FACULTATEA DE INGINERIE

MECANICA

PROIECT AFESS

Electronic Stability Program

Student: Stoichita N. Eugen Secia: ATV

Anul: I Master

Grupa: 1912

ANUL UNIVERSITAR < 2011 2012 >

Electronic Stability Program

nceperea produciei de serie al programului electronic destabilitate ESP n

Europa cu zece ani n urm a fost o piatr de hotar n dezvoltarea de sisteme de control de frn. Bosch a fost un actor major n dezvoltarea de conducere a acestui sistem de siguran activ i n 1995, a devenit primul furnizor n ntreaga lume pentru ESP.

Numeroase studii recente de credit ESP cu pn acum fiind cele mai de succes sistem de siguran activ de automobile. De la nceperea produciei de serie Bosch-a extins continuu, potenialul de ESP care acum permite integrarea unor noi caracteristici de securitate i comoditate.

Denumirea tehnica a sistemului este ESP, adica Electronic Stability Program, denumire ce sugereaza destul de bine utilitatea sa. Faptul ca cele mai multe astfel de sisteme instalate peautovehicule sunt fabricate de Bosch a determinat insa popularizarea sa sub numele ESP, cel pe care producatorul de dispozitive electronice auto l-a instituit inca din 1987, cand a inceput sa-l dezvolte alaturi de Mercedes-Benz.

Mercedes a creat si patentat inca din 1959 un dispozitiv care impiedica pierderea tractiunii rotilor, prin actionarea asupra franelor sau motorului si BMW a creat cam in aceeasi perioada un sistem de control al tractiunii care avea acelasi rol.

Din punctul de vedere al echiparii modelelor de serie, putem vorbi despre o noua similitudine, anul 1992 fiind cel in care atat Mercedes, cat si BMW au introdus ESP-ul, ambele fiind realizate cu ajutorul companiei Robert Bosch GmbH, cea care si-a inregistrat marca ESP. De 2 altfel, in 1995 Bosch a creat primul ESP complet, pus la dispozitia producatorilor de autovehicule.

Derapajul - cauza accidentelor

Comisia UE a anun at inten ia de a impune folosirea obligatorie a sistemului de stabilitate ncepand cu 2011, n timp ce n SUA a fost deja adoptat o lege care prevede c includerea ESP n dotarea-standard a tuturor autoturismelor este obligatory ncepand cu anul de fabricaie 2012. Studiile asupra accidentelor rutiere demonstreaz c cel puin 40% din totalul celor soldate cu decese sunt cauzate de deraparea autovehiculelor i, mai mult, aproximativ 80% din totalul acestor accidente ar fi putut fi evitate prin utilizarea sistemului ESP Organizatia Euro NCAP a emis chiar o recomandare insistent pentru achizitionarea de autoturisme echipate cu ESC, reprezentanii acestei organizaii avnd cifre exacte despre eficiena sistemelor de siguran. Corespondena din Australia, ANCAP, chiar a anunat c nu va mai acorda 5 stele dect autoturismelor echipate cu ESC.

Pariile componente ale sistemului ESP

Fig.1 Ledul indicator ESP pe bord. Fig.2 Buton on/off ESP.

ESP este un sistem destul de inteligent, care lucreaz nsa integrat cu dispozitivele electronice computerizate ce controleaz un autovehicul. ESP-ul folose te ca surse de informa ii o serie de senzori amplasai pe diferite componente dinamice ale unui vehicul n acest fel, n fiecare moment sunt cunoscute viteza de rotaie a fiecrei roi, direcia imprimat de volan i msura n care caroseria mainii respect ntocmai aceast direcie.

Fig.3 Sezor unghi volan

Fig.4 Pozitia sensor unghi volan Fig.5 Schema sensor volan

Fig.6 Montarea senzor volan. Fig.7 Senzor de acceleraie lateral.

Fig.8 Sensor de poziie. Fig.9 Combina ie senzor lateral de

acceleratie-sensor de poziie.

Fig.10 Parile componente ESP.

A-senzor de vitez al roii

B-senzor pt. determinarea poziiei volanului

C-senzor pt. detectarea acceleraiei laterale

D- ECU;

E-motor;

F-senzor de presiune

G-unitate hidraulic.

Fig.11 Montarea senzorilor.

Fig.12 Parile componente a unui ESP premium.

Fig.13 Carcasa exterioar a unui sistem ESP.

Funcionarea sistemului ESP

ESP ul asigur reglarea patinrii ro ii, impiedic rotirea n gol a roilor

motoare n regim de traciune prin frnarea selectiv a unor roi sau prin reducerea momentului motor furnziat.

Fig.14 Sistemul ESP pe autovehicul.

ESP-ul garanteaz pstrarea direciei autovehiculului pe osele alunecoase i reduce pericolul rsturnrii vehiculului atunci cnd, pe drumuri cu polei, soferul ia abordeaz curbele cu vitez sau se angajeaz n manevre de schimbare a benzii, situaii n care ansele oferului de a redresa maina prin simpl frnare sunt foarte mici. ESP este un sistem eficient mai ales n segmental vehiculelor de peste 3,5 tone, ajutnd oferul s menin controlul asupra mainii i s evite accidentele n situaii critice, n limitele fizice i legale normale.

n prezent, cei mai muli constructori au introdus ESP, opional, pe camioanele lor. Dispozitivul angreneaz un senzor pentru unghiul de vitez, unghiul volanului, acceleraia transversal, viteza roilor i presiunea la frnare. Sistemul ESP funcioneaz prin reglarea cuplului motor i prin frnarea individual automat a rotilor ESP acioneaz astfel: senzorii de acceleraie transversal montai n ESP msoar distribuia puterii la rotii i verific stabilitatea la drum. n plus, sistemul nregistreaz parametrii micrii dorii de conductorul auto i parametrii micrii reale a vehiculului, le compar, i dac acestea nu sunt n concordan, ESP percepe diferena i transmite roilor impulsuri de frnare.

ESP ine autoturismeul pe o cursa ferm: n timpul virri (poza stanga) fat de roi rndul su exterior ESP se aplic n mod automat de frn la roata din spate interior.Cnd virajul este gata si rotim spre dreapta pentru a evita rotirea autovehiculului ESP se aplic pe roata dreapta faa (poza dreapta).

Fig.15 Funcionarea sistemului ESP.

ESP combin ntr-un singur ansamblu sistemul de frnare anti-blocare ABS cu ESP (controlul acceleraiei la derapare). De 25 de ori pe secund, ESP monitorizeaz i compar micarea real a vehiculului cu manevrele oferului i la primele semne de instabilitate, atunci cnd oferul roteste prea mult sau prea puin de volan, senzorii ESP detecteaz aceast micare ntr-o fraciune de secund i ajut la restabilirea poziiei vehiculului prin aplicarea selectiv a presiunii de frnare asupra uneia sau a mai multor roi i prin intervenia asupra sistemului motorului.

n prezent toate camioanele sunt dotate, opional, cu acest sistem.Si cei de la Mercedes folosesc acest sistem chiar pe Mercedes Sprinter - sporind stabilitatea lateral a vehiculului. ESP este un sistem din dotarea semiremorcilor, care previne rsturnarea ansamblului tractor-remorc n situaii critice, chiar atunci cnd camionul nu este echipat cu ESP. Necesitatea lui s-a fcut simit deoarece statisticile arat c pn i oferii foarte experimentai, care cunosc drumurile i circul regulamentar, pot face accidente, mai ales cnd centrul de greutate al vehiculului este situat la nlime i favorizeaz creterea vitezei. n acest caz, de cele mai multe ori, oferul observ riscurile prea trziu, dar RSP detecteaz la timp situaiile periculoase i le depete intervenind asupra frnelor.

RSP este integrat n EBS - ul modulului de frn altractorului pe semiremorc. El msoar acceleraia lateral cu ajutorul senzorilor de acceleraie integrai i utilizeaz diferii parametri pentru a defini limita la care semiremorca e n pericol s se rstoarne. Cnd aceasta este atins, RSP iniiaz frnarea obligatorie a semiremorcii i reduce viteza ansamblului pn la un nivel aflat sub valoarea critic. Aceast procedur de control ncepe chiar nainte ca oferul s-i dea mcar seama de pericol.

Pentru a se adapta la diferite ncrcturi i centre de greutate, RSP recalculeaz limita critic de fiecare dat cnd se ncarc semiremorca. El se ajusteaz, de asemenea, dac alimentarea cu tensiune este ntrerupt sau vehiculul e tras pe dreapta pentru o perioad mai mare de timp. n primul rnd, este definit o valoare de baz folosind greutatea pe ax. Dac acceleraia lateral se apropie de aceast valoare, presiunea de frnare predefinit se aplic roilor de pe partea interioar a axei, care este mai puin ncrcat. Aceast presiune de testare este echivalent cu presiunea aplicat frnei, i de aceea oferul nici nu o observ.

Dac roata ncepe s se blocheze la aceast presiune, este indicat o reducere semnificativ a ncrcturii, deoarece se semnaleaz faptul c vehiculul este pe punctul de a se rsturna.

Sistemul iniiaz frnarea capului tractor i astfel se rezolv problema. Dac viteza roii nu se modific, situaia este definit ca lipsit de riscuri i sistemul mrete limita critic pentru a repeta procedura cu o valoare mai ridicat a acceleraiei laterale, la urmtoarea curb.

RSP funcioneaz independent de camion, dar ofer o mai mare siguran atunci cnd acesta este echipat cu ESP, ABS care se poate suprapune peste RSP, deoarece intervine i n sistemul de frnare al remorcii. Pentru a preveni erorile, sistemul realizeaz o analiz a valorii limit i aplic presiunea maxim de frnare detectat de ambele sisteme asupra cilindrilor de frnare a roilor. Deoarece presiunea de frnare aplicat de ESP este mai mic dect cea aplicat de RSP, RSP utilizeaz mai bine deceleraia posibil a remorcii, mrind sigurana.

De exemplu ,motoarele de la Mercedes combinate cu ocutie de transmisie automata (cu cinci trepte) sau mecanica (cu sase trepte) debiteaz puteri cuprinse ntre 150 (E220 CDI) si 300 CP (E500). Pentru a putea ine n frau atia cai, Mercedes EKlasse este echipat cu performantul sistem de frnare electrohidraulic SBC (Sensotronic Brake Control). Acesta are n componena sa o unitate central electronic n care sunt nglobate i funciile ABS, ESP - care este n permanent legtura cu senzori pentru msurarea vitezei roilor, acceleraiei transversale, unghiului de virare. Sistemul ESP se opune patinarea roii pe ghea sau pe sol umed, prin frnarea roii care patineaz sau prin reducerea momentului motor.

ABS i ESR sunt doua sisteme de siguran si sunt sisteme de baz a mainilor noi. Sistemele care acioneaz asupra sistemul de frnare a automobilului cum ar fi ABS i ESP mresc stabilitatea automobilului i asigur o siguran mai mare n condiii critice de circulaie. Electronic Stability Control este de fapt un sistem destul de inteligent, care lucreaza insa integrat cu dispozitivele electronice computerizate ce controleaza un automobil. Respectand legile ciberneticii, ESP-ul foloseste ca surse de informatii o serie de senzori amplasati pe diferite component dinamice ale unui vehicul. In 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 exista si sisteme maisimple care doar impiedica una sau mai multe roti sa derapeze. Un ESP integrat va verifica nu doar diferentele dintre viteza unghiulara a rotilor, ci si deplasarea laterala a masinii. Timpul de raspuns este de obicei de ordinul milisecundelor, astfel ca interventia poate fi considerata destul de prompt. Numai pentru tractiune, actiunea se rezuma la impiedicarea rotii/rotilor care patineaza sa se mai invarta, astfel fiind posibil un control al directiei, similar cu ceea ce face un ABS la franare. In cazul ESC, in clipa in care se constata derapajul masinii, sistemul proceseaza informatiile si actioneaza acolo unde trebuie: 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.

De exemplu, daca rotile din fata incep sa derapeze in timpul virajului, producand ceea ce numim subvirare (deplasarea catre exteriorul curbei), ESC franeaza roata spate de pe interior, astfel ca traiectoria se corecteaza. Daca derapeaza rotile din spate, adica masina supravireaza (incepe sa se rasuceasca spre interiorul curbei), ESC franeaza roata fata din exterior, ajustand traiectoria. De fiecare data acceleratia este redusa automat pana la atingerea scopului. Simultan, la bordul vehiculului se aprinde intermitent becul corespunzator ESC, care avertizeaza soferul ca sistemul se afla in plin proces de functionare. Aproape orice vehicul dotat cu ESC permite decuplarea acestuia de la un buton, becul-martor fiind aprins in acest caz permanent. Decuplarea ESC este utila, de exemplu, in cazul vehiculelor 4x4 care au de deposit 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 zapada/gheata.

Fig.16 Functionarea sistemului ESP.

In ultimii ani, toti producatorii si-au achizitionat sau creat propriile sisteme de control al stabilitatii, denumirile acestora diferind de la o marca la alta. Uneori si functionarea si eficienta lor difera, insa existenta unui astfel de sistem pe masina este mult mai importanta pentru siguranta pasagerilor decat numele sub care este comercializat. Costul unui ESC poate afecta pretul final al masinii, fiind situat intre 500 si 600 euro si chiar 1.000-1.500 euro, insa poate fi considerata o investitie mult mai importanta decat cea in aerul conditionat automat sau intr-o vopsea metalizata. Dintre marcile care utilizeaza altceva decat ESP, putem nota Mitsubishi, cu Active Stability Control (ASC), Volvo-Dynamic Stability and Traction Control (DSTC), Mazda si BMW-Dynamic Stability Control (DSC), Honda - Electronic Stability Control (ESC) si Vehicle Stability Assist (VSA), General Motors - StabiliTrak, Nissan - Vehicle Dynamic Control (VDC), Toyota -Vehicle Stability Control (VSC).

Comisia UE a anuntat intentia de a impune folosirea obligatorie a sistemului de stabilitate incepand cu 2011, in timp ce in SUA a fost deja adoptata o lege care prevede ca includerea ESP in dotarea-standard a tuturor autoturismelor este obligatory incepand cu anul de fabricatie 2012. Aceste decizii nu sunt intamplatoare, avand in vedere ca studiile asupra accidentelor rutiere demonstreaza ca cel putin 40%

din totalul celor soldate cu decese sunt cauzate de deraparea autovehiculelor si, mai mult, aproximativ 80% din totalul acestor accidente ar fi putut fi evitate prin utilizarea sistemului ESP. Potrivit cercetatorilor de la Universitatea Kln, in Europa ar fi putut fi evitate, in 2007, prin folosirea pe scara larga a ESP, un numar de 4.000 de decese si 100.000 de raniti.

Scheme de montaj a ESP

Fig.17 ESP cand creste presiunea.

Fig.18 ESP cand presiunea este constanta

Fig.19 ESP cand scade presiunea.

Principiu de functionare a senzorului de acceleratie lateral

Structura senzorului:

Senzorlul este n principal format din trei parti, unul sau doi senzori de poziie, un receptor i un corp compact (Fig.20).

Fig.22 Montarea senzorului pe arbore.

Principiu de functionare: Principiu de functionare se bazeazape

fenomenul Hall.

Fig.23 Principiu de functionare al senzorului.

1. Conductori; 2. Hall sensor; 3. Magneti; 4. Camp magnetic; 5. Sursa de current. Senzorii de acceleraie permit msurarea acceleraiilor dinamice (datorate vibraiilor) sau statice (determinate de gravitaie) ale unui solid dup una sau mai multe direcii.

Concluzii

AVANTAJE:

Reducerea ratei accidentelor morltale cu pn la 42% la autovehiculele dotate cu sistem ESP

Fig.24 Reprezentarea grafica a rsiscului de accident