ESP

Themen:

ESP allgemein
Andere Namen für ESP
Untersteuern
Verärgern
Lenkwinkelsensor
Querbeschleunigungssensor (G-Sensor)
Giermomentsensor (Giersensor)
Bremsdrucksensor

ESP allgemein:
ESP ist eine Abkürzung für Elektronisches Stabilitätsprogramm und arbeitet in Kombination mit ABS und ASR. Wenn das Fahrzeug mit ABS (Antiblockiersystem) und ASR/ASC (Anti-Schlupf-Regelung/-Regelung) ausgestattet ist, kann das ESP-System mithilfe einer Reihe zusätzlicher Sensoren und einer Softwareanpassung hinzugefügt werden. Die Komponenten wie die Raddrehzahlsensoren und das ABS-Pumpe/Steuergerät werden auch für das ESP-System verwendet. Das ESP-System regelt auch die Reduzierung der Motorleistung; indem Sie den Gashebel stärker schließen oder die Zündung ausschalten.

Der Zweck des ESP-Systems besteht darin, das Kurvenverhalten (Unter- und Übersteuern) zu verbessern. Dies gilt unter anderem für Situationen, in denen in einer Kurve gebremst wird oder ein Ausweichmanöver stattfindet. Das ESP-System bremst ein Rad des Fahrzeugs ab, sodass das normale Lenkverhalten wiederhergestellt wird. Nachfolgend sind die beiden Situationen aufgeführt, in denen das grün markierte Rad gebremst wird. Durch das Bremsen folgt das Fahrzeug der grünen Linie, anstatt außer Kontrolle zu geraten. Verschiedene erforderliche ESP-Komponenten werden unten auf dieser Seite beschrieben.

Andere Namen für ESP:
Autohersteller verwenden für ihre Modelle häufig eigene Bezeichnungen für ESP, obwohl die Bedienung gleich ist. Diese anderen Namen werden vergeben, um das System „luxuriöser“ erscheinen zu lassen als das Standard-ESP. Beispiele hierfür sind:

ASC + T: Automatische Stabilitäts- und Traktionskontrolle (alte BMW-Generation vor 1996)
DSC: Dynamisches Stabilitätsprogramm: BMW, Jaguar, Land Rover, Mazda, Mini
DSTC: Dynamische Stabilitäts- und Traktionskontrolle (Volvo)
ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm (Alfa Romeo, Audi, Cadillac, Chevrolet, Chrysler, Citroen, Fiat, Ford, Hyundai, Jeep, Kia, Mercedes, Mitsubishi, Nissan, Opel, Peugeot, Renault, Saab, Seat, Skoda, Smart, Suzuki , Volkswagen
PSM: Porsche Stabilitätsmanagement (Porsche)
VDC: Fahrzeugdynamikregelung (Alfa Romeo)
VDCS: Fahrzeugdynamisches Kontrollsystem (Subaru)
VSC: Fahrzeugstabilitätskontrolle (Lexus, Toyota)
VSA: Fahrzeugstabilitätsassistent (Honda)

Untersteuern:
Untersteuern entsteht, wenn die Vorderreifen nicht mehr ausreichend Grip auf der Fahrbahn haben. Das Auto wird eine sanftere Kurve fahren als beabsichtigt, sodass es eine größere Tendenz hat, geradeaus zu fahren. Die Vorderräder rutschen daher zur Kurvenaußenseite. Damit die Vorderräder wieder ausreichend Grip auf der Fahrbahn haben, kann ein Untersteuern beseitigt werden. Um dies zu erreichen, können Sie weniger Gas verbrauchen oder weniger lenken. Noch mehr Lenkung hilft nicht gegen Untersteuern, sondern kann es sogar verschlimmern, weil die Räder dann nur noch weniger Grip haben. Die meisten Autohersteller stimmen das Fahrwerk so ab, dass das Auto eher zum Untersteuern als zum Übersteuern neigt. Der Grund liegt darin, dass der durchschnittliche Fahrer in einer solchen Situation sofort vom Gas geht (was die Lösung sein kann, die dem Auto wieder Halt gibt).

Verärgern:
Übersteuern liegt dann vor, wenn die Hinterreifen keinen Halt mehr auf der Fahrbahn haben. Die Hinterreifen des Autos rutschen in Richtung Kurvenaußenseite. Das Heck will dann das Vorderrad überholen, wodurch sich das Fahrzeug um die eigene Achse dreht. Übersteuern lässt sich durch Gegenlenken und Abbremsen bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb (z. B. BMW) und etwas mehr Gas bei Fahrzeugen mit Frontantrieb (z. B. Volkswagen) korrigieren. Gerade im Motorsport wird oft bewusst auf Übersteuern zurückgegriffen, um eine Kurvenkombination einfacher und schneller durchfahren zu können. Im Extremfall nennt man diese Form der Verstimmung „Drifting“. Übersteuern ist im Allgemeinen gefährlicher als Untersteuern, da es für die meisten Fahrer weniger wahrscheinlich ist, es zu korrigieren. Deshalb wird das Fahrwerk bei der Konstruktion des Autos eher auf „Untersteuern“ eingestellt, weil sich das leichter korrigieren lässt.

Lenkwinkelsensor:
Der Lenkwinkelsensor ist an der Lenksäule montiert. Dies kann sich in der Nähe der Zahnstange befinden, aber auch im Innenraum zwischen den Blinker-/Wischerhebeln, wie im Bild rechts dargestellt. Das sind die Lenkstockschalter von einem BMW.

Die Aufgabe des Lenkwinkelsensors besteht darin, den Drehwinkel des Lenkrads zu messen. Dieser Sensor verwendet einen oder mehrere Optokoppler, die die Lichtdurchlässigkeit der rotierenden Scheiben messen. Die Lichtabstände sind an jeder Stelle einer rotierenden Scheibe unterschiedlich, so dass die genaue Position des Lenkrads erkannt werden kann. Alle Aussparungen in den Scheiben erzeugen ein asymmetrisches Rechtecksignal. Der Optokoppler kann ein Lichtsignal in eine Spannung umwandeln, die dann an die Steuereinheit weitergeleitet wird.

Querbeschleunigungssensor (G-Sensor):
Der Querbeschleunigungssensor (auch G-Sensor der G-Kräfte genannt) ist möglichst in der Fahrzeugmitte platziert. Bei Kurvenfahrt verschiebt sich die bewegliche Platte (siehe Bild unten, Nummer 2) zwischen den Kondensatoren (1). Die Kondensatoren haben eine Spannung von 5 Volt. Wenn sich die Platte in der Mitte befindet (also wenn das Auto geradeaus fährt), beträgt die Spannung an beiden Kondensatoren 2,5 Volt. Wenn das Auto eine Kurve fährt (im Bild links), verschiebt sich die Platte aufgrund der Zentrifugalkraft und der Zentripetalkraft zur Seite.

Wenn sich die Platte verschiebt, sinkt die Kapazität des rechten Kondensators. Diese beträgt nun nicht mehr 2,5 Volt sondern beispielsweise 1,5V. Das ESP-Steuergerät erkennt den Unterschied zwischen den beiden Kondensatoren und kann daraus ermitteln, wie groß die Zentrifugalkraft bzw. Zentripetalkraft ist (also wie stark die Kurve gefahren wird. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob das Auto übersteuert) . Anhand der Werte dieses Querbeschleunigungssensors werden die Daten der Raddrehzahlsensoren verglichen und ermittelt, ob das ESP-System eingreifen soll.

Giermomentsensor (Giersensor):
Der Giermomentsensor, im Englischen auch „Yaw Sensor“ genannt, ist zusammen mit dem Querbeschleunigungssensor möglichst in der Fahrzeugmitte platziert. Der Sensor liefert Daten, die das ESP-System benötigt. Der Giermomentsensor registriert die Neigung des Fahrzeugs, sich um die Hochachse zu drehen. Der Wert dieser Messung wird Rotationsgeschwindigkeit genannt und in Grad pro Sekunde angezeigt.
Der Sensor besteht aus zwei Stimmgabeln. Die obere Stimmgabel wird mit einer Wechselspannung mit 11000 Hz (11 kHz) in Schwingung (Resonanz) versetzt und rotiert, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt. Je stärker die Biegung, desto stärker ist die untere Stimmgabel gegenüber der oberen verdreht. Das Prinzip basiert auf Kreiselkräften (Corioliskraft). Wenn das rotierende Teil durch Torsion aus seiner Position bewegt wird, entstehen Kreiselkräfte. Daher der Name Giermomentsensor.
Durch die Torsion erzeugt ein Piezoelement eine Spannungsdifferenz, die vom Steuergerät gemessen wird. Die erzeugte Spannung variiert zwischen 0 und 5 Volt. Im Ruhezustand (wenn keine Drehung registriert wird) gibt der Sensor 2,5 Volt ab.

Bremsdrucksensor:
Dem Bremssystem (in beiden Kreisen) wurden außerdem separate hydraulische Drucksensoren hinzugefügt, die in den Bildern unten zu sehen sind. Bei älteren Autos befinden sich diese Sensoren in den Bremsleitungen. Heutzutage sind die Bremsdrucksensoren meist in der Hydraulikeinheit des ABS-Systems selbst eingebaut. Diese Einheit ist oft unter der Haube sichtbar. Daran sind alle hydraulischen Bremsleitungen angeschlossen.