Jak działa układ ESP w samochodzie?

Układ ESP w samochodzie osobowym

ESP (Electronic Stability Program) to elektroniczny system stabilizacji toru jazdy, nazywany także systemem antypoślizgowym, który został stworzony przez firmę Bosch w 1995 roku. Poprzednikiem układu ESP był starszy o niemal 10 lat system ABS (anti-lock braking system). Nie był jednak wystarczający. Kierowcy potrzebowali dodatkowego wsparcia w celu podniesienia bezpieczeństwa jazdy i zredukowania liczby wypadków. 

Pierwszym samochodem, w którym został zamontowany układ ESP, był Mercedes-Benz S600 w wersji coupé. O ile początkowo układ ESP był dostępny wyłącznie jako dodatkowo płatna opcja w samochodach luksusowych, o tyle od 1 listopada 2014 r. stanowi obowiązkowe wyposażenie każdego samochodu osobowego i samochodu użytkowego o masie całkowitej do 3,5 t, który jest nowo rejestrowany w krajach UE. Pozostałe pojazdy zostały objęte tym obowiązkiem od kolejnego roku.

Zasada działania układu ESP

Głównym celem układu ESP jest utrzymywanie toru jazdy obranego przez kierowcę. Kiedy samochód skręca, dochodzi do samoczynnej aktywacji układu ESP, który zaczyna sprawować kontrolę nad dwoma układami:

• systemem ABS – przeciwdziałającym blokowaniu się kół podczas hamowania,
• systemem ASR (Acceleration Slip Regulation) – chroniącym koła napędzane przed poślizgiem podczas przyspieszania, co zapobiega utracie ich przyczepności.

Na podstawie pomiarów rejestrowanych przez czujniki, system ustala dwa tory jazdy: zamierzony przez kierowcę i faktyczny. Układ ESP monitoruje m.in. kąt skrętu kierownicy oraz prędkość pojazdu. Wynik analizy jest odnoszony do rzeczywistego kierunku jazdy, który jest rozpoznawany dzięki czujnikowi pomiaru przyspieszenia bocznego i prędkości obrotowej koła. Kiedy między pożądanym torem jazdy a realnym torem występują różnice, system ESP przystępuje do korekty. W chwili rozpoczęcia pracy systemu na desce rozdzielczej zaczyna migać kontrolka. Układ ESP reguluje moment obrotowy. Redukuje dawkę paliwa przekazywaną silnikowi i przyhamowuje jedno lub kilka kół, aby zapobiec wpadnięciu samochodu w poślizg nadsterowny lub podsterowny. W efekcie następuje poprawa toru jazdy samochodu, który zachowuje stabilność. Po błyskawicznej ingerencji systemu ESP kierowca odzyskuje pełną kontrolę nad samochodem.

System ESP a poślizg nadsterowny

Nadsterowność polega na uślizgu kół osi tylnej, czyli wykroczeniu tyłu samochodu poza zakręt. Kiedy system wykrywa ryzyko poślizgu, komputer komunikuje się z układem hamulcowym, wysyłając mu informację o konieczności maksymalnego przyhamowania zewnętrznego koła osi przedniej. W tym momencie zostaje wytworzona kontrolowana podsterowność. To działanie przeciwne nadsterowności. W efekcie powstaje moment stabilizujący, podczas którego auto zostaje sprowadzone na poprawny kurs. Ryzyko gwałtownego obrotu pojazdu wokół własnej osi i wypadnięcia z drogi zostaje zażegnane.

System ESP a poślizg podsterowny

W przypadku podsterowności, czyli uślizgu kół osi przedniej, który powoduje wykroczenie przodu samochodu poza zakręt, zachodzą analogiczne mechanizmy. Po wykryciu ryzyka poślizgu komputer układu ESP porozumiewa się z układem hamulcowym, który musi przyhamować wewnętrzne koło osi tylnej. W efekcie powstaje kontrolowana nadsterowność. 

System ESP w samochodach dostawczych

Kierowcy aut dostawczych korzystają nie tylko z układu ESP, ale także z dodatkowej funkcji, która jest nazywana asystentem bocznego wiatru. To rozwiązanie wspiera kierujących samochodami dostawczymi w utrzymywaniu pożądanego toru jazdy, na który usiłują wpłynąć porywy bocznego wiatru. Są szczególnie odczuwalne na mostach, wiaduktach, po wyjechaniu zza bariery dźwiękochłonnej

Przykładowo Mercedes-Benz podaje, że przy osiągnięciu prędkości 80 km/h lub wyższej asystent bocznego wiatru może korygować kurs samochodu samoczynnie, co ma sprawić, że kierowca nie zacznie gwałtownie obracać kierownicą, aby wyrównać tor jazdy. System automatycznie przyhamowuje koła i generuje odchylenie, które przeciwdziała fatalnym skutkom silnych podmuchów.

Budowa układu ESP

Głównym komponentem systemu ESP jest układ sterujący, który składa się z dwóch wzajemnie kontrolujących się mikrokomputerów i zbiera dane dostarczane z różnych czujników. ESP zawiera także pompę hydrauliczną i bazuje na czujnikach wykorzystywanych w innych układach – wspomnianych ABS i ASR.

System stabilizacji toru jazdy używa czujników, które wykrywają m.in.:

• prędkość obrotową koła,
• moment obrotowy przenoszony na koła,
• przyspieszenie poprzeczne pojazdu,
• skręt koła kierownicy,
• prędkość pojazdu,
• ciśnienie płynu hamulcowego,
• przełożenie skrzyni biegów.

Analizie podlegają także takie informacje jak ciężar pojazdu, ciśnienie opon, różnice w bieżnikach.

Usterki układu ESP

W jaki sposób dowiesz się, że praca układu ESP została zakłócona? W zależności od marki i modelu pojazdu możesz zobaczyć świecącą się kontrolkę na desce rozdzielczej lub alarmujący komunikat.

Niestety usterki systemu ESP bywają ignorowane przez kierowców. Silnik – działa, skrzynia biegów – działa, samochód – można prowadzić, więc po co się tym przejmować? Jednak właściciel pojazdu odczuje niedziałający układ, kiedy samochód wejdzie w ostry zakręt i wpadnie w poślizg. Umiejętności i refleks kierowcy mogą okazać się niewystarczające. W takiej sytuacji auto pozbawione sprawnego systemu ESP jest o wiele bardziej narażone na uderzenie w dowolny obiekt, wpadnięcie do rowu, spowodowanie kolizji czy wypadku.

Wśród przyczyn awarii systemu ESP można wymienić:

• korozję,
• błędy w sterowniku silnika,
• za niskie lub za wysokie napięcie,
• błędne sygnały wysyłane z czujników,
• uszkodzenia zużytych podzespołów w autach powypadkowych,
• uszkodzenia instalacji łączących układ sterujący z siecią czujników,
• wymianę czujników na pochodzące z demontażu pojazdu zamiast nowych,
• awarię czujnika kąta obrotu kierownicy wskutek zastosowania silnych preparatów czyszczących.

Nazwa układu ESP a marka samochodu

Chociaż powszechnie mówi się o układzie ESP, ta nazwa jest zastrzeżona przez firmę Bosch, co oznacza, że pozostali producenci muszą stosować inne nazwy handlowe, których przykłady są wymienione w poniższej tabeli. 

System ESP a inne systemy bezpieczeństwa

Wcześniej zostały wspomniane takie systemy jak ABS i ASR. Czym się różnią od systemu ESP?

• Celem ASR (systemu kontroli trakcji) jest zapobieganie poślizgowi kół podczas gwałtownego przyspieszania. Kiedy różnica w prędkości obrotowej między kołami przekracza dopuszczalną wartość, spada moment obrotowy, który jest dostarczany do napędzanych kół.
• Celem ABS jest zapobieganie poślizgowi kół podczas hamowania. 

System ESP jest o wiele bardziej rozbudowany w porównaniu z systemami ABS i ASR.

Zalety i wady układu ESP

Jeden z mitów głosi, że układ ESP przydaje się głównie zimą ze względu na ryzyko jazdy po oblodzonej powierzchni, co sugeruje, że można zrezygnować z tego systemu podczas innych pór roku. Nie jest to prawdą. System wspomaga kierowcę podczas wykonywania każdego skrętu, a szczególnie podczas wykonywania gwałtownych manewrów, np. próby ominięcia zwierzyny, która wybiegła z lasu na drogę. 

Czy system ESP jest niezawodny w każdej sytuacji? Wiele zależy od m.in. prędkości jazdy i powierzchni. Jeśli pirat drogowy rozwinie nadmierną prędkość w niesprzyjających warunkach drogowych, trudno się dziwić, że układ ESP nie zapobiegnie całkowicie skutkom tej lekkomyślnej jazdy. 

Czy można wyłączyć układ ESP?

Niektórzy kierowcy chcą wyłączyć układ ESP, twierdząc, że elektronika odbiera im pełną kontrolę podczas jazdy samochodem, szczególnie sportowym modelem. W przypadku częściowej dezaktywacji układu dochodzi do wyłączenia wybranych funkcji lub odsunięcia w czasie momentu interwencji. Na forach motoryzacyjnych można znaleźć wskazówki pomocne w zmianie trybu pracy układu ESP, ale czy rzeczywiście warto to robić?

Nie zaleca się wyłączania systemu ESP podczas codziennej jazdy – szczególnie kiedy warunki na drodze sprzyjają pogorszonej przyczepności opon i poślizgom. Ćwiczenie kontrolowanych poślizgów w bezpiecznym terenie a wpadnięcie w poślizg na zakręcie to zupełnie inne kwestie. W drugim przypadku rozemocjonowany i pozbawiony wsparcia układu ESP kierowca może spanikować pod wpływem stresu i spowodować co najmniej stłuczkę.

FAQ – najczęściej zadawane pytania o układ ESP