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Le système ESP : Programme de Stabilité Electronique
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Le système ESP : Programme de Stabilité Electronique

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Si un véhicule est équipé de l’ESP®, il comporte également deux autres systèmes de sécurité active : le système d’antiblocage des roues ABS et le système d’anti patinage des roues ASR. L’ABS empêche le blocage des roues au freinage, tandis que l’ASR empêche le patinage au démarrage et à l’accélération. Alors que l’ABS et l’ASR agissent sur la dynamique longitudinale d’un véhicule, l’ESP® en améliore également la dynamique transversale, assurant ainsi une grande stabilité de conduite dans toutes les directions.

ESP® – plusieurs noms pour désigner le même atout de sécurité
80 % des constructeurs automobiles européens utilisent le sigle ESP® signifiant Electronic Stability Program. D’autres constructeurs commercialisent l’ESP® sous différents noms tels que DSC (Dynamic Stability Control) chez BMW et Jaguar, VSA (Vehicle Stability Assist) chez Honda, DSTC (Dynamic Stability and Traction Control) chez Volvo ou VSC (Vehicle Stability Control) chez Toyota. Le mode de fonctionnement et l’avantage procuré en termes de sécurité sont cependant identiques quelle que soit l’appellation.

Mode de fonctionnement de l’ESP®

Le dérapage est l’une des principales causes d’accidents de la circulation. Des études internationales montrent qu’au moins 40 % de tous les accidents mortels sont dus à un dérapage. L’ESP® pourrait éviter jusqu’à 80 % des accidents liés au dérapage. L’ESP® identifie si un dérapage est imminent et intervient très rapidement sur le véhicule. Le conducteur garde le contrôle de son véhicule, qui ne se met pas à déraper, à condition toutefois que les limites des lois de la physique ne soient pas dépassées.

L’ESP® est toujours actif. Un micro-ordinateur contrôle les signaux transmis par les capteurs ESP® et vérifie 25 fois par seconde si les mouvements de braquage du volant correspondent bien à la direction actuelle suivie par le véhicule. Si le véhicule se déplace dans une direction différente, l’ESP® détecte une situation critique et réagit immédiatement – sans intervention du conducteur. Il utilise le système de freinage du véhicule pour ramener le véhicule sur sa trajectoire. Grâce à ces pressions de freinage sélectives, l’ESP® génère la force de réaction requise pour que le véhicule réagisse selon les souhaits du conducteur. L’ESP® déclenche non seulement des interventions ciblées au niveau du freinage, mais peut également intervenir côté moteur pour accélérer les roues motrices. Le véhicule garde ainsi la trajectoire voulue, dans les limites des lois de la physique.

Exemple :

Lors d’un virage pris à trop grande vitesse, le véhicule peut perdre sa stabilité et échapper au contrôle de son conducteur. La voiture peut :

  • sous-virer : le train avant dérive davantage que le train arrière et l’automobile a tendance à aller tout droit au lieu de suivre la courbe. Dans ce cas l’ESP donne l’ordre de freiner la roue arrière intérieur.
  • survirer : le train arrière dérive davantage que le train avant et, si la trajectoire n’est pas rétablie, la voiture part en tête-à-queue. Dans ce cas, l’ESP donne l’ordre de freiner la roue avant extérieur.

L’ESP peut également réduire le couple moteur en ajustant l’injection si le conducteur veut encore accélérer.

Spécifications techniques

Plusieurs composants sont nécessaires pour le fonctionnement de l’ESP.

  1. Module hydraulique avec calculateur incorporé
  2. Capteurs de vitesse roue
  3. Capteur d’angle de braquage
  4. Capteur de vitesse d’angle de lacet et d’accélération latérale
  5. Communication avec la gestion moteur

 

 

 

Module hydraulique avec calculateur incorporé

Le groupe hydraulique exécute les ordres du calculateur et régule la pression dans les freins par le biais des électrovannes. Le groupe hydraulique constitue la connexion hydraulique entre le maître-cylindre et les pistons de freins. Il est logé dans le compartiment moteur. Le calculateur prend en charge les tâches électriques et électroniques, ainsi que toutes les fonctions de commande du système.

Capteurs de vitesse roue

Le calculateur utilise les signaux fournis par les capteurs de vitesse de roue pour calculer la vitesse des roues. Deux principes de fonctionnement différents interviennent ici : les capteurs de vitesse de roue passifs (inductifs) et les capteurs actifs (Effet Hall). Tous deux mesurent la vitesse des roues sans contact, par le biais de champ magnétiques. Les capteurs utilisés actuellement sont majoritairement des capteurs actifs. Ils peuvent identifier à la fois le sens de rotation et l’arrêt d’une roue.

Capteur d’angle de braquage

La tâche du capteur d’angle de braquage est de mesurer la position du volant en déterminant l’angle de braquage. Les manœuvres souhaitées par le conducteur sont calculées à partir de l’angle de braquage, de la vitesse du véhicule et de la pression de freinage requise ou de la position de la pédale d’accélérateur (état souhaité).

Capteur de vitesse d’angle de lacet et d’accélération latérale

Un capteur de vitesse d’angle de lacet enregistre tous les mouvements du véhicule autour de son axe vertical. L’état du véhicule (état réel) peut être déterminé et comparé avec la demande du conducteur, en association avec le capteur d’accélération latérale intégré.

Communication avec la gestion moteur

Le calculateur ESP peut communiquer avec le calculateur moteur via le bus de données. Il peut réduire le couple moteur si le conducteur accélère trop dans certaines situations. Il peut par ailleurs compenser un glissement excessif des roues motrices provoqué par le couple d’inertie du moteur.

Exemple de test Euro NCAP avec et sans l’ESP

Les fonctions ESP® à valeur ajoutée

La tâche première de l’ESP® est d’éviter les dérapages. Mais les possibilités offertes par l’ESP® vont au-delà. La capacité de l’ESP® à créer de la pression de freinage indépendamment de la position de la pédale de frein permet de réaliser toute une série de fonctions dites à valeur ajoutée. Elles augmentent la sécurité active et donnent au conducteur une sensation de confort et de dynamique accrue.

Un certain nombre de ces fonctions à valeur ajoutée sont d’ores et déjà disponibles sur le marché. D’autres suivront pour répondre aux demandes croissantes en termes de sécurité et de confort. Selon le constructeur automobile et le type de véhicule, les fonctions ESP® à valeur ajoutée sont disponibles soit en option, soit en équipement standard avec le système ESP® intégré.

Système de maintien en côte

Les démarrages en côte ne sont pas toujours faciles, notamment lorsque le véhicule est très chargé. Le conducteur doit actionner très rapidement la pédale de frein, d’accélérateur et d’embrayage pour empêcher le véhicule de reculer de manière intempestive. La fonction ESP® d’aide au démarrage en côte facilite ces démarrages en maintenant une pression de freinage environ 2 secondes après que le conducteur ait relâché la pédale de frein. Il dispose ainsi de suffisamment de temps pour passer de la pédale de frein à la pédale d’accélérateur, sans avoir à recourir au frein à main. Le véhicule démarre en douceur et sans recul intempestif.

Aide au freinage d’urgence

Dans des situations critiques, les conducteurs ont souvent tendance à freiner de façon insuffisante. Le système d’aide au freinage d’urgence identifie un tel freinage imminent en surveillant la pression exercée sur la pédale de frein, ainsi que le gradient de pression. Si le conducteur ne freine pas assez fort, le système augmente la force de freinage au maximum. La distance d’arrêt est ainsi réduite.

Adaptation à la charge

Le volume et la position de la charge d’un véhicule utilitaire peuvent considérablement varier d’un trajet à un autre. La charge a un impact énorme sur le freinage, la traction, le comportement en courbe et la tendance au renversement. La fonction ESP® d’adaptation à la charge identifie les changements intervenant au niveau de la masse du véhicule et du centre de gravité le long de l’axe longitudinal du véhicule et adapte les interventions des systèmes de sécurité ABS, ASR et ESP® à la charge du véhicule.

Prévention du renversement

Du fait de leur charge et de leur centre de gravité situé plus haut, les utilitaires légers atteignent plus rapidement une accélération latérale critique que les véhicules particuliers. Le risque de renversement est donc considérablement accru. La fonction de prévention de renversement contrôle en permanence le comportement du véhicule à l’aide des capteurs ESP® et intervient lorsque le véhicule menace de se renverser. La fonction freine les roues individuellement et réduit le couple de traction pour empêcher le véhicule de faire des tonneaux et pour le stabiliser.

Système de contrôle de la pression des pneus

Une perte de pression des pneus entraîne une différence de vitesse de rotation au niveau de la roue concernée. La comparaison des vitesses de roue permet ainsi de détecter une éventuelle perte de pression. Cette fonction à valeur ajoutée permet de contrôler la pression des pneus sans recourir à des capteurs de pression dans les pneus.

Prévention de l’oscillation des remorques

Les remorques oscillent facilement. Il suffit d’une petite erreur de braquage, d’une rafale de vent ou d’une bosse sur la route pour amplifier de manière critique le mouvement d’oscillation. Les mouvements de contre-braquage et l’accélération du véhicule tracteur rendent cette situation encore plus critique. Grâce aux capteurs ESP®, la fonction identifie ces mouvements d’oscillation de la remorque et intervient en freinant individuellement les roues du véhicule tracteur. Cela permet de ralentir le véhicule et la remorque jusqu’à une vitesse non critique, et de les stabiliser.

Développement du marché

Législation européenne

En Mars 2009, le parlement européen a accepté de rendre l’ESP® obligatoire pour tous les véhicules neufs. Selon la loi, à partir de Novembre 2011, tous les nouveaux modèles de véhicules particuliers et de véhicules commerciaux neufs immatriculés dans l’union européenne doivent être équipés de l’ESP®, le système de sécurité active. A partir de Novembre 2014, la loi sera appliquée à tous les véhicules neufs.

Législation en Amérique du nord

Dès 2007, l’administration gouvernementale américaine NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) a adopté la norme fédérale de sécurité concernant les véhicules automobiles (FMVSS) n°126 afin de rendre l’ESP® obligatoire à compter de septembre 2011 sur tous les véhicules neufs d’un poids total en charge inférieur ou égal à 10 000 livres (environ 4536 kg). La NHTSA a calculé que si tous les véhicules étaient équipés de l’ESP® en standard, cela pourrait sauver jusqu’à 9600 vies et réduire le nombre de blessés de 238 000 par an rien qu’aux Etats-Unis.

Au Canada, tous les véhicules d’un poids total en charge inférieur ou égal à 10 000 livres (environ 4536 kg) vendus après septembre 2011 doivent être équipés de l’ESP® en standard.

Source : Bosch

1 Comment

  1. Zakaria El khachchab
    Zakaria El khachchab01-03-2019

    salut, je suis Zakaria de maroc ! c’est un bon article … que j’espère bien étudier pour mon sujet de fin d’année, je suis en classe préparatoire , et j’ai besoin d’un sujet qui a relation entre transport et les matières scientifiques, mais je n’ai pas encore trouvé de relation entre le mode ESP et ces matières, et j’aimerai bien si vous pouvez me proposer un de vos articles en ce sujet mais en coté analytique, soit en mathématique ou en science d’ingénierie ,
    merci pour votre compréhension .

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