Co to jest system bezpieczeństwa aktywnego ESP?

W poślizg podsterowny i nadsterowny najczęściej można wpaść podczas jazdy po łukach i podczas pokonywania zakrętów. Jest to skrajnie niebezpieczne, bowiem może wówczas dojść do zderzenia z innym pojazdem, wypadnięcia z zakrętu albo łuku drogi, a nawet obrócenia się pojazdu. Co ważne, w poślizg podsterowny i nadsterowny można wpaść o każdej porze roku, kiedy tylko nawierzchnia drogi jest mokra.

Inżynierowie stworzyli system ESP, który działa automatycznie i chroni auto przed wpadnięciem w poślizg. Kierowca może sobie w ogóle nie zdawać sprawy z tego, że właśnie ESP uratował mu życie.

Kiedy uruchamia się ABS, kierowca czuje pulsowanie pedału hamulca pod nogą. Kiedy uruchamia się ASR, kierowca może odczuć zmniejszenie mocy silnika, albo szarpnięcie. Kiedy włącza się ESP, kierowca najczęściej w ogóle o tym nie wie.

ESP chroni przed poślizgiem, jeśli kierowca jedzie w odpowiedni sposób. Jeśli wchodzi bardzo agresywnie w zakręty, wykonuje bardzo dynamiczne manewry i jedzie bardzo szybko, ESP mu nie pomoże.

Aby ESP mógł działać w odpowiedni sposób, auto musi…

…mieć w stu procentach sprawny system hamulcowy. Podczas działania ESP i wcześniej opisanych na naszym portalu systemów ABS i ASR, w układzie hamulcowym dochodzi do ogromnych skoków ciśnienia płynu hamulcowego. Dzieje się tak dlatego, że system musi działać w ułamkach sekund. ABS, ASR i ESP muszą mieć do swojej dyspozycji sprawny układ hamulcowy, ze sprawnymi tarczami i klockami hamulcowymi, a także z płynem hamulcowym o odpowiednich właściwościach (niezawodnionym).

Ponadto ESP (jak również ABS i ASR) zadziałają odpowiednio tylko wtedy, gdy auto jest wyposażone w odpowiednie ogumienie. Liczy się wysokość bieżnika i dostosowanie ogumienia do sezonu. Niezwykle ważne jest również odpowiednie ciśnienie we wnętrzu opon.

Od kiedy montuje się ESP?

Pierwsze prace nad systemem ESP rozpoczęły się pod koniec lat osiemdziesiątych. Prowadzili je inżynierowie firmy Daimler Benz. Jednak nie były one owocne. Na przeszkodzie stała ówczesna elektronika, która nie posiadała odpowiednich procesorów, zdolnych dokonywać odpowiednio szybkich obliczeń. Problemy dotyczyły także wielkości elementów elektronicznych. Postępujący rozwój elektroniki i jej miniaturyzacja pozwoliły pokonać bariery technologiczne. Pierwszym seryjnie produkowanym autem, które miało na wyposażeniu układ ESP, był luksusowy Mercedes Benz klasy S, który wyjechał z salonów w 1995 roku.

W kolejnych latach produkcja ESP została uruchomiona przez inne firmy na świecie. Na skutek dalszej miniaturyzacji podzespołów elektronicznych i stałego zwiększania ich możliwości, system ESP trafiał do kolejnych modeli aut. Obecnie w ESP są wyposażone nawet samochody miejskie.

Budowa systemu ESP

Jeśli w aucie jest system ESP, są tam również systemy ASR i ABS. Sterownik ESP jest najwyższy w hierarchii i to on „dowodzi” wszystkimi systemami.

Sterownik ESP (mikrokomputer z odpowiednim oprogramowaniem) zamontowany jest pod maską albo w kabinie auta, w metalowej skrzynce. Jest on połączony przewodami ze wszystkimi czujnikami, jak również z komputerem sterującym pracą jednostki napędowej.

W określonych sytuacjach to ESP „wydaje rozkazy” komputerowi sterującemu pracą jednostki napędowej.

Z racji tego, że system musi działać niezwykle szybko, komunikowanie się pomiędzy poszczególnymi elementami systemu realizowane jest za pomocą magistrali elektronicznych CAN, umożliwiających błyskawiczne przesyłanie danych.

W jego skład ESP wchodzą:

- sterownik z oprogramowaniem

- sterowniki ABS i ASR

- elektrycznie sterowana pompa hydrauliczna, wpięta w układ hamulcowy samochodu (korzysta z niej również ABS i ASR)

- czujniki prędkości obrotowej koła ABS (zamontowane na piaście każdego koła, współdzielone z innymi systemami)

- czujnik skrętu koła kierownicy

- czujnik przyspieszenia poprzecznego

- czujnik prędkości kątowej (żyroskopowy)

- czujnik prędkości w skrzyni biegów (element współdzielony z innymi systemami)

- czujnik położenia pedału gazu (element współdzielony z innymi systemami)

- pompa wstępna układu hamulcowego – w starszych samochodach

- elektrycznie sterowana przepustnica i czujnik (potencjometr) otwarcia przepustnicy (element współdzielony z innymi systemami).

Jak działa ESP?

Sterownik systemu ESP zasila czujniki i odbiera z nich sygnały elektryczne, które przetwarza, uzyskując odpowiednie dane. Na podstawie tych danych program zapisany w sterowniku podejmuje odpowiednie działania – w oparciu o zapisane algorytmy.

W przypadku wykrycia poślizgu (utraty przyczepności przez jedno z kół) system automatycznie zaczyna działać poprzez modulator wpięty w układ hamulcowy. ESP przyhamowuje odpowiednie koło, wykorzystując modulator (elektrycznie sterowaną pompę hydrauliczną), który tłoczy płyn hamulcowy do określonego zacisku, kilka – kilkanaście razy na sekundę, przyhamowując odpowiednie koło (poprzez docisk klocków hamulcowych do tarczy hamulcowej).

W razie potrzeby ESP może też zmniejszyć moc jednostki napędowej.

Kierowca nie może „zepsuć” działania ESP, albowiem nacisk na pedał gazu (odczytywany przez czujnik położenia pedału gazu) będzie przez sterownik ignorowany).

Standardowo, kiedy przyczepność traci przednie prawe koło, ESP przyhamowuje tylne lewe, aby zapobiec obróceniu się auta wokół własnej osi. Gdy przyczepność traci przednie lewe koło, ESP przyhamowuje tylne prawe koło.

Gdy przyczepność traci tylne, prawe koło, ESP przyhamowuje przednie lewe koło.

System działa w ułamkach sekund.

W przypadku awarii układu ESP, na desce rozdzielczej pojawia się zapalona kontrolka. Z racji tego, że system jest powiązany z systemami ABS i ASR, nie działa całość. Równocześnie, awaria jednego czujnika (np. najczęściej występująca awaria czujnika prędkości obrotowej koła) może unieruchomić wszystkie trzy systemy.

System ESP, po zakończonej naprawie, wymaga także kalibracji. Dotyczy ona przede wszystkim czujników prędkości kątowej i przyspieszenia poprzecznego, która musi być wykonywana w trakcie jazdy.

Michał Lisiak