System ESP to już za mało. Miałem w rękach urządzenie, które zmienia wszystko

Historycznie niemiecka firma Bosch jest odpowiedzialna za rozpowszechnienie dwóch, moim zdaniem najważniejszych, systemów bezpieczeństwa w samochodzie – ABS i ESP. Nie wyobrażam sobie w ogóle rozmowy na temat bezpieczeństwa w aucie bez systemu ABS i uważam, że tylko osoby ze specjalnym prawem jazdy powinny mieć prawo do jeżdżenia autami niewyposażonymi w to rozwiązanie.

ESP to z kolei system stabilizacji toru jazdy, który uratował więcej żyć, niż możemy sobie wyobrazić. O ile jednak takie wynalazki jak pasy bezpieczeństwa czy poduszki powietrzne dają nam jakkolwiek miarodajne statystyki, o tyle nie da się policzyć, ile osób przeżyło dzięki ESP. Można bowiem choć w przybliżeniu stwierdzić, czy osoba niezapięta w pasy lub osoba jadąca w aucie bez poduszki powietrznej przeżyłaby konkretny wypadek, czy też nie. Natomiast ESP po prostu zapobiega wypadkom.

Klasyczny system znany jako ESP działa na zasadzie wyhamowania poszczególnych kół celem ustabilizowania pojazdu, czego skutkiem jest również znaczące zmniejszenie prędkości. Firma Bosch już od ok. 10 lat pracuje nad systemem VDC (Vehicle Dynamics Control, czyli inna nazwa ESP) nowej generacji, który zamiast tylko wyhamowywać pojazd, ma pomóc kierowcy w wykonaniu manewru z prędkością bezpieczną, ale w miarę zbliżoną do tej, z jaką miał zamiar jechać.

Już dzięki temu system znany jako ESP, a w praktyce VDC, stał się bardziej przyjazny, zwłaszcza dla kierowców o sportowym zacięciu, którzy od elektroniki oczekiwali jedynie pomocy, a nie ratowania życia, kiedy nadal panowali nad autem. VDC było więc rozwiązaniem, które umożliwiało dynamiczniejszą jazdę, ale wciąż bezpieczną.

Podczas gdy VDC wciąż reaguje na poślizg, nowy VDC 2.0 działa z wyprzedzeniem, w oparciu o sygnały z czujników dynamiki pojazdu kontrolujących przyspieszenie, kąt odchylenia, kąt skrętu i prędkość kół. Korzystając z koncepcji sterowania wyprzedzającego, przewidywane jest pożądane zachowanie pojazdu na podstawie sygnałów wejściowych (to, co robi kierowca), a odpowiednie elementy wykonawcze, takie jak układ hamulcowy, zawieszenie, układ kierowniczy i układ napędowy, są uruchamiane w sposób ukierunkowany na sprawne wykonanie manewru.

Kierowca odbiera zachowanie pojazdu jako naturalne i zgodne ze swoimi intencjami, a nie jako reakcję systemów bezpieczeństwa na zagrożenie. VDC 2.0 może działać tak dyskretnie, że kierowca pozostaje nieświadomy obecności aktywnego systemu sterowania, który zawsze utrzymuje optymalny poziom przyczepności i stabilności.

Od połowy ubiegłego dziesięciolecia w samochodach wyposażonych we wspomaganie hamulców iBooster firmy Bosch, układ stabilizacji toru jazdy jest znacznie sprawniejszy i daje możliwość kontrolowania działania systemu w sposób bardziej precyzyjny niż przy użyciu układu podciśnieniowego.

Urządzenie iBooster to elektromechaniczne wspomaganie układu hamulcowego, które zamiast podciśnienia wykorzystuje do wspomagania hamulców silnik elektryczny i mechanizm aktywujący wspomaganie. Dzięki niemu można programować działanie układu hamulcowego i sterować nim niezależnie od kierowcy. Można go też skomunikować z pozostałymi mechanizmami odpowiedzialnymi za pracę VDC 2.0. Bo układ hamulcowy to wciąż za mało, a firma Bosch pracuje nad zbudowaniem architektury pojazdu w taki sposób, by zintegrować elementy odpowiedzialne za jazdę, gdzie pojęcie układ jezdny można zamienić na układ odpowiedzialny za ruch pojazdu.

Układ kierowniczy, układ hamulcowy, układ napędowy i zawieszenie mogą działać aktywnie jako jeden organizm i kontrolować w sposób precyzyjny proces prowadzenia samochodu. Każdy z tych podukładów sterowany niezależnie, ale pracujących w jednym celu, ma za zadanie nie tylko poprawić bezpieczeństwo jazdy, ale i odczucia zza kierownicy zależnie od typu i przeznaczenia samochodu.

Jeśli auto ma mieć "sportowego ducha", to można go zaszczepić w algorytm systemu VDC 2.0 i aktywować, wybierając odpowiedni tryb jazdy. Wtedy samochód będzie pokonywał zakręty sprawniej, niż wynikałoby to z pracy samej mechaniki, z lekkim poślizgiem, ale w taki sposób, by kierowca miał wrażenie pełnej nad nim kontroli. Jeśli auto ma być subiektywnie bezpieczne, będzie reagowało w sposób, który w ogóle nie dopuści do wyczuwalnego poślizgu.

Wyobraźmy sobie zakręt, który chcielibyśmy pokonać szybciej, niż można by to zrobić czysto mechanicznym pojazdem. Już system VDC pierwszej generacji pozwalał to zrobić poprzez dohamowanie wewnętrznego koła, ale dopiero wtedy, kiedy auto traciło przyczepność, a kąt skrętu kierownicy nie odpowiadał torowi jazdy. W samochodach wyposażonych np. w układ znany pod ogólną nazwą Torque Vectoring, można było wzmocnić siłę skrętu przez zwiększenie momentu obrotowego na kole znajdującym się po zewnętrznej stronie zakrętu.

VDC 2.0, mając do dyspozycji kontrolę nad każdym z obszarów odpowiedzialnych za jazdę, może także wpłynąć na kąt skrętu kierownicą czy kontrolować twardość, a nawet ustawienie wysokości poszczególnych amortyzatorów. System zadziała jeszcze zanim dojdzie do utraty przyczepności, a jeśli nawet do niej dojdzie, to zaprzęgnie wszystkie elementy odpowiedzialne za ruch pojazdu, by umożliwić kierowcy pokonanie zakrętu tak, jak chciał to zrobić. Czyż nie to właśnie poczuł Mateusz Żuchowicz podczas testu nowego Porsche Panamera?

System VDC 2.0 jest zaprojektowany z myślą o pojazdach, w których możliwie największą liczbą funkcji można zarządzać elektronicznie, a najlepiej sprawdzi się w autach elektrycznych, w których każde z kół osi napędzanej będzie napędzane osobnym silnikiem. Idealnie, gdyby auto było wyposażone w napęd na cztery koła sterowany wyłącznie silnikami elektrycznymi.

Jak się dowiedziałem w fabryce w Mirkowie, system VDC 2.0 już został wdrożony do produkcji w jednym z niemieckich samochodów, ale zdaniem przedstawiciela marki Bosch, to producent tego samochodu powinien się tym pochwalić, więc nie zdradzano, który to model.

Nowa generacja stabilizacji toru jazdy będzie sukcesywnie wdrażana do produkcji w coraz to tańszych, nowych modelach, zwłaszcza elektrycznych. Fabryka w Mirkowie już teraz jest odpowiedzialna za ok. 50 proc. dostaw elementów układu hamulcowego w produkowanych w Europie samochodach. Co oznacza, że co drugie auto produkowane na Starym Kontynencie ma w sobie komponenty firmy Bosch, które produkuje się w Polsce.

VDC 2.0 to oczywiście nie jest koniec drogi rozwoju systemów stabilizacji. Kolejny etap to sterowanie pojazdem w technologii steer-by-wire bez mechanicznego połączenia pomiędzy kierowcą, a mechanizmami wykonawczymi. Układ napędowy już pracuje w tej technologii, ale do wprowadzenia tej koncepcji do układu kierowniczego i hamulcowego potrzebne są odpowiednie przepisy. Bosch wciąż czeka na przepisy umożliwiające wdrożenie suchego układu hamulcowego, czyli bez płynu hydraulicznego. Elektromobilność tylko przyspieszy ten proces.