Elektronisches Stabilitäts Programm (ESP) Funktion

ASR V/ESP Antriebsmomentregelkreis

Elektronisches Stabilitäts Programm
(ESP) Funktion

ESP Bremsmomentregelkreis

ESP Regelfunktion

ESP Regelfunktion ABS

ESP Regelfunktion ASR/ETS

Steuergerät ESP

Hydraulikeinheit ESP

Bremsdruck-sensor ESP

Lenkwinkel-sensor

Sensor Drehgeschwindigkeit und Querbeschleunigung

Schalter

ESP OFF

Drehzahl-geber Rad

Magnetventil BAS

Elektronische Bremskraftverteilung Funktion

Brake Assist (BAS) Funktion

P42.45-0203-02

Beispiel A: Untersteuerndes Fahrzeug

a gewünschte Fahrtrichtung

b gebremstes Rad

c erzeugtes Korrekturmoment des Fahrzeugs

d untersteuernde Fahrzeugbewegung

P42.45-0204-02

Beispiel B: Übersteuerndes Fahrzeug

a gewünschte Fahrtrichtung

b gebremstes Rad

c erzeugtes Korrekturmoment des Fahrzeugs

e übersteuernde Fahrzeugbewegung

Funktionsübersicht

Grundsätzlich wollen alle Kräfte, die auf ein Fahrzeug von außen einwirken, das Fahrzeug um den Schwerpunkt drehen, gleichgültig, ob es einseitig wirkende Brems- oder Antriebskräfte oder Seitenkräfte sind. Das Elektronische Stabilitäts Programm (ESP) erfasst das Fahrzeugverhalten und steuert zur Korrektur gezielt Bremskräfte an einzelnen Rädern ein.

Das Elektronische Stabilitäts Programm (ESP) ist ein aktives Sicherheitssystem zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität in allen Fahrsituationen. Es arbeitet durch individuellen Bremseneingriff an einem oder mehreren Rädern der Vorder- oder Hinterachse.

ESP stabilisiert das Fahrzeug bei Kurvenfahrt, beim Bremsen oder beim Rollen ohne Antrieb und hält es sicher in der Spur. Das Elektronische Stabilitäts Programm (ESP) ergänzt die bekannten Funktionen des Antiblockiersystems (ABS), der Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) und der Motorschleppmoment Regelung (MSR). Die Stabilitätsregelung ist mit seiner Funktion den Regelsystemen ABS und ASR übergeordnet. Neben dem aktiven Bremseneingriff von ESP wird auch auf das Motor-Getriebe-Management Einfluß genommen.

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Systemübersicht

Das Antiblockiersystems (ABS) verhindert das Blockieren der Räder beim Bremsen und erhält dadurch Lenkbarkeit und Fahrstabilität bei der Fahrzeugverzögerung aufrecht. Die Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) verhindert das Durchdrehen der Antriebsräder im Fahrbetrieb. Sie bewirken zusätzlich verbesserte Fahrstabilität bei erhöhtem Traktionsvermögen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Die Motorschleppmoment Regelung (MSR) vermindert Bremsschlupf der Antriebsräder im Schubbetrieb und sorgt für Fahrstabilität. Das Elektronische Stabilitäts Programm (ESP) verhindert das Ausbrechen beim Über- oder Untersteuern des Fahrzeugs. Es sorgt in allen Situationen dafür, dass das Fahrzeug nicht von dem vom Fahrer vorgegebenen Kurs abweicht (im Rahmen der physikalischen Grenzen). Dazu werden zur Korrektur gezielt Bremskräfte an einzelnen Rädern erzeugt. Die Reifendruckverlust-Warnung (RDW) verhindert eine Plattrollschädigung des Reifens. Es erkennt einen Druckverlust über einen Vergleich der Raddrehzahlen und zeigt es in der Multifunktionsanzeige (A1p13) an. RDW ist ein reiner Softwarebestandteil des Steuergeräts ESP und BAS (N47-5) (Typ 203) bei CODE (477) Reifendruckverlust-Warnung.

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Systemzusammenhänge

Zur Einstellung des Antriebsmoments wird die Motorelektronik herangezogen. Über dieses System wird eine Motorregelung von Drosselklappe und Zündzeitpunkt vorgenommen. Zur Berechnung der ESP-Antriebsmoment-Regelung wird auch die Gangstufe von der Elektronischen Getriebe-Steuerung (EGS) verwertet. In der ESP-Elektronik des Bremsregelkreises sind die Funktionen ABS und ASR und BAS enthalten.

In der Hydraulikeinheit ESP sind auch die ABS- und ASR-Grundkomponenten zusammengefasst. Im Motorsteuergerät ist die Funktion für das elektronische Fahrpedal (EFP) und für die Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat) enthalten.

Über CAN-Motorraum (CAN-C) findet ein Datenaustausch zwischen dem Steuergerät ESP und BAS (N47-5), dem Motorsteuergerät und ggf. mit dem Getriebesteuergerät statt.

Vorteile ESP:

 Verbessert das Anfahr- und Beschleunigungsvermögen durch erhöhte Traktion; besonders vorteilhaft auf unterschiedlich griffiger Fahrbahn und in Kurven.

 Verkürzt den Bremsweg in Kurven oder auf Fahrbahnen mit glatter Oberfläche.

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 Erhöht die aktive fahrdynamische Sicherheit, da nur ein nicht durchdrehendes Rad optimalen Vortrieb ohne Verlust an Seitenführung ermöglicht.

 Passt das Motordrehmoment automatisch den jeweiligen Übertragungsmöglichkeiten der Räder auf die Fahrbahn an (wenn der Fahrer zuviel Gas gibt).

 Verringert die Schleudergefahr unter allen Fahrbahnbedingungen durch automatische Stabilisierung beim Bremsen, beim Beschleunigen oder beim gleichmäßigen Fahren.

 Verbessert die Spurstabilität des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt.

 Die blinkende Warnleuchte ESP (A1e41) im Kombiinstrument (A1) signalisiert dem Fahrer ESP-Regelbetrieb und informiert darüber, dass er sich mit seinem Fahrzeug der fahrphysikalischen Grenze genähert hat.

 Über einen Schalter ESP OFF (N72/1s1) kann eine ESP- oder ASR-Abschaltung erfolgen, die durch die ständig aufleuchtende Warnleuchte ESP (A1e41) erkannt wird. Bei Tiefschnee oder aufgelegten Schneeketten kann dadurch eine bessere Traktion (Fräswirkung) erzielt werden.

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ESP regelt:

 bei Kurvenfahrt (Fahrzeug unter- oder übersteuert)

 bei Geradeausfahrt (Fahrzeug weicht wegen ungleicher Straßenverhältnisse vom Kurs ab)

Um diese äußerst präzisen Regeleingriffe vornehmen zu können, ist eine gegenüber der ASR erweiterte Sensorik erforderlich.

Man unterscheidet:

Sensoren, die den Fahrerwunsch erkennen:

 Lenkwinkelsensor (N49)

 Fahrpedalstellung (Drosselklappenstellglied)

Sensoren, die das tatsächliche Fahrzeugverhalten messen:

 Drehgeschwindigkeitsensor ESP (N64)

 Querbeschleunigungssensor ESP (B24/2)

 Bremsdrucksensor ESP (B34)

 Raddrehzahlgeber

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Im Steuergerät ESP und BAS (N47-5) werden die Raddrehzahlen, der Lenkwinkel, die Fahrzeugdrehgeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und der Bremsdruck der Vorderachse erfasst und verarbeitet. Das Steuergerät ESP und BAS (N47-5) ist über CAN-Motorraum (CAN-C) mit den Steuergeräten des Motor-Getriebemanagements verbunden.

Diese digitale Leitungsverbindung ermöglicht einen schnellen Datenaustausch zwischen dem Steuergerät ESP und BAS (N47-5), Steuergerät ME (N3/10) oder Steuergerät CDI (N3/9) und dem Steuergerät EGS (N15/3).

Das Steuergerät ESP und BAS (N47-5) ist ständig mit den aktuellen Daten über Motordrehmoment, Fahrpedalstellung und Getriebeübersetzung versorgt.

Über den Drehgeschwindigkeitsensor ESP (N64) und Querbeschleunigungssensor ESP (B24/2) werden die Kräfte erkannt, die das Fahrzeug um den Schwerpunkt drehen wollen.

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Durch die aufgeführte Werterfassung lassen sich die Längs- und Querkräfte an den Rädern berechnen. Überschreiten diese Werte bestimmte Regelschwellen, so werden über das Steuergerät ESP und BAS (N47-5) die entsprechenden Magnetventile, sowie die Hochdruck- und Rückförderpumpe (A7/3m1) in der Hydraulikeinheit angesteuert, um gezielt definierten Bremsdruck an einem oder mehreren Rädern einzuregeln. Gleichzeitig werden über den CAN-Motorraum (CAN-C) Befehle an das Steuergerät ME (N3/10) oder Steuergerät CDI (N3/9) und Steuergerät EGS (N15/3) weitergeleitet.

Zur Antriebsmomentreduzierung werden berechnete Werte für Drosselklappenstellung und Zündzeitpunkt vorgegeben, sowie ggf. eine Rückschaltung verhindert. Aktiver Bremseneingriff und die Antriebsmomentreduzierung von ESP sorgen für die optimale Fahrzeugstabilität.

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Dabei laufen folgende Vorgänge ab:

 ESP-Antriebsmomentregelkreis (ASR-Regelung)
Um ein zu großes Antriebsmoment abzubauen und dadurch optimale Traktion zu erzielen, erfolgt über CAN-Motorraum (CAN-C) zwischen dem Steuergerät ESP und BAS (N47-5) und dem Steuergerät ME (N3/10) oder Steuergerät CDI (N3/9) eine Antriebsmomentreduzierung. Im Steuergerät ESP und BAS (N47-5) wird ständig geprüft, ob z. B. infolge plötzlich verbesserter Fahrbahngriffigkeit die Regelfunktionen aufgehoben werden können, um so früh wie möglich das vom Fahrer über das Fahrpedal vorgegebene Antriebsmoment wieder zuzulassen.

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 ESP-Antriebsmomentregelkreis (MSR-Regelung)
(nicht bei Motoren mit Kraftstoffabschaltung)
Tritt bei Gasrücknahme ein Bremsschlupf an den Antriebsrädern auf, so wird dies ebenfalls im Steuergerät ESP und BAS (N47-5) erkannt. Das Signal wird über CAN-Motorraum (CAN-C) an das Steuergerät ME (N3/10) oder Steuergerät CDI (N3/9) gemeldet. Mit dieser Information wird durch Erhöhung des Antriebsmoments der Bremsschlupf reduziert und dadurch die Seitenführung des Fahrzeugs erhöht. Dieser Vorgang erfolgt ohne Fahrerinformation (Warnleuchte ESP (A1e41)).

 ESP-Bremsmomentregelkreis (ASR-Regelung)
Zum Abbremsen des durchdrehenden Rads wird über ein Drucksystem in der Hydraulikeinheit Traktionssystem (A7/3) der Bremsdruck in den Bremssattel der Hinterachse geleitet (Druckaufbau). Dadurch kann das andere Rad optimale Antriebskraft übertragen (Sperrdifferentialwirkung). Über Magnetventile in der Hydraulikeinheit Traktionssystem (A7/3) wird das Bremsmoment durch Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau geregelt.

 ESP-Brems- und Antriebsmomentregelkreis (ESP-Regelung)
Wird ein Über- oder Untersteuern erkannt, so wird über das Steuergerät ESP und BAS (N47-5) und die Hydraulikeinheit Traktionssystem (A7/3) ein berechneter Bremseneingriff an Vorder- oder Hinterachse ausgeführt. Dieser Bremseneingriff wirkt gezielt dem ungewünschten Fahrverhalten entgegen. Durch ein Signal über CAN-Motorraum (CAN-C) zum Steuergerät ME (N3/10) oder Steuergerät CDI (N3/9) wird die bedarfsgerechte Antriebsmoment-Reduzierung durch Motormoment-Rücknahme erreicht.

 ESP-Bremsmomentregelkreis (ABS-Regelung)
Neigt z. B. ein Rad zum Blockieren, so wird der Bremsdruck in dieser Radbremse geregelt. Die Regelung in der Hydraulikeinheit Traktionssystem (A7/3) erfolgt über die Magnetventile durch die Regelphasen Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau.