перед выездом на дороги.

Другими словами, ни одна из ранних антиблокировочных систем не была достаточно хороша для безопасного движения.

Качественный скачок случился в Европе. В 1966 компанией Teldix GmbH из Гейдельберга был разработан проект многоканальной АБС с полностью электронным управлением. Система получила название ABS 1.

Компоненты системы ABS 1 поколения. 1. Датчики скорости передних колес. 2. Гидравлический блок. 3. Электронный блок управления. 4. Датчики скорости задних колес

Презентация системы, способной регулировать давление в конкретных тормозных механизмах, прошла на испытательном полигоне Daimler в Унтертюркхайме.

Работа системы ABS 1 поколения. При торможении в повороте автомобиль без ABS улетает с дороги, снося все на своем пути

Возможности были многообещающими, но реализация — недостаточно надежной. Но разработка обратила на себя внимание компании Bosch, которая с 1969 года сама разрабатывала АБС с использованием полупроводников. Стало очевидно, что вместе компании способны предоставить действительно революционный продукт.

Компоненты системы ABS 2

В 1973 году Teldix стал частью Bosch. Работы с Daimler продолжились. В 1978 году была представлена система ABS 2 — первая настоящая электронная трехканальная АБС. От Daimler за проект отвечал инженер Юрген Пауль, ставший одним из отцов новой разработки, наряду со своим коллегой Хайнцем Либером.

Теперь немного теории.

Контроллер системы ABS, разработанной Daimler и Bosch

Что происходит на автомобиле без ABS? Заблокированные колеса генерируют силы, направленные противоположно направлению вращения колес. Изменение угла поворота руля практически не меняет направление вектора силы. То есть у вас нет возможности влиять на поперечное вращение автомобиля при торможении.

Демонстрация системы ABS, 1978 год. Разница при торможении в повороте более чем наглядная

Электронная ABS обеспечивает возможность управления при торможении. Используя электромагнитные клапаны для исполнительных тормозных механизмов, она снижает давление в тормозных цилиндрах ниже уровня, установленного водителем.

Симулятор системы ABS

Основная задача управляющего алгоритма — поддержание максимально возможного уровня тормозного усилия с одновременным сохранением генерации значительного уровня поперечных сил при помощи руля. Диапазон изменения тормозного усилия рассчитывается при помощи датчиков скорости вращения колес. Если колесо замедляется слишком быстро, то давление снижается, и снова ступенчато увеличивается при разгоне колеса.

S-класс в 116 кузове стал первым автомобилем с современной системой ABS. На фотографии — объезд препятствия на автомобилях с системой и без нее

“Первенцем” стал престижный седан Mercedes-Benz W116. Цена ABS как опции составляла внушительные DM 2,217.60. К 1980 году доработанная — уже четырехканальная — система в виде стала предлагаться на всех автомобилях марки, включая коммерческие, войдя в базовое оснащение к декабрю 1992 года. К тому моменту большинство продаваемых в Европе автомобилей класса предлагалось с ABS лишь в качестве опции.

Регистрация коммерческих автомобилей массой более 3,5 тонн и автобусов без АБС была запрещена еще в 1991 году, легковых — лишь в середине нулевых.

На нижнем снимке автомобиля без АБС хорошо видно, что он скользит прямо на повернутых заблокированных колесах

Система ABS стала первым шагом в совершенствовании систем активной безопасности автомобиля — появлении электронных систем контроля тяги (TCS/ASR) и стабилизации (ESP/ESC/VDC/FDR)

Новые возможности электроники. Антон ван Зантен, Yaw-сенсор и рождение системы ESP.

Влияние разворачивающего момента на движение автомобиля при торможении на заблокированных колесах стало предпосылкой для появления АБС. Но потеря управляемости наблюдалась и во множестве других случаев — во время скольжения передних колес при повороте руля на слишком большой угол, при активной пробуксовке ведущих колес, превышении скорости входа в поворот, недостаточной/избыточной скорости или неправильном направлении вращения руля и так далее. Возможно ли взять все эти факторы под контроль?

Заручившись рыночным успехом, Bosch и Daimler продолжили разработки. Лидером направления стал голландский инженер Антон ван Зантен. В 1973 году он окончил престижный Корнелльский университет в США, и в 1977 году был принят в Bosch. Талантливый ученый был вдохновлен идеей АБС, но понимал, что электроника способна на большее.

Антон ван Зантен держит в руках блок ESP

Для начала инженеры разобрались с потерей управляемости при пробуксовке ведущих колес. Так появились системы трекшн-контроля, сохраняющие управляемость при высоком уровне крутящего момента за счет контроля пробуксовки колес.

Использование концепции работы, аналогичной ABS, не подошло, в связи с высокой инерцией связанных с двигателем трансмиссией вращающихся колес и нелинейной зависимостью скорости вращения колес от скорости вращения коленвала двигателя. На моноприводных автомобилях проблема решилась легко — путем сравнения скорости вращения ведущих и не ведущих колес; для полноприводных машин было принято использовать более сложную математическую модель, учитывающую распределение крутящего момента между осями. Снижение проскальзывания колес до уровня достижения зацепа достигалось с помощью ограничения тяги двигателя и использования тормозных механизмов. В 1986 году в Bosch была выпущена в серию система TCS (ASR) — еще один из важных помощников для водителя.

Демонстрация совместных возможностей ABS и ASR

Но главным достижением инженеров Bosch стала система ESP.

Сердцем новой системы стал новый датчик — Yaw-сенсор. Если перевести напрямую, то это датчик рыскания — но это авиационный термин. А речь тут идет об измерении скорости и ускорения поперечного вращения автомобиля, или его разворачивающего момента. Можно использовать формулировку — датчик угловой скорости относительно вертикальной оси.

Ранее, в рамках систем ABS и TCS, ни угол поворота руля, ни значение разворачивающего момента не были известны компьютеру, и контролировать управляемость за счет управления тормозами или тягой было невозможно.

Вместе с тем, проведенные исследования о влиянии угла скольжения автомобиля на его управляемость подтвердили, что значение разворачивающего момента меняется по мере того, как угол поворота рулевого колеса уменьшается, а угол скольжения — увеличивается. На сухих покрытиях, потеря управляемости отмечалась при значениях угла скольжения автомобиля больше 15°, в то время как на утрамбованном снегу это значение составляло около 4°. При больших углах поворота руля “зона стабильности” становилась практически нулевой для всех комбинаций угла и угловой скорости скольжения.

Тесты прототипов системы ESP. 1984 год

Поведение в критических ситуациях обычных водителей также оказалось совсем не таким, как у профессиональных водителей-испытателей. Большая часть (90%) обычных “драйверов” в потенциально аварийной ситуации совершала ошибки управления, не позволяющие избежать ДТП.

Система ESP, разработанная Антоном ван Зантеном, позволила достичь контроля за разворачивающим моментом автомобиля, регулируя значение проскальзывания каждого конкретного колеса. Эта концепция впервые позволяла управлять продольными и поперечными силами, действующими на автомобиль путем корректировки его разворачивающего момента в каждой конкретной ситуации. Главную роль в иерархии системы занимал компьютер, позволяющий с высокой скоростью анализировать показания с четырех новых датчиков: угла поворота рулевого колеса, давления в тормозной системе, разворачивающего момента (yaw-сенсор) и поперечного ускорения (g-сенсор).

Поскольку задуманная водителем траектория движения системе неизвестна, компьютеру предстояло учитывать множество переменных — не только сигналы от рулевого колеса, но и крутящий момент двигателя (как дериватив от положения педали газа) наряду с давлением в тормозной системе. И, используя все эти данные, контролировать вращающий момент автомобиля. Основной задачей системы стало повышение уровня активной безопасности, в частности, минимизации угла скольжения автомобиля. Как вы уже догадались, задачу по контролю уровня проскальзывания колес возложили на тормозные механизмы (ABS) и ограничение тяги двигателя (TCS). Выборочно подтормаживая колеса при помощи гидромодулятора ABS, и ограничивая подачу топлива, система ESP позволила добиваться стабильности автомобиля в любой ситуации — будь то разгон, поворот или торможение.

На этих схемах показано, как автомобили без ESP и ASP ведут себя в стандартных ситуациях, ведущих к потерю контроля.

На первой картинке — снос, или так называемый андерстир.Это ситуация возникает при значительном превышении скорости входа в поворот на большинстве современных автомобилей.

TCS в автомобиле: что это такое

Аббревиатура TCS расшифровывается как Traction control system и обозначает систему контроля тяги или антипробуксовочную систему. Данная система имеет более чем 100-летнюю историю, на протяжении которой она в упрощенном виде сначала использовалась не только на автомобилях, но и на паровозах и электровозах.

Глубокий интерес автопроизводителей к TCS-системе появился только во второй половине 60-х годов ХХ ст., что обусловлено приходом в автопром электронных технологий. Мнения по использованию Traction Control System не однозначны, но, несмотря на это, технология прижилась и уже около 20 лет активно используется всеми ведущими автоконцернами. Итак, что такое TCS в автомобиле, зачем нужна эта система и почему получила такое широкое применение?

Зачем нужна система TCS

Электрогидравлическая противобуксовочная система TCS входит в число систем активной безопасности автомобиля и отвечает за предотвращение пробуксовки ведущих колес на влажных и иных покрытиях со сниженной сцеплением. Её задача состоит в стабилизации, выравнивании курса и улучшении сцепления с дорожным полотном в автоматическом режиме на всех дорогах независимо от скорости.

Срыв колес в скольжение происходит не только на мокром и обмерзшем асфальте, но и при резком торможении, старте с места, динамичном разгоне, прохождении поворотов, езде по участкам дорог с разными сцепными характеристиками. В любом из этих случаев система контроля тяги соответственно отреагирует и предупредит возникновение аварийной ситуации.

Об эффективности Traction control system говорит тот факт, что после её апробации на скоростных болидах «Феррари» она была принята на вооружение командами Формулы-1 и сейчас очень широко используется в автоспорте.

Как работает система TCS

TCS не является принципиально новым и независимым введением, а лишь дополняет и расширяет возможности небезызвестной ABS – антиблокировочной системы, предотвращающей блокировку колес во время торможения. Противобуксовочная система успешно использует те же элементы, которые есть в распоряжении ABS: датчики на ступицах колес и блок управления системой. Главная её задача – не допустить потери сцепления ведущих колес с дорогой при поддержке гидравлики и электроники, контролирующих систему торможения и двигатель.

Процесс работы системы TCS выглядит следующим образом:

Блок управления постоянно анализирует скорость вращения и степень ускорения ведущих и ведомых колес и сравнивает их. Резкое ускорение одного из ведущих колес расценивается системным процессором как потеря сцепления. В ответ он воздействует на механизм торможения этого колеса и выполняет его принудительное притормаживание в автоматическом режиме, что водитель только констатирует.
Помимо этого TCS оказывает влияние и на двигатель. После поступления сигнала об изменении скорости вращения колес от датчиков в блок управления ABS, он посылает данные на ЭБУ, который отдает команды другим системам, вынуждающим двигатель уменьшать тяговое усилие. Мощность двигателя снижается за счет задержки зажигания, прекращения искрообразования или уменьшения подачи топлива в каком-то цилиндре, а кроме этого может прикрываться дроссельная заслонка.
Новейшие противобуксовочные системы способны также влиять на работу дифференциала трансмиссии.

Возможности систем TCS определяются сложностью их устройства, исходя из чего они вносят коррективы в работу лишь одной из систем автомобиля или нескольких. При многостороннем участии система антипробуксовки может использовать разные механизмы влияния на дорожную ситуацию, включая для этого наиболее подходящую в данных условиях систему.

Читайте также: Что такое ESP и как оно работает.

Мнения и факты о TCS

Хотя многие опытные водители отмечают, что антипробуксовочный механизм несколько снижает производительность авто, для малоопытного автолюбителя Traction control system – незаменимый помощник, особенно когда контроль над дорожной ситуацией, например во время плохой погоды, теряется.

При желании TCS отключается специальной кнопкой, но перед этим стоит еще раз вспомнить список тех преимуществ, которые при отключении становятся недоступными:

упрощение старта и хорошая общая управляемость;
высокая безопасность при прохождении поворотов;
предотвращение заносов;
снижение рисков при движении по льду снегу и мокрому асфальту;
замедление износа резины.

Использование антипробуксовочной системы несет и некоторую экономическую выгоду, поскольку на 3-5% снижает расход топлива и увеличивает ресурс двигателя.

Читайте также: Система ASR в автомобиле — устройство и принцип работы.

Антипробуксовочная система: что это такое и как работает

Автопроизводители постоянно работают над тем, чтобы сделать поездку на автомобиле более комфортной и безопасной. В этом направлении уже достигнуто было немало: существует ряд разработок, которые прочно заняли своё место в арсенале автомобильных компаний. Одной из них является антипробуксовочная система.

Торговое название технологии звучит как Traction Control System – именно так (TCS) данная опция обозначается на машинах марки Honda. Другие бренды также не отказываются от применения разработки, только называется опция иначе: например, на автомобилях Toyota как TRC, Range Rover – ETC, Audi и Mercedes – ASR.

Функция у Traction Control в автомобиле вне зависимости от её названия и производителя одна и та же – не позволять ведущим колесам буксовать во время старта движения, при прохождении поворотов, ускорении, перестроении и при езде во время неблагоприятных погодных условий.

Как работает антипробуксовочная система TCS

Принцип работы противобуксовочной системы такой: группа датчиков отслеживает угловую скорость, контролирует положение колёс и степень проскальзывания. При малейших признаках потери сцепления с дорожным покрытием система TCS сразу же пытается устранить это одним из способов:

при движении на скорости менее 80 км/ч ведущие колёса подтормаживают;
если скорость авто более 80 км/ч, уменьшается крутящий момент мотора за счёт снижения объёма подаваемого топлива, регулирования положения дроссельной заслонки и изменения значения угла зажигания;
одновременное применение двух вышеизложенных действий.

Устройство системы контроля тягового усилия

Антипробуксовочная система работает в связке с ESP и ABS. Она состоит из следующих компонентов, обеспечивающих её исправное функционирование:

насоса, подающего тормозную жидкость и создающего давление в тормозной системе транспортного средства;
электромагнитного клапана, установленного на каждом из колёс. Их задача – обеспечивать торможение в пределах требуемого контура;
блока управления противобуксовочной системой (его работа осуществляется при помощи программного обеспечения);
блока управления мотором, который задействуется при высокой скорости;
датчики, фиксирующие частоту вращения колёс.

Автопроизводителями предусмотрена возможность отключения противобуксовочной системы TCS: обычно после выполнения этого действия на панели автомобиля высветится значок TCS Off. Иногда программное отключение опции невозможно, и прекратить её работу можно только выниманием соответствующего предохранителя, но прибегать к подобным действиям крайне не рекомендуется, поскольку это скажется на безопасности не лучшим образом.

Достоинства и недостатки TCS

Существенную помощь от работы системы Traction Control ощутят начинающие водители, ещё не особо уверенные в своих силах и не всегда способные в силу недостаточного количества опыта правильно оценивать ситуацию на дороге.

Благодаря работе TCS, гарантируется:

прямолинейное движение машины при трогании с места, что особенно заметно на скользкой дороге;
меньший износ шин;
более безопасное прохождение поворотов и предотвращение аварий.

Однако при всех своих плюсах система не лишена недостатков:

возникновение ситуаций, особенно при попадании в колею, когда дальнейшее движение авто становится невозможным без пробуксовки;
уменьшение производительности двигателя.

Появление TCS положительно сказалось на увеличении безопасности вождения и уменьшении числа ДТП, что неоднократно доказано статистическими исследованиями.

Описание и принцип работы противобуксовочной системы TCS

Противобуксовочная система – это совокупность механизмов и электронных компонентов автомобиля, которые предназначены для предотвращения проскальзывания ведущих колес. Система TCS (Traction Control System, система контроля тяги) – торговое название антипробуксовочной системы, которая устанавливается на машины марки «Honda». Аналогичные системы устанавливаются на автомобили других брендов, однако они имеют другие торговые названия: антипробуксовочная система TRC (Toyota), антипробуксовочная система ASR (Audi, Mercedes, Volkswagen), система ETC (Range Rover) и другие.

Активированная TCS не дает ведущим колесам автомобиля буксовать при начале движения, резком ускорении, поворотах, плохих дорожных условиях и быстром перестроении. Рассмотрим принцип действия TCS, ее составляющие и общее устройство, а также плюсы и минусы ее эксплуатации.

Принцип работы TCS
Устройство и основные компоненты
Преимущества и недостатки
Применение

Принцип работы TCS

Общий принцип работы Traction Control System довольно прост: датчики, входящие в состав системы, регистрируют положение колес, их угловую скорость и степень проскальзывания. Как только одно из колес начинает пробуксовывать, TCS моментально устраняет потерю сцепления с дорожным покрытием.

Противопробуксовочная система справляется с проскальзыванием следующими способами:

Подтормаживание буксующих колес. Тормозная система задействуется при невысокой скорости – до 80 км/ч.
Уменьшение крутящего момента двигателя автомобиля. При скорости более 80 км/ч задействуется система управления двигателем, которая меняет величину крутящего момента.
Комбинирование первых двух способов.

Отметим, что Traction Control System устанавливается на автомобили с антиблокировочной системой (ABS – Antilock Brake System). Обе системы используют в своей работе показания одних и тех же датчиков, обе системы преследуют цель обеспечить колесам максимальное сцепление с опорной поверхностью. Главное отличие – ABS ограничивает затормаживание колес, а TCS наоборот притормаживает быстро вращающееся колесо.

Устройство и основные компоненты

Traction Control System основывается на элементах антиблокировочной системы. Система предотвращения пробуксовки колес использует электронную блокировку дифференциала, а также систему управления крутящим моментом двигателя. Основные компоненты, необходимые для реализации функций антипробуксовочной системы TCS:

Насос подачи тормозной жидкости. Этот компонент создает давление в тормозной системе автомобиля.
Переключающий электромагнитный клапан и электромагнитный клапан высокого давления. Каждое ведущее колесо оснащено такими клапанами. Данные компоненты управляют торможением в пределах заданного контура. Оба клапана являются частью гидравлического блока ABS.
Блок управления ABS/TCS. Осуществляет управление противопробуксовочной системой с помощью встроенного ПО.
Блок управления двигателем. Взаимодействует с блоком управления ABS/TCS. Противопробуксовочная система подключает его к работе, если скорость машины более 80 км/ч. Система управления двигателем получает данные от датчиков и посылает управляющие сигналы исполнительным механизмам.
Датчики частоты вращения колес. Каждое колесо машины оснащено данным датчиком. Сенсоры регистрируют скорость вращения, а после передают сигналы в блок управления ABS/TCS.

Кнопка включения/отключения TCS

Отметим, что водитель может отключить антипробуксовочную систему. Обычно на приборной панели присутствует кнопка «TCS», которая включает/отключает систему. Отключение TCS сопровождается подсвечиванием индикатора «TCS Off» на приборной панели. Если такая кнопка отсутствует, то противопробуксовочную систему можно отключить, вытащив соответствующий предохранитель. Однако делать этого не рекомендуется.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества Traction Control System:

уверенный старт автомобиля с места на любом дорожном покрытии;
устойчивость автомобиля при прохождении поворотов;
безопасность движения в различных погодных условиях (наледь, мокрое полотно, снег);
снижение износа шин.

Отметим, что в некоторых режимах движения противопробуксовочная система снижает производительность двигателя, а также не дает полностью контролировать поведение автомобиля на дороге.

Применение

Противопробуксовочная система TCS устанавливается на автомобили японской марки «Honda». На машины других автопроизводителей ставятся аналогичные системы, а отличие торговых названий объясняется тем, что каждый автоконцерн независимо от других разрабатывал антипробуксовочную систему под собственные нужды.

Широкое распространение данной системы позволило существенно повысить уровень безопасности автомобиля при движении за счет непрерывного контроля сцепления с дорожной поверхностью и улучшения управляемости при наборе скорости.

Антипробуксовочная система TCS в автомобиле

Автомобили все больше комплектуются всевозможными системами, упрощающими управление и повышающими безопасность. Первой такой системой была антиблокировочная, предотвращающая полную остановку вращения колес при торможении, что исключило возможность срыва авто в юз и значительно повысило эффективность тормозной системы.

К тому же антиблокировочная система (АБС) стала основой для создания других вспомогательных систем. У АБС значительно расширилась функциональность и каждая из дополнительных функций получила свое название.

Антипробуксовочная система (TCS) и ее обозначение

Обозначение TCS на приборной панели автомобиля

Одним из дополнений ABS стала система, предотвращающая пробуксовку колес. При этом она практически полностью построена на базе ABS и задействует для этого ряд ее конструктивных элементов, а именно датчики контроля скорости вращения колес и блок управления системой.

Но если антиблокировочная система на всех авто носит одинаковое название – ABS, то с антипробуксовочной поступили иначе – многие автопроизводители стали называть ее по-своему, хотя в основе этих названий лежит понятие «контроль тягового усилия». Одно из названий этой системы сокращенно пишется как TCS – Traction Control System. Эту аббревиатуру используется компанией Honda. Другие же антипротивобуксовочную систему обозначают как:

ASP – одно из самых распространенных обозначений системы, используется концерном VAG для своих авто, а также Mercedes-Benz;
ASC и DTC – применяют баварцы на своих BMW;
ETS – используется на Range Rover;
TRC – устанавливают на Toyota.

И это не все обозначение противобуксовочной системы. Примечательно, что названий у нее много, а вот функционируют они все практически по одному принципу, а также задействуют одни механизмы.

Принцип действия TCS

Основное назначение этой TCS – исключить потерю сцепления на ведущих колесах с помощью гидравлической и электронных систем автомобиля, которые контролируют работу тормозной системы, силовой установки и вносят коррективы в их работу. Причем на функционирование тормозов и мотора свое влияние система оказывает по-разному.

Что касается тормозной системы, то TCS – полная противоположность ABS. Если антиблокировочная система контролирует вращение колес и при обнаружении, что одно из них значительно замедлилось, снижает давление на тормозном механизме этого колеса, и оно начинает более свободно вращаться, то с антипробуксовочной системой все наоборот.

Те же датчики контролируют скорость вращения колес, и если одно из них резко ускорилось, система воспринимает это как потерю сцепления, и для устранения этого она подает на тормозной механизм этого колеса давление, что приводит к тому, что вращение замедляется, то есть колесо принудительно, без участия водителя притормаживается.

Но TCS воздействует не только на тормозные механизмы, но и на мотор. Суть работы та же – датчики улавливают, что одно из колес резко ускорилось и передают сигналы на блок управления АБС. Тот в свою очередь отправляет информацию на ЭБУ, который принимает меры – «задавливает» двигатель. То есть, воздействует на системы мотора, что приводит к снижению тягового усилия.

Более прогрессивные антипробуксовочные системы кроме мотора и тормозов воздействуют еще и на дифференциал трансмиссии. Разные по конструкции противобуксовочные системы могут оказывать влияние как на одну из систем авто, так и на все указанные, причем использовать ту или иную часть лишь в определенных условиях.

Как работает система TSC

Видео: Система стабилизации машины ESP. Как работает ESP зимой?

Но это общий принцип работы TCS, на деле все несколько сложнее. По части тормозной системы, TCS использует механизмы ABS – использует ее датчики для контроля за скоростью вращения колес, а также блок управления, который анализирует и сравнивает показания этих датчиков с разных колес. В первую очередь сравнивается скорость вращения ведущих колес с ведомыми, а затем уже – между собой. Но при этом учитывается положение и угол их поворота.

Если АБС является лишь системой контроля и распределения усилия, которое создает водитель, нажимая на тормозную педаль, то TCS работает в автоматическом режиме, самостоятельно создавая усилие на необходимом тормозном механизме. При этом задействуются также клапана, которые обеспечивают удержание давления до момента, когда сцепление на пробуксовывающем колесе восстановиться (оно замедлится), после чего давление стравливается.

Что касается воздействия на силовую установку, то здесь тоже не все просто. TSC оказывает влияние на мотор по-разному, учитывая разные дорожные условия. При старте зачастую система оказывает влияние на дроссельный узел, и как бы водитель не жал на акселератор, мотор будет снижать обороты, пока скорость вращения на колесах не восстановиться.

А вот на высоких скоростях (выше 80 км/ч), все делается по-другому – возможно изменение угла опережения зажигания, принудительное создание пропусков на свечах зажигания, или же временное отключение форсунок. Здесь все зависит от конструктивного решения, которое применили конструкторы для организации срабатывания TSC.

На авто срабатывание системы выглядит так: колесо при попадании на скользкий участок дороги, начинает вращаться быстрее, чем все остальные. Это замечает датчик и передает информацию на блок управления АБС. Он на основе этой информации в первую очередь задействует тормозной механизм, чтобы замедлить колесо. Если быстро не удалось восстановить скорость вращения, информация об этом поступает на ЭБУ, который от условий движения принимает меры – либо принудительно закрывает дроссельную заслонку, или же воздействует на систему зажигания и питания. При этом на приборной доске загорается контрольная лампа, указывающая на срабатывание системы.

Примечательно, что TCS можно отключить, для чего на приборной панели есть специальная клавиша. Но автопроизводители не рекомендуют это делать, особенно начинающим водителям. Но с другой стороны, эта система может помешать, к примеру, при преодолении бездорожья, поскольку система будет «душить» мотор.

Достоинства системы

Видео: Как работает ESP,ABS,ASR

В целом же антипробуксовочная система TSC является достаточно полезной. К ее достоинствам относится:

повышение безопасности на старте и при прохождении поворотов;
исключается возможность ухода авто в занос;
безопасность движения в разных дорожных условиях (мокрая дорога, лед, снег);
увеличение ресурса мотора;
меньший износ покрышек;
сниженное потребление мотора.

Но в месте с тем, многим водителям эта система не нравиться и они ее не используют, поскольку она сильно сказывается на производительности мотора и не дает ощущения полного контроля за поведением авто.

Описание и принцип работы противобуксовочной системы TCS. Как работает антипробуксовочная система Что такое трэкшн контроль мотоцикле

Как работает антипробуксовочная система TCS

при движении на скорости менее 80 км/ч ведущие колёса подтормаживают;
если скорость авто более 80 км/ч, уменьшается крутящий момент мотора за счёт снижения объёма подаваемого топлива, регулирования положения дроссельной заслонки и изменения значения угла зажигания;
одновременное применение двух вышеизложенных действий.

Достоинства и недостатки

Система оказывает положительное влияние на устойчивость и безопасность автомобиля, особенно на скользком покрытии, не давая водителю чрезмерным нажатием на газ вызывать критическую ситуацию. Но может сослужить плохую службу при проезде по глубокому снегу, песку или грязи, «задушив» мотор как раз в тот момент, когда машине нужен максимальный газ, чтобы с пробуксовкой выбраться из неустойчивого покрытия. Поэтому, при необходимости проехать по песку или снегу (на небольшой скорости) Traction Control стоит заранее отключать.

Трэкшн контроль – что это? Далеко не всякий опытный автомобилист сможет легко и быстро ответить на этот вопрос. Тем не менее, данная система, прочно вошедшая под разными названиями в автомобили различных марок, считается одним из самых эффективных средств активной безопасности, с которым производители связывают ряд надежд в сфере снижения аварийности на дорогах.

Мы попробуем разобраться в том, что представляет собой современный трэкшн контроль и понять, насколько в действительности он эффективен.

Устройство системы контроля тягового усилия

насоса, подающего тормозную жидкость и создающего давление в тормозной системе транспортного средства;
электромагнитного клапана, установленного на каждом из колёс. Их задача – обеспечивать торможение в пределах требуемого контура;
блока управления противобуксовочной системой (его работа осуществляется при помощи программного обеспечения);
блока управления мотором, который задействуется при высокой скорости;
датчики, фиксирующие частоту вращения колёс.

ASR / Traction Control — что это такое

Итак, давайте разберемся, что же такое трэкшен контроль? Говоря простым языком, это система, включающая в себя муфту, перераспределяющую крутящий момент между ведущими колесами автомобиля, антиблокировочную систему, выборочно притормаживающую колеса, а также набор датчиков с блоком управления, координирующего действия этих устройств для гашения заноса автомобиля и пробуксовки колес.

По сути, сегодня трэкшен контроль объединяет в себе возможности противозаносной и противобуксовочной систем, хотя изначально он создавался как эффективный инструмент борьбы с пробуксовкой.

Общеизвестный факт, что первой автомобильной маркой, серийно внедрившей трэкшен-контроль в автомобилях, стала американская компания Buick, представив в 1971 году систему под названием MaxTrac.

Работа системы была ориентирована на препятствование пробуксовке ведущих колес, а управляющий блок посредством датчиков определял пробуксовку и подавал сигнал на уменьшение оборотов двигателя посредством прерывания зажигания в одном или нескольких цилиндрах, то есть, «душил» мотор.

Подобная схема оказалась весьма живучей и сегодня используется практически всеми автопроизводителями. Впрочем, на тот момент противобуксовочная система не обладала функцией динамической стабилизации автомобиля.

Существенную роль в развитие системы Traction Control (сокращенно — TRC) внесли японские инженеры концерна Toyota. Именно им одним из первых пришла в голову мысль использовать принципы, заложенные в систему, для стабилизации автомобиля в случае возникновения аварийной ситуации.

Видео — компания Тойота рассказывает как работает трэкшн контроль:

Отличием TRC от Toyota стал комплексный подход к проектированию системы, в которую вошли датчики угловой скорости в колесах автомобиля, отслеживание скорости вращения каждого из колес, а также использование комплексных методов снижения тяги.

В первых версиях легковых автомобилей уменьшение тяги производилось также за счет «душения» мотора, а в современных версиях системы, устанавливаемой на (к примеру, популярный Toyota RAV-4), выборочное уменьшение скорости вращения того или иного колеса осуществляется с помощью штатной вискомуфты, которая получает сигналы от центрального блока управления системы.

При этом вискомуфта не уменьшает момент на буксующем колесе, а пропорционально увеличивает величину крутящего момента на колесо, имеющее лучшее сцепление с дорогой. Таким «силовым» способом автомобиль возвращается на требуемую траекторию и при этом не возникает опасности развития заноса, но уже в противоположную от скользкой поверхности сторону.

В автомобилях Тойота TRC OFF — что это за кнопка и как ей пользоваться

Для того чтобы отключить систему стабилизации, как уже и говорилось, водителю потребуется нажать кнопку с надписью «TRC off» на центральной консоли вашей Toyota. Делать это следует максимально осознанно — лишь в том случае, если пробуксовка колес действительно является необходимым условием.

Помимо вышеуказанной езды на бездорожье, отключать трэкшен контроль имеет смысл также в случаях, если необходим интенсивный разгон автомобиля (например, для преодоления «ходом» сложных участков на дороге.

Стоит отдельно упомянуть тот факт, что в кроссовере Toyota TRC не отключается полностью, то есть, нажатие клавиши «TRC off» лишь кратковременно деактивирует систему. Кроме того, система автоматически включается при достижении скорость в 40 километров в час, о чем сигнализирует надпись «TRC on» на приборной панели.

Соответственно, в случае необходимости повторного отключения кнопку придется нажимать заново. Такая предосторожность производителя оправдывается нормами безопасности, поскольку сегодня именно трэкшен контроль считается одной из самых эффективных систем безопасности.

Собственно говоря, данное утверждение подкрепляется статистикой дорожно-транспортных происшествий в разных странах, а многие независимые организации лоббируют введение законодательных нормативов, обязующих использование систем TRC на всех продаваемых на рынке автомобилях вне зависимости от комплектации.

Мнения и факты о TCS

упрощение старта и хорошая общая управляемость;
высокая безопасность при прохождении поворотов;
предотвращение заносов;
снижение рисков при движении по льду снегу и мокрому асфальту;
замедление износа резины.

Преимущества и недостатки современных систем Traction Control System

Современные системы трэкшен контроля имеют ряд достоинств и недостатков. К первым, безусловно, можно отнести большую безопасность езды, ведь система способна сама «распознать» риск возникновения заноса и погасить его развитие.

С другой стороны, подобная «помощь» расслабляет водителя, что может приводить к меньшей осторожности при езде на скользком покрытии. Кроме того, не стоит забывать о ситуациях, когда пробуксовка колес не является злом, а, напротив, способна быть помощником водителя.

К слову, данное утверждение относится вовсе не к любителям дрифта и скоростной езды на гоночных трассах, а тех водителей, которые часто ездят по бездорожью или глубокому снегу. К примеру, противобуксовочная и противозаносная системы способны сыграть злую шутку, если вы решили преодолеть «внатяг» снежную целину.

Искусственно ограничивая обороты, система способна заглушить мотор автомобиля в самый ответственный момент, и такой «подарок» закончится поисками трактора. Во избежание таких неприятных ситуаций практически предусматривают возможность отключения трэкшен контроля, для чего используется отдельная клавиша на центральной консоли автомобиля.

Как правило, на нее нанесено соответствующее обозначение (на тех же кроссоверах Toyota это «TRC off»). Используя клавишу, можно дезактивировать систему с целью успешного преодоления сложного участка.

Использование трэкшен контроля в реальной эксплуатации

Несмотря на то, что многие современные автомобили имеют опцию трэкшен контроля, далеко не все водители знают, как пользоваться данной системой. Давайте попробуем разобраться, как следует использовать traction control system на примере автомобиля Toyota RAV-4.

В нормальном режиме движения, так сказать, «по умолчанию», система TRC на Toyota активирована постоянно. Ее вмешательство в управление на первый взгляд совершенно незаметно, однако при попадании одного или нескольких колес автомобиля на скользкий участок дороги система вступает в действие, «направляя» автомобиль в нужном направлении и препятствую развитию заноса.

На практике это можно заметить по выборочному срабатыванию антиблокировочной системы тормозов, которая сопровождается характерным хрустом, а также снижающейся реакцией на педаль «газа». Кроме того, на приборной панели вспыхивает соответствующий индикатор, сигнализирующий о срабатывании системы.

Видео

Смотрите, как работает TRC, на примере Toyota:

Узнайте, как работает противобуксовочная система автомобиля и, какие её виды существуют. Схемы и видео про принцип работы системы.

Содержание статьи: Примерно уже 20 лет, на автомобили устанавливают различные системы безопасности, следят за безопасностью торможения и разгона авто. На сегодняшний день, такие технологии есть у любого современного автомобиля.

Пройдя большой отрезок времени, и непростой путь, от простых систем, вплоть до целых комплексных систем, которые объединяются в несколько противобуксовочных систем.

Итоги

Как видим, трэкшен контроль представляет собой действительно удобную в использовании систему безопасности, которая упрощает жизнь водителя. Возможность принудительного отключения позволяет избежать ситуаций, когда работа TRC может негативно сказаться на управлении автомобилем.

Тем не менее, любая электроника – лишь помощник, ни в коей мере не являющийся гарантией безопасности. Сделать езду по-настоящему безаварийной и грамотной способен лишь сам водитель.

Разбираем так называемый или когда следует менять резину.

Система ASR и нюансы её работы

ASR помогает предотвратить потерю тяги в колесах транспортного средства с помощью электрогидравлической системы, которая контролирует двигатель и тормоза в неблагоприятных дорожных условиях или если водитель использует чрезмерное ускорение и колеса начинают скользить на асфальте. Система ASR помогает не делать ошибок водителю в неблагоприятных дорожных условиях и помогает водителю сохранить контроль над автомобилем.

Профессиональные водители жалуются, что АПС ASR влияет на производительность автомобиля, но это стандартное оборудование в высокопроизводительных транспортных средствах помогает начинающим и водителям, которые часто переоценивают свою способность контролировать автомобиль в неблагоприятных погодных условиях, и восстанавливает контроль водителя в непредвиденных обстоятельствах.

Технология ASR есть в большинстве автомобилей и мотоциклов примерно с 1992 года. И ведет свою историю с начала 1930-х, когда Porsche разработала дифференциал повышенного трения, что позволяет одному колесу вращаться чуть быстрее, чем другим, чтобы улучшить сцепление с дорогой. Система ASR тесно связана с ABS. С первых пользователей ASR, который уже дополняла система ABS, был BMW в 1979 году.

Как устроена система ASR

Только для опытных водителей

Бытует мнение, что антипробуксовочная технология не всегда угождает опытным водителям, которые любят самостоятельно управлять автомобилем в любых ситуациях. К тому же, поклонникам экстремального вождения она вообще мешает – шины не пожечь, эффектно в поворот не зайти, поэтому часто возникает вопрос: «Как отключить ASR?»

На самом деле нет ничего проще – существует специальная кнопка, которая временно деактивирует антипробуксовочную систему, а о том, что она выключена Вам будет напоминать сигнальная лампа на панели приборов.

В завершение хотелось бы сказать, что не стоит пренебрегать электроникой, имеющейся у Вашего авто, каким бы опытным водителем Вы ни были.

Будьте внимательны на дорогах! И, конечно же, не забудьте подписаться на блог, в статьях которого вы будете открывать все секреты своих автомобилей.

Чем можно и чем лучше промыть систему охлаждения двигателя автомобиля
Резонатор глушителя выхлопной системы автомобиля Для чего нужен как устроен и принцип работы резонатора
Как происходит замена стекол на авто Инструменты материалы и описание процедуры по замене лобового стекла автомобиля
Что это такое Виды подвесок автомобиля особенности конструкции и основные неисправности

Преимущества и недостатки

Основные преимущества Traction Control System:

уверенный старт автомобиля с места на любом дорожном покрытии;
устойчивость автомобиля при прохождении поворотов;
безопасность движения в различных погодных условиях (наледь, мокрое полотно, снег);
снижение .

Противобуксовочная система tcs на весте

Принцип работы TCS

Принцип работы противобуксовочной системы
Общий принцип работы Traction Control System довольно прост: датчики, входящие в состав системы, регистрируют положение колес, их угловую скорость и степень проскальзывания. Как только одно из колес начинает пробуксовывать, TCS моментально устраняет потерю сцепления с дорожным покрытием.

Противопробуксовочная система справляется с проскальзыванием следующими способами:

Подтормаживание буксующих колес. Тормозная система задействуется при невысокой скорости – до 80 км/ч.
Уменьшение крутящего момента двигателя автомобиля. При скорости более 80 км/ч задействуется система управления двигателем, которая меняет величину крутящего момента.
Комбинирование первых двух способов.

Принцип работы противобуксовочной системы TCS

Такая система антипробуксовывания колес работает во взаимодействии с системой ABS. В большинстве автомобилей обработка информации ведется также в блоке управления ABS, затем передается для формирования управляющих сигналов в блок управления двигателя.

Противобуксовочная система в своей работе руководствуется показателями датчиков скорости ведущих колес. Если автомобиль полноприводный, тогда в системе задействованы показания всех датчиков.

Датчики вращения колес формируют импульсы, частота которых пропорциональна угловой скорости вращения колес. Если частота импульсов датчика вращения какого-либо колеса существенно превышает частоту импульсов других колес, следовательно, колесо вошло в неуправляемый режим пробуксовки.

Видео — как работает противобуксовочная система TCS на УАЗ Патриот:

Для того чтобы предотвратить это явление, TCS формирует сигнал, который подается на блок управления двигателя для уменьшения тяги либо на систему ABS для подтормаживания соответствующего колеса.

Таким образом, устранение пробуксовки может обеспечиваться за счет:

подтормаживания соответствующего колеса системой ABS;
принудительного уменьшения мощности двигателя (обычно включается на больших скоростях);
совместная работа двух каналов управления крутящим моментом колеса.

Регулировка (уменьшение) крутящего момента двигателя обычно осуществляется путем:

уменьшения подачи топлива;
регулировкой дроссельной заслонки;
изменением угла зажигания.

Устройство и основные компоненты

Схема системы ABS+TCS
Traction Control System основывается на элементах антиблокировочной системы. Система предотвращения пробуксовки колес использует электронную блокировку дифференциала, а также систему управления крутящим моментом двигателя. Основные компоненты, необходимые для реализации функций антипробуксовочной системы TCS:

Насос подачи тормозной жидкости. Этот компонент создает давление в тормозной системе автомобиля.
Переключающий электромагнитный клапан и электромагнитный клапан высокого давления. Каждое ведущее колесо оснащено такими клапанами. Данные компоненты управляют торможением в пределах заданного контура. Оба клапана являются частью гидравлического блока ABS.
Блок управления ABS/TCS. Осуществляет управление противопробуксовочной системой с помощью встроенного ПО.
Блок управления двигателем. Взаимодействует с блоком управления ABS/TCS. Противопробуксовочная система подключает его к работе, если скорость машины более 80 км/ч. Система управления двигателем получает данные от датчиков и посылает управляющие сигналы исполнительным механизмам.
Датчики частоты вращения колес. Каждое колесо машины оснащено данным датчиком. Сенсоры регистрируют скорость вращения, а после передают сигналы в блок управления ABS/TCS.

Кнопка включения/отключения TCS
Отметим, что водитель может отключить антипробуксовочную систему. Обычно на приборной панели присутствует кнопка «TCS», которая включает/отключает систему. Отключение TCS сопровождается подсвечиванием индикатора «TCS Off» на приборной панели. Если такая кнопка отсутствует, то противопробуксовочную систему можно отключить, вытащив соответствующий предохранитель. Однако делать этого не рекомендуется.

Как работает система TCS

Процесс работы системы TCS выглядит следующим образом:

Блок управления постоянно анализирует скорость вращения и степень ускорения ведущих и ведомых колес и сравнивает их. Резкое ускорение одного из ведущих колес расценивается системным процессором как потеря сцепления. В ответ он воздействует на механизм торможения этого колеса и выполняет его принудительное притормаживание в автоматическом режиме, что водитель только констатирует.
Помимо этого TCS оказывает влияние и на двигатель. После поступления сигнала об изменении скорости вращения колес от датчиков в блок управления ABS, он посылает данные на ЭБУ, который отдает команды другим системам, вынуждающим двигатель уменьшать тяговое усилие. Мощность двигателя снижается за счет задержки зажигания, прекращения искрообразования или уменьшения подачи топлива в каком-то цилиндре, а кроме этого может прикрываться дроссельная заслонка.
Новейшие противобуксовочные системы способны также влиять на работу дифференциала трансмиссии.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества Traction Control System:

уверенный старт автомобиля с места на любом дорожном покрытии;
устойчивость автомобиля при прохождении поворотов;
безопасность движения в различных погодных условиях (наледь, мокрое полотно, снег);
снижение износа шин.

Принцип работы антибукса

Для передвижения машины важно сцепление с дорожным полотном. Но его надёжность сильно падает, если дорога мокрая или скользкая, из-за чего повышается вероятность пробуксовки. Она становится причиной таких неприятностей, как:

потеря динамики при разгоне;
ухудшенная управляемость;
высокая вероятность заноса;
повышенный износ шин.

Система курсовой устойчивости на Lada Vesta работает в связке с противобуксовкой (TCS), которая позволяет водителю трогаться с места на скользкой поверхности с минимальной вероятностью пробуксовки.

На деле это выглядит так: если колесо при разгоне начинает слишком быстро вращаться, пробуксовочная система срабатывает и принимает корректирующие меры: притормаживание или снижение передаваемого крутящего момента. Автомобиль вместе с тем остаётся устойчивым.

На Ладе Весте антибукс работает во всех комплектациях.

Применение

Основные компоненты TCS

Противобуксовочная система автомобиля и ABS объединены в едином функциональном блоке.

На этой схеме частично относятся к системе TCS:

18,20,22,24 – датчики частоты вращения колес;
12,13,14,15 – клапаны привода тормозных механизмов;
5 – блок управления;
27 – CAN-шина автомобиля.

Обеспечивает взаимодействие блока управления ABS с блоком управления двигателем. По этой шине локальной связи передаются сигналы управления в случае необходимости уменьшения крутящего момента двигателя для предотвращения момента пробуксовки.

TCS: для чего это нужно

Что это такое ‒ TCS, или же Traction control system, – в автомобиле, наверное, знает не каждый владелец машины. Это система противобуксировки автомобиля, проще говоря ‒ это специальная система, которая улучшает сцепление колес автомобиля с дорогой.

Исправность Traction control system в автомобиле позволит обезопасить себя от многих опасных и неприятных происшествий:

стирание верхнего слоя колеса при резком старте;
проблемное ускорение;
занос при гололеде или мокрой дороге;
занос автомобиля при резком повороте, перестроении или развороте.

Что же означает TCS в автомобиле? TCS позволяет предотвратить огромное количество дорожно-транспортных происшествий. Почти в каждом автомобиле эта система отключаема, но этого делать не стоит, особенно для передвижения по городу.

Чем она поможет в дороге и что представляет собой в различных автомобилях

Traction control system, или TCS, незаменима в долгом пути, поездках по городу, на плохом дорожном покрытии. Особенно в плохую погоду или зимой, когда сцепление колес с дорогой значительно снижается, и появляется вероятность пробуксировки.

Если говорить об этой системе в различных марках и моделях автомобилей, например, что это такое TCS в автомобиле Мазда? То можно быть уверенными, что почти во всех современных автомобилях она почти не отличается. Это система, которая предотвращает буксировку, потерю сцепления ведущих колес путем принудительного притормаживания, или же снижая крутящийся момент, подаваемый от двигателя.

Составляющие TCS

В общем, датчики системы TCS очень схожи с датчиками антиблокировочной системы ABS, используемой при резком торможении. Но существуют и определенные различия:

более чувствительные датчики;
определение изменения скоростей вплоть до 1-2 км/час;
возможность выполнения своих прямых обязанностей и функций ABS;
при скорости до 60 км/час наблюдается повышение давления жидкости в тормозных колесных камерах.

Сама TCS состоит из таких элементов:

частотные датчики, определяющие вращение колес;
циркуляционный насос;
клапаны, регулирующие тормозную жидкость, а, точнее, ‒ ее давление во всех видах цилиндров на ведущих колесах;
электронная блокировка крутящегося момента.

Использование данной системы в автомобиле поможет обезопасить себя и свой транспорт от ДТП или быстрого износа камер колес. Эта система незаменима в дождь и гололед, а также сможет предотвратить заносы на резких поворотах. Она, как и многие другие вспомогательные системы, рассчитана улучшить маневренность, безопасность и управление транспортом. Поэтому чаще всего она сразу установлена в автомобиле, если же нет, то рекомендуется это сделать. Владельцы автомобилей уже с TCS имеют возможность ее отключать за ненадобностью или по личным предпочтениям.

Почти каждый современный автомобиль оборудован этой системой, для того чтобы снизить количество несчастных случаев на дороге и максимально обезопасить водителей. Работа TCS абсолютно не вредит машине и не изнашивает ее запчасти, а скорее, наоборот. К примеру, во время резкого старта может произойти буксировка колес, стирая их покрытие, а если это будет происходить очень часто, то в скором времени придется их менять. Поэтому Traction control system ‒ не прихоть, а необходимость.

Что такое антипробуксовочная система автомобиля TCS?

Антипробуксовочная или противопробуксовочная система — это одна из важнейших функций на современных автомобилях. Главная ее задача — не дать пробуксовывать ведущим колесам на влажном дорожном покрытии. Для обозначения данной функции могут быть использованы различные аббревиатуры, в зависимости от производителя автомобиля:

TCS — Traction Control System (Хонда);
DSA — Dynamic Safety (Опель);
ASR — Automatic Slip Regulation (Мерседес, Ауди, Фольксваген).

Обычно в перечне опций той или иной модели имеется указание на присутствие этой опции.

В этой статье на нашем портале Vodi.su попробуем разобраться с принципом действия и устройством АПС.

Принцип действия

Принцип действия достаточно простой: различные датчики регистрируют угловую скорость вращения колес, и как только будет замечен факт того, что одно из колес начинает крутиться значительно быстрее, тогда как остальные сохраняют прежнюю скорость, принимаются меры к предотвращению пробуксовки.

Пробуксовка колес свидетельствует о том, что колесо утратило сцепление с поверхностью. Такое часто происходит, например, при движении по мокрому асфальту — эффект аквапланирования, во время езды по заснеженным дорогам, гололеду, на бездорожье и грунтовых дорогах. Чтобы избежать пробуксовки, электронный блок управления подает команды на связанные с ним исполнительные устройства.

Есть три основных способа, помогающих справиться с потерей колесами сцепления:

притормаживание ведущих колес;
уменьшение крутящего момента двигателя путем отключения или частичного отключения одного из цилиндров;
комбинированный вариант.

То есть мы видим, что противобуксовочная система является дальнейшим этапом развития системы ABS — антиблокировочной системы, о которой мы также рассказывали на нашем сайте Vodi.su. Суть ее во многом схожа: при торможении датчики контролируют ходовые характеристики, а электронный блок тоже подает электрические импульсы на исполнительные устройства, благодаря которым колесо не резко блокируется, а немного прокручивается, тем самым улучшается управляемость и уменьшается тормозной путь на сухом асфальте.

Есть на сегодняшний день и более продвинутые варианты TCS, которые воздействуют на ходовую часть автомобиля следующими способами:

изменение угла опережения зажигания;
уменьшение угла открытия дроссельной заслонки, соответственно в цилиндры поступает меньшее количество топливно-воздушной смеси;
прекращение искрообразования на одной из свечей.

Стоит также заметить, что имеется установленная пороговая скорость воздействия. Так, если колеса начинает пробуксовывать на скоростях до 60 км/час, то воздействие производится на тормоза. А при движении свыше 60 км/час электронный блок подает команды на устройства, влияющие на двигатель, то есть происходит отключение цилиндров, благодаря чему уменьшается крутящий момент, соответственно колеса начинают вращаться медленнее, удается вновь установить зацепление с поверхностью и возможность потери управления и заноса полностью исключается.

Устройство системы

По своему устройству она в целом схожа с ABS, однако есть и определенные различия, главное из которых состоит в том, что датчики, измеряющие угловую скорость, в два раза более чувствительны и способны регистрировать изменения скорости передвижения до 1-2 км/час.

Главные элементы TCS:

блок управления, который обладает значительно большим объемом памяти и большей производительностью микропроцессора;
датчики частоты вращения колес;
исполнительные устройства — насос обратной подачи, клапаны для контроля за давлением тормозной жидкости в головном и рабочих цилиндрах ведущих колес;
электронная блокировка дифференциала.

Так, при скоростях до 60 км/час благодаря электромагнитным клапанам происходит повышение давления жидкости в тормозных камерах колес. Если же автомобиль движется быстрее, то электронный блок взаимодействует с системой управления двигателем.

При желании TCS может быть установлена на многие модели авто, при этом она будет выполнять как свою прямую функцию, то есть противостоять потере сцепления, так и функцию ABS. Благодаря применению подобных систем аварийность на дорогах значительно уменьшается, а сам процесс управления значительно облегчается. Кроме того TCS может быть отключена.