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17 gennaio 2011
di Gabriele Bolognini
tag: Approfondimenti

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Dispositivi elettronici per il controllo della guida (Seconda parte)

ESP – A cosa serve, come funziona, funzioni aggiuntive

Da alcune ricerche, eseguite da agenzie specializzate su scala internazionale, risulta che lo sbandamento, con il conseguente impatto laterale, è una delle principali cause di incidenti stradali mortali.
Le cause che possono generare queste situazioni di pericolo sono molteplici:
- l’improvviso cambio di corsia del veicolo che ci precede;
- la curva di uno svincolo autostradale più stretta di quanto previsto;
- la portiera di una macchina parcheggiata che si apre all'improvviso;
- un pedone che sbuca improvvisamente di fronte;
- una strada in cattive condizioni che costringe di guidare con una metà del veicolo su fango, neve o ghiaccio;
- una buca inevitabile in piena curva;
Insomma sono innumerevoli, e sempre “dietro l’angolo”, le cause che possono provocare una sbandata. Il sistema elettronico di stabilità ESP (acronimo che sta per Elektronisches-Stabilitäts-Programm in tedesco o Electronic Stability Control in inglese) è uno speciale dispositivo, lanciato per la prima volta sul sul mercato da Bosch nel 1995, che neutralizza lo slittamento controllando la stabilità del veicolo.
In Europa, L'80% delle Case costruttrici di veicoli utilizzano l'acronimo ESP, altre chiamano lo stesso dispositivo DSC (Dynamic Stability Programl), VSA (Vehicle Stability Assist) o VSC (Vehicle Stability Control).
Il compito principale dell'ESP è quello di prevenire lo sbandamento.
Questo sofisticato dispositivo elettronico è in grado di correggere, sia eventuali situazioni di sovrasterzo che di sottosterzo, sia in caso di errata impostazione di una curva che di improvvisa deviazione di traiettoria.

COME FUNZIONA
In linea di massima il sistema è composto da 4 sensori montati sui mozzi delle ruote, un sensore d’angolo di sterzo montato sul piantone e 3 accelerometri (uno per asse spaziale), in genere posizionati al centro del veicolo che inviano dei segnali a una centralina. Quest’ultima controlla 25 volte al secondo se l'input dello sterzo corrisponde alla direzione del veicolo.
Se il veicolo si muove in una direzione diversa l'ESP individua la situazione e reagisce immediatamente, indipendentemente dalla reazione del conducente.
Per riportare il veicolo in traiettoria l’ESP utilizza il sistema frenante e, se necessario, può aumentare anche il numero di giri motore per stabilizzare le ruote motrici.

FUNZIONI AGGIUNTIVE DELL’ESP
Le possibilità offerte dall'ESP, però, vanno ben oltre. Dal momento che l'ESP dispone di un sistema si monitoraggio su tutto il veicolo, la possibilità di interviene sul sistema frenante e sull’alimentazione del motore, può generare tutta una serie di funzioni aggiuntive:

- Hill Hold Control
Le partenze in salita non sono sempre facili, in particolare quando un veicolo è molto carico. Per evitare che il veicolo retroceda il conducente deve far funzionare freno, acceleratore e frizione in contemporanea e rapida successione. L’Hill Hold Control facilita la partenza in salita tenendo i freni in pressione per 2 secondi in più dopo che si è rilasciato il pedale del freno. Si avrà così il tempo necessario per passare dal freno all'acceleratore senza dover usare il freno a mano. Il veicolo riparte senza problemi e senza indietreggiare.

- Hydraulic Brake Assist
Di fronte ad un ostacolo improvviso generalmente si interviene sul freno ma spesso in modo non sufficientemente deciso. L'Hydraulic Brake Assist individua una imminente frenata d’emergenza monitorando la pressione frenante così come la sua velocità di incremento. Se il guidatore non frena in maniera appropriata, questo dispositivo genera la massima forza frenante riducendo sensibilmente lo spazio di frenata.

- Load Adaptive Control
Il peso e la posizione del carico nei veicoli commerciali può variare sensibilmente a seconda dei materiali trasportati e/o del percorso.
Il carico ha un impatto importantissimo sul comportamento dinamico del veicolo sia in frenata che in accelerazione, sia sulla direzionalità che sulla tendenza al ribaltamento. Questo innovativo sistema di sicurezza, analizzando i cambiamenti nella massa e nel baricentro lungo l'asse longitudinale del veicolo, adegua gli interventi dei sistemi di sicurezza ABS, TCS(*) e ESP al carico del veicolo. In questo modo, il Load Adaptive Control ottimizza l'efficacia del sistema frenante, della trazione e garantisce una maggiore stabilità.
Il Load Adaptive Control riduce inoltre l'usura delle pastiglie dei freni grazie ad una migliore distribuzione delle forze frenanti.

- Roll Over Mitigation
I veicoli commerciali leggeri arrivano molto prima delle autovetture ad una accelerazione laterale critica a causa delle condizioni di carico e al baricentro più alto. Quindi il rischio di ribaltamento è decisamente superiore. Il Roll Over Mitigation monitora costantemente il comportamento del veicolo con l'ausilio dei sensori ESP e interviene nel momento in cui il veicolo rischia di ribaltarsi. Questo dispositivo agisce frenando le singole ruote e riducendo la coppia del motore per prevenire l'eventuale ribaltamento e per stabilizzare il veicolo.

- Trailer Sway Mitigation
I veicoli con rimorchio tendono ad ondeggiare facilmente (movimento oscillante da un lato all'altro). Un minimo errore dello sterzo, una raffica di vento o un dosso sulla strada possono causare un aumento nell'ondeggiamento.
Con l'ausilio dei sensori ESP, il Trailer Sway Mitigation identifica i movimenti oscillanti del rimorchio e interviene frenando le singole ruote del veicolo da traino. Il veicolo e il rimorchio raggiungono così una velocità moderata e si stabilizzano. Inoltre, è risaputo che la perdita di pressione in uno pneumatico genera un rallentamento di rotazione della ruota interessata. Il Trailer Sway Mitigation confronta la velocità delle ruote individuando così un potenziale sgonfiamento dello pneumatico. Questo dispositivo, in pratica, consente di monitorare la pressione degli pneumatici senza l'utilizzo dei sensori a pressione all'interno delle ruote.

A seconda delle Case costruttrici e del tipo di veicolo, le funzioni a valore aggiunto dell'ESP sono disponibili sia come opzionali che di serie.


(*) Sistema per il controllo della trazione (dall'inglese Traction Control System, TCS), chiamato anche antislittamento o antipattinamento (dall'inglese Anti-Slip o Anti-Spin ASR) – lo analizziamo nella Terza Parte dell’approfondimento “Dispositivi elettronici per il controllo della guida”

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