UNIVERZITET U SARAJEVU

FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA:

Elementi sigurnosti cestovnih vozila Tema rada: Elektronski program stabilnosti (ESP)

Datum: 25.03.2014 god.

Predmetni nastavnik: R.prof.dr Osman Lindov V.prof.dr Suada Dacić

Asistent: Studenti: Tarik Redžić ,Damir Mujaković Broj indeksa: 412/6293 414/6393 Usmjerenje: Cestovni saobraćaj Godina studija: 1 godina – 2ciklus

Rezultat rada:

1

SADRŽAJ

1. UVOD .................................................................................................................................... 2

2. OSNOVE ELKTRONSKOG PROGRAMA STABILNOSTI ............................................... 3

2.1 Podupravljivost i nadupravljivost ..................................................................................... 3

2.2 Princip rada ESP-a ............................................................................................................ 8

2.3 Matematički model vozila opremljenog ESP-om ........................................................... 10

4. KOMPONENTE ELEKTRONSKOG PROGRAMA STABILNOSTI ............................... 13

4.1 Senzor ugla upravljača .................................................................................................... 15

4.2 Senzor poprečnog ubrzanja ............................................................................................ 15

4.3 Senzor ugaone brzine oko vertikalne ose ....................................................................... 16

4.4 Senzor pritiska ................................................................................................................ 16

4.5 Senzor broja obrtaja ........................................................................................................ 17

4.6 Elektronska upravljačka jedinica (ECU) ........................................................................ 18

5. UČINKOVITOST UPOTREBE .......................................................................................... 20

6. ZAKLJUČAK ...................................................................................................................... 23

7. LITERATURA ..................................................................................................................... 24

2

1. UVOD

Cestovna motorna vozila se kreću na putnim dionicama vrlo složene konfiguracije,

pravolinijskim i krivolinijskim putanjama, sa krivinama različitih geometrijskih

karatkteristika. Samom tom činjenicom vozilo u pokretu je izloženo mogućnosti djelovanja

poremećajnih sila koje mogu da poremete stabilnost vozila. Po pravilu uvijek postoji neka

razlika između željenih i ostvarenih karakteristika kretanja vozila.

Pravac i brzinu kretanja vozila određuje vozač svojim djelovanjem na uređaje za upravljanje,

odnosno uređaje za povećanje i smanjenje brzine kretanja vozila. Činjenica je da vozači često

donose loše procjene kada su u pitanju postupci upravljanja vozilom u pokretu, te samim time

dolazi do kritičnih situacija sa narušavanjem stabilnosti vozila odnosno ugrožavanjem

sigurnosti kretanja pojedinog vozila. Obzirom na imperativ sigurnosti koji se postavlja u

odvijanju saobraćaja, da bi se izbjegle same kritične situacije, te njihove posljedice, razvijeni

su razni sigurnosni sistemi koji pomažu, odnosno ispravljaju greške vozača, i doprinose

sigurnosti kretanja vozila.

Jedan od tih sistema jeste i elektronski program stabilnosti-ESP (njem. Elektronisches

Stabilitätsprogramm) čija je funkcija održavanje stabilnosti vozila u različitim uslovima

eksploatacije, odnosno zadržavanje željene putanje vozila u ekstremnim i kritičnim

situacijama nastalim greškom vozača.

U okviru ovog seminarskog rada obrađena je upravo tematika vezana za ovaj sigurnosni sitem

cestovnih vozila, odnosno njegove osnove, princip rada, komponente te učinkovitost

upotrebe.

3

2. OSNOVE ELEKTRONSKOG PROGRAMA STABILNOSTI

Elektronski program stabilnosti (u daljem tekstu ESP) je jedan od aktivnih sistema sigurnosti

cestovnih vozila koji nastoji da održi vozilo u stabilnom kretanju pri ekstremnim

manevrisanjima vozilom.

Stabilnost vozila se može definisati kao sposobnost vozila da se kreće u različitim uslovima

eksploatacije po zadatoj trajektoriji bez klizanja jednog ili više točkova i bez prevrtanja.

Narušavanje stabilnosti vozila u nekim uslovima kretanja moguće je kako u uzdužnom, tako i

u poprečnom pravcu.

Pri manevrisanju vozilom, kao posljedica inercionih sila koje djeluju u bočnom pravcu vozila

javljaju se bočne reakcije podloge. Bočne sile (inercione sile) nastoje ne samo izvesti vozilo iz

njegovog pravca kretanja, nego ga i prevrnuti oko dodirne tačke točka i podloge. Bočne sile

djeluju u težištu vozila, odnosno na nekoj visini od podloge na kojoj se kreće vozilo, dok se

sile reakcije podloge javljaju u ravni podloge.

Najčešći slučaj u praksi kojim se remeti stabilnost vozila jeste klizanje, odnosno zanošenje

jedne osovine, pri čemu je mnogo češće zanošenje zadnje osovine vozile koje je ujedno i

opasnije od zanošenja prednje osovine sa aspekta sigurnosti kretanja vozila. U cilju

izbjegavanja gubitka stabilnosti i obezbjeđivanja sigurnog kretanja vozila kroz krivinu.

neophodno je smanjiti brzinu prije početka krivine, osobito na vlažnom i klizavom kolovozu.

U suprotnom dolazi do gubitka stabilnosti vozila, odnosno pojave podupravljivosti i

nadupravljivosti koje su objašnjene u nastavku.

2.1 Podupravljivost i nadupravljivost

Za objašnjenje pojma podupravljivosti koristit će se prikaz vozila na slici 1. Pretpostavimo da

se vozilo prikazano na slici kreće pravolinijski. Pod dejstvom bočne sile S u težištu

automobila T pojavit će se bočne reakcije tla Y1 - naprijed i Y2 – nazad.

Točkovi vozila odstupit će od svog prvobitnog pravolinijskog pravca. Sa δ1 je označen ugao

skretanja prednjih točkova a sa δ2 ugao skretanja zadnjih točkova. Očigledno je da će se za

4

δ1=δ2=δ vozilo pri kretanju premještati po pravoj koja zaklapa ugao δ u odnosu na prvobitni

pravac kretanja.

. Slika 1.- Uticaj slia na vozilo koje se kreće pravolinijski

Za δ2<δ1 slika 2., vozilo se kreće po krivoj liniji odstupajući od prvobitnog pravca kretanja u

smjeru dejstva bočne sile S.

Slika 2.- Odstupanje od prvobitnog pravca kretanja u smjeru dejstva bočne sile S

5

Za δ2>δ1, slika 3, vozilo će se kretati po krivoj liniji odstupajući od prvobitnog pravolinijskog

pravca kretanja u smjeru suprotnom od smjera dejstva bočne sile S.

Slika 3.-Odstupanje od prvobitnog pravca kretanja u smjeru suprotnom od smjera dejstva

bočne sile

Odstupanje trajektorije točkova od zadatog pravca kretanja u odnosu na podužnu osu vozila

nazivamo skretanje (ili povođenje) vozila. Pri proučavanju zaokretanja vozila najčešće se

model vozila sa više tragova zamjenjuje ekvivalentnim modelom vozila sa jednim tragom

prema slici 4.

Slika 4.: Ekvivalentni model vozila sa jednim tragom

6

Srednji ugao zaokretanja upravljačkih točkova označava se sa λ.

Položaj centra zaokretanja i veličina poluprečnika R, kod realnog vozila sa elastičnim

točkovima zavise kako od veličine ugla λ, tako i od srednjih uglova skretanja prednje osovine

δ1 i zadnje osovine δ2.

Sa slike 5. se vidi da usljed dejstva centrifugalne sile pri zaokretanju automobila, će doći do

skretanja prednje osovine za ugao δ1, odnosno zadnje osovine za ugao δ2. Brzina tačke A (VA)

zaklapat će ugao (λ-δ1), dok će brzina tačke B ( VB) zaklapati ugao δ2 u odnosu na podužnu osu

vozila.

Sa slike je očigledno da je trenutni pol zaokretanja P pomjeren u odnosu na centar zaokretanja

P koji odgovara zadatom srednjem uglu zaokretanja λ upravljačkih točkova vozila sa krutim

točkovima.

Slika 5.-Djelovanje centrifugalne sile pri zakretanju vozila

Ako se u ovoj analizi izraz za R prema prethodnoj jednačini ograničim na normalne-

uobičajene slučajeve u kojima se pretpostavlja da su uglovi skretanja δ1 i δ2 pozitivni,

razlikovat će se tri karakteristična stanja:

7

δ2< δ1; R>Ro vozilo je nedovoljno zaokretljivo odnosno nastupa podupravljivost.

Podupravljivost je termin za ponašanje vozila koje pri kretanju u krivini pravi veći

radijus skretanja od radijusa koji bi opisalo vozilo da se kreće u smijeru u kojem su

usmjereni upravljački točkovi. Drugim riječima, podupravljivost je stanje kada vozilo

ne prati putanju kretanja koje mu nameće vozač pri kretanju u krivini zbog toga što su

uglovi klizanja točkova na prednjem kraju vozila veći od onih na zadnjem kraju

vozila. Podupravljivost se dešava kada prednji točkovi imaju povećano klizanje pri

kretanju vozila u krivini, što uzrokuje da prednji dio vozila ima manje prijanjanje te

nije u mogućnosti da prati zadanu putanju kretanja. U ovom slučaju vozač mora da

zaokrene upravljačke točkove (točak upravljača) za veći ugao λ od geometrijski

potrebnog ugla da bi se kretao po željenom krugu poluprečnika R0;

δ2=δ1; R=R0 vozilo je, u pogledu zaokretljivosti neutralno. Poluprečnik zaokretanja pri

skretanju vozila jednak je poluprečniku zaokretanja vozila sa krutim točkovima, ali

položaj trenutnog pola P odstupa od položaja pola Po;

δ2>δ1;R<R0 vozilo je suvišno zaokretljivo (predupravljivost, eng. oversteer).

Nadupravljivost je fenomen koji se može pojaviti kod vozila pri kretanju kroz krivinu.

Za vozilo se kaže da je nadupravljivo kada zadnji točkovi ne prate kretanje prednjih

točkova nego klize prema vanjskoj strani krivine. Pojava nadupravljivosti može

dovesti do toga da se vozilo zanese. U ovom slučaju vozač mora da zaokrene

upravljačke točkove na manji ugao λ od geometrijski potrebnog ugla da bi se kretao po

željenom krugu poluprečnika R0.

8

2.2. Princip rada ESP-a

ESP prati promjenu momenta oko vertikalne Z ose, koji nastaje od sila koje djeluju na vozilo,

sa ciljem poboljšanja stabilnosti vozila u smslu izbjegavanja podupravljivosti ili

nadupravljivosti. ESP (ECU jedinica ovog sistema) prima informacije od raznih senzora te

koristeći te informacije softver ima mogućnost da korak po korak odredi ponašanje (kretanje)

vozila. Upoređivanjem navedenog (procjenjenog) kretanja vozila sa idealnim kretanjem, koji

ECU ima pohranjenog u memoriji, ovaj sistem je u mogućnosti da prepozna da li je kretanje

vozila stabilno ili je kretanje takvo da je vozač izgubio kontrolu.

Princip rada ESP-a ćemo objasniti na primjeru kretanja vozila kroz lijevu krivinu što je

pokazano slikom 6.. Ako ESP detektuje da je došlo do nadupravljivosti, tada će ECU dati

signal za kočenje prednjeg desnog točka. Takvim postupkom se na točku razvija negativna

podužna sila te u isto vrijeme smanjuje bočna sila. Oba navedena efekta doprinose smanjenju

ugaonog ubrzanja, što je način da se spriječi proklizavanje vozila. Po sličnim principima, ako

ESP detektuje da je došlo do podupravljivosti, tada će ECU dati signal za kočenje zadnjeg

lijevog točka.

Slika 6.-kretanje vozila kroz lijevu krivinu

9

Slično predhodnom se dešava kada se vozilo kreće po desnoj krivini. Ako ESP detektuje da je

došlo do nadupravljivosti, tada će ECU dati signal za kočenje prednjeg lijevog točka. Ako

ESP detektuje da je došlo do podupravljivosti, tada će ECU dati signal za kočenje zadnjeg

desnog točka.

Postoje razni algoritmi upravljanja radom ESP-a koji su različiti u detaljima. Svaki

proizvođač nastoji da algoritme usavrši te da pri upravljanju ESP-a dobije najbolje rezultate.

Proizvođači razvijene algoritme drže u tajnosti, tako da je u ovom radu korišten algoritam

upravljanja radom ESP-a koji je prikazan na dijagramu 7.

Dijagram 1.-algoritam sistema elektronskog pragrama stabilnosti

Granice upravljanja su označene sa +ES i –ES. Ako ugaono ubrzanje premaši vrijednost +ES,

što znači da je došlo do nadupravljivosti, onda ECU šalje signal za kočenje prednjeg točka.

Ako se desi da vrijednost ugaonog ubrzanje vozila oko vertikalne ose dospjedne ispod

vrijednosti –ES, što znači da je došlo do podupravljivosti, onda ECU šalje signal za kočenje

zadnjeg točka. Da li se koči lijevi ili desni točak zavisi od krivine u kojoj se kreće vozilo.

10

2.3. Matematički model vozila opremljenog ESP-om

Za matematički model vozila opremljenog ESP-om neophodno je postaviti jednačinu kretanja

koja opisuje kretanje vozila te iz koje se može dobiti izraz za brzinu kretanja vozila. Jednačina

kretanja vozila ima oblik:

Rv+Rj+Rf+Ru=Fo

Rv - otpor vazduha,

Rj - otpor ubrzanja,

Rf - otpor kotrljanja,

Ru - otpor uspona,

Fo - obodna sila na točku.

Otpor uspona se zanemaruje pošto se posmatra vozilo koje se kreće na cesti bez nagiba,

tako se dobije jednačina kretanja vozila u sljedećem obliku:

Pošto se radi o kretanju vozila kroz krivinu javljaju se i bočne sile. Tako se jednačina kretanja

može rastaviti na dvije ose X i Y kako je to predstavljeno slikom

11

Slika 7.-sile koje djeluju na vozilo u toku kretanja

gdje je:

l1 – udaljenost težišta vozila od prednje osovine,

l2– udaljenost težišta vozila od zadnje osovine,

L – međuosovinsko rastojanje,

t1 – trag prednjih točkova,

t2– trag zadnjih točkova,

δ– ugao upravljačkih točkova.

Koristeći drugi Njutnov zakon koji postavimo za dvije ose dobiju se sljedeće jednačine

kretanja vozila:

12

Iz predhodnih jednačina se dobija ubrzanje po pojedinim osama vozila te nakon integracije se

dobija brzina po pojedinim osama.

Postavljanjem momentne jednačine za težište vozila T (slika 7.), dobija se jednačina iz koje se

računa ugao zanošenja vozila ψ koja ima oblik:

Na osnovu promjene ugla zanošenja vozila određuje se da li se radi o podupravljivosti ili

nadupravljivosti. Ako pogledamo sliku 7., vidimo da je pozitivan pravac ovog ugla u

suprotnom smijeru od smjera obrtanja kazaljke na satu. Tako znamo da se radi o

podupravljivosti ako je promjena ovog ugla negativna, a o nadupravljivosti ako je promjena

ovog ugla pozitivna. Ovo je važno iz razloga što pri simulaciji kretanja vozila kroz krivinu

zavisno od toga da li se radi o podupravljivosti ili nadupravljivosti imamo različite režime

regulacije stabilnosti vozila.

13

4. KOMPONENTE ELEKTRONSKOG PROGRAMA STABILNOSTI

U okviru ovog poglavlja upoznati ćemo se sa sastavnim dijelovima ESP –a kao i njegovim

dizajnom. Dakle, vidjeti ćemo koje to sve komponente čine ovaj sistem i koja je njihova

zadaća kako bi cijeli program mogao uspješno obaviti svoj zadatak.

Kako bi odredio i znao šta vozač želi i kako bi znao njegove namjere po pitanju kretanja

vozila ESP sistem koristi nekoliko senzora. Senzori prikupljaju podatke o trenutnom stanju

kretanja vozila. Upravljački algoritam upoređuje ulazne podatke o vozačevim namjerama i

podatke o stanju kretanja vozila i donosi odluke, kada je to potrebno, o eventualnoj primjeni

kočnica, smanjenju vučne sile do vrijednosti izračunate na osnovu jednačina. Upravljački

sistem ESP-a može primati podatke od drugih kontrolnih sistema na vozilu i slati im naredbe,

kao što su sistem pogona na sva četiri točka. Senzori koji se koriste u ESP-u moraju

konstantno slati podatke kako bi se na vrijeme otkrili eventualni nedostaci u stanju kretanja

vozila, i moraju biti otporni na moguće oblike smetnji (kiša, rupe na cesti, itd.).

Osnovni sastavni dijelovi ESP sistema su:

- senzor ugla upravljača,

- senzor poprečnog ubrzanja,

- senzor ugaone brzine oko vertikalne ose,

- senzor broja obrtaja točkova,

- elektronska upravljačka jedinica (ECU),

- izvršni organ (modulator pritiska u kočionom sistemu).

Slika 8.- Lokacija osnovnih komponenti ESC sistema

14

Senzori ESP sistema su aktivni kada je vozilo u pokretu i tako otkrivaju kritične situacije kako

bi na njih na vrijeme reagirali. Zbog mjesta na kome su ugrađeni moraju biti otporni na

vanjske utjecaje. Obično se kao senzori brzine koriste isti senzori kao i za ABS sistem.

Glavni dio ESP sistema čini kontrolna jedinica motora. Obično ista kontrolna jedinica sadrži

različite kontrole (ABS, kontrola proklizavanja, kontrola klima uređaja i drugo). Upravo kod

ESP sistema sigurnost osoba u vozilu i drugih učesnika u saobraćaju zavisi najprije od

pouzdanosti rada senzora. Podaci dobiveni iz obimnih probnih vožnji i simulacija su ocjenjeni

i na osnovu njih su definisani zahtjevi koji se traže od senzora. Veličine koje se prenose

moraju za vrijeme cjelokupnog životnog vijeka senzora biti snimljena sa visokom preciznošću

i proslijeđene upravljačkoj jedinici. Njihovo brzo ocjenjivanje i precizno reagovanje u svakoj

situaciji tokom vožnje i tokom rada vozila moraju biti na visokom stepenu sigurnosti.

ESP sistem se sastoji od niza senzora:

senzor ugla usmjeravanja vozila mjeri ugao okretanja upravljača i daje naznaku u

kojem smjeru je vozač želio ići,

senzor brzine okretanja točkova registruje brzinu koju je odabrao vozač,

senzor bočnog ubrzanja otkriva bočno zanošenje,

senzor nekontrolisanog vijuganja koji je srce ESP sistema i mjeri rotacionu brzinu,

odnosno stvarno zanošenje vozila,

senzor predpritiska mjeri pritisak u kočionom sistemu.

Kontrolna jedinica ESP-a je preko CAN (Controller Area Network) mreže povezana sa

motorom i automatskim mjenjačem i stoga može u svakom trenutku dobiti podatke o

okretnom momentu motora, položaju papučice gasa, te o trenutno korištenom stepenu

prijenosa.

Slika 9.- Elementi i senzori ESP – sistema

15

Senzori u pravilu pretvaraju fizičke veličine u električne veličine. Za jedan neometan

zajednički rad senzora, upravljačke jedinice i izvršnih jedinica (kočnice, svjećice, leptir

karburatora itd.) potrebni su sljedeći preduslovi:

stalno i međusobno kontrolisanje;

neosjetljivost prema uticajima okoline i neovisnost o radu vozila;

sigurno funkcionisanje tokom dugog vremenskog perioda.

4.1 Senzor ugla upravljača

Poznavanje ugla upravljača omogućava izračunavanje potrebnog pravca kretanja vozila. To

znači da pomoću informacija sa senzora upravljača ECU ima informaciju o želji kretanja

vozača. Senzori za mjerenje ugla upravljača spadaju u grupu pozicionih senzora. Zavisno od

zadatka vrši se mjerenje preko dodirnih kontakta (npr.potenciometar) ili bez dodira (npr.Hall-

IC). Sa signalom ovih senzora mogu se kalibrirati preostali senzori. Senzor ugla upravljača

ima radnu oblast od ±720°.

Slika 10. - Senzor ugla upravljača

4.2 Senzor poprečnog ubrzanja

Za mjerenje ubrzanja koristi se fizikalni efekat, a to je da na ubrzavajuće tijelo djeluje sila.

Ukoliko ovo tijelo nije ukočeno već elastično pričvršćeno, ono će se usljed dejstva sile

izamaknuti. Izmicanje je u tom slučaju mjera za ubrzanje. Informacija sa senzora poprečnog

ubrzanja je potrebna zbog računanja inercione sile u poprečnom pravcu na vozilo koja djeluje

pri manevrisanju vozilom.

16

Slika 1.- Senzor poprečnog ubrzanja

4.3 Senzor ugaone brzine oko vertikalne ose

Senzor ugaone brzine mjeri obrtno kretanje vozila oko njegove vertikalne ose, npr. pri

uobičajenoj vožnja u krivini, također, i pri klizanju vozila. Uređaji za mjerenje ugaone brzine

vozila oko vertikalne ose nazivaju se žirometri.

Slika 12.- Senzor ugaone brzine

4.4 Senzor pritiska

Kod senzora pritiska se kao osnova za mjerenje većinom primjenjuje membrana koja se pod

uticajem pritiska širi. S metodom mjerenja širenja membrane može se dobiti pritisak ili

odgovarajuća promijena napona ili frekvencije. Za ESP je potreban ovaj senzor da bi se u

hidrauličkom sistemu održale vrijednosti pritiska do 350 bar. pri velikim temperaturama zbog

njegove ugradnje u blizini motora.

17

4.5 Senzor broja obrtaja

Ovi senzori mjere broj okretaja točka, odnosno pređeni put ili ugao po jednoj vremenskoj

jedinici. Na osnovu signala senzora broja obrtaja upravljačka jedinica ima podatak o

brojevima obrtaja pojedinih točkova. Sa signalima senzora broja okretaja točka rade

najrazličitiji sistemi. Tako o informacijama o broju okretaja točka ovisi način rada, kako

sistema protiv blokiranja točka tako i regulacije proklizavanja pogona i elektroničkog

programa stabilnosti.

Slika13.- Senzori broja obrtaja točka

Senzori broja okretaja točka se dijele u tzv. pasivne i aktivne senzore, pri čemu danas u

upotrebi prevladavaju aktivni senzori i to zbog svojih tehničkih obilježja kao što su tačnost i

mala ugradbena veličina. Aktivni senzori za rad trebaju dodatni izvor energije, dok pasivni

rade bez dodatnog napajanja.

UPOTREBA FUNKCIJA INSTALACIJ

A TEMP.OSJETLJIVOST

ABS (Antiblock

Braking System)

ESC (Electronic

Stability Control)

TCS (Traction

Control System)

- Mjerenje broja

obrtaj točka

- Prepoznavanje

smijera rotacije

-Prepoznavanje

stanja mirovanja

-Na točku

-Mogućnost

ugradnje u

ležaj točka

-40°C do +150°C

Tabela 1.-Elementi senzora broja obrtaja točka

18

4.6 Elektronska upravljačka jedinica (ECU)

Upravljačka jedinica preuzima električne i elektronske signale i sve upravljačke funkcije

sistema kao:

opskrbljivanje strujom priključenih senzora;

obuhvatanje radnih stanja komponenata;

prikupljanje i obrada podataka;

izdavanje podataka (izdavanje signala na izvršne jedinice);

nadgledanje komponenti;

CAN -umrežavanje sa drugim upravljačkim jedinicama.

Upravljačke jedinice koje su instalisane u prostoru oko motora moraju ispunjavati visoke

zahtjeve kao što su otpornost na toplotu, vibracije i nečistoću. Ugradnja elektronske

upravljačke jedinice je predviđena kao zasebna jedinica također, i u zajedničkoj ugradnji sa

hidroagregatom.

Upravljačka jedinica na osnovu signala koje prima od senzora ugla upravljača, opterećenja

motora i podataka o vožnji (npr. brzina kretanja vozila) ustanovljava potrebno ponašanje

vozila a na osnovu dobijenih podataka za poprečno ubrzanje i ugaonu brzinu, koju prima od

senzora ugaone brzine, trenutno ponašanje vozila. Iz ustanovljenog odstupanja

mikrokompjuter računa potrebne korekcione mjere i za to potrebne veličine na izvršnim

jedinicama. Nemjerljive veličine (npr. veličina prianjanja između pneumatika i podloge,

uzdužna i popečna brzina vozila) se od strane računara pretpostavljaju iz predočenih

podataka. Regulacijski proces se stalno kontroliše i po potrebi mijenja, npr. kada se

karakteristika površine kolovoza mijenja ili kada vozač vrši određene korekcije.

Modulator pritiska provodi naredbe upravljačke jedinice (ECU) i upravlja preko magnetnih

ventila pritiskom u odgovarajućim cilindrima zavisno šta se dešava sa vozilom (u koju stranu

je okrenut upravljač te da li je došlo do podupravljivosti ili nadupravljivosti). ESP kao izvršni

organ najčešće koristi modulator pritiska od ABS-a.

Korištenjem iste mreže, ESP može intervenisati, odnosno “izdati naloge” sistemima

elektronskog upravljanja motorom i elektronici automatskog mjenjača. ESP kontinuirano

upoređuje trenutno ponašanje vozila sa unaprijed unesenim, odnosno programiranim

adekvatnim vrijednostima. U trenutku kada se podaci o ponašanju automobila odmaknu od

19

onoga što nudi idealni model, posebno razvijena upravljačka logika aktivira sistem koji vraća

vozilo na željeni pravac. To se postiže na dva načina: precizno kontrolisanim kočenjem

jednog ili više točkova, ili smanjenjem snage motora. ESP na ovaj način “ispravlja” greške

vozača i stabilizira vozilo u slučaju zanošenja na mokrim, zaleđenim, šljunkovitim ili bilo

kakvim drugim lošim podlogama, na kojima bi vozači u normalnim okolnostima izgubili

mogućnost za održavanje kontrola kočenjem ili okretanjem upravljača. Prednost ESP-a je u

tome što vrlo brzo reaguje, odnosno analizira da li je došlo do zanošenja prednjeg dijela ili se

zanosi stražnji dio, te automatska intervencija kočenjem izvršava se u dijelovima sekunde.

Ako se uslijed prebrzog ulaska u krivinu zanese zadnji dio vozila, ESP prvo smanjuje snagu

motora, čime se povećavaju lateralne sile na zadnjim točkovima. Ako to nije dovoljno za

zaustavljanje zanošenja, sistem će aktivirati kočnicu na prednjem vanjskom točku. Takvim

kočenjem onemogućava se rotacija vozila i vozilu se “vraća” stabilnost. Stabiliziranje vozila

je trajan proces koji se stalno prilagođava promjenama situacije i dinamike vozila i to sve dok

se mogućnost zanošenja potpuno ne ukloni. Ovakva prilagodljiva kontrola zahtijeva da

senzori i ESP sistem (glavni kompjuter) rade izuzetno brzo. Činjenica je da uz pomoć signala

iz senzora i bezbrojnih simulacija i ugrađenih modela sistem može otkriti opasnost čak i prije

nego što vozač uopšte ima šansu za reakciju. Zbog toga sistem može reagovati vrlo brzo u

slučaju opasnosti, znatno brže i u odnosu na najiskusnijeg vozača. Na slici ispod prikazan je

način reagovanja vozila sa ugrađenim ESP sistemom i bez ESP sistema.

Slika 14. - Način reagovanja vozila sa i bez ESP – sistema

20

5. UČINKOVITOST UPOTREBE

Nakon sigurnosnih pojaseva (Ford, 1955.), zračnih jastuka (GM, 1974.) i ABS sistema (Bosch

i Mercedes-Benz, 1978.), prije desetak godina se došlo do još jednog velikog pronalaska. To

je ponovo patent kompanije Bosch, originalno nazvan „Elektronisches Stabilitätsprogramm“

(ESP). Vrlo brzo su svi svjetski proizvođač uvidjeli efikasnost tada novog sistema i počeli su

isti, u različitim varijantama, da ugrađuju u svoje serijske automobile. Otuda i veliki broj

različitih naziva za njega, kao npr. VSC (Vehicle Stability Control, Toyota), CST (Controllo

Stabilita, Ferrari), DSC (Dynamic Stability Control, BMW i MINI) itd. To je u suštini sve

jedan te isti sistem, koji je jednostavne konfiguracije, ali izuzetno složene mehanike i

elektronike. U tabeli su predstavljeni još neki nazivi ovog sistema.

Kratica

za

ESC

Originalni naziv Proizvođači vozila

ESP

Electronic Stability

Program

Audi, Chrysler, Citroen, Dodge, Diamler,

Fiat, Ford, Hyundai, Holden, Jeep, Kia,

Mercedes-Benz, Opel, Pegout, Renault, Seat,

Škoda, Smart, Suzuki, Vauxhall,

Volkswagen

VSA Vehicle Stability

Assist Acura, Hyundai, Honda

VDA Vehicle Dynamic

Control Alfa Romeo, Fiat, Infiniti, Nissan

ST StabilityTrack Buick, Chervolet, Cadilac, General Motors,

Pontiac, Saturn,

DSC Dynamic Stability

Control

BMW, Jaguar, Mazda, MINI, Rover, Subaru,

Volvo (DSTC)

CST Controllo Stabilita Ferrari

AT AdvanceTrac Lincon, Mercury

Tabela 2.- Prikaz različitih naziva za ESP

21

Znanstvene studije provedene u Japanu, Njemačkoj, Švedskoj, Francuskoj i SAD-u dokazuju

učinkovitost ESP-a tako se došlo do podatka da 30-50% svih nesreća s tragičnim

posljedicama u kojima sudjeluje jedan automobil moguće je spriječiti pomoću ESP-a. ESP

pomaže da se vozilo održi na svojoj putanji, što je konkretno u SAD pomoglo da se godišnje

spasi preko 7000 života, što je u procentima oko 30% manje nesreca sa tragicnim ishodom.

Danas je ovaj sistem dio standardne opreme u svim velikim proizvođačima automobila.

Prema zadnjim podacima čak 63 % svih novih vozila ima elektronsku kontrolu stabilnosti kao

standardnu opremu do 15 % vozila koja je nemaju kao standardnu opremu, nude je kao

opcionalnu.

Najveći uzrok nezgoda sa fatalnim posljedicama jesu upravo one zbog iznenadnih situacija i

proklizavanja automobila. Krajem 2004. godine u SAD-u, National Highway Traffic Safety

Administration (NHTSA) je potvrdila međunarodne studije,objavivši rezultate terenskog

istraživanja provedenog u SAD-u vezanog za efikasnost ESP-a. NHTSA je zaključila da ESP

smanjuje mogućnost sudara za 35%. Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) je izvršio

vlastito istraživanje i izdao vlastitu studiju u junu 2006.godine, koja pokazuje da se je 10.000

fatalnih saobraćajnih nesreća u SAD-u moglo izbjeći godišnje, ukoliko bi sva vozila bila

opremljena ovim sistemom.

Kao još jedna od prednosti upotrebe sistema ESP-a, navodi se činjenica da aktuelni uređaji

omogućavaju da se balans vozila uspostavi čak i kada ono vuče prikolicu. U većini slučajeva

dodatni teret narušava stabilnost jer se kreće po inerciji. Prikolica, prati kretanje vozila za koje

je prikačena i sve je u najboljem redu dok je automobil (ili kamion) pod apsolutnom

kontrolom vozača. Situacija se, međutim, komplikuje u nepredviđenim okolnostima, kada

dolazi do pojačanja neželjenih efekata. Savremeni ESP tokom proračuna parametara za

stabilizaciju vozila u obzir uzimaju i te podatke, tako da je moguće djelovati i na točkove

vučenog vozila. Granice efektivnog dejstva ESP-a, ponovo, postavljaju zakoni fizike koje nije

moguće pobjediti.

Mnogi od sistema ESP-a imaju opciju „off“, tako da vozač može isključiti djelovanje ovog

sistema, što može biti korisno kod zaglavljivanja u blatu ili snijegu, ili vožnjama na plažama,

ili ako se koristi manja rezervna guma koja bi ometala rad senzorima.Od prije nekoliko

godina se nudi kompromis u vidu tastera koji iskljucuje rad ESP sistema, ili kompjutersko

podešavanje uticaja ESP-a u vožnji po želji vozača.

22

Od same pojave ESP sistema proveden je veliki broj studija koje su uglavnom potvrdile velik

utjecaj ovog sistema na smanjenje broja saobraćajnih nezgoda. Ovim studijama je također

utvrđeno da efikasnost ovog sistema zavisi i od sastava vozila na cestama kao i od uslova

odvijanja saobraćaja. Značajno je napomenuti da se znatno češće ESP ugrađuje u veća vozila i

vozila više klase, nego u mala vozila niže klase. Također, korist od ESP sistema se razlikuje i

ovisno od toga da li su vozila pogonjena na sva četiri točka ili su pogonjena sa dva točka

(prednje ili zadnje osovine).

Brojne svjetske studije o bezbjednosti u saobraćaju su nedvosmisleno pokazale da ovaj sistem

po efikasnosti ide rame uz rame sa pronalascima kao što su sigurnosni pojasevi ili vazdušni

jastuci, a u narednim godinama se očekuje da stručnjaci još više usavrše ovaj sistem te da

nadogradne dodatne funkcije. Zbog brojnih izmjena Bosch je proširio svoju najnoviju

tehnologiju ESP-a na grupu proizvoda. Tako je trenutno najnapredniji dio te grupe ESP

premium. Sve te nove funkcije dodatno poboljšavaju i povećevaju sigurnost na mnogo veću

razinu.

23

6. ZAKLJUČAK

Kroz seminarski rad upoznali smo se sa elektronskim programom stabilnosti. Vidjeli smo koji

je zadatak tog programa odnosno opisan je njegov princip rada, a da bi se taj princip shvatio

opisani su i obrazloženi pojmovi podupravljivosti i nadupravljivosti. Također predstavljen je i

matematički model vozila koji je opremljen ESP-om. Kroz opisivanje sastavnih dijelova ESP-

a mogli smo uvidjeti da se radi o programu koji je jednostavne konfiguracije, ali izuzetno

složene mehanike i elektronike. Na kraju smo kroz učinkovitost ovog programa vidjeli da je

njegovim uvođenjem došlo do smanjenja nesreća sa fatalnim posljedicima tako da je sigurnost

odvijanja cestovnog saobraćaja zahvaljujući upravo ESP-u došla da jednu višu razinu.

Može se zaključiti da polako, ali sigurno, baš kao što se prije petnaestak godina u standardnu

opremu probijao ABS, danas to čini ESP - elektronski program stabilnosti. Ovaj program, baš

u saradnji sa ABS-om, kada dođe do proklizavanja automobila, spriječava zanošenje i

ispravlja putanju već zanijetog vozila. ESP će bez sumnje veoma brzo postati obavezan

sigurnosni element svih automobila te se smatra jednim od najvažnijih sistem pomoći

vozaču u sigurnom odvijanju saobraćaja na cestama, a to tvrde i mnogi svjetski poznati

eksperti.

Na kraju treba napomenuti da čak i najnapredniji sistem stabilnosti kao što je ESP nije

svemoguć stoga je uvijek potrebno poštivati saobraćajne propise i izbjegavati bezobzirno

manevrisanje iz razloga sto granice efektivnog dejstva ESP-a,ponovo postavljaju zakoni fizike

koje nije moguće pobijediti.

24

7. LITERATURA

[1] Suada Dacić ŠG 2013/2014, Predavanja iz predmeta „Elementi sigurnosti cestovnih

vozila „ Fakultet za saobraćaj i komunikacije, Sarajevo.

[2] Modeliranje sistema aktivne sigurnosti, autor nepoznat.

http://www.motorna-vozila.com/elektronski-program-stabilnosti-esp/

http://www.automobilizam.net/elektronski-program-stabilnosti-esp/

http://www2.autoportal.hr/20071219761/Nove-tehnologije/Sustav-ESP-spreeava-

proklizavanje-vozila-i-znaeajno-smanjuje-rizik-od-nesreaa/menu-id-72.html

http://www.auto-delovi.org/saveti/kako-radi/esp-elektronska-kontrola-stabilnosti/

http://vesti.mojauto.rs/Aktuelne-vesti/321528/Elektronska-kontrola-stabilnosti