Как работает система esp на автомобиле. Что такое система ESP и зачем она нужна? Как работают ESP и ESC

Каждый новый автомобиль, проданный в Европе с 2014, должен быть оснащён электронной системой стабилизации, но далеко не все автовладельцы знают, чем отличаются ESP и ESC, а также на что влияет выбранный вариант.

ESC (или ESP) многими рассматривается как одно из величайших достижений в области автомобильной безопасности и автоспорта в частности. Принципиальное отличие системы стабилизации от таких традиционных элементов пассивной безопасности как ремни и подушки заключается в том, что они предназначены для спасения жизни, а также сохранения здоровья водителя и пассажира при аварии, а вот ESC (или ESP) используются .

Для справки, ESC расшифровывается как Electronic Stability Control (Электронный Контроль Устойчивости), а ESP - Electronic Stability Program (Электронная Программа Стабилизации). Фактически, цели у обеих совпадают, а исследования и проверка опытным путём наглядно доказывают их эффективность. По мнению британских специалистов, которые основывались на статистических данных, оснащение автомобиля ESP помогает снизить риски серьёзного транспортного происшествия на 25%. В то же время шведские исследователи склонны полагать, что данная система активной безопасности помогает на 35% уменьшить вероятность попадания в аварию со смертельным исходом при плохих погодных условиях.

Это мрачная перспектива, которая, тем не менее, должна подвергаться тщательному анализу, именно поэтому в Европе на законодательном уровне закрепили обязательное оснащение всех новых автомобилей ESP. Такая инициатива была реализована в 2014 году, до этого момента столь важная система входила лишь в список дополнительного оборудования, доступного достаточно дорогим моделям. При этом прообраз данной электронной системы был запатентован ещё в 1959 году, а реализовать её на массовой серийной модели удалось только к 1994 году.

Как работают ESP и ESC

При таком количестве электронных систем, устанавливаемых в автомобиле, каждая из которых имеет собственную аббревиатуру, многие автовладельцы совершенно не понимают, в чём заключается принципиальное отличие между ними. Ещё больше усложняет ситуацию то, что для обозначения близких по назначению средств активной безопасности используются разные названия, которые в большинстве случаев определяются самим производителем.

Так, ESP (Electronic Stability Program) может быть известна как ESC (Electronic Stability Control), VSC (Контроль Устойчивости Автомобиля или система курсовой устойчивости), VSA (Vehicle Stability Assist - Система Курсовой Стабилизации) или DSC (Dynamic Stability Control - Система Динамического Контроля Устойчивости). Некоторые автопроизводители используют собственные «бренды» для продвижения ESP, поэтому вы можете столкнуться, например, с DSTC (Dynamic Stability and Traction Control) от или PMS (Porsche Stability Management) от .

Итак, теперь мы определились с возможными вариантами названий, давайте посмотрим, как работает ESP.

Добавление третьего элемента безопасности к ABS и противобуксовочной системе

Для того, чтобы появилась возможность оснащения вашего автомобиля системой ESP, он должен быть оборудован ABS (антиблокировочная тормозная система) и TCS (Traction Control System - противобуксовочная система) В простейшем случае два этих элемента активной безопасности предназначены для того, чтобы улучшить управляемость и предсказуемость, а также сохранять контроль над автомобилем при торможении и ускорении соответственно, поэтому их вмешательство в процесс управления сводится лишь к контролю линейного ускорения.

ESP дополняет их и вносит третье контролируемое измерение, поскольку она отвечает за перемещение автомобиля в перпендикулярном траектории движения направлении, в котором и возникают такие явления как недостаточная или избыточная поворачиваемость - занос. В более продвинутых версиях она находится в постоянном взаимодействии и с электронным блоком управления двигателем, чтобы максимально повысить эффективность своей работы.

Согласно статистическим данным, ESP может предотвратить до 80% заносов, что является отличным показателем, особенно на фоне того, что около 40% аварий происходит именно из-за этого явления. Тем не менее, стоит вспомнить слова Скотти из фильма Стартрек: «Вы можете изменить законы физики!» . Конечно, возможности систем активной безопасности не безграничны и об этом не стоит забывать. Если водитель перешагнёт тот рубеж, когда потеря контроля над автомобилем неизбежна, ни одна из существующих ныне систем не позволит предотвратить серьёзные последствия.

Дополнительная устойчивость при повороте с ESC

Поскольку ESP обеспечивает дополнительную безопасность наряду с ABS и TCS, вас вряд ли удивит тот факт, что она использует большую часть оборудования из этих систем для работы. Используя датчики для измерения скорости отдельных колес, а также информацию от датчиков бокового ускорения и датчиков поперечной скорости, блок управления ESP постоянно контролирует боковые движения автомобиля и сопоставляет их с положением рулевого колеса. Если машина не отреагирует на движение руля так, как это запрограммировано, или заданный угол поворота, а также скорость слишком велики, ESP начнёт подтормаживать колёса, пытаясь сохранить прямолинейную траекторию движения. При этом торможение осуществляется при активном взаимодействии с , что исключает блокировку одного из колёс. Сама суть работы рассматриваемой системы заключается в том, чтобы начать активно содействовать процессу управления машиной ещё до того момента, как водитель поймёт, что начинает терять контроль.

Система работает постоянно, вне зависимости от режима езды, и даже при движении накатом. А механизм её влияния полностью зависит от ситуации и конструктивных особенностей автомобиля. Например, если в резком повороте фиксируется начало проскальзывания задней оси, то электроника начинает плавно снижать количество подаваемого в двигатель топлива, обеспечивая снижение его оборотов. Если же и этого оказывается недостаточно, то начинается постепенное подтормаживание передних колёс. Если же автомобиль оснащён автоматической трансмиссией, то ESP позволяет принудительно активировать зимний режим работы, обеспечивая возможность перехода на пониженную передачу.

Дополнительные преимущества ESC

Поскольку ESC способен тормозить колеса автомобиля независимо от нажатия педали, она открывает огромный потенциал для реализации и внедрения других различных технологий безопасности. К ним можно отнести и достаточно известную ныне Brake Assist, предназначенную для сокращения тормозного пути, которая распознаёт ситуацию экстренного торможения и оказывает необходимое содействие водителю. А также Hill Hold Control, суть которого заключается в помощи при трогании в гору путём подтормаживания колёс на пару секунд после отпускания педали, чтобы предотвратить откатывание назад. Всё это ещё на несколько шагов приближает тот момент, когда электроника полностью заменит водителя.

Electronic Stability Program – система динамической стабилизации автомобиля, предотвращающая развитие заноса либо минимизирующая его. Даже если автомобиль не удастся оставить на дороге, то о преграду он ударится передним бампером, и, таким образом, спасет жизнь пассажиров.

ESP играет огромную роль с точки зрения безопасности автомобиля. Но не стоит забывать, что возможности ESP не беспредельны – законы физики не обойдешь, и все возможные ситуации на дороге предвидеть невозможно. Каждый водитель должен помнить, что ESP не освобождает его от обязанности аккуратного вождения и соблюдения ПДД.

ESP (Electronic Stability Program) - самая распространённая из множества существующих на сегодняшний день аббревиатур, обозначающих одно и то же: систему динамической стабилизации автомобиля. Есть и другие названия. В зависимости от производителя буквы в названии этой системы могут быть разными - ESC, VDC, VSC, DSC, DSTC, но суть везде едина: в опасных ситуациях эта электроника помогает вам справиться с автомобилем.

Задача системы ESP заключается в том, чтобы контролировать поперечную динамику автомобиля и помогать водителю в критических ситуациях - предотвращать срыв автомобиля в занос и боковое скольжение. То есть сохранять курсовую устойчивость, траекторию движения и стабилизировать положение автомобиля в процессе выполнения манёвров, особенно на высокой скорости или на плохом покрытии. Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости».

Прообраз ESP под названием «Управляющее устройство» был запатентован ещё в 1959 году компанией Daimler-Benz, но реально воплотить её удалось лишь в 1994 году. С 1995 года система стала серийно устанавливаться на купе Mercedes-Benz CL 600, а чуть позже ею комплектовались все автомобили S-класса и SL.

Сегодня система динамической стабилизации доступна, хотя бы в качестве опции, почти на любом автомобиле. Прямой зависимости от класса машины уже не существует: систему ESP можно обнаружить даже в относительно недорогом новом Volkswagen Polo. Так как же она работает?

Современная ESP взаимосвязана с ABS, антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем, она активно использует их компоненты. По сути, это единая система, работающая комплексно и обеспечивающая целый набор вспомогательных контраварийных мероприятий. Структурно ESP состоит из электронного блока-контроллера, который постоянно обрабатывает сигналы, поступающие с многочисленных датчиков: скорости вращения колёс (используются стандартные датчики АБС); датчика положения рулевого колеса; датчика давления в тормозной системе.

Но основная информация поступает с двух специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (иногда это устройство называют G-сенсор). Именно они фиксируют возникновение бокового скольжения на вертикальной оси, определяют его величину и дают дальнейшие распоряжения. В каждый момент ESP знает, с какой скоростью едет автомобиль, на какой угол повёрнут руль, какие обороты у двигателя, есть ли занос и так далее.

Схема работы ESP

Обрабатывая сигналы с датчиков, контроллер постоянно сравнивает фактическое поведение автомобиля с тем, что заложено в программе. В случае если поведение автомобиля отличается от расчётного, контроллер понимает это как возникновение опасной ситуации и стремится исправить её.

Вернуть автомобиль на нужный курс система может, давая команду на выборочное подтормаживание одного или нескольких колёс. Какое из них надо замедлить (переднее колесо или заднее, внешнее по отношению к повороту или внутреннее), система определяет сама в зависимости от ситуации.

Притормаживание колёс система осуществляет через гидромодулятор АБС, создающий давление в тормозной системе. Одновременно (или до этого) на блок управления двигателем поступает команда на сокращение подачи топлива и уменьшение, соответственно, крутящего момента на колёсах.

Этот рисунок наглядно иллюстрирует ситуацию, когда водитель превысил максимальную скорость вхождения в поворот, и начался занос или снос. Красной линией обозначена траектория движения машины без ESP. Если её водитель начнёт тормозить, у него есть серьёзный шанс развернуться, а если нет - то улететь с дороги. ESP же выборочно подтормозит нужные колёса так, чтобы автомобиль остался на нужной траектории.

Система работает всегда, в любых режимах движения: при разгоне, торможении, движении накатом. А алгоритм срабатывания системы зависит от каждой конкретной ситуации и типа привода автомобиля. Например, в повороте датчик углового ускорения фиксирует начало заноса задней оси. В этом случае на блок управления двигателем подаётся команда на уменьшение подачи топлива. Если этого оказалось недостаточно, посредством АБС притормаживается внешнее переднее колесо. И так далее, в соответствии с программой.

Кроме того, в автомобилях, оборудованных автоматической КПП с электронным управлением, ESP способна даже корректировать работу трансмиссии, то есть переключаться на более низкую передачу или на «зимний» режим, если он предусмотрен.

Система стабилизации Bosch ESC в действии: легковушка уклоняется от грузовика, внезапно изменившего направление движения, а ESC помогает водителю сохранить контроль над машиной и не врезаться в разделительный барьер.

Однако существует мнение, что опытному водителю, способному ездить на пределе возможностей, эта система мешает. Такие ситуации действительно редко, но могут возникать - например, когда для выхода из заноса надо поддать газа, а электроника сделать этого не даёт - «душит» движок.

К счастью, для опытных водителей во многих автомобилях, оборудованных ESP, предусмотрена возможность её принудительного отключения. А на некоторых моделях система допускает небольшие заносы и скольжения, давая водителю немного похулиганить, вмешиваясь, только если ситуация становится действительно критической.

Снова ESC: на этот раз водитель легковушки выполняет обгон грузовика по встречной полосе, во время которого левые колёса машины неожиданно попадают на мокрый участок дороги. Без ESC обгон заканчивается на обочине, с ESC водитель благополучно возвращается на свою полосу.

ESP является одной из важнейших частей комплекса активной безопасности автомобиля. Она исправляет ошибки в управлении и часто помогает выйти из ситуаций, в которых среднестатистический водитель на обычном автомобиле потерпел бы полное фиаско. Главное достоинство ESP - с ней автомобиль перестаёт требовать от вас навыков экстремального вождения. Вы просто поворачиваете руль - а машина сама будет думать, как вписаться в поворот.

Но имейте в виду - возможности ESP по исправлению опасной ситуации не беспредельны. Ведь законы физики обмануть нельзя. Поэтому надо помнить, что ESP хоть и значительно снижает шансы на попадание в аварию во многих сложных ситуациях, но не избавляет водителя от необходимости иметь голову на плечах.

Алексей Колонтай, Центр контраварийной подготовки водителей «Мастер-Класс».

Такой вопрос, как безопасность, волновал еще первых автоконструкторов на заре автомобилестроения. С тех пор системы безопасности постоянно усовершенствуются, помогая современным автовладельцам выходить из трудных ситуаций в критический момент. Рассмотрим одну из таких новых систем и узнаем, что такое ESP в автомобилях современной комплектации.

В наши дни большое распространение получила система ESP (Electronic Stability Program) . У нас ее называют системой курсовой устойчивости . Она предназначена для контроля устойчивости автомобиля в критических ситуациях, не позволяя транспортному средству уходить в занос и предотвращая боковое скольжение. В том числе система помогает удерживать автомобиль при выполнении резких маневров на большой скорости или плохом дорожном покрытии.

Такие устройства безопасности впервые пытались использовать в середине прошлого века, но по-настоящему рабочую версию удалось внедрить на серийные машины лишь в 1995 года. На сегодняшний день она используется практически на всех автомашинах, не зависимо от их класса и стоимости.

Давайте разберемся, как работает это устройство.

Так что такое ESP в автомобиле и как эта система работает

Система ESP работает в комплексе с ABS. Все датчики в антипробуксовочной системе задействованы в работе ESР, но также она имеет и собственные. Электронный блок обрабатывает поступающие сигналы со всех датчиков ABS и двух датчиков ESР. Один из которых замеряет угловую скорость, а другой поперечное ускорение.

При помощи этих датчиков фиксируется боковое скольжение. Они определяют его параметры и передают сигнал на электронный блок. Это устройство постоянно находится в курсе всех показаний автомобиля, таких как: скорость, угол поворота руля, обороты двигателя или насколько машину занесло.

Электронный блок при обработке сигналов, поступающих с датчиков, сравнивает информацию с поведением автомобиля, и как только поступает информация об отклонениях от заданных параметров, электроника пытается исправить положение.

Выровнять автомобиль в случае заноса система может подавая различные команды на разные колеса, которые в этот момент необходимо притормозить, по ее мнению, а какие – нет. Притормаживание осуществляется через модулятор ABS, который создает давление в тормозной системе. В этот момент команда также подается на управление двигателем. Для снижения числа оборотов автоматически уменьшается подача и происходит замедление вращения колес.

На автомобилях , имеющих блок электронного управление, ESP может вносить изменения в работу трансмиссии, переключая передачи в критической ситуации по собственному усмотрению.

Многие водители полагают, что такое устройство, как ESP в автомобиле, мешает при выполнении резких маневров или агрессивном стиле езды. Кстати, на многих автомобилях предусмотрено отключение ESP по своему желанию. Но отключать ее рекомендуется только для хороших дорожных условий и если водитель имеет большой опыт вождения.

Система ESP представляет одну из самых важных частей безопасности управления автомобиля, исправляя допущенные ошибки и часто помогая выйти из сложной ситуации как опытному так и не имеющему опыта водителю.

Одно из главных достоинств в том, что такое устройство не требует от водителя специальных навыков в экстренной ситуации. Достаточно просто поворачивать руль, и машина будет самостоятельно продумывать, как ей пройти поворот.

Но не надо забывать, что полагаться на ESP целиком не стоит. Все-таки иногда водитель должен сам думать о собственной безопасности, а также безопасности пассажиров.

Миниатюрные WiFi модули ESP8266 довольно привлекательны для систем умного дома и домашней автоматизации. Их еще называют «убийцами NRF24L01».
Я себе заказал более поздние модификации ESP07 и ESP12, которые отличаются меньшими размерами и большим числом выведенных GPIO, что не требует «хаков» для использования в них дополнительных портов ввода/вывода.

Данный модули разработаны китайской компанией

Технические характеристики:

• WI-FI: 802.11 b/g/n с WEP, WPA, WPA2.
• Режимы работы: Клиент (STA), Точка доступа (AP), Клиент+Точка доступа (STA+AP).
• Напряжение питания 1.7..3.6 В.
• Потребляемый ток: до 215мА в зависимости от режима работы.
• Количество GPIO: 16.
• Flash память размером 512кб.
• RAM данных 80 кб
• RAM инструкций - 32 кб.

Заказывал я модули в январе.
Цена - $3.78, - $4.24. Покупал на премию за обзор статьи. Приехали за 31 день в запаянных пакетиках

ESP8266 ESP-07

ESP8266 ESP-12

Оживление модуля заняло довольно много времени
Для этого нужно подать на него 3.3В. Причем стабилизаторы у преобразователей USB/UART не тянут данный модуль по току, поэтому питание нужно внешнее.

RXD, TXD и GND подсоединяются через к компьютеру.

В результате собрал на макетке такую схему

Здесь сразу столкнулся со следующей сложностью - шаг дырочек у ESP07 - 2мм, а не 2.5 как у штырьковых разъемов, применяемых в Ардуино и прочих местах.
Пришлось к макетке паять на проволочках

Сразу вывел кнопку RESET и перемычку GPIO0 на землю, переводящую модуль в режим загрузки прошивки. А питание на модуль завел через

После этого запустил программу CollTerm и на скорости 9600 получил приглашение модуля.
Команда AT+GMR выдала 0020000904 (Версия SDK - 0020, в версия AT - 0904)

Для тех, кому лень, как мне, разбираться с АТ командами, есть , позволяющая все это настроить.

Прошивку делал . Так как данная программа работает только с COM1-COM6, пришлось в диспетчере устройств изменить свой COM33 от USB/UART конвертера на COM6.

Далее прошивка не представляет труда: открываем порт и коннектимся. Скорость выбирается автоматически. Главное, не забыть посадить GPIO0 на землю (у меня для этого есть специальная перемычка). Скорость выбирается автоматически. Иногда коннект не устанавливался. Помогало нажатие кнопки RESET во время коннекта.

Теперь можно подключиться к модулю
В данной программе можно загружать в ESP файлы для интерпретатора LUA, выполнять как одиночные команды так и скрипты этого интерпретатора.

У меня получилось запустить модуль давления/температуры BMP180, подключенный к GPIO2 и GPIO0

Для этого я загрузил файл bmp180.lua из готовых модулей, идущих вместе с прошивкой с GITHUB
И затем файл init.lau, выполняемый при загрузке ESP8266
tmr.alarm(1, 5000, 1, function() print("ip: ",wifi.sta.getip()) bmp180 = require("bmp180") bmp180.init(4, 3) tmr.stop(1) -- alarm stop end)

Запуск программы без задержки таймера приводил к неизменной ошибке.
После рестарата, код
bmp180.read(OSS) t = bmp180.getTemperature() p = bmp180.getPressure() -- temperature in degrees Celsius and Farenheit print("Temperature: "..(t/10).." C") -- pressure in differents units print("Pressure: "..(p * 75 / 10000).." mmHg")

Выдавал в консоль текущее давление и температуру.

А вот запустить выдачу данных параметров в режиме веб-сервера мне не удалось. Все дело в нехватки памяти. Отдельно веб сервер и BMP180 работали, а вместе вываливались в
PANIC: unprotected error in call to Lua API (error loading module "bmp180" from file "bmp180.lua": not enough memory)
Или просто на консоль валились обрывки кода LUA.

Модернизировать с ходу не получилось.

Дальнейший мой путь был, собирать свою прошивку на фирменном SDK, как . Но это уже другая история. Скажу только, что прошивки собираются без проблем, а вот запустить злополучный BMP180 так и не удалось.

Выводы

• Модули ESP8266 - это очень дешевое решения для построение сети умного дома и прочей домашней автоматизации с использованием WiFi
• Данные модули вполне годятся для замены NRF24L01+ в связке с Arduino и прочими «народными» контроллерами.
• Для работы в качестве самостоятельного контроллера ESP8266 имеет маловато ресурсов и довольно сырые прошивки
• Программирование ESP-модулей довольно трудоемкий процесс, который может отпугнуть новичков
• В целом ESP8266 имеют большие перспективы. Буду ждать развитие прошивок и средств разработки, а пока, буду применять их в связке с другими контроллерами (кроме )))