Stabilizační systém automobilu – jak funguje a proč je v moderních automobilových technologiích potřebný

Statistiky dopravních nehod na silnicích jsou děsivé. Zároveň lze výrazně snížit počet úmrtí a zranění, které z budoucnosti řidičů dělají skutečnou noční můru.

Od 90. let se aktivně rozvíjí elektronická zařízení zajišťující směrovou stabilitu vozidel. 20. století, ale mnoho majitelů vozidel stále považuje ESP za volitelnou součást a zdráhají se jej implementovat do svého života.

Co je ESP, proč je v autě potřeba?

Když dojde k nehodě a často s tragickým výsledkem, můžete často slyšet: Chyběl/byl vadný systém ESP?

Podívejme se na funkce ESP a na to, o jaký systém se v jádru jedná.

Zkratka ESP znamená Electronic Stability Program. V rusky mluvícím prostoru se termín používá v několika variantách:

• elektronické řízení stability,
• dynamická stabilizace vozu,
• systém kontroly stability,
• protiskluzový systém,
• systém směrové stability.

Pod kontrolou se berou následující:

1. Smyk, boční klouzání vozu – poruchy v pohybu vozu po podélné rovině kol. Ke smyku dochází v situacích, kdy boční síla působící na kola převyšuje adhezní sílu pneumatik k povrchu vozovky.
2. Směrová stabilita – stabilita vozidla při ztrátě trakce.

Výsledky výzkumu ukazují, že vybavení vozu elektronickou kontrolou stability může snížit počet nehod ve smyku o 80 %, a pokud se vůz přece jen dostane do nehody, výrazně se sníží počet smrtelných nehod.

Ve většině automobilů je systém známý jako ESP. Toto je ochranná známka patentovaná společností Robert Bosch GmbH. Stabilizační systémy, známé konkrétně jako ESP, jsou aktivně instalovány na vozech Mercedes Benz, Opel, Volkswagen, Peugeot, Nissan, Renault, Saab, Scania, Smart, Suzuki, Jaguar, Chrysler Jeep, Kia.

Existují však i systémy, které jsou si ve své podstatě velmi podobné, ale mají různé názvy, např.

• DSC (Dynamic Stability Control). Systém pod tímto názvem je instalován na řadě vozů BMW (BMW M3, BMW M5, BMW X5 M).
• VSA (Vehicle Stability Assist). Tento systém je instalován na vozech Honda a Hyundai.
• IVD (Interactive Vehicle Dynamics). Za tímto názvem se skrývá systém kontroly stability u vozu Ford.

Některé vozy (instalované především na SUV a crossovery) mají kromě základního systému pro řízení směrové stability při smyku samostatné systémy pro kontrolu převrácení (RSC – Roll Stability Control, AdvanceTrac). Systémy spolupracují. Jeden je ale zaměřen speciálně na ovládání smyků, druhý na převrácení.

Potřeba kontrolovat nejen smyk, ale i převrácení je důležitá zejména u vozů s vysokým těžištěm. Zpravidla to platí pro těžká užitková vozidla (nákladní automobily).

U vozidel s adaptivním tempomatem lze implementovat další možnost sledování a vyhodnocování rizik zabránění srážce s jiným vozidlem (Braking Guard u silničních souprav s tažným zařízením, tzv. vybočení přívěsu (nepředvídatelná změna v kurz přívěsu doprava nebo doleva za jízdy) silniční vlaky).

Výhody a nevýhody

Na řadu moderních modelů vozidel si systém standardně instalují sami výrobci automobilů, na řadu vozů si systém instalují jejich majitelé jako doplňkovou výbavu.

• Elektronika dokáže reagovat na neočekávanou situaci rychleji než řidič, bez ohledu na to, jak je pozorný. Začátek smyku je určen v milisekundách a systém začne ihned po zahájení procesu automaticky jednat. Zejména se aktivuje brzdná síla na požadovaná kola.
• I při jízdě vysokou rychlostí je průjezd zatáčkou značně zjednodušen.
• Systém ESP poskytuje ideální podmínky pro brzdění každého kola vozidla jednotlivě ve správný okamžik.
• Systém poskytuje pokročilé ovládání celé řady parametrů (úhel natočení volantu, brzdný moment, točivý moment motoru, boční zrychlení, rychlost při otáčení vozu kolem vlastního těžiště, rychlost vozidla při zablokování kola).
• Úspora spotřeby paliva. Energie se vynakládá pouze při otáčení nebo změně směru.

Není žádným tajemstvím, že ovladatelnost vozu je přímo ovlivněna konstrukcí mechanismu řízení, odklonu a sbíhavosti kol a čepu, ale čím rychlejší je pohyb (a s rozvojem dálnic je to přirozené), tím větší je potřeba pro ESP.

• Pokud řidič dříve jezdil bez ESP a je zvyklý na to, že aby se dostal ze smyku, musí sešlápnout plyn, bude se nyní na silnici setkávat s neustálými „přerušeními vzoru“. Bude se chovat jako předtím, ale elektronika tomu odolá a „uškrtí“ motor.
• Na polních cestách systém nefunguje vždy efektivně. Zde je ale důležité věnovat pozornost obecné výbavě vozu. Pokud je k dispozici přídavný systém kontroly trakce, problém lze zpravidla zmírnit. To znamená, že k odstranění tohoto mínusu je třeba podporovat systém ESP. V ideálním případě by vůz měl mít celou řadu aktivní bezpečnostní výbavy, která zahrnuje několik systémů: kontrolu stability, diferenciál, protiblokovací brzdy a kontrolu trakce.
• Někteří řidiči při přestupu do vozu s výbavou, kde je vše řízeno elektronicky, příliš poleví. Svěřením kontroly nad smykem na silnicích se stávají zbytečně ostražití a nevěnují zvýšenou pozornost vozovce. Je obzvláště nedbalé svěřit svou bezpečnost pouze automatizaci při jízdě vysokou rychlostí a v mrazivém období (když je na vozovce led).

Zařízení ESP a princip činnosti

Základní zařízení obsahuje následující prvky:

1. Vstupní senzory. Jsou zodpovědní za záznam akcí řidiče a parametrů vozidla. Všechna tato data jsou okamžitě převedena na elektrické signály. Senzory rychle reagují na změny tlaku v brzdovém systému, rychlosti kol, rychlosti vozidla, zrychlení (příčné a podélné) a úhlu natočení volantu. Klasický systém stability směnného kurzu je nutně vybaven senzory, jako jsou:
   • Snímače otáček kol bezdotykovým způsobem pomocí magnetických polí. Existují dva typy: pasivní (indukční) a aktivní senzory, které jsou také známé jako Hallovy senzory. Moderní výrobci automobilových komponentů instalují aktivní senzory častěji než intuitivní. Kromě rychlosti dokážou reagovat i na okamžik zastavení kola a určit směr jejich otáčení.
   • Senzory rychlosti stáčení. Analyzuje pohyby vozidla kolem jeho svislé osy.
   • Snímače bočního zrychlení.
   • Snímače úhlu řízení. Těžištěm těchto nástrojů je poloha volantu. Výsledky měření tohoto snímače jsou pro systém zvláště cenné spolu s údaji o rychlosti kol.
2. Řídicí jednotka (mikroprocesor). Přicházejí sem signály ze senzorů. Právě řídicí jednotka je zodpovědná za aktivaci algoritmu, který minimalizuje riziko smyku vozu s přihlédnutím k součtu parametrů snímače. Řídicí jednotka posílá „příkazy“ akčním členům. V případě potřeby se komponenty řídicího systému motoru aktivují současně.
3. Hydraulická jednotka (pohonná jednotka, hydraulický modul). Nachází se v motorovém prostoru. Obsahuje sací a výfukové ventily, hydraulické akumulátory, vačkové čerpadlo, tlumicí komory.
4. Akcelerometr. Ovládá otáčení volantu. Důležité! Nezaměňujte snímač polohy volantu a akcelerometr. Data pocházející z obou zařízení jsou pro systém důležitá. Pokud se údaje ze snímače a akcelerometru neshodují, pak je to jen signál o smyku a nutnosti zahájit proces brzdění. Tato situace může nastat, pokud řidič zrychlí, vjede velmi prudce do zatáčky a vůz skončí „vlečením“. Podobná situace může nastat při jízdě po nerovnostech vysokou rychlostí.

Co dělá systém ESP?

• Při ostrých manévrech, zatáčkách, které by mohly potenciálně vést ke smyku, nebo při jízdě setrvačností se zapne automatické řízení.
• Systém snižuje točivý moment na hnacích kolech.
• Každé kolo získává autonomní řízení a může brzdit samostatně. Sníží se jak rychlost vozidla, tak i působení sil v příčném směru.
• Modulátor ABS se podílí na přenosu povelů do brzdového systému. Je to on, kdo nastavuje požadovaný tlak v brzdovém systému automobilu.

• Co se stane s vozidlem?
• Jaké parametry se mění?
• Jaký má auto pohon? Vozidla s pohonem předních, zadních a všech kol se při smyku chovají zcela odlišně.

• Změna točivého momentu motoru.
• Brzdění kola.
• Změna úhlu natočení kol.
• Změna stupně tlumení tlumičů.

Za zmínku také stojí, jak funguje ESP při prokluzu při akceleraci. Pokud je nadměrná, systém ji začne kompenzovat.

To je možné díky společné práci ESP a ABS (protiblokovací systém brzd). Aktivní bezpečnostní systém zohledňuje specifické natočení vozidla kolem svislé osy a rychlost otáčení kol.

Jak používat ESP v autě?

• K zapnutí systému ESP zpravidla stačí stisknout tlačítko „ESP OFF“ a ujistit se, že kontrolka „ESP OFF“ zhasne. Ale takový mechanismus není axiomem pro všechna vozidla. Například u některých crossoverů Hyundai lze jedním stisknutím tlačítka deaktivovat pouze trakční systém a pro vypnutí ESP jej musíte znovu stisknout a podržet (alespoň 3 sekundy).
• Pokud je ESP v aktivním provozním stavu, uslyšíte při nastartování motoru cvaknutí. Pouze naznačuje, že ESP je připraveno ovládat vůz.
• Dynamická stabilizace vozu je adaptivní. Můžete provést vlastní nastavení týkající se určitých parametrů. Proč je to nutné? Každý řidič má svůj styl jízdy, někdo jezdí pouze po městských asfaltkách, jiný jezdí jak po kvalitním asfaltu, tak po polních cestách. A je možné se přizpůsobit citlivosti senzorů na konkrétní manévry za jízdy.
• Abyste ze systému vytěžili maximum, musíte pravidelně sledovat a případně seřizovat snímač úhlu natočení volantu. S pomocí moderních diagnostických systémů to není těžké. Ale hlavní je nezapomenout to udělat pokaždé, když opravujete komponenty ovlivňující ESP. Pokud jste tedy například vyměnili volant, musíte jej pokaždé zkontrolovat a případně uvést systém do původních parametrů.

Jak a kdy vypnout ESP

Zdálo by se, že když je ESP extrémně užitečné pro zajištění bezpečnosti jízdy a pracuje na minimalizaci rizik spojených s nehodou, tak proč jej vypínat.

Automobilky ale systém navrhly tak, že jej lze kdykoli vypnout.

Kdy je to relevantní? Za prvé, při jízdě na velmi špatných silnicích nebo dokonce v terénu:

• Svah pokrytý ledem,
• Suchý písek
• Hluboký sníh.

Pokud v takových podmínkách zapnete ESP, nebude plně využit celý potenciál vozu.

Existují 4 způsoby, jak deaktivovat systém:

1. Vypněte tlačítko.
2. Vyjmutí pojistky (pojistkové vložky). V takovém případě buďte připraveni na to, že indikátor může signalizovat poruchu systému.
3. Odpojení snímače kola ABS.
4. Demontáž konektoru z centrální jednotky ABS.

Nejjednodušší způsob je 1, ale co když tlačítko nefunguje? Vyplatí se použít možnosti 3 nebo 4. Technicky to také není obtížné, ale před provedením práce je nutné zajistit, aby byl konektor chráněn před vlhkostí a prachem.

Často kladené dotazy

Důvody pro rozsvícení kontrolky ESP

Pokud se lampa rozsvítí, mohou to být pouze dva důvody:

1. Řidič systém úmyslně vypnul.
2. Zařízení nebo jedno ze zařízení ESP selhalo.

Z tohoto důvodu se do oprav mohou zapojit automechatronici, automechanici, autoelektrikáři a montéři pneumatik.

Dá se jezdit s vadným ESP?

Teoreticky je jízda s vadným ESP možná. Nejde o vadné brzdy, volant nebo převodovku. U některých vozidel je ESP stále volitelnou výbavou.

Ale co když ESP selže? Je důležité si pamatovat: systém musí být vypnutý (jak to udělat, je uvedeno výše). V opačném případě mohou senzory přenášet nesprávná data do řídicí jednotky a místo ochrany před problémy je snadné se jimi „odměnit“.

Někteří majitelé aut se obávají cestovat do Evropy s vadným ESP s odkazem na to, že je tam povinné. Ale obrázek je trochu jiný: v Evropské unii jsou zakázána nová auta bez ESP a ne řízení auta s nefunkčním systémem.

Zde se tedy legislativa týká více automobilek, nikoli řidičů.

Má smysl přeplácet ESP při koupi nového auta?

Někteří kupující auta považují nákup vozidel s ESP za nedostupný extra luxus. Nejde o to, že by byli proti takovému systému. Řídí se spíše následujícími úvahami: „Peníze jsou teď málo, koupím si auto hned a o kontrolu stability směnného kurzu se mohu postarat později. Koneckonců, vybavení nabízené k dovybavení je vždy k dispozici k volnému prodeji.“

Ale jsou zde dvě úskalí:

1. Dovybavení stroje elektrickým zařízením je vždy dražší. Když je ESP součástí automobilu, stojí spotřebitele zpočátku méně.
2. Existuje riziko nekompatibility. Například řídicí jednotky a hydraulické jednotky se mohou lišit. V praxi se to stává poměrně často.

Je možné nainstalovat ESP na auto s ABS?

Teoreticky je možné nainstalovat systém ESP na vůz s ABS, ale takový postup by měl provádět pouze vysoce kvalifikovaný odborník, který dokáže adekvátně posoudit kompatibilitu zařízení a softwaru v řídicích jednotkách.

Doplněk nebo instalace v „provizorních“ (garážových) podmínkách je plná skutečnosti, že ABS i ESP nebudou fungovat správně.

Ideální možností je kontaktovat velké centrum, kde jsou originální autodíly, zkušení auto mechatronici a elektrikáři, kteří provedou diagnostiku a kompetentně nainstalují zařízení.

Liší se ESP u vozů různých tříd?

Navzdory skutečnosti, že všechny ESP mají podobné zařízení, v závislosti na třídě automobilu (levná auta střední třídy, auta business třídy, užitková vozidla), elektronika i mechanika se mohou lišit. Proto je cenové rozpětí pro ESP velmi široké.

Taková řešení mají různé možnosti. Prémiové vozy mají například automatické sušení brzd.

Rozpočtová řešení se „nepřizpůsobují“ stylu jízdy, ale prémiové systémy ano. Výbavu si můžete vybrat a nakonfigurovat pro normální, agresivní jízdu, pohyb „svázaný“ s nejvyšší úrovní bezpečnosti.

Úprav ESP je poměrně velký výběr – záleží na nosnosti a zamýšleném účelu vozidla.

• Pro nákladní tahače (silniční vlaky). Systémy jsou k dispozici pro silniční vlaky s různým počtem přívěsů, s vybavením ABS i bez něj.
• Pro nákladní vozy s korbou. Zde se ESP aktivně kombinuje se systémy proti převrácení.
• Řešení pro nákladní vozy s nízkou výškou a vysoká nebo silně naložená vozidla: domíchávače betonu, nákladní vozy na dřevo, včetně speciálních modelů pro nákladní vozy na dřevo s pevným jeřábem.

Musím vypnout ESP v terénu?

V terénu se doporučuje deaktivovat funkci kontroly stability. V tomto případě je skutečně zapotřebí zvláštní síla. A pokud ESP nevypnete, nebude možné jej získat.

Navíc existuje riziko uvíznutí. Pokud se problém již vyskytl a ESP nebylo deaktivováno, je důležité systém při první příležitosti deaktivovat.

Mám v létě vypnout ESP?

Vše záleží na které silnici:

• Pokud je mokrá, ale hladká, je nutná stabilizace směrové stability. Toto je důležitý bezpečnostní prvek.
• Pokud je silnice kluzká, ale do kopce, ESP bohužel nepomůže. Je lepší využít všechen potenciál a zároveň jet opatrně nízkou rychlostí.

Vezměte prosím na vědomí: bezpečnostní systémy, senzory systému vozidla, typy, principy provozu, testovací metody, stejně jako signály, metody jejich měření, analýza jsou zahrnuty v programech školení „Autoelektrikář. Technologie pro diagnostiku, údržbu a opravy elektrických zařízení automobilů“ (celý, dálkový a samostudijní kurz) na platformě ELECTUDE si u nás můžete objednat i instalaci LMS Moodle, Sensys, která mimochodem umí ihned stát se tréninkovým portálem.