Elektroniczny program stabilizacji jazdy (ESP), działanie

Obwód regulacji momentu napędowego ASR V/ESP

Elektroniczny program stabilizacji jazdy (ESP), działanie

ESP

Obwód regulacji momentu hamującego

Funkcje regulacyjne ESP

Funkcja regulacyjna ABS w ESP

Funkcja regulacyjna ASR w ESP

Moduł sterujący ESP

Zespół hydrauliczny ESP

Czujnik ciśnienia

hamowania ESP

Czujnik kąta

skrętu

Czujnik prędkości

obrotowej ESP

Czujnik przyspieszenia

poprzecznego ESP

Wyłącznik

ESP OFF

Czujniki prędkości

obrotowej kół

Włącznik świateł

hamowania

Funkcje układu wspomagającego hamowanie (BAS)

Przekaźnik tłumienia

świateł hamowania

Zawór elektromagnetyczny BAS

"Electronic-Stability-Program" (ESP) jest układem bezpieczeństwa czynnego, poprawiającym stabilność jazdy we wszystkich sytuacjach.

Jego skuteczność polega na odrębnych ingerencjach w działanie zacisków hamulców wszystkich kół. ESP stabilizuje pojazd podczas pokonywania zakrętów, przy hamowaniu lub podczas toczenia się (bez napędu) utrzymując tor jazdy.

ESP uzupełnia znane funkcje układu zapobiegającego blokowaniu się kół podczas hamowania (ABS), układu zapobiegającego poślizgowi kół podczas ruszania (ASR) i układu regulacji momentu oporowego silnika (MSR).

Funkcja stabilizacji jazdy jest nadrzędna w stosunku do działania układów ABS i ASR. ESP obok aktywnego ingerowania w działanie układu hamulcowego wpływa również na funkcje modułów sterujących pracą silnika i skrzyni biegów.

Elektroniczny układ stabilizacji jazdy (ESP) obejmuje następujące powiązania systemowe:

ABS zapobiega blokowaniu się kół podczas hamowania, zapewniając możliwość kierowania pojazdem i utrzymanie toru jazdy podczas hamowania.

-----------------------------------------------------------------------------------------

ASR w trakcie jazdy zapobiega obracaniu się kół napędzanych w miejscu. Ponadto poprawia stabilność jazdy w całym zakresie prędkości w przypadku dobrych właściwości trakcyjnych nawierzchni.

MSR zapobiega poślizgowi kół podczas hamowania silnikiem, stabilizując w ten sposób jazdę.

ESP nie dopuszcza do zmiany toru jazdy w przypadku nad- lub podsterowności pojazdu. Dzięki temu we wszystkich sytuacjach pojazd jest utrzymywany w torze jazdy wyznaczanym przez kierowcę (w ramach granic określonych przez prawa fizyki). Korekta odchyleń następuje przez przyhamowywanie poszczególnych kół

Powiązania systemowe

Regulacja momentu napędowego następuje poprzez moduł sterujący pracą silnika (ME). Za pośrednictwem tego modułu następuje sterowanie położeniem przepustnicy i czasami zapłonów.

Przy obliczaniu wartości niezbędnych do regulacji momentu napędowego w trakcie ingerencji ESP uwzględniany jest również
sygnał włączonego biegu z elektronicznego modułu sterującego pracą skrzyni biegów (EGS).

-----------------------------------------------------------------------------------------

Układ elektroniczny ESP regulujący działanie układu hamulcowego obejmuje funkcje ABS i ASR. W przypadku następujących pojazdów obejmuje również funkcje BAS (wg stanu na 02/02):

 Typ 129 z silnikiem 112, 113

 Typ 202 z silnikiem 111, 112, 113, 605, 611

 Typ 210 z silnikiem 112, 113, 605, 606, 611, 612, 613

 Typ 210 z silnikiem 111 od 08/99

 Typ 170, 203, 208, 215, 220

Zespół hydrauliczny ESP zawiera też główne elementy układów ABS i ASR.

Moduł sterujący pracą silnika zawiera funkcje związane z elektronicznym pedałem przyspiesznika (EFP) i układem regulacji prędkości pojazdu (tempomat).

Wymiana danych pomiędzy modułem sterującym ESP, modułem sterującym pracą silnika i w razie potrzeby modułem sterującym pracą skrzyni biegów oraz modułem sterującym BAS następuje poprzez przewód danych CAN.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Zalety ESP

 Poprawia możliwości pojazdu podczas ruszania i przyspieszania dzięki polepszeniu trakcji; jest to szczególnie korzystne na nawierzchniach o zróżnicowanej przyczepności i podczas pokonywania zakrętów.

 Zwiększa bezpieczeństwo czynne pojazdu, ponieważ tylko koła mające dobrą przyczepność umożliwiają napędzanie pojazdu bez jednoczesnej utraty możliwości kierowania.

 W sytuacji, gdy kierowca wciśnie za głęboko pedał przyspiesznika automatycznie reguluje moment obrotowy silnika, dostosowując moment napędowy do możliwości przeniesienia momentu napędowego przez koła na nawierzchnię.

 Zmniejsza niebezpieczeństwo poślizgu na wszystkich nawierzchniach przez automatyczne stabilizowanie pojazdu podczas hamowania, przyspieszania, jak również podczas jazdy z równomierną prędkością.

 Znacznie poprawia stabilność utrzymywania toru jazdy podczas pokonywania zakrętów – aż do zakresu granicznego.

 Skraca drogę hamowania podczas pokonywania zakrętów i na śliskiej nawierzchni.

-----------------------------------------------------------------------------------------

 Migająca lampka kontrolna w prędkościomierzu sygnalizuje kierowcy ingerencję ESP informując go, że sposób jazdy zaczyna zbliżać się do granicy wyznaczonej prawami fizyki.

-----------------------------------------------------------------------------------------

 Za pomocą wyłącznika ESP OFF można wyłączyć działanie ESP lub ASR, sygnalizowane przez lampkę ostrzegawczą świecącą się w prędkościomierzu. Umożliwia to poprawę trakcji w głębokim śniegu (efekt żłobienia) lub z założonymi łańcuchami przeciwśnieżnymi.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Schemat działania

Wszystkie siły oddziałujące na pojazd dążą do obrócenia go wokół środka ciężkości, niezależnie od tego czy jest to jednostronnie oddziałująca siła hamowania, siła napędowa, czy też siły boczne.

Elektroniczny program stabilizacji jazdy (ESP) kontroluje zachowanie się pojazdu i w celu jego skorygowania odpowiednio dawkuje siły hamowania oddziałujące na poszczególne koła.

P42.45-0204-02

P42.45-0203-02

Przykład A: Podsterowność podczas zakrętu w lewo

Pojazd wchodzi w zakręt opornie, reagując z opóźnieniem na położenie kół prednich.

Następuje dokładnie obliczona ingerencja w działanie zacisku hamulca koła lewego tylnego.

Przykład B: Nadsterowność podczas zakrętu w lewo

Tylne koła pojazdu nie utrzymują toru jazdy.

Następuje dokładnie obliczona ingerencja w działanie zacisku hamulca koła prawego przedniego.

a żądany kierunek jazdy

b koło hamowane

c moment korekty

d podsterowny ruch pojazdu

e nadsterowny ruch pojazdu

ESP reguluje:

 podczas pokonywania zakrętów (nadsterowność i podsterowność)

 podczas jazdy na wprost (pojazd zbacza z toru jazdy na skutek nierówności nawierzchni)

Realizacja niezwykle precyzyjnych ingerencji wymaga większej ilości czujników, niż w przypadku ASR.

Rozróżnia się:

1.) Czujniki rozpoznające zamiar kierowcy

 czujnik kąta skrętu

 czujnik położenia pedału (nastawnik przepustnicy)

2.) Czujniki kontrolujące rzeczywisty przebieg jazdy

 czujnik prędkości obrotowej

 czujnik przyspieszenia poprzecznego

 czujnik ciśnienia hamowania

 czujniki prędkości obrotowej kół

Moduł sterujący ESP (N47-5) odczytuje i przetwarza wartości prędkości obrotowej kół, kąta skrętu, prędkości obrotowej pojazdu, przyspieszenia poprzecznego i ciśnienia hamowania na osi przedniej.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Szyna danych CAN łączy moduł sterujący ESP (N47-5) z modułami sterującymi pracą zespołu napędowego. Cyfrowe połączenie umożliwia szybką wymianę danych pomiędzy modułem sterującym ESP i modułami sterującymi pracą silnika i skrzyni biegów.

Moduł sterujący ESP (N47-5) otrzymuje nieustannie aktualne dane informujące o momencie obrotowym silnika, położeniu pedału przyspiesznika i przełożeniu skrzyni biegów.

Czujnik prędkości obrotowej i czujnik przyspieszenia poprzecznego umożliwiają rozpoznawanie wartości sił oddziałujących w kierunku obracania pojazdu wokół środka ciężkości.

Analiza wyżej wymienionych wartości pozwala na obliczenie sił wzdłużnych i poprzecznych oddziałujących na koła.

Jeżeli wartości tych sił przekroczą określoną wielkość, moduł sterujący ESP (N47-5) zasterowuje odpowiednie zawory elektromagnetyczne oraz pompę wysokiego ciśnienia / pompę powrotną w celu wyregulowania ściśle zdefiniowanego ciśnienia hamowania na jednym lub kilku kołach.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Jednocześnie poprzez szynę CAN przekazywane są polecenia do modułów sterujących pracą silnika i skrzyni biegów. W celu zmniejszenia momentu napędowego narzucane są obliczone wartości ustawienia przepustnicy i czasów zapłonów i wykluczona zostaje ewentualna redukcja biegu.

Ściśle ukierunkowana i dokładnie wyliczona ingerencja odbywa się w ciągu kilku ułamków sekundy.

Aktywna ingerencja za pomocą hamulców i zmniejszenie momentu napędowego wykonywane przez ESP zapewniają optymalną stabilność jazdy.

Następuje przy tym:

włączenie obwodu regulującego moment hamowania ESP

regulacja ABS

Jeżeli koło ma tendencję do zablokowania się, następuje regulacja ciśnienia hamowania w danym hamulcu koła. Uruchamiane są zawory elektromagnetyczne w zespole hydraulicznym ESP (A7/3) i następują fazy wytwarzania, podtrzymywania i redukcji ciśnienia.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Obwód regulujący moment hamowania ESP

Regulacja ASR

W celu zahamowania ślizgającego się koła układ ciśnieniowy w zespole hydraulicznym kieruje ciśnienie hamowania na zacisk hamulca koła tylnego (faza wytwarzania ciśnienia).

Dzięki temu drugie koło może w optymalny sposób przekazywać siłę napędową (efekt blokady mechanizmu różnicowego).

Zawory elektromagnetyczne w zespole hydraulicznym ESP (A7/3) regulują moment hamowania przez wytwarzanie, podtrzymywanie i redukowanie ciśnienia.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Obwód regulujący moment napędowy ESP

Regulacja ASR

W celu zmniejszenia nadmiernego momentu napędowego i uzyskania dzięki temu optymalnej trakcji, pomiędzy modułem sterującym ESP a modułem sterującym pracą silnika (poprzez szynę CAN) następuje wymiana informacji służących redukcji momentu napędowego.

Moduł sterujący ESP nieustannie sprawdza, czy np. na skutek nagłej poprawy przyczepności nawierzchni można wyłączyć tryb regulacji, aby jak najszybciej ponownie dopuścić sterowanie momentem napędowym przez kierowcę za pomocą pedału przyspiesznika.

Obwód regulujący moment napędowy ESP
Regulacja MSR (nie dotyczy silników z układem odcinania dopływu paliwa)

Moduł sterujący ESP rozpoznaje również sytuację, gdy do poślizgu kół napędzanych dochodzi na skutek hamowania silnikiem po zwolnieniu pedału przyspiesznika. Odpowiedni sygnał poprzez szynę CAN zostaje przekazany do modułu sterującego pracą silnika. Na podstawie tej informacji następuje wyeliminowanie poślizgu kół przez zwiększenie momentu napędowego; efektem jest ustabilizowanie toru jazdy. Proces ten nie jest sygnalizowany kierowcy (lampka ostrzegawcza ESP nie włącza się).

Obwód regulujący moment hamowania i moment napędowy ESP

Regulacja ESP

Po rozpoznaniu tendencji do nad- lub podsterowności moduł sterujący ESP poprzez zespół hydrauliczny wykonuje ściśle obliczone ingerencje w działanie hamulców kół przednich lub tylnych. Ingerencja ta przeciwdziała niepożądanym zjawiskom podczas jazdy.

Sygnał przekazywany poprzez szynę CAN do modułu sterującego pracą silnika powoduje odpowiednie do potrzeb dopasowanie momentu napędowego przez zmniejszenie momentu silnika.