Аббревиатура системы предотвращения опрокидывания — ROP — расшифровывается как Roll Over Prevention (иногда её также расшифровывают Roll-Over-Programm). Эта функция предназначена для своевременного реагирования на силы и моменты сил, которые могут привести к опрокидыванию или переворачиванию автомобиля. ROP также является только программным расширением системы ESC.
При движении в повороте автомобиль испытывает воздействие вращающего момента относительно продольной оси (крен кузова) (рис.5.2.99). Этот момент возникает из-за того, что центробежная сила и боковая сила сцепления колёс с дорогой приложены в разных точках (в центре масс и в точке контакта шин с дорогой, соотв.). Действие этого момента можно наглядно видеть, двигаясь в повороте за грузовым автомобилем с высоким фургоном.
Рисунок 5.2.99 – Схема крена автомобиля на повороте
Фургон будет наклоняться в сторону внешнего края поворота, а величина наклона будет зависеть от скорости автомобиля, массы и высоты фургона.
Поскольку шины располагают достаточным запасом сцепления, схему действующих сил можно представить себе как рычаг, точка опоры которого находится в месте контакта шин с дорогой.
Длина плеча рычага определяется расположением центра масс автомобиля. Чем выше располагается центр масс, тем более длинное плечо будет у рычага. Если центр тяжести будет расположен очень высоко, то уже небольшое боковое усилие сможет привести к опрокидыванию автомобиля.
Функция ROP предназначена для предотвращения таких ситуаций в самом начале их возникновения. Для своей работы она использует датчики системы ESC.
Принцип действия системы заключается в следующем.
В примере с фургоном при быстром проезде поворота возникают боковые силы, создающие вращающий момент относительно продольной оси автомобиля (рис.5.2.100).
Для стабилизации автомобиля система ROP подтормаживает переднее наружное колесо.
Практически все автомобили при резком объезде внезапно возникшего препятствия на дорожном покрытии с хорошим сцеплением подвергаются опасности опрокидывания. Этот манёвр распознаётся и, хотя автомобилю ещё не угрожает занос, в контуре переднего наружного колеса резко создаётся очень высокое тормозное давление.
Рисунок 5.2.100 – Работа системы ROP в различных дорожных ситуациях
Под действием этих боковых сил автомобиль опасно накреняется. Датчики системы ESC улавливают это движение и передают информацию о нём блоку управления ESC. В памяти функции ROP заложены характеристики, сравнение с которыми позволяет ESC распознать в поступающих от датчиков сигналах признаки приближающейся опасности опрокидывания автомобиля. Поскольку опасность опрокидывания с увеличением загрузки возрастает, на некоторых моделях предельные значения для ROP задаются как функция от рассчитанной массы автомобиля.
При распознавании такой опасности включается функция предотвращения опрокидывания ROP. Автомобиль стабилизируется уменьшением поперечного ускорения.
Система ESC подтормаживает переднее внешнее (по отношению к повороту) колесо. С помощью насоса обратной подачи и, при наличии, активного усилителя тормозов в контуре колеса быстро создаётся необходимое тормозное давление. Кроме того, уменьшается крутящий момент двигателя. В результате возникает момент сил, противостоящий направленным во внешнюю сторону боковым силам. Тем самым предотвращается боковое раскачивание автомобиля, которое может привести к его опрокидыванию.
Водитель может, при определённых условиях, заметить работу системы предотвращения опрокидывания, хотя он будет ещё не в состоянии распознать саму критическую ситуацию. Во время корректирующих действий системы ROP мигает контрольная лампа ESC.
На некоторых современных легковых автомобилях сегмента SUV система ESC имеет возможность распознавать установленный на крыше автомобиля багажник и вносить в связи с этим соответствующие коррективы в свои алгоритмы. Багажник на крыше существенно влияет на высоту центра масс, а тем самым и на динамическую ситуацию автомобиля.
В оригинальном продольном релинге на крыше (рис.5.2.101) установлен датчик Холла, связанный отдельным проводом с блоком управления ABS/ESC.
Рисунок 5.2.101 – Распознавание багажника на крыше
В поперечном релинге (также оригинальном) имеется постоянный магнит, который при установленном поперечном релинге инициирует соответствующий сигнал датчика.