Принцип стабилизации автомобиля с помощью ESC

Основными состояниями, которые могут возникнуть во время движения, являются недостаточная поворачиваемость, избыточная поворачиваемость и манёвр объезда препятствия. Поведение автомобиля с системой ESC и без нее показано на рисунке 23.

Недостаточная поворачиваемость

Признаком недостаточной поворачиваемости автомобиля (снос передней оси) является снижение реакции на поворот рулевого колеса. Она чаще всего возникает во время прохождения поворота с ускорением. Шины колёс передней оси передают усилие привода и управляющие силы. Предел нагрузки на передние шины превышен. Вследствие этого автомобиль движется по большему радиусу поворота, чем радиус, задаваемый водителем поворотом рулевого колеса. Система ESC стабилизирует автомобиль в два этапа:

1. Блок управления двигателя получает команду на снижение крутящего момента двигателя.

2. Благодаря подтормаживанию колеса, движущегося по внутреннему радиусу поворота, возникает стабилизирующий момент относительно центра тяжести автомобиля, который доворачивает автомобиль в направлении, задаваемом рулевым колесом.

Рисунок 23 – Поведение автомобиля с системой ESC и без нее

Более ранние системы воздействовали для стабилизации на заднее колесо, движущееся во внутреннему радиусу поворота. Современные системы ESC для стабилизации автомобиля воздействуют на оба колеса, движущиеся по внутреннему радиусу поворота. Выбор колеса и интенсивность подтормаживания модуль ESC оценивает по степени недостаточной поворачиваемости автомобиля.

Избыточная поворачиваемость

При избыточной поворачиваемости автомобиля (занос задней оси) состояние автомобиля должно корректироваться путём изменения направления вращения рулевого колеса. Справиться с этим явлением сложнее, чем с недостаточной поворачиваемостью.

Система ESC стабилизирует автомобиль тоже в два этапа:

1. Благодаря подтормаживанию колеса, движущегося по внешнему радиусу поворота, возникает стабилизирующий момент относительно центра тяжести автомобиля, который доворачивает автомобиль в направлении, задаваемом рулевым колесом.

2. Если этого вмешательства недостаточно, модуль ESC передаёт блоку управления двигателя команду кратковременно увеличить подачу топлива (это происходит в очень редких случаях).

Манёвр объезда препятствия. Безопасное выполнение этого манёвра было основной причиной разработки системы ESC. Автомобиль, не оборудованный системой ESC, должен уклоняться от внезапно возникшего препятствия так, как это показано на рисунке 24. Водитель поворачивает рулевое колесо влево и сразу же после этого вправо.

Рисунок 24 - Манёвр объезда препятствия, состоящий из участков с недостаточной и избыточной поворачиваемостью.

Автомобиль начинает раскачиваться, и заднюю часть автомобиля выносит в сторону. Водитель с трудом может остановить вращение автомобиля, и он может сорваться в неконтролируемый занос.

Автомобиль с системой ESC. Водитель выполняет манёвр объезда препятствия так же, как и в предыдущем случае. Система ESC поддерживает действия водителя в следующей последовательности:

1. Во время первого поворота рулевого колеса влево автомобиль имеет недостаточную поворачиваемость. Путём уменьшения крутящего момента двигателя и подтормаживания заднего колеса, движущегося по внутреннему радиусу поворота, недостаточная поворачиваемость уменьшается до минимума.

2. Во время последующего поворота рулевого колеса вправо направление движения автомобиля поддерживается за счёт увеличения момента привода на передних колёсах, чтобы таким образом ускорить изменение направления движения.

3. При возвращении на правую полосу движения водитель поворачивает передние колёса влево и реакция автомобиля поддерживается дополнительным моментом привода на переднем левом колесе.

Приведенное описание сильно упрощено. Во время реального манёвра объезда препятствия недостаточная поворачиваемость автомобиля сменяется избыточной поворачиваемостью очень быстро. В этом случае недостаточная и избыточная поворачиваемость корректируется модулем ESC. Описать все состояния, в которых находится автомобиль при совершении манёвра объезда препятствия сложно. Кроме того, каждый автомобиль имеет другие ходовые качества и реагирует иначе.

Рисунок 25 – Гидравлическая схема системы ESC