ESP w służbie bezpieczeństwa

3 czerwca 2009

ESP stabilizuje tor jazdy pojazdu, czasem bez specjalnego naszego udziału, a my wychodzimy zwykle bez szwanku z sytuacji, która bez wspomagania układu mogłaby się dla nas zakończyć tragicznie.

Analiza przeprowadzona przez niemieckie stowarzyszenia związków ubezpieczeniowych wykazała, że 25% wypadków można by uniknąć lub złagodzić ich skutki, gdyby wszystkie samochody były wyposażone w układ ESP. Dane te dotyczą wypadków samochodów osobowych z ciężko rannymi lub ofiarami śmiertelnymi.

Pierwsze prace nad układem stalbilizacji jazdy rozpoczęto w 1988 roku w koncernie Daimler-Benz. Jednym z trudnych do rozwiązania problemów była zbyt mała moc obliczeniowa dostępnych wówczas przemysłowych układów mikroprocesorowych. Dopiero w połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku rozpoczęto produkcję mikroprocesorów o mocy przekraczającej milion operacji na sekundę, co umożliwiało pracę układu ESP (dla porównania układ ABS wymaga zaledwie 25% mocy obliczeniowej wymaganej przez ESP).
ESP został wypróbowany po raz pierwszy publicznie w 1994 roku. Próbne jazdy odbyły się rok później na zamarzniętym jeziorze. Wszyscy byli zaszokowani skutecznością nowego rozwiązania. Konstruktorzy firm Mercedes Benz i Robert Bosch GmbH zachęceni tymi wynikami już w tym samym roku wprowadzili ESP do Marcedesów klasy S i SL.

Pierwszym samochodem produkowanym seryjnie od 1995 roku wyposażonym w układ ESP był Mercedes-Benz Coupe S 600. Jednak paradoksalnie, największą sławę układ ESP zawdzięcza słynnym problemom z Mercedesem klasy A. Samochód ten w swej pierwszej wersji przy gwałtownych manewrach poprostu się wywracał. Po modyfikacji zawieszenia i wprowadzeniu do seryjnego wyposażenia układu ESP pokonano usterki i samochód zyskał możliwość bezpiecznego pokonywania ostrych zakrętów.

Działanie układu ESP

Fot. Bosch

Zadaniem układu ESP jest utrzymanie, o ile to fizycznie możliwe, wybranego przez kierowcę kierunku jazdy. Potrafi on „poprawić” niewłaściwe manewry kierowcy. Jeżeli elektroniczna jednostka sterująca oceni, że są one nieadekwatne do aktualnych potrzeb, to jej polecenia są nadrzędne w stosunku do tych, wynikających z naciśnięcia pedału przyspieszenia lub pedału hamulca. Następuje wybiórcze przyhamowanie pojedynczych kół – jeszcze przed wystąpieniem niebezpiecznego zarzucenia samochodu. Jest to możliwe na podstawie pomiaru wielu parametrów. Oprogramowanie modułu sterującego bierze pod uwagę ok. 70 zmiennych, mających wpływ na sposób zadziałania układu. Pomiar dotyczy m.in.:

– prędkości kątowej każdego koła (za pomocą czujników ABS), przechyłu auta;
– prędkości i przyspieszenia pojazdu w kierunku poprzecznym i wzdłużnym, położenia koła kierownicy i odchylenia od zadanego toru jazdy;
– stabilizacji toru jazdy, która polega na wytworzeniu momentu żyroskopowego, ingerującego w prędkość kątową pojazdu względem osi pionowej;
– monitoring momentu obrotowego przekazywanego na oś napędzaną
-przełożenie wybrane przez kierowcę lub przez elektroniczną jednostkę sterującą automatyczną skrzynią biegów.

W niektórych rozwiązaniach (w zależności od konernu produkującego samochód) uwzględniane są dodatkowo takie parametry jak: ciężar całkowity pojazdu (na podstawie informacji z zawieszenia aktywnego zawierającego układ dopasowujący charakterystykę sztywności amortyzatorów), ciśnienie w ogumieniu (na podstawie różnic prędkości kątowych sąsiednich kół lub odpowiednich czujników zamontowanych na obręczy koła), różnice w wysokości lub rodzaju rzeźby bieżnika poszczególnych kół (przez porównanie prędkości kątowej kół), ciśnienie płynu hamulcowego w przewodach.

ESP najbardziej przydaje się podczas gwałtownych manewrów, gdy na drodze niespodziewanie „wyrasta” przeszkoda i mało wprawny kierowca może mieć kłopoty z takim wyprowadzeniem auta z opresji, aby samochodem nie zarzuciło. Czas reakcji ESP wynosi ok. 0,02 s, czyli znacznie wcześniej niż zrobiłby to nawet najbardziej wyćwiczony kierowca zawodowy.

Zalety układu ESP:
– zapewnienie bezpieczeństwa ruchu pojazdu poprzez maksymalne wykorzystanie warunków przyczepności kół w konkretnym stanie nawierzchni drogi,
– brak konieczności korygowania kursu samochodu kierownicą w czasie poślizgu,
– zwiększenie stateczności samochodu,
– poprawa skuteczności hamowania,
– zdecydowana poprawa bezpieczeństwa czynnego.

Wadą układu jest jego złożoność oraz ingerencja w układ hamulcowy. Powoduje to wątpliwości dotyczące niezawodności działania.

Dzięki ESP aż 25% wypadków można by uniknąć lub złagodzić ich skutki.

Fot. Bosch

Nie wszyscy producenci używają nazwy ESP. W zakładach Porsche układ ten nazywa się PSM (Porsche Stability Management), w BMW jest to DSC (Dynamic Stability Control). W samochodach marki Volvo występuje jako DSTC (Dynamic Stability and Traction Control), w samochodach marki Toyota jako VCS (Vehicle Stability Control System), natomiast w samochodach marki Fiat VDC (Vehicle Dynamic Control).

Zapraszam do przeczytania informacji o innych układach: ABS, ASR, EBD, EDC.