Układ ESP – jak działa?

fot: Jeff Allen, Marc Urbano

Każdy z nas popełnia w życiu błędy. Niestety, pomyłki za kierownicą często mają opłakane skutki, do tego kosztowne. Na szczęście producenci samochodów opracowali rozwiązanie, które pomaga wyjść cało z opresji i pozwala w znacznym stopniu wyeliminować zjawisko utraty panowania nad autem.

Według różnych źródeł w latach 80. XX wieku około 50% wypadków z ofiarami śmiertelnymi i ciężko rannymi spowodowane było wpadnięciem samochodu w poślizg. Dlatego firma Mercedes-Benz, mająca największe zasługi na polu poprawy bezpieczeństwa czynnego w tym zakresie, już od roku 1988 prowadziła prace nad systemem elektronicznym, pomagającym kierowcy opanować auto w krytycznej sytuacji drogowej.

Początkowo prace nie były zbyt owocne. Zauważono, że aby stworzyć taki układ elektroniczny, potrzeba znacznie bardziej rozbudowanych układów mikroprocesorów niż dla ABS. Szacowano, że nowo opracowywany system potrzebował będzie około 1 000 000 operacji na sekundę, czyli blisko czterokrotnie więcej, niż dotychczas stosowane.

Było to możliwe do zrealizowania dopiero w połowie lat 90. W 1995 roku zaprezentowano pierwsze auto, które w wyposażeniu opcjonalnym miało ESP – Mercedesa S600 w wersji coupé. Wynalazek okazał się przełomowy. Jeszcze w tym samym roku trafił na listę opcji S-klasy w wersji sedan, a rok później swoje wersje opracowały i zaprezentowały BMW, Lexus i Cadillac.

fot: carins.com.au

Formuła 1 – poligon doświadczalny motoryzacji

W 1997 roku, po incydencie ze słynnym testem łosia i spektakularnej wywrotce małego Mercedesa klasy A, pokazano, jak bardzo można zmienić zachowanie samochodu po zamontowaniu w nim systemu. Aby auto zdało wspomniany test, oprócz zmian konstrukcyjnych zastosowano po raz pierwszy seryjnie system ESP.

Swoje miejsce w historii tego rozwiązania ma również Audi, które jako pierwsze wprowadziło system do samochodu z napędem na cztery kołamodelu A8 4.2 quattro w 1997 roku. Dotychczas był to problem konstrukcyjny, który rozwiązano, zbierając informacje o chwilowej prędkości samochodu ze wszystkich kół, a nie tylko z osi nienapędzanej.

Audi A8 4.2 quattro fot: dragtimes.com.au

Czym zatem jest popularne ESP? Electronic Stability Program to system elektroniczny stabilizujący samochód po wpadnięciu w poślizg. Stabilizacja odbywa się dzięki korekcie toru jazdy auta przez odpowiednie przyhamowanie dowolnego koła oraz zmniejszenie dawki paliwa do silnika, co powoduje spadek momentu obrotowego.

Układ ESP łączy w sobie wiele systemów, m.in. ABS, system elektronicznego rozdziału siły hamowania, system kontroli trakcji (ASR) oraz układ wspomagania hamowania. Składa się z dwóch centralnych mikrokomputerów, które pełnią funkcję obliczeniową i kontrolują się wzajemnie, oraz wielu czujników. Najważniejsze z nich służą do pomiaru:

  • prędkości obrotowej każdego koła (wykorzystanie czujników ABS),
  • kąta skrętu kierownicy,
  • przyspieszenia poprzecznego samochodu,
  • ciśnienia płynu hamulcowego w przewodach,
  • prędkości obrotowej wokół osi pionowej,
  • aktualnej prędkości pojazdu,
  • aktualnego momentu obrotowego przenoszonego na koła,
  • przełożenia skrzyni biegów.

Często wykorzystywane są również dodatkowe informacje, takie jak: ciężar samochodu (informacja z układu regulacji twardości amortyzatorów), ciśnienie w oponach i różnice w ich bieżnikach, określane na podstawie pomiaru prędkości obrotowej kół.

Schemat układu w Mercedesie klasy A fot: members.multimania.co.uk

Moduł sterujący analizuje około kilkudziesięciu zmiennych informacji i na ich podstawie oblicza teoretyczne zachowanie samochodu przy obranym przez kierowcę torze jazdy, prędkości i warunków na drodze. Najważniejsza jest wartość prędkości żyroskopowej, czyli obrotu auta wokół jego osi pionowej. Następnie moduł porównuje wartość wyliczoną z wartością rzeczywistą, mierzoną przez odpowiedni czujnik. Jeżeli wykryta zostanie różnica, to układ wkracza do akcji i przyhamowuje odpowiednie koło, a także reguluje moment obrotowy.

Działanie systemu ESP zależy od rodzaju utraty stateczności pojazdu. W przypadku podsterowności (wtedy, gdy bardziej ślizga się oś przednia) komputer systemu po wykryciu uślizgu wysyła wiadomość do układu hamulcowego. Zostaje to tam odebrane jako potrzeba wytworzenia maksymalnego ciśnienia (największa możliwa skuteczność hamowania) i przyhamowania wewnętrznego koła osi tylnej. Powoduje to powstanie momentu stabilizującego, działającego przeciwnie do zjawiska podsterowności i samochód zostaje naprowadzony na właściwy kurs jazdy.

Eliminacja podsterowności z użyciem ESP fot: cvel.clemson.edu

Z kolei przy nadsterowności (uślizgu osi tylnej) po wykryciu utraty utraty stateczności wysyłana jest informacja do układu hamulcowego o konieczności maksymalnego przyhamowania zewnętrznego koła osi przedniej. Podobnie jak w poprzednim przypadku powoduje to wytworzenie momentu stabilizującego i niebezpieczeństwo gwałtownego zacieśnienia zakrętu oraz obrotu samochodu zostaje zażegnane.

Eliminacja nadsterowności z użyciem ESP fot: cvel.clemson.edu

W obu przypadkach następuje również ograniczenie momentu obrotowego dostarczanego na koła napędzane, aby nie doprowadzić do pogorszenia sytuacji i większego poślizgu.

Jakie są zalety i wady ESP? Do zalet można zaliczyć przede wszystkim zwiększenie sterowności pojazdu, zwiększenie stateczności, a co za tym idzie – poprawę bezpieczeństwa czynnego. Działanie systemu powoduje, że nie jest konieczne korygowanie kierownicą kursu samochodu w poślizgu. Wadą ESP jest stosunkowo duże jego skomplikowanie, co przekłada się na zwiększenie ceny pojazdu.

Nie można zapominać, że choć ESP pomaga w utrzymaniu stateczności, to praw fizyki nie da się oszukać. Przy prędkości znacznie powyżej optymalnej w zakręcie nie sprawdzi się już żaden system, ale auto prawdopodobnie wypadnie z drogi przodem, dzięki czemu prawidłowo zadziałają systemy bezpieczeństwa biernego, jak poduszki, czy pasy bezpieczeństwa.

Audi active safety w Monachium – relacja Autokult

Potwierdzeniem znaczenia ESP w zwiększaniu bezpieczeństwa jest to, że od 1 listopada 2011 roku wszystkie nowo sprzedawane w UE samochody osobowe i lekkie pojazdy użytkowe muszą być wyposażone w ten system. Kolejne zaostrzenie wejdzie w życie 31 października 2014 – obowiązkiem zostaną objęte wszystkie nowe pojazdy sprzedawane w krajach UE.

fot: chossec.eu

Często można spotkać się z opiniami, że ESP odbiera kierowcy przyjemność z prowadzenia samochodu i że doświadczony kierowca lepiej poradzi sobie z autem w zakręcie i przejedzie go szybciej niż przy współdziałaniu z systemem ESP. Jest w tym trochę racji, ale zależy to od konkretnego samochodu i ustawień działania systemu.

W popularnych autach działanie systemu powoduje wyraźne ograniczenie momentu obrotowego i zwolnienie samochodu. Z kolei auta sportowe mają tak zoptymalizowane układy, że pozwalają one w jak największym stopniu wykorzystać przyczepność opon i nawierzchni i przejechać zakręt szybciej.

Ferarri F430 fot: auto-motor-i-sport.pl

Na szczęście w większośc samochodów system można całkowicie lub choćby częściowo odłączyć wtedy, gdy możemy świadomie pozwolić sobie na uślizgi samochodu.

Warto zauważyć, że skrót ESP jest tylko jednym z wielu, jakimi posługują się producenci.

Oto przykładowa lista producentów i nazw odmian systemu ESP:

  • ESP – Electronic Stability Program (Audi, Volkswagen, Seat, Skoda, Bentley, Chrysler, Citroen, Dodge, Hyundai, Opel, Peugeot, Renault, Saab)
  • 4ESP – Electronic Stability Program for AWD (Mercedes)
  • VSC – Vehicle Stability Control (Toyota, Lexus)
  • ASC – Active Stability Control (Mitsubishi)
  • DSC – Dynamic Stability Control (BMW, Mazda)
  • ESC – Electronic Stability Control (Nissan)
  • VSA – Vehicle Stability Assist (Honda)
  • VDC – Vehicle Dynamic Control (Subaru, Alfa Romeo)
  • MVDCS – Multimode Vehicle Dynamics Control System (Subaru)
  • PSM – Porsche Stability Management (Porsche)
  • EUC – Enhanced Understeer Control (Nissan)
  • UCL – Understeer Control Logic (Jaguar)
  • OCF – Oversteer Control Function (Fiat, Lancia)
  • CST – Controllo Stabilita (Ferrari)
  • DSTC – Dynamic Stability and Traction Control (Volvo)

Zobacz także:

Wygłuszanie samochodu – dlaczego warto stosować dodatkowe materiały?

Rodzaje bieżnika. Jaką oponę wybrać?

Negatywne skutki niewłaściwej pozycji za kierownicą

Gąsienice zamiast kół – łańcuchy przeciwślizgowe

Bezpieczne hamowanie – wszystko o tarczach hamulcowych

Zaciski hamulcowe – działanie oraz budowa [wideo]

Regulamin komentowania

  • Your name

    świetny system, brawo dla mercedesa że rozwinął go 

    • michal_andy

      Raczej dla Boscha.

  • hanomag

    Ale ta a klasa to niewypał…

    • torrent

      Nie wypał to twoje burackie beemwu.

    • Your name

      to popatrz ile jeździ ich po drogach, po tym jak się przewróciła, mercedes zezłomował wszystkie wadliwe, poszerzył całe nadwozie, utwardził zawieszenie, dał seryjny ESP. Auto jest twarde na dziurach ale prowadzi się jak przyklejone. Był to najbezpieczniejszy samochód w swojej klasie: podwójna podłoga ( w razie wypadku silnik chowa się a nie uderza w kolana), 4 airbagi, esp i wiele innych rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa i to w standardzie. Miałem a klasę 1.7 cdi i passata b5 1.9 tdi w tym samym czasie, niebo a ziemia a klasa miała trwalsze zawieszenie, mniej paliła, znacznie szybsza była mimo że 20 ps mniej ogólnie dużo mniej awaryjna bo w pasku co chwile coś, jak nie wahacz to półośka, pompa wspomagania. Także a klasa jest znacznie lepszym autem niż np. passat.

      • Vbn

        w domu mamy b5fl od 3 lat i bezproblemu jezdzi po polskich dziurawych drogach, zadnych awarii (srednio 5,9l od poczatku uzytkowania). sasiadka ma A 170cdi od nowosci, nie robi wielkich przebiegow (ale co dziennie 3km tez nie robi) i co rusz do warsztatow z nim jezdzi.
        pamietaj ze passat wazy okolo 350kg wiecej, porownaj stosunek mocy do masy.

        • Your name

          ja miałem przed liftem 110 ps, co chwile w warsztacie stał, przebieg niecałe 300 k km udokumentowany, a klasa 280 k km ale nie wiem czy prawdziwy, ja zrobiłem jeszcze 50 k bez problemowo i sprzedałem  bo chciałem mieć coś nowszego 

        • Passat

          Dlaczego jakoś nie mogę ci w to uwierzyć… Każdy jak che porównać coś co chodzi o awaryjność, każdy ma raptem Passata a tak go nie nawiedzi… 

        • Your name

          tak jak każdy ma a klasę i mówi o jej awaryjności, brat ma do tej pory pssata 1.9 tdi 130 ps 2004 r. auto rewelacja, nie zawiodło go nigdy. Nie jestem anty fanem vw zwłaszcza że miałem inne samochody tej marki m. in. golf 3, T4, i byłem b. zadowolony

        • Your name

          ja miałem przed liftem 110 ps, co chwile w warsztacie stał, przebieg niecałe 300 k km udokumentowany, a klasa 280 k km ale nie wiem czy prawdziwy, ja zrobiłem jeszcze 50 k bez problemowo i sprzedałem  bo chciałem mieć coś nowszego 

        • Followme

          masz b5fl? ale siara…

          PS. A sorry – nie masz. “Mamy w domu” oznacza – tato ma, a ja nie mam jeszcze prawa jazdy, ale i tak się będę wymądrzał. 

        • Followme

          masz b5fl? ale siara…

          PS. A sorry – nie masz. “Mamy w domu” oznacza – tato ma, a ja nie mam jeszcze prawa jazdy, ale i tak się będę wymądrzał. 

      • Marcin

        Moja matka miała kiedyś A klasę w dieslu i była straszna. W dodatku się psuła. Miała ją nie cały rok.

      • Marcin

        Moja matka miała kiedyś A klasę w dieslu i była straszna. W dodatku się psuła. Miała ją nie cały rok.

  • Boss

    Solidnie napisany artykuł

  • nap

    Brawo za artykuł. Lubię się czasami pobawić ESP, sprawdzić czy uda mi się go przechytrzyć i odebrać kontrolę, w sumie wyszło mi to kilka razy, ale ostatnie słowo zawsze należało do niego :D Jednak auta, szczególnie RWD, powinny mieć opcję wyłączenia całkowitego ESP, czasami może popsuć zabawę a nawet być niebezpieczny, gdy chcemy się poślizgać zimą a coś nas prostuje. Mogliby nawet oświetlić całą deskę w razie całkowitego wyłączenia ESP, ale powinna być taka możliwość zawsze. Kiedyś w audi quattro widziałem możliwość wyłączenia ABSu, też ciekawa opcja, chociaż już pewnie dla większych świrów.

    • Nie

      W Audi z quattro jest możliwość wyłączenia ESP (tj. stabilizacji przy poślizgu oraz ASR – czyli możemy ‘palić gumę’ na śniegu), inne systemy związane z ESP jak ABS, rozdzielanie siły hamowania po przekątnej, itd.. oczywiście pozostają…

      w Audi bez quattro można to samo co wyżej, ale przy ok. 60km/h samo się wszystko automatycznie włączy,

      w BMW najprawdopodobniej można też analogicznie wyłączyć ESP, tak aby była możliwość kręcenia bączków, ale zapewne trzeba ‘poszukać’ coś w komputerze, tak pod przyciskiem z deski rozdzielczej to pewnie nie będzie podane…

      • Kamil_kobeszko

        W nowszych BMW jest tak, że można wyłączyć systemy dwustopniowo. Na stopniu pierwszym wyłącza się ASR zwany tutaj DTC, co ma pomogać głównie zimą. A za drugim wyłącza się całość z ESP włącznie i można przy dowolnej prędkości się bawić. Zostaje tylko żółta kontrolka na wyświetlaczu. Włącza się z powrotem po ponownym włączeniu silnika.

      • Kamil_kobeszko

        W nowszych BMW jest tak, że można wyłączyć systemy dwustopniowo. Na stopniu pierwszym wyłącza się ASR zwany tutaj DTC, co ma pomogać głównie zimą. A za drugim wyłącza się całość z ESP włącznie i można przy dowolnej prędkości się bawić. Zostaje tylko żółta kontrolka na wyświetlaczu. Włącza się z powrotem po ponownym włączeniu silnika.

        • Gość

          Dokładnie. Naciśnięcie przycisku odłącza asr, żeby można się było wygrzebać ze śniegu, przytrzymanie wyłącza wszystko i można się ślizgać

        • Gość

          Dokładnie. Naciśnięcie przycisku odłącza asr, żeby można się było wygrzebać ze śniegu, przytrzymanie wyłącza wszystko i można się ślizgać

        • Gość

          Dokładnie. Naciśnięcie przycisku odłącza asr, żeby można się było wygrzebać ze śniegu, przytrzymanie wyłącza wszystko i można się ślizgać

  • 123

    bardzo dobry i wartościowy wpis