Stabilizační systém automobilu – jak funguje a proč je v moderních automobilových technologiích potřebný

Vybavení moderního vozu zjednodušuje proces jízdy. Zároveň se nedá říci, že by to bylo příliš snadné. Je třeba vzít v úvahu mnoho nuancí, abychom neskončili na okraji nejen silnice, ale i života. Důležité jsou křivky vozovky, povětrnostní podmínky, zážitek z jízdy a mnoho dalšího. Auto se může na silnici chovat nepředvídatelně. Ztráta kontroly může způsobit nehodu. Jak takovému vývoji zabránit?

Obsah:

To lze provést pomocí ESP. Pod touto zkratkou se skrývá systém zajišťující směrovou stabilitu. Z pohledu angličtiny to znamená: Electronic Stability Program.

Co je ESP

Označuje bezpečnostní systém, který využívá počítač k ovládání vozu v neobvyklých situacích. Pokud vůz ztratí stabilitu na silnici, to znamená, že začne sledovat nebezpečnou trajektorii, jeho poloha je násilně vyrovnána.

ESP není jednotné označení pro dynamické stabilizační systémy. Toto je oblíbená značka a nic víc. Proto to zvážíme konkrétně. I když další podobné systémy mají svou vlastní popularitu, například ESC a DSC.

Příběh

První patent na systém tohoto typu byl vydán v roce 1959. Vývoj byl nazván „Control Device“. Iniciátorem byl koncern Daimler-Benz. Výsledek byl průměrný. Inženýři koncernu nebyli schopni nabídnout produkt, který by se mohl stát skutečným pomocníkem řidiče.

Vše se po mnoha letech změnilo. V roce 1994 byly prémiové Mercedesy vybaveny plnohodnotným bezpečnostním systémem. O něco později byla stabilizace směnného kurzu dostupná na sériových vozidlech Mercedes-Benz.

Zařízení

ESP samo o sobě není schopno plnit úkoly, které mu byly přiděleny. K tomu jsou zapotřebí elektronické senzory. Speciální jednotka zpracovává signály, které od nich přicházejí. Elektronika okamžitě informuje systém o nevhodném chování vozidla, což umožňuje znovu získat kontrolu nad vozidlem.

Seznam prvků tvoří:

• hlavní jednotka určená ke zpracování signálů ze senzorů a ovládání konkrétních zařízení;
• senzory, které zaznamenávají, jak rychle se každé kolo otáčí;
• senzory, které měří rychlost a axiální výchylku vozidla. Senzory tohoto typu jsou umístěny uvnitř jednoho pouzdra;
• ovladač schopný určit, jak volant mění svůj úhel natočení;
• hydraulická jednotka, která iniciuje brzdné síly.

Mezi asistenty patří také následující systémy:

• ABS – eliminuje možnost zablokování kol při brzdění;
• EBD – rozložení síly při ovládání brzdových kotoučů;
• ASR – kontrola prokluzu kol s následným přerozdělením točivého momentu. Uklouznutí je vyloučeno;
• EDS je doplněk k ASR. Blokování mechanismu diferenciálu.

Jak to funguje

Stabilizace kurzu přes ESP není možná bez ABS. Protiblokovací brzdový systém je důležitým bodem při úpravě chování vozu. Proces stabilizace je zajištěn také prostřednictvím funkčnosti systému kontroly trakce a jednotky schopné měnit provozní režim motoru.

ESP určuje vývoj smyku pomocí několika parametrů. Například při malém úhlu natočení kol může být zaznamenáno nadměrné boční zrychlení a výrazná změna úhlu natočení vozidla. To jde nad rámec „správné jízdy“, takže do hry vstupuje systém.

V praxi se konkrétní kola zpomalují nebo brzdná síla slábne. Hydraulický modulátor mění stav brzdové soustavy z hlediska jejího tlaku. Provoz pohonné jednotky se upravuje. Řídicí jednotka snižuje přívod paliva, což snižuje točivý moment přenášený na kola. Výsledkem je, že vůz dostane svou předchozí trajektorii.

Struktura má hlavní blok, který přijímá a zpracovává informace přicházející ze senzorů. Tyto informace znamenají několik bodů: jakou rychlostí se kola otáčejí, v jaké poloze je volant a jaký tlak v brzdovém systému odpovídá normě. Na základě těchto údajů se ESP rozhodne, jak jednat. V tomto případě jsou nejdůležitější signály ze dvou snímačů, které snímají boční zrychlení a úhlovou rychlost.

Podívejme se na příklad zjednodušeného diagramu, jak dochází ke stabilizaci kurzu.

Smyk

Ovladač bloku přijímá data:

• zadní náprava se začne posouvat do smyku;
• rychlost posuvu je mimo přípustné meze.

Pokud jste zkušený řidič, tak šlápněte na plyn a snažte se dostat ze smyku. Klíčovým slovem je zde „zkušený“, ale většina řidičů jsou ti, kteří v podobné situaci nebyli. Mohou být zmateni. Nepozornost je také něco, co je třeba zvážit. Zde přichází na řadu potřeba ESP.

Systém vrátí vůz do předchozího kurzu přibrzděním předního kola zvenčí.

Demolice

Senzory signalizují neobvyklé chování vozidla:

• posun přední nápravy se zaznamenává ve směru, jako je vnější strana zatáčky;
• Rychlost stáčení je určena jako nízká.

Systém stabilizuje vůz, čehož je dosaženo přibrzděním zadního kola zevnitř.

Povinná přítomnost ESP

Vozy provozované v zemích EU jsou vybaveny ESP, které je od roku 2014 legalizováno. To je vyžadováno pro minimální konfiguraci. Pokud jde o Rusko, také existuje takové pravidlo, ale vztahuje se pouze na certifikaci nových vozů. U ostatních strojů je vylepšení tohoto plánu možné pouze za příplatek.

Samotná instalace

Pokud chcete a máte nějaké dovednosti, můžete si ESP nainstalovat sami. K tomu potřebujete vědět, jaké systémové prvky jsou potřeba, kde jsou nainstalovány, jak používat skener a odpovídající software. Pro zbytek budete muset zakoupit:

• blokový ovladač;
• SIM modul;
• snímač rychlosti stáčení;
• zástrčka.

Poruchy

Signál, že ESP selhal, je odeslán na palubní desku, kde je kontrolka. Tato situace je možná v důsledku:

• porucha blokového regulátoru;
• otevřený obvod, k čemuž dochází hlavně u snímačů rychlosti;
• porucha snímače brzdné síly atd.

V každém případě musíte na signál poruchy reagovat včas. K určení problému je nutná počítačová diagnostika.

Výkon

Někteří automobiloví nadšenci se domnívají, že ESP je překážkou normální jízdy a nemožností dostat se z kritických situací. Poslední tvrzení je pravdivé, ale částečně. Procento nevhodného chování ESP je zanedbatelné.

Systém zajišťující směrovou stabilitu je účinný. Neumožňuje řidičům chovat se na silnici příliš volně. Pokusy o řízení, které přesahují to, co je povoleno, jsou zastaveny. Ztráta výkonu na kluzkém povrchu v terénních podmínkách je pokryta elektronickou imitací blokování, která pomáhá překonávat překážky při diagonálním zavěšení.

Video

Alexey Del 15. září 2020

Automobilový expert s 10 letou praxí v automobilovém průmyslu. Toto je hlavní autostránka AutoIWC, která na našem webu napsala více než tisíc článků a také asi 200 článků o kamionech na webu Wikitrucks. Odborník se dobře vyzná ve spolehlivosti vozů a náhradních dílů pro ně, protože má vlastní obchod s autodíly.

S rozvojem elektronických asistenčních systémů řidiče při jízdě je umožněn elektronický zásah v některých obtížných situacích, kdy dovednosti začátečníka již nestačí. Automatizace funguje rychleji a hlavně správněji, protože její programy jsou psány na základě znalostí kvalifikovaných odborníků jak v praktické jízdě, tak v teorii chování vozidel.

Proč potřebujete elektronický stabilizační systém auta?

Jeden z těchto programů se spolu se senzory, mikropočítači a akčními členy nazývá Electronic Stability Program (ESP), což znamená systém pro řízení stability vozu, když kola ztrácejí trakci nebo jsou na pokraji takové ztráty.

To je důležité: Co je lepší, pohon všech čtyř kol, přední nebo zadní

Není nutné používat přesně tento termín různé automobilky mohou používat jiná označení, a to i v jiných jazycích.

ESP je navrženo tak, aby poskytovalo směrovou stabilizaci vozu, to znamená schopnost pohybovat se pro řidiče předvídatelně a neztrácet kontrolu, pokud je to možné.

Čtěte také: Subaru Forester III: v lese i ve městech

Přirozeně, když se spojka úplně vytratí a žádná akce nepomůže, nejen řidič, ale i všichni jeho automatickí asistenti se promění v spolujezdce, zázrak se nestane.

Pokud je ale ještě možné vrátit auto do trajektorie a uklidnit jeho vibrace, ale řidič si s tím z různých důvodů neví rady, pak elektronika určitě pomůže.

ESP se dá do jisté míry přirovnat k ideálnímu člověku, s okamžitými reakcemi a nejlepšími schopnostmi a navíc má ovládání, které řidič vůbec nemá.

Deaktivace ESP: proč deaktivovat stabilizační systém

Vypnutí ESP je důležité při zapojení do motorsportu. Například je nemožné implementovat driftování se zapnutým systémem řízení směnného kurzu. Počítač nepochopí, že řidič nechává auto schválně smyk, a trajektorii narovná.

To je důvod, proč mají sportovní vozy tlačítko „DSC OFF“, které deaktivuje stabilizaci. Nikdy se úplně nevypne – jen tak selektivně nepomůže. Pokud však kontrolu zcela ztratíte, CAP stále „přijde na pomoc“.

Některé prostřednictvím softwarového zásahu deaktivují systém trvale. Má ale smysl deaktivovat program, který zachraňuje životy? To platí pouze pro vozy používané výhradně na trati.

Motorsport nekončí závoděním – je tu jízda v terénu. Na průjezdnost terénem má negativní vliv systém kontroly stability, který blokuje protáčející se kolo, když je naopak nutná uzávěrka diferenciálu. Se zapnutým ESP je šance opustit obtížné místo minimální, takže je nutné jej vypnout.

Existují 2 generace ESP. První existovala až do poloviny XNUMX. století a neměla vyvinuté operační algoritmy. Řidiči doslova cítili zásah elektroniky do řízení a kontroly trakce. Druhá generace pracuje tiše a efektivněji.

ESP přestane fungovat, pokud jsou senzory vadné. Jejich vypnutí však neprojde bez zanechání stopy – auto to zaznamená a „vydá“ chybu. Deaktivaci lze provést pouze programově.

Zařízení ESP

Systém zahrnuje zařízení, která byla používána v protiblokovacích brzdových systémech před jeho objevením, a také řadu nových, které fungují pouze pro stabilizaci:

• veškerá hydraulika systému ABS, včetně vysokorychlostního čerpadla brzdové kapaliny, hydraulického akumulátoru, ventilového systému;
• elektronická řídicí jednotka s programem;
• snímače otáčení kol;
• snímač úhlu natočení volantu;
• snímač otáčení vozidla kolem svislé osy;
• senzor zrychlení ve všech směrech;
• snímače pro ovládání, brzdové a plynové pedály;
• rozhraní pro komunikaci s motorem, posilovačem řízení a převodovkou;
• Některé drahé a pokročilé systémy mohou přidat k převodovce speciální zařízení, jako jsou spojky a řízené diferenciály.

Čtěte také: Benzínové motory

Inženýři tak dostávají do rukou výkonné zařízení, které může vážně ovlivnit přerozdělení vektorů tahu a brzdné síly v jakémkoli směru a v jakémkoli úhlu.

Nezbývá než vyvinout řídicí algoritmy pro celý systém a pečlivě je otestovat na milionech testovacích kilometrů, jako vše, co souvisí s bezpečností.

Jak funguje elektronický stabilizační program

Z automobilové teorie je známo, že při jízdě dochází ke dvěma nežádoucím jevům – přetáčivosti a nedotáčivosti.

V ideálním případě by při dosažení limitu přilnavosti kol k vozovce měl vůz se stejnou intenzitou vyjet ze zatáčky všemi čtyřmi koly a stejně tak přestat klouzat současně s přední i zadní nápravou.

Ve skutečnosti se to stává zřídka, takže jedna osa nevyhnutelně předbíhá druhou, což vede ke vzniku nenulového úhlu mezi podélnou osou vozu a tečnou k jeho trajektorii.

Navíc se zvětšuje úhel, reakce řidiče může být nesprávná nebo zpožděná, vůz začíná kolísat směr, což znamená ztrátu stabilizace a přechod do nekontrolované rotace.

Přílišná kontrola znamená být před zadní nápravou při prokluzu nebo zablokování. Auto otočí čumák směrem dovnitř zatáčky, rozvinutí jevu se obvykle říká smyk. Do jisté míry je to podmíněné, ale terminologie je ustálená.

Je možné vypnout ESP

U mnoha vozů výrobci poskytli možnost deaktivovat ESP pomocí speciálního tlačítka na přístrojové desce, ale tato funkce není k dispozici u všech modelů. Některá auta nemají vypínací tlačítko nainstalované vůbec, jiná tuto funkci mají, ale ne vždy to funguje tak, jak bychom si přáli, například:

• U některých vozů může být ESP deaktivováno pouze částečně. To znamená, že samotný systém zůstává aktivní, pouze některé jeho subsystémy, jako je ASR, přestanou fungovat.
• U jiných vozů může být ESP zcela deaktivováno, ale pouze dočasně. Systém se automaticky spustí po určité době nebo když vozidlo dosáhne určité rychlosti.

V každém případě si tyto informace rozhodně ujasněte při nákupu vozu, pokud je to pro vás důležité.

V některých situacích však samotní výrobci doporučují deaktivovat ESP, konkrétně:

• Pokud jste nainstalovali menší kolo (re-roll).
• Při instalaci kol různých průměrů na auto.
• Při jízdě autem v terénu, na ledu, trávě nebo sypkém písku.
• Při instalaci různých sněhových náramků nebo řetězů na kolečka.
• Když potřebujete „rozhoupat“ auto, abyste se dostali z bláta nebo sněhu.
• V případě provádění měření nebo diagnostiky vozu na dynamickém stojanu.

Ve všech ostatních případech vám nedoporučujeme vypínat ESP ve vašem voze, pokud se samozřejmě nechystáte vytvářet nové rychlostní rekordy. Ostatně ESP slouží k zajištění maximální stability a bezpečnosti při jízdě autem a s tímto úkolem se vyrovnává celkem dobře.

To je vše, co jsme chtěli říci o systému kontroly stability v tomto článku. Doufáme, že jste obdrželi dostatek informací o ESP, o tom, co v autě je a jak tento systém funguje, stejně jako o jeho výhodách a nevýhodách. A zda se mu tato funkce vyplatí při koupi vozu dodatečně investovat nebo jde o vyhozené peníze – to si musí rozhodnout každý řidič sám.

Čtěte také: Design startéru do auta

Nové články

• Co je to baterie v autě? Vysvětlení pojmu, konstrukce a údržba baterií

Poruchy

Protože ESP je založeno na všech hlavních součástech protiblokovacího brzdového systému, souvisí s nimi i jeho poruchy. Porušení v provozu samotného programu je nepravděpodobné.

1. Nejčastěji selhávají snímače otáčení kol a jejich kabeláž, protože pracují v nejobtížnějších podmínkách.
2. Problémy mohou souviset s hydraulickou jednotkou, jejím čerpadlem a ventily. Zvláště pokud zanedbáte plánovanou výměnu brzdové kapaliny.
3. Všechny ostatní senzory selhávají častěji než jakákoli jiná elektronika; důvodem může být přirozené stárnutí součástí, vlhkost a koroze. Jako vždy věnujte zvláštní pozornost elektroinstalaci.

V případě poruchy systém autodiagnostiky rozsvítí příslušnou kontrolku na přístrojové desce. Jízda bez ESP je velmi nežádoucí, chování vozu se stane nezvyklým a u nejsilnějších motorů ho řidič prostě nemusí ovládat.

Princip

Hlavním úkolem zařízení je včas zachytit okamžik netypického pohybu vozu. Aby toho bylo dosaženo, senzory sání nepřetržitě předávají informace o aktuálním pohybu vozidla. Přijatá data jsou porovnána se standardními možnostmi zabudovanými v regulátoru. Pokud je zaznamenána jakákoli odchylka od nastaveného programu, zařízení se zapne.

V závislosti na situaci ESP ovlivňuje brzdové zařízení nebo točivý moment.

Program poskytuje mnoho možností pro vývoj událostí a akcí k předcházení mimořádných situací.

Při smyku

Pokud se při levé zatáčce auto nevejde do bezpečné trajektorie, zařízení okamžitě ovlivní pravé přední kolo. Dojde k aktivaci brzdového systému, což povede k uhašení smyku. Metoda je založena na fyzikálních zákonech. Brzdící pravé kolo působí jako protiakce a stabilizuje situaci.

Při demolici

Při driftování během levé zatáčky aktivuje ESP další točivý moment přibrzděním levého zadního kola. Činnosti systému jsou zaměřeny na předvídání situace. Řidič nemusí ani cítit zásah do procesu ovládání, aniž by měl podezření, že při řízení vozu udělal chybu.

Výhody a nevýhody

Všechny výhody systému jsou zřejmé z popisu jeho akcí v kritických situacích. Zachrání auto, když mu nic jiného nepomůže.

Při rychlé jízdě navíc někdy nezkušení řidiči v nezávislých testech předbíhali motoristické jezdce, kteří takový systém neměli. Neměli byste v to doufat, ale ESP znásobuje schopnosti řidiče, pokud ovšem nejsou nulové.

Stávají se ale i nepříjemné situace.

1. V nejtěžších případech je ESP neúčinné, kola již nemají přilnavost k vozovce a není natrénováno na nestandardní techniky zkušeného řidiče.
2. Algoritmy řízení trakce motoru jsou stále nedostatečně vyvinuté, zejména se přidává do vozidel s pohonem předních kol a pohonem všech kol. I když pro ty samé motoristické sportovce jde o základy, bez kterých nemají na silnici co dělat. Takové techniky je ale obtížné automatizovat.
3. Občas systém špatně pochopí chaotické otáčení volantu nezkušeným řidičem. Podle logiky bezpečnosti, která je mu vlastní, zjednodušeně řečeno, musí poslouchat osobu, jejíž schopnosti jsou jí neznámé. ESP proto zatím nemá právo jednat radikálně tím, že by ho zbavil kontroly.

Pro boj s nedostatky existuje jeden prostředek – tlačítko pro deaktivaci ESP, které je k dispozici na mnoha autech. Mělo by se používat pouze tehdy, když jsou přesně známy důsledky.

I když se systém v tomto případě úplně nevypne, práh pro jeho zásah je prostě výrazně snížen.

Povinná dostupnost ESP

Od roku 2011 mají Spojené státy a země Evropské unie legislativu, že každý vůz musí být vybaven Elektronisches Stabilitatsprogramm. V ruské legislativě taková podmínka neexistuje. V Ruské federaci je přítomnost ovládacího zařízení vnímána jako další možnost. To však neznamená, že ESP je méně potřebné nebo užitečné.

Instalace ESP na stará auta je příliš drahá a není nutná. Nové zahraniční automobily a automobily vyrobené v tuzemsku musí být vybaveny ESP, aby získaly evropský certifikát shody.

Proto i přes absenci přímých legislativních aktů je od roku 2015 většina nových ruských vozů vybavena systémem kontroly stability.