UNIVERSITATEA TEHNICA “GHEORGHE ASACHI” IASI FACULTATEA DE MECANICA
Electronic Stability Program
Prof: conf. dr. ing. Radu Drosescu Student: ing. Nicolae Stefanoaea
AN UNIVERSITAR 201!201"
Electronic Stability Program Începerea producţiei de serie al programului electronic de stabilitate stabilitate ESP în Europa a fost o piatră de hotar în dezvoltarea de sisteme de control pentru frână. Bosch a fost un factor maor maor în dezvoltarea acestui acestui sistem de siguranţă activă !i în "##$% a devenit primul pr imul furnizor în întreaga lume pentru ESP. &e la începerea producţiei de serie Bosch a e'tins continuu% potenţialul de ESP care acum permite integrarea unor noi caracteristici de securitate !i comoditate. &enumirea tehnica a sistemului este ESP% adica Electronic Stabilit( Program% denumire ce sugereaza destul de bine utilitatea sa. )ercedes a creat si patentat inca din "#$# un dispozitiv care impiedica pierderea tractiunii rotilor% prin actionarea asupra franelor sau motorului. Si B)* a creat cam in aceeasi perioada un sistem de control al tractiunii care avea acelasi rol. &in punctul de vedere al echiparii modelelor de serie% putem vorbi despre o noua similitudine% anul "##+ fiind cel in care atat )ercedes% cat si B)* au introdus ESP,ul% ambele fiind realizate cu autorul companiei -obert Bosch mb/% cea care si,a inregistrat marca ESP. &e altfel% in "##$ Bosch a creat primul ESP complet% pus la dispozitia producatorilor de autovehicule.
Derapajul - cauza accidentelor
0omisia 0omisia 1E a anun anunțat inten inten ția de a impune impune folosirea folosirea obliga obligatorie torie a sistemului de stabilitate începand cu +2""% în timp ce în S13 a fost dea adoptată o lege care prevede că includerea ESP în dotarea,standard a tuturor autoturismelor este obligatorie începand cu anul de fabrica ție +2"+. Studiile asupra accidentelor rutiere rutiere demonstrează că cel pu țin 425 din totalul celor soldate cu decese sunt cauzate de deraparea autovehiculelor și% mai mult% apro'imativ 625 din totalul totalul acestor acestor accidente ar fi putut fi evitate prin utilizarea sistemului ESP. 7rganizatia Euro 803P a emis chiar o recomandare insistentă pentru achizitionarea de autoturisme autoturisme echipate cu ESP% ESP% reprezentan ții acestei acestei organiza organizații având cifre cifre e'acte e'acte despre despre eficien eficien ța sistemelo sistemelorr de siguran siguranță. 0orespond 0oresponden ența din 3ustrali 3ustralia% a% 3803P 3803P%% chiar a anun țat că nu va va mai acorda $ stele decât autoturismelor echipate cu ESP. ESP.
Parțiile compo component nente e ale sistemulu sistemuluii ESP ESP
Fig.1 Ledul indicator ESP pe bord.
Fig.2 Buton ono!! ESP. ESP.
ESP9
este un sistem destul de inteligent% care lucrează însa
integrat cu dispozitivele electronice computerizate ce controlează un autovehicul. folose folosește ca ca surse surse de info informa rmații o serie serie de de senzo senzoriri ampl amplasa asa ți pe diferite componente dinamice ale unui vehicul. în acest fel% în fiecare moment sunt cunoscute viteza de rota ție a fiecărei roți% direcția imprimată imprimată de volan volan și măsura în care caroseria caroseria mașinii inii respe respectă ctă întocm întocmai ai acea această stă direc direc ție.
Fig." Senzor ung#i $olan.
Fig.% Poziția senzor ung#i $olan
Fig.& Sc#ema senzor $olan.
Fig.) Senzor Senzor de de accelera accelerație lateral. lateral.
Fig.* Sensor Sensor de poziție.
Fig.' (ontarea senzor $olan.
Fig.+ ,ombina ,ombinație senzor senzor lateral lateral de de accel accelera erație-sensor ie-sensor de poziție.
Fig.1 Fig.1 Parțile componen componente te ESP. ESP.
3,senzor de viteză al roții B,senzor pt. determinarea poziției volanului 0,senzor pt. detectarea accelerației laterale &, E01: E,motor: ;,senzor de presiune ,unitate hidraulică.
Fig.11 (ontarea senzorilor.
Fig.12 Parțile componente componente a unui ESP premium.
Fig.1" ,arcasa eterioar/ a unui sistem ESP .
Func Funcționare ionarea a sistem sistemulu uluii ESP ESP < ul asigură reglarea patinării ro ții% impiedică rotirea în gol a roţilor motoare în regim de tracţiune prin frânarea selectivă a unor roţi sau prin reducerea momentului motor furnziat.
Fig.1% Sistemul ESP pe auto$e#icul.
ESP,ul garantează păstrarea direcţiei autovehiculului pe !osele alunecoase !i reduce pericolul răsturnării vehiculului atunci când pe drumuri cu polei soferul abordează curbele cu viteză sau se angaează în manevre de schimbare a benzii% situaţii în care !ansele !oferului ! oferului de a redresa ma!ina prin simplă frânare sunt foarte mici. ESP este un sistem eficient mai ales în segmentul vehiculelor de peste =%$ tone% autând !oferul să menţină controlul asupra ma!inii !i să evite accidentele în situaţii critice% în limitele fizice !i legale normale. În prezent% cei mai mulţi mulţi constructori au introdus introdus ESP% ESP% opţional% pe camioanele lor. &ispozitivul &ispozitivul angrenează un senzor pentru unghiul de viteză% unghiul volanului% acceleraţia transversală% viteza roţilor !i presiunea la frânare. Sistemul ESP funcţionează prin reglarea cuplului motor !i prin frânarea individuală automată a rotilor9 senzorii de acceleraţie transversală montaţi în ESP măsoară distribuţia puterii la rotii !i verifică stabilitatea la drum. În plus% sistemul înregistrează parametrii mi!cării doriţi de conducătorul auto !i parametrii mi!cării reale a vehiculului% le compară% !i dacă acestea nu sunt în concordanţă% percepe diferenţa !i transmite roţilor impulsuri de frânare% ţine autoturismeul pe o cursa fermă. >n timpul virări ?poza stanga@ fată de roţi rândul său e'terior ESP se aplică în mod automat de frână la roata din spate interior.0ând interior.0ând viraul este gata și rotim spre dreapta pentru a evita rotirea rotirea autovehiculului autovehiculului ESP se aplică pe roata roata dreapta dreapta fața ?poza dreapta@. dreapta@.
Fig.1& Fig.1& Funcționarea ionarea sistemului sistemului ESP. ESP.
ESP combină într,un singur ansamblu sistemul de frânare anti, blocare 3BS 3BS cu ESP ?controlul acceleraţiei la derapare@. &e +$ de ori pe secundă% ESP monitorizează !i compară mi!carea reală a vehiculului cu manevrele !oferului !i la primele semne de instabilitate% atunci când !oferul roteste prea mult sau prea puţin de volan% senzorii ESP detectează această mi!care într,o fracţiune de secundă !i aută la restabilirea poziţiei vehiculului prin aplicarea selectivă a presiunii de frânare asupra uneia sau a mai multor roţi !i prin intervenţia asupra sistemului motorului. În prezent toate camioanele sunt dotate% opţional% cu acest sistem.Si cei de la )ercedes folosesc acest sistem chiar pe )ercedes Sprinter , sporind stabilitatea laterală a vehiculului. ESP este un sistem din dotarea semiremorcilor% care previne răsturnarea ansamblului tractor,remorcă în situaţii critice% chiar atunci când camionul nu este echipat cu ESP. ESP. 8ecesitatea 8ecesitatea lui s,a făcut simţită deoarece statisticile arată că până !i !oferii foarte e'perimentaţi% care cunosc drumurile !i circulă regulamentar% pot face accidente% mai ales când centrul de greutate al vehiculului este situat la înălţime !i favorizează cre!terea vitezei. În acest caz% de cele mai multe ori% !oferul observă riscurile prea târziu% dar -SP detectează la timp situaţiile periculoase !i le depă!e!te intervenind asupra frânelor. -SP este integrat în EBS , ul modulului de frână al tractorului pe semiremorcă. El măsoară acceleraţia laterală cu autorul senzorilor de acceleraţie integraţi !i utilizează diferiţi parametri pentru a defini limita la care semiremorca e în pericol să se răstoarne. 0ând aceasta este atinsă% -SP iniţiază frânarea obligatorie a semiremorcii !i reduce viteza ansamblului până la un nivel aflat sub valoarea critică. 3ceastă
procedură de control începe chiar înainte ca !oferul să,!i dea măcar seama de pericol. Pentru a se adapta la diferite încărcături !i centre de greutate% -SP recalculează limita critică de fiecare dată când se încarcă semiremorca. El se austează% de asemenea% dacă alimentarea cu tensiune este întreruptă sau vehiculul e tras pe dreapta pentru o perioadă mai mare de timp. În primul rând% este definită o valoare de bază folosind greutatea pe a'ă. &acă acceleraţia laterală se apropie de această valoare% presiunea de frânare predefinită se aplică roţilor de pe partea interioară a a'ei% care este mai puţin încărcată. 3ceastă presiune de testare este echivalentă cu presiunea aplicată frânei% !i de aceea !oferul nici nu o observă. &acă roata începe să se blocheze la această presiune% este indicată o reducere semnificativă a încărcăturii% deoarece se semnalează faptul că vehiculul este pe punctul de a se răsturna. Sistemul iniţiază frânarea capului tractor !i astfel se rezolvă problema. &acă viteza roţii nu se modifică% situaţia este definită ca lipsită de riscuri !i sistemul măre!te limita critică pentru a repeta procedura cu o valoare mai ridicată a acceleraţiei laterale% la următoarea curbă. -SP funcţionează independent de camion% dar oferă o mai mare siguranţă atunci când acesta este echipat cu ESP% ESP% 3BS care se poate suprapune peste -SP% deoarece intervine !i în sistemul de frânare al remorcii. Pentru a preveni erorile% sistemul realizează o analiză a valorii limită !i aplică presiunea ma'imă de frânare detectată de ambele sisteme asupra cilindrilor de frânare a roţilor.
&eoarece presiunea de frânare aplicată de ESP este mai mică decât cea aplicată de -SP% -SP utilizează mai bine deceleraţia posibilă a remorcii% mărind siguranţa. &e e'emplu %motoarele de la )ercedes combinate cu o cutie de transmisie automata ?cu cinci trepte@ sau mecanica ?cu sase trepte@ debitează puteri cuprinse între "$2 ?E++2 0&>@ si =22 0P ?E$22@. Pentru a putea ţine în frau atâţia atâţia AcaiA% )ercedes E,lasse este echipat cu performantul sistem de frânare electrohidraulic SB0 ?Sensotronic BraCe 0ontrol@. 3cesta 3cesta are în componenţa sa o unitate centrală electronică < în care sunt înglobate !i funcţiile 3BS% 3BS% ESP , care este în permanentă legătura cu senzori pentru măsurarea vitezei roţilor% acceleraţiei transversale% unghiului de virare. Sistemul ESP se opune patinarea roţii pe gheaţă sau pe sol umed% prin frânarea roţii care patinează sau prin reducerea momentului motor. 3BS !i ES- sunt doua sisteme sisteme de siguranţă si sunt sisteme sisteme de bază a ma!inilor noi. Sistemele care acţionează asupra sistemul de frânare a automobilului cum ar fi 3BS !i ESP măresc stabilitatea automobilului !i asigură o siguranţă mai mare în condiţii critice de circulaţie. c irculaţie. Electronic Stabilit( 0ontrol este de fapt un sistem destul de inteligent% care lucreaza insa integrat cu dispozitivele electronice computerizate ce controleaza un automobil. -espectand legile ciberneticii% ESP,ul foloseste ca surse de informatii o serie de senzori amplasati pe diferite componente dinamice ale unui vehicul. >n acest fel% in fiecare moment sunt cunoscute viteza de rotatie a fiecarei roti% directia imprimata de volan si masura in care caroseria masinii respecta intocmai aceasta directie. Pentru componenta de tractiune e'ista si sisteme mai simple care doar impiedica una sau mai multe roti sa derapeze. 1n ESP integrat va
verifica nu doar diferentele dintre viteza unghiulara a rotilor% ci si deplasarea laterala a masinii. Dimpul Dimpul de raspuns este de obicei de ordinul milisecundelor% astfel astfel ca interventia poate fi considerata destul de promptă. 8umai pentru tractiune% actiunea se rezuma la impiedicarea rotiirotilor care patineaza sa se mai invarta% astfel fiind posibil un control al directiei% similar cu ceea ce face un 3BS la franare. >n cazul ES0% in clipa in care se constata derapaul masinii% sistemul proceseaza informatiile si actioneaza acolo unde trebuie9 franele intervin pe una sau mai multe roti% individual% pentru a corecta traiectoria% iar motorul este impiedicat sa mai genereze cuplu% eliminandu,se astfel fortele care au generat deplasarea. &e e'emplu% daca rotile din fata incep sa derapeze in timpul viraului% producand ceea ce numim subvirare ?deplasarea catre e'teriorul curbei@% ES0 franeaza roata spate de pe interior% astfel ca traiectoria se corecteaza. &aca derapeaza rotile din spate% adica masina supravireaza ?incepe sa se rasuceasca spre interiorul curbei@% ES0 franeaza roata fata din e'terior% austand traiectoria. &e fiecare data acceleratia este redusa automat pana la atingerea scopului. Simultan% la bordul vehiculului se aprinde intermitent becul corespunzator ES0% care avertizeaza soferul ca sistemul se afla in plin proces de functionare. 3proape orice vehicul dotat cu ES0 permite decuplarea acestuia acestuia de la un buton% becul,martor fiind aprins in acest caz permanent. &ecuplarea ES0 este utila% de e'emplu% in cazul vehiculelor 4'4 care au de depasit un obstacol dificil% functionarea sistemului fiind de natura sa reduca puterea motorului si sa impiedice deplasarea. Suprafetele pe care poate fi observata cu usurinta interventia sistemului de control al stabilitatii sunt asfaltul ud si zapadagheata.
Fig.1' Functionarea sistemului ESP. ESP.
>n ultimii ani% toti producatorii si,au achizitionat sau creat propriile sisteme de control al stabilitatii% denumirile acestora diferind de la o marca la alta. 1neori si functionarea si eficienta lor difera% insa e'istenta unui astfel de sistem pe masina este mult mai importanta pentru siguranta pasagerilor decat numele sub care este comercializat. 0ostul unui ES0 poate afecta pretul final al masinii% fiind situat intre $22 si F22 euro si chiar ".222,".$22 euro% insa poate fi considerata o investitie mult mai importanta decat cea in aerul conditionat automat sau intr,o vopsea metalizata. &intre marcile care utilizeaza altceva decat ESP% ESP% putem nota )itsubishi% cu 3ctive Stabilit( 0ontrol ?3S0@% Golvo , &(namic & (namic Stabilit( and Draction 0ontrol ?&SD0@% )azda si B)* , &(namic Stabilit( 0ontrol ?&S0@% /onda , Electronic Stabilit( 0ontrol ?ES0@ si Gehicle Stabilit( 3ssist ?GS3@% eneral )otors )otors , StabiliDraC% StabiliDraC% 8issan , Gehicle Gehicle &(namic &(namic 0ontrol ?G&0@% Do(ota , Gehicle Stabilit( 0ontrol ?GS0@. 0omisia 1E a anuntat intentia de a impune folosirea obligatorie a sistemului de stabilitate incepand cu +2""% in timp ce in S13 a fost dea adoptata o lege care prevede ca includerea ESP in dotarea,standard a tuturor autoturismelor este obligatorie incepand cu anul de fabricatie +2"+.
3ceste decizii nu sunt intamplatoare% avand in in vedere ca studiile asupra accidentelor rutiere demonstreaza ca cel putin 425 din totalul celor soldate cu decese sunt cauzate de deraparea autovehiculelor si% mai mult% apro'imativ 625 din totalul acestor accidente ar fi putut fi evitate prin utilizarea sistemului ESP. ESP. Potrivit cercetatorilor de la 1niversitatea Hln% in Europa ar fi putut fi evitate% in +22I% prin folosirea pe scara larga a ESP% ESP% un numar de 4.222 de decese si "22.222 de raniti.
Sc#eme de montaj a ESP.
Fig.1) ESP cand creste presiunea.
Fig.1* ESP cand presiunea este constanta.
Fig.1+ ESP cand scade presiunea.
Principiu de !unctionare a senzorului de acceleratie lateral.
Fig.2 (ontarea senzorului. a senzorului.
Fig.21 Sc#ema de principiu
Structura senzorului(Fig.20)0 Sen#orul este $n %rinci%al for&at din trei %arti: •
unul sau doi sen#ori de %o#i'ie
•
un rece%tor
•
un cor% co&%act ()ig.20*.
Fig.22 (ontarea senzorului pe arbore.
Principiu de !unctionare0
Principiu de functionare se bazeaza pe fenomenul /all.
Fig.2" Principiu de !unctionare al senzorului.
".0onductori: +./allsensor: =.)agneti: 4.0ampmagnetic: $. Sursa de current.
Senzorii de acceleraţie permit măsurarea acceleraţiilor dinamice ?datorate vibraţiilor@ sau statice ?determinate de gravitaţie@ ale unui solid după una sau mai multe direcţii.
,oncluzii 345E0
J -educe -educerea rea rate rateii accid accident entelo elorr morlt morltale ale cu pănă pănă la 4+5 4+5 la la autovehiculele dotate cu sistem ESP
Fig.2% 6eprezentarea gra!ica a rsiscului de accident.
