ABS, EBD, ASR, ESP: как работает вспомогательная электроника в авто

Еще не так давно надежное и безопасное поведение машины на дороге зависело только от ее удачной механической конструкции: распределения массы, подвески, рулевого управления. Мало того, что создать такую систему непросто, так еще водителям нужно освоить эту механику и научиться грамотно управлять автомобилем в непростых ситуациях.

Теперь разработчикам и автовладельцам помогают электронные схемы. Mafin Media рассказывает, какими они бывают и что умеют.

Что такое ABS

ABS (нем. Antiblockiersystem) — антиблокировочная система. Это первая конструкция для активной помощи водителю, которая была запатентована компанией Bosch еще в 1936 году. Но массовых компактных электронных компонентов пришлось ждать до 70-х годов, когда ABS начали серийно устанавливать на автомобили.

Главная цель ABS — предотвратить блокировку колес при торможении, ведь, если их резко и намертво застопорить, автомобиль превращается в тяжелый инерционный объект, опирающийся на четыре небольших пятна контакта размером с ладонь. И по управляемости его можно уподобить столу на четырех ножках, пущенному с ледяной горки.

Как работает. ABS очень быстро, до нескольких десятков раз в секунду, прихватывает тормоза и отпускает их вновь. При этом специальные датчики учитывают скорость вращения колес, степень их замедления и угол поворота руля, а электронный блок принимает от них сигналы и дает оптимальные команды тормозной системе. Эффективнее всего ABS срабатывает при резком топчущем нажатии на педаль тормоза.

Что делает. С ABS колеса — чтобы не уподобиться тем самым «ножкам стола» — быстро замедляются, сохраняя вращение. Это значит, вы способны управлять автомобилем в процессе торможения и, скажем, объехать препятствие или пешехода. Также важно, что сила трения о дорогу у замедляемого колеса выше, чем у скользящего заблокированного.

Возможные проблемы. ABS «в чистом виде», без поддержки других электронных систем, может увеличить тормозной путь на скользком покрытии, снегу, гравии, однако, напомним, сохраняя при этом управляемость.

Что такое EBD

EBD (англ. Electronic Brakeforce Distribution) — электронная система распределения тормозных усилий. Ее можно считать родственной ABS, только более сложной и продвинутой. Цель такая же — обеспечить равномерное, контролируемое и безопасное замедление авто.

Как работает. Здесь электроника с помощью датчиков отслеживает скорость вращения и степень замедления каждого колеса, учитывая, что они могут находиться на смешанном покрытии (например, пятна гололеда на дороге) либо быть частично нагруженными и разгруженными при перераспределении масс во время маневров. В зависимости от нагрузки и сцепления с дорогой блок управления дает индивидуальные команды тормозным механизмам на разных колесах.

Что делает. За счет индивидуального распределения усилий на тормозах EBD помогает каждому участку автомобиля замедляться равномерно относительно других участков. Другими словами, она гасит инерцию (про действие законов физики на авто мы подробно рассказали в другой статье) и сохраняет контроль и устойчивость во избежание заноса, сноса или разворота авто во время торможения. Проще говоря, EBD помогает плавно затормозить без рыскания и потери устойчивости.

Что такое ASR

ASR (нем. Antriebsschlupfregelung) — противобуксовочная система, препятствующая потере сцепления колес с дорогой. Синонимы у разных производителей: TCS (англ. Traction Control System), DTC (англ. Dynamic Traction Control), TRC (англ. Traction Control) и др.

Как работает. Датчики скорости вращения на каждом колесе определяют, когда отдельные колеса начинают крутиться быстрее других, то есть проскальзывать и буксовать. Тогда электроника заставляет эти колеса замедлиться, пока они не схватятся за поверхность и не выровняют свою скорость относительно других колес.

Этот эффект достигается как дозированным уменьшением тяги двигателя, так и индивидуальным срабатыванием тормозных механизмов.

Что делает. ASR не дает отдельным колесам на сложном покрытии бесконтрольно раскручиваться со своей скоростью, провоцируя автомобиль дергаться и вилять из стороны в сторону. Противобуксовочная система обеспечивает ровную тягу и стабильное сцепление относительно всех участков автомобиля, а значит, движение получается контролируемым и безопасным.

Возможные проблемы. В некоторых случаях интенсивное ускорение автомобиля лучше достигается при контролируемой пробуксовке колес, и тогда вмешательство системы, которая ориентируется на поведение колеса с наихудшим сцеплением, может только осложнить ситуацию. Например, у автора на полигонах были случаи, когда в виражах на снежной трассе инерция выносила автомобиль наружу поворота кормой назад.

Интенсивный газ с пробуксовкой помогал авто с отключенной ASR (или частично отключенной, в зависимости от модели) сохранить траекторию, тогда как машина с «придушенной» ASR тягой беспомощно выскальзывала с трассы.

Внимание: этот пример относится к специальной закрытой трассе, а в реальных условиях безопаснее двигаться с полностью включенной электроникой, соблюдая скоростной режим.

Что такое ESP

ESP (англ. Electronic Stability Program) — электронная система контроля устойчивости автомобиля, которая стабилизирует траекторию, помогает предотвратить занос и снос. Синонимы: ESC (англ. Electronic Stability Control), VSA (англ. Vehicle Stability Assist), DSTC (англ. Dynamic Stability and Traction Control) — всего более полутора десятков наименований.

Как работает. Фактически ESP объединяет элементы и принципы указанных выше электронных систем. В ней тоже используются датчики скорости вращения колес, поворота руля, ускорения и тормозных механизмов, гироскоп, отслеживающий положение кузова относительно траектории, и т. д.

Когда электроника понимает, что отдельные элементы машины ведут себя не по ситуации — скажем, положение кузова не соответствует повороту руля, пробуксовывают отдельные колеса или скользит ось, — она посылает сигнал соответствующим механизмам. И тогда система сможет снизить обороты двигателя, притормозить определенное колесо, а отдельные продвинутые модификации даже производят почти незаметные подруливания.

Что делает. Образно говоря, ESP выполняет за вас (полностью или частично) действия из упомянутой уже статьи, стабилизируя автомобиль.

Например, вы перебрали с газом в повороте, и машина устремилась наружу к отбойнику. Тогда система может чуть притормозить заднее колесо на внутреннем радиусе — оно сработает как своего рода «якорь», вокруг которого передняя часть автомобиля по инерции немного довернется внутрь, восстанавливая траекторию. И часто водитель даже не успевает это заметить.

Возможные проблемы. Они могут возникнуть больше из-за человеческого фактора. Начинающий водитель, особенно без опыта поездок на машинах «доэлектронной эры», может приписать заслуги электроники собственным драйверским навыкам и в итоге выйти за рамки, когда даже умные системы не смогут противостоять законам физики. Как раз для профилактики таких ситуаций некоторые автопроизводители организуют собственные курсы безопасности, на которых демонстрируют возможности вспомогательных систем и, главное, их пределы.