Электроника на страже траектории движения

В зимнюю пору особенно острой становится проблема безопасности автомобиля в силу ухудшенных погодных условий. На заснеженной или обледенелой дороге сцепление колес с дорогой далеко не всегда приемлемое. Особенно сложно неопытным водителям. Конечно, улучшить его призвана зимняя резина, помогает и полный привод, но он есть далеко не у всех моделей. Над этой проблемой автопроизводители работали давно, а результатом их исследований стало появление электронных систем контроля тяги (их также называют антипробуксовочными системами, ASR или Traction control) и курсовой стабилизации (ESP).
Прообразом электронных систем контроля сцепления можно считать механический дифференциал повышенного трения, изобретенный Фердинандом Порше в 1932 году. Он передает больше тяги на колесо с большим сцеплением с дорогой. Первые испытания антипробуксовочной системы начались в 60-х годах. Пионерами их применения оказались американцы, что не удивляет, ведь в те времена в США были очень популярными большие и мощные заднеприводные автомобили. Передача огромной тяги на ведущие колеса при резком старте даже на сухом асфальте приводила к пробуксовке колес и заносу задней оси, а зимой ездить было еще сложнее. В 1971 году концерн General Motors представил технологию MaxTrac, которую в качестве опции предлагали для дорогих Buick – Electra,
Le Sabre, Riviera. А с 1979 года Cadillac Eldorado оснастили системой Traction Monitoring System. В Европе подобная технология появилась в 1987 году на автомобилях Mercedes-Benz. В 1990 году Traction control впервые применили в "Формуле-1" на болиде Ferrari 641. На протяжении почти двух десятилетий технологию то запрещали в Королевских автогонках, то снова разрешали, пока в 2008 году окончательно не признали ее "вне закона".
Системы курсовой стабилизации появились несколько позже. В 1990 году седан Mitsubishi Diamante оснастили технологией TCL. С 1995 года ESP начали устанавливать на Mercedes-Benz S-Class, а с 1997 года самые дорогие Cadillac получили технологию StabiliTrak.
Принцип действия антипробуксовочной системы довольно прост. В колесах автомобиля размещены датчики, измеряющие их скорость вращения. При потере сцепления ведущими колесами эта скорость резко возрастает. Когда сенсоры фиксируют, что одно или два колеса вращаются быстрее остальных, они дают сигнал в центральный блок управления. Там информация анализируется и принимается решение замедлить это колесо. Для этого применяется торможение, прикрытие дроссельной заслонки или уменьшение подачи топлива в цилиндры.
Traction control помогает предотвратить занос на мокрой или скользкой дороге, а также дает возможность эффективнее справиться с большой мощностью двигателя. Последняя черта очень важна на спортивных автомобилях, поэтому подобные модели одними из первых начали оснащать антипробуксовочными системами. На некоторых автомобилях Traction control можно отключить, но это скорее коммерческий ход – таким образом водителю предоставлена возможность выбора управлять автомобилем самому или положиться на помощь электроники. Технология помогает и на бездорожье: поскольку она борется с пробуксовкой колес, то улучшает проходимость автомобиля.
Более совершенной считается система курсовой стабилизации. Помимо датчиков в колесах она включает акселерометр и сенсоры, фиксирующие положение руля и угол поворота колес. Их данные постоянно обрабатываются и анализируются в центральном модуле ESP. Если показания акселерометра не соответствуют данным датчика положения руля, значит, автомобиль не придерживается траектории, заданной водителем (проявляется недостаточная либо избыточная поворачиваемость, занос или аквапланирование). В этом случае применяется торможение одного либо нескольких колес или прекращается подача топлива в двигатель, чтобы стабилизировать движение автомобиля и вернуть его на правильную траекторию. Конечно, курс машины можно подправить с помощью торможения либо "играя" педалью акселератора. Но ESP реагирует очень быстро (примерно в течение 20 миллисекунд), то есть с ней не сравнится даже опытный и умелый водитель-проффесионал.
Однако у системы курсовой стабилизации есть и недостатки. Если автомобиль застрял в грязи или снегу, то притормаживание колес только вредит и не дает выбраться из западни. Кроме того, эффективность ESP существенно снижается, если на машине установлено неполноразмерное запасное колесо меньшего диаметра, чем остальные колеса. Поэтому на многих моделях ESP можно отключить. С целью улучшения эффективности у многих машин система стабилизации объединена в одно целое с антиблокировочной системой тормозов ABS и антипробуксовочной системой.
Но преимущества технологии затмевают ее недостатки. Применение электронных "помощников" делает передвижение в автомобиле безопаснее. Так, по данным американской Ассоциации безопасности дорожного движения (NHTSA), использование системы курсовой стабилизации снижает риск попадания в аварию на 35%. Сейчас ESP постепенно становится частью базовой комплектации даже в доступных моделях. С 2011 года ее на законодательном уровне сделали обязательной на всех легковых моделях в Австралии, Канаде и США, а с 2013 года она стала частью базового оснащения всех новых машин в Европейском союзе.