Elektronisches Stabilitäts Programm (ESP) Funktion

ASR /ESP Antriebsmomentregelkreis

Electronic Stability Program (ESP)

ESP

Bremsmomentregelkreis

ESP Regelfunktion

ESP Regelfunktion ABS

ESP Regelfunktion ASR

Steuergerät ESP (N47-5)

Lenkwinkel-

sensor (N49)

Sensor Drehgeschwindigkeit und Querbeschleunigung (B24/15)

Schalter

ESP OFF (N72/1s1)

Steuergerät SBC (A7/3n1)

Sensotronic Brake System (SBC)

Brake Assist (BAS) Funktion

CAN-SBC

Das Elektronische Stabilitäts Programm (ESP) ist ein aktives Sicherheitssystem zur Verbesserung der Fahrzeug-Stabilität in allen Fahrsituationen.

Es arbeitet durch individuellen Bremseneingriff an einem oder mehreren Rädern der Vorder- bzw. Hinterachse. ESP stabililsiert das Fahrzeug bei Kurvenfahrt, beim Bremsen oder beim Rollen ohne Antrieb und hält es sicher in der Spur.

ESP ist mit seiner Funktion den Regelsystemen Antiblockiersystem (ABS) und Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) übergeordnet. Neben dem aktiven Bremseneingriff von ESP wird auch auf das Motor-Getriebe-Management Einfluss genommen.

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ESP beinhaltet folgende Systemzusammenhänge.

Antiblockiersystem (ABS) verhindert das Blockieren der Räder beim Bremsen und erhält dadurch Lenkbarkeit und Fahrstabilität bei der Fahrzeugverzögerung aufrecht.

Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) verhindert das Durchdrehen der Antriebsräder im Fahrbetrieb. Es bewirkt zusätzlich verbesserte Fahrstabilität bei erhöhtem Traktionsvermögen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich.

Motorschleppmoment Regelung (MSR) vermindert Bremsschlupf der Antriebsräder im Schubbetrieb und sorgt für Fahrstabilität.

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ESP verhindert das Ausbrechen beim Über- bzw. Untersteuern des Fahrzeuges. 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.

Systemzusammenhänge

Zur Einstellung des Antriebsmoments wird über das Benzin-Einspritz- und Zündsystem ME (Motorelektronik) (ME) bzw. über die Common-Rail Diesel Injection (CDI) in die Motorregelung eingegriffen. Bei Benzineinspritzmotoren wird die Drosselklappenstellung und der Zündzeitpunkt, bei Dieselmotoren die Einspritzmenge dementsprechend korrigiert.

Zur Berechnung der ESP-Antriebsmoment-Regelung wird auch die Gangstufe der Vollintegrierten Getriebesteuerung (VGS) (Serie) bzw. der Elektronischen Getriebe-Steuerung (EGS) (nur AMG) bewertet.

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In der Elektronik des ESP-Bremsmomentregelkreises sind die Funktionen ABS, ASR und MSR enthalten.

Die Regelungen für ABS, ASR und ESP werden in der Hydraulikeinheit Traktionssystem (A7/3) durchgeführt.

Im Steuergerät ME (N3/10) (Benzineinspritzmotor) bzw. Steuergerät CDI (N3/9) (Dieselmotor)) ist die Funktion für das Elektronische Fahrpedal (EFP) und für die Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat) enthalten.

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Über CAN-Motorraum findet ein Datenaustausch zwischen dem Steuergerät ESP, dem Steuergerät ME (Benzineinspritzmotor) bzw. dem Steuergerät CDI (Dieselmotor) und dem Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) (Y3/8n4) bzw. dem Steuergerät EGS (N15/3) (AMG) statt.

Über CAN-SBC (Systemeigener CAN-Bus) kommuniziert das Steuergerät ESP mit dem Steuergerät SBC (A7/3n1).

Vorteile des Systems ESP

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

 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.

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 Verringert die Schleudergefahr unter allen Fahrbahnbedingungen durch automatische Stabilisierung beim Bremsen, beim Beschleunigen, im Schubbetrieb und beim Rollen.

 Verbessert die Spurstabilität des Fahrzeuges bei Kurvenfahrt deutlich bis in den Grenzbereich.

 Verkürzt den Bremsweg in Kurven, auf nasser oder vereister Fahrbahn.

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

 Über den Schalter ESP OFF kann eine ESP- und ASR-Abschaltung erfolgen, die durch die ständig aufleuchtende Warnleuchte ESP und ABS im Kombiinstrument erkannt wird. Bei Tiefschnee oder aufgelegten Schneeketten kann dadurch eine bessere Traktion (Fräswirkung) erzielt werden. Die ABS-Funktion bleibt voll erhalten.

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Funktionsübersicht

Grundsätzlich wollen alle Kräfte, die auf ein Fahrzeug von außen einwirken, das Fahrzeug um seine Hochachse drehen, gleichgültig ob es einseitig wirkende Brems-, Antriebs oder Seitenkräfte sind.

ESP erfasst das Fahrzeugverhalten und steuert zur Korrektur gezielt Bremskräfte an einzelnen Rädern ein.

P42.45-0204-02

P42.45-0203-02

Beispiel A: Untersteuerndes Fahrzeug (in Linkskurve)

Das Fahrzeug schiebt über die Vorderräder nach außen.

Es erfolgt ein genau berechneter Bremseneingriff am linken Hinterrad.

Beispiel B: Übersteuerndes Fahrzeug (in Linkskurve)

Das Fahrzeug bricht mit dem Heck aus.

Es erfolgt ein genau berechneter Bremseneingriff am rechten Vorderrad.

a gewünschte Fahrtrichtung

b gebremstes Rad

c erzeugtes Korrekturmoment des Fahrzeuges

d untersteuernde Fahrzeugbewegung

e übersteuernde Fahrzeugbewegung

ESP regelt:

 bei Kurvenfahrt (Fahrzeug unter- oder übersteuert)

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

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

Man unterscheidet:

1.) Sensoren, die den Fahrerwunsch erkennen

 Lenkwinkelsensor

 Geber Fahrpedal (B37)

2.) Sensoren, die das tatsächliche Fahrzeugverhalten messen

 Sensor Drehgeschwindigkeit und Querbeschleunigung

 Bremsdrucksensoren in der Hydraulikeinheit Traktionssystem

 4 Raddrehzahlgeber

Im Steuergerät ESP werden die Raddrehzahlen der Lenkwinkel, die Fahrzeugdrehgeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und der Bremsdruck der einzelnen Räder erfasst und verarbeitet.

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Das Steuergerät ESP ist über CAN-Motorraum mit den Steuergeräten des Motor- und des Getriebemanagements verbunden. Dies ermöglicht einen schnellen Datenaustausch zwischen dem Steuergerät ESP, dem Steuergerät ME (Benzineinspritzmotor) oder Steuergerät CDI (Dieselmotor) und dem Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS).

Das Steuergerät ESP wird ständig mit den aktuellen Daten über Motordrehmoment, Fahrpedalstellung und Getriebeübersetzung versorgt.

Über den Sensor Drehgeschwindigkeit und Querbeschleunigung werden die Kräfte erkannt, die das Fahrzeug um den Schwerpunkt drehen wollen.

Durch die aufgeführte Werterfassung lassen sich die Längs- und Querkräfte an den Rädern berechnen.

Überschreiten diese Werte bestimmte Regelschwellen, so werden vom Steuergerät ESP über das Steuergerät SBC die entsprechenden Regelventile angesteuert um gezielt definierten Bremsdruck an einem oder mehreren Rädern einzuregeln.

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Das Steuergerät ESP ist über CAN-SBC (Systemeigene CAN-Verbindung) mit dem Steuergerät SBC verbunden.

Gleichzeitig werden über den CAN-Motorraum Befehle an die Motor- und Getriebesteuergeräte weitergeleitet. Zur Antriebsmomentreduzierung wird dem Steuergerät ME (Benzineinspritzmotor) bzw. dem Steuergerät CDI (Dieselmotor) eine Momentenvorgabe gemacht, sowie ggf. eine Rückschaltung durch das Steuergerät Vollintegrierte Getriebesteuerung (VGS) verhindert.

Der gezielte und genau dosierte Eingriff vollzieht sich innerhalb weniger Sekundenbruchteile.

Der Aktive Bremseneingriff und die Antriebsmomentreduzierung von ESP sorgen für die optimale Fahrzeugstabilität.

Dabei laufen folgende Vorgänge ab:

ESP-Bremsmomentregelkreis

ABS-Regelung

Neigt z. B. ein Rad zum Blockieren, so wird der Bremsdruck in dieser Radbremse geregelt.

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Die Regelung in der Hydraulikeinheit Traktionssystem erfolgt über die Regelventile durch die Regelphasen Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau (siehe ABS Regelbetrieb Funktion).

ESP-Antriebsmomentregelkreis

ASR-Regelung

Um ein zu großes Antriebsmoment abzubauen und dadurch optimale Traktion zu erzielen, erfolgt über den CAN-Motorraum zwischen dem Steuergerät ESP und dem Steuergerät ME bzw. dem Steuergerät CDI ein Datenaustausch. Durch das Steuergerät ME bzw. Steuergerät CDI wird darauf eine Antriebsmomentreduzierung eingestellt.

Im Steuergerät ESP 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-Bremsmomentregelkreis

ASR-Regelung

Ist die Antriebsmomentreduzierung über das Steuergerät ME (Benzineinspritzmotor) bzw. dem Steuergerät CDI (Dieselmotor) nicht ausreichend, so erfolgt ein ASR Regeleingriff über die Bremse der Hinterachse. Zum Abbremsen des durchdrehenden Rades wird über ein Drucksystem in der Hydraulikeinheit Traktionssystem der Bremsdruck in den Bremssattel der Hinterachse geleitet (Druckaufbau).

Dadurch kann das andere Rad optimale Antriebskraft übertragen (Sperrdifferentialwirkung).

Über Regelventile in der Hydraulikeinheit Traktionssystem wird das Bremsmoment durch Druckaufbau, Druckhalten und Druckabbau geregelt (siehe ASR Regelbetrieb Funktion).

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ESP-Antriebsmomentregelkreis
MSR-Regelung

Tritt bei Gasrücknahme ein Bremsschlupf an den Antriebsrädern auf, so wird dies ebenfalls im Steuergerät ESP erkannt. Das Signal wird über den CAN-Motorraum an das Steuergerät ME bzw. dem Steuergerät CDI gemeldet.

Mit dieser Information wird durch Erhöhung des Antriebsmoments, der Bremsschlupf reduziert und dadurch die Seitenführung des Fahrzeuges erhöht. Dieser Vorgang erfolgt ohne Fahrerinformation (Warnleuchte ESP und ABS).

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ESP-Brems- und Antriebsmomentregelkreis

ESP-Regelung

Wird ein Über- oder Untersteuern erkannt, so wird über das Steuergerät ESP und die Hydraulikeinheit Traktionssystem, ein berechneter Bremseneingriff an Vorder- oder Hinterachse ausgeführt. Dieser Bremseneingriff wirkt gezielt dem unerwünschten Fahrverhalten entgegen. Dieser Eingriff wird dem Fahrer durch das Aufblinken der Warnleuchte ESP und ABS angezeigt.

Durch ein Signal über den CAN-Motorraum zum Steuergerät ME bzw. zum Steuergerät CDI wird gleichzeitig die bedarfsgerechte Antriebsmoment-Reduzierung durch Motormoment-Rücknahme erreicht.

Abgastest/Rollenmodus

Das ESP kann zu Fahrzeugprüfzwecken in den Modus "Abgastest" gesetzt werden, wenn über das Kombiinstrument das entsprechende Werkstattmenü aktiviert ist und anschließend der Motor gestartet wird. ESP, ASR und MSR werden dann passiv geschaltet. Die Warnleuchte ESP und ABS und die Kontrollleuchte ABS (A1e17) im Kombiinstrument leuchten auf. Zusätzlich wird eine entsprechende Meldung in der Multifunktionsanzeige (A1p13) des Kombiinstruments angezeigt. Die Raddrehzahlen der angetriebenen Achse werden auf die Räder der nicht angetriebenen Achse gespiegelt.