mojeauto.pl > motogazeta > Technika > Jak działa ESP?

Jak działa ESP?

Elektroniczny asystent w akcji

Ten elektroniczny asystent korygujący błędy kierowcy to już prawie standard w samochodach klasy średniej i wyższej. System ESP (Electronic Stability Program) stosuje już wielu producentów samochodów, jednak oznaczenie systemu może się różnić np. BMW - DSC (Dynamic Stability Control). System od dawna stosowany w luksusowych samochodach zasłynął dopiero po „oblanym” przez Mercedesa Klasy A teście „łosia”. Zmodernizowana Klasa A (wyposażona w ESP) pozwoliła się wykazać systemowi ESP i ponowną próbę samochód zaliczył na piątkę. ESP działa w zakresie kontroli dynamiki wzdłużnej i poprzecznej. Jak nazwa wskazuje system stabilizuje kierunek jazdy samochodu tracącego przyczepność, korygując tor jego jazdy. Zastosowane w nim układy elektroniczne rozpoznają poślizg boczny samochodu i poprzez możliwość przyhamowania dowolnego koła z osobna potrafią wywołać moment przeciwstawiający się obrotowi samochodu. W razie potrzeby jednocześnie redukowany jest moment obrotowy silnika przez ingerencje w układ sterowania pracą silnika, w celu zmniejszenia siły napędowej na kołach osi napędzanej. Typowy zakres pracy ESP to: jazda na wprost, pokonywanie zakrętu, hamowanie, przyśpieszanie, swobodne toczenie. Gdy tylko pojazd wykazuje tendencję do obrotu wokół osi środkowej lub poślizgu bocznego następuje interwencja układu.

Czas reakcji systemu wynosi zaledwie 20 [ms], dzięki czemu wszelki poślizg wykrywany jest znacznie wcześniej niż korekta nawet doświadczonego kierowcy.

System ESP łączy w sobie zalety wielu układów: ABS, EBD, MSR, BAS i ASR.

Czujniki systemu ESP ciągle monitorują następujące wartości:

· prędkość obrotową każdego koła

· kąt skrętu kierownicy

· przyspieszenie poprzeczne samochodu

· ciśnienie płynu hamulcowego w przewodach

· prędkość obrotową wokół osi pionowej samochodu

· aktualną prędkość jazdy samochodu

· aktualny moment obrotowy przekazywany na oś napędzaną

· aktualne przełożenie wybrane przez kierowcę lub przez komputer sterujący automatyczną skrzynią biegów

W niektórych rozwiązaniach uwzględniane są dodatkowo takie parametry jak:

· masę pojazdu

· ciśnienie w ogumieniu (system kontroli cisnienia),

· różnice w wysokości lub rodzaju rzeźby bieżnika poszczególnych kół (porównanie prędkości obrotowej kół).

Mózgiem systemu są 16-bitowe lub 32-bitowe mikrokomputery przetwarzające dane z wszystkich czujników. Jeden procesor pełni funkcje kontrolną, drugi diagnozuje prace pierwszego. Oprogramowanie modułu sterującego bierze pod uwagę ok. 70 zmiennych, mających wpływ na sposób zadziałania układu. Elektroniczny moduł sterujący oblicza na podstawie danych z czujników teoretyczną prędkość obrotową wokół osi pionowej, która odpowiada chwilowemu zamierzonemu torowi jazdy i warunkom przyczepności do powierzchni jezdni. Ta prędkość porównywana jest z rzeczywistą prędkością wokół osi pionowej, która mierzona jest za pomocą czujnika żyroskopowego umieszczonego centralnie. Czujnik obrotu wokół osi pionowej działa na zasadzie wibrującego żyroskopu. Jeżeli występują różnice pomiędzy dwiema wielkościami (prędkość rzeczywista jest większa od teoretycznej), układ rozpoczyna działanie przez przyhamowanie odpowiedniego koła i regulację momentu obrotowego silnika.

Elementy układu ESP przedstawia rysunek 1.

Dla poznania zasady działania systemu konieczne jest zapoznanie się z dwoma pojęciami określającymi dynamikę ruchu samochodu:

· podsterownością nazywamy tendencję do samoczynnego powiększania promienia skrętu przez samochód, na zakręcie "nie wchodzi" w zakręt i stara się pojechać prosto mimo odpowiedniego skrętu kierownicą.

· nadsterowność to tendencja do samoczynnego zmniejszania promienia skrętu, a więc w zakręcie przejawia się tym, że samochód skręca bardziej niż wynika to ze skrętu kierownicy.

 

Załóżmy, że samochód pokonuje zakręt w lewo z prędkością większą niż dopuszczalna możliwa do osiągnięcia na tym odcinku drogi i wpada w poślizg. Bardziej ślizga się oś przednia, więc mamy do czynienia z posterownością. Powyższa sytuacja pokazana jest na rysunku 2.

Do komputera sterującego przychodzą dane o skręceniu kierownicy o kąt wynikający z promienia zakrętu wybrany przez kierowcę. Jednocześnie czujnik przyspieszeń poprzecznych podaje aktualną wartość tego przyspieszenia, która po przeanalizowaniu w komputerze okazuje się mniejsza od wartości, która wystąpiłaby teoretycznie na zakręcie o danym promieniu przy danej prędkości jazdy. Do tego komputer otrzymuje dane z czujnika prędkości obrotowej wokół osi pionowej, że samochód nie obraca się o kąt, który powinien wystąpić na zakręcie o promieniu wybranym przez kierowcę. Na podstawie powyższych danych komputer wykrywa poślizg osi przedniej i wysyła sygnał do jednostki sterującej pracą silnika, aby chwilowo zmniejszyć moc silnika oraz do jednostki hydraulicznej regulującej ciśnienie płynu hamulcowego koła tylnego wewnętrznego lewego, aby natychmiast rozpocząć hamowanie tego koła z maksymalną możliwą do uzyskania siłą hamowania. Dzięki temu powstaje stabilizujący moment obrotowy wokół osi pionowej, który działa w przeciwnym kierunku do występującej niekorzystnej podsterowności i naprowadza samochód na właściwy tor jazdy. Oczywiście w przypadku wystąpienia poślizgu hamowanego koła układ ABS zmniejsza siłę hamowania do momentu odzyskania przez koło przyczepności.

Jak zmienia się ciśnienie w układzie hamulcowym podczas pracy systemu ESP obrazuje rysunek 3.

Efekt pracy systemu ESP jest widoczny na podstawie porównania parametrów zmierzonych przez czujniki skrętu kierownicy, czujnika żyroskopowego, czujnika przyspieszeń poprzecznych przy włączonym i wyłączonym systemie ESP. Na rysunku 4 można zaobserwować wpływ systemu na poprawę stabilności jazdy.

Aktywna praca ESP jest jest sygnalizowana przez kontrolkę ostrzegawczą. Zwraca to uwagę kierowcy na uaktywnienie układu, a tym samym na potrzebę ostrożniejszej jazdy.

Korzyści, jakie daje nam ESP to:

· Zwiększenie sterowności,

· zdecydowana poprawa bezpieczeństwa czynnego,

· zwiększenie stateczności samochodu,

· poprawa skuteczności hamowania,

· brak konieczności korygowania kursu samochodu w czasie poślizgu.

Do nielicznych wad systemu należy zaliczyć:

· wysoką cenę,

· brak sygnalizacji działania układu (światło stop) dla innych użytkowników drogi.

Komplikacja systemu ESP oraz ingerencja w układ hamulcowy niosą ze sobą obawy o jego niezawodne działanie. Dlatego system zbudowany został tak, aby zminimalizować wszelkie niebezpieczeństwo. W przypadku awarii jakiegokolwiek elementu układu, który nie jest powiązany z innymi (np. z ABS) wyłączany jest sam układ ESP.

System ten pozwala na znaczne przesunięcie granicy bezpieczeństwa czynnego. Jednak zachwycając się nowinkami należy pamiętać, że praw fizyki nie da się oszukać! Dalej najbardziej aktywnym systemem bezpieczeństwa na drodze pozostaje zdrowy rozsądek i wyobraźnia kierowcy.

Oznaczenia systemu stosowane przez producentów producentów:

· Audi, Mercedes-Benz, Nissan, Volkswagen - ESP (Electronic Stability Program)

· Acura - VSA (Vehicle Stability Assist)

· BMW - DSC (Dynamic Stability Control)

· Buick StabiliTrak

· Cadillac StabiliTrak

· Chevrolet Active Handling System

· Ford - IVD (Interactive Vehicle Dynamics) - "AdvanceTrac"

· Lincoln AdvanceTrac

· Porsche - PSM (Porsche Stability Management)

· Subaru - VDC (Vehicle Dynamic Control)

· Toyota - VSC (Vehicle Skid Control) lub VSC (Vehicle Stability Control)

· Volvo - DSTC (Dynamic Stability and Traction Control System)

· Oldsmobile - PCS (Precision Control System)

Komentuj:

~DETEKTYW_24 2011-11-30

kwintesencja!

~bryk 2009-11-12

Są odnośniki w tekście do rysunków, gdzie mogę je znaleść? :P

~Snajper 2009-02-15

Nie wyobrazam sobie teraz jazdy bez ESP. Swietny system...

~Robert 2008-06-26

Bardzo dobry artykuł piszą tak jak jest

ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Konkurs na 25-lecie magazynu "auto motor i sport". Zrób sobie zdjęcie z jubileuszowym wydaniem magazynu i prześlij je do nas koszystając z formularza na stronie. Masz szansę na wygranie jednej z 30 nagród. Weź udział!
Wydania cyfrowe auto motor i sport Wydania cyfrowe auto motor i sport