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ESP-Sensoren

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Kurz & knapp – Informationen zu ESP-Sensoren

Das ESP sorgt dafür, dass das Fahrzeug bei rutschigen oder nassen Straßen vor dem Ausbrechen geschützt wird. Das wird durch eine gezielte Abbremsung der einzelnen Räder umgesetzt – dadurch wird der Wagen in der Spur gehalten.
Der ESP-Sensor spricht jedes Rad einzeln an und orientiert sich während der Fahrt an einer Ideallinie. Pro Sekunde überwacht der ESP-Sensor die Räder 25mal. Wird eine Abweichung festgestellt und droht das Fahrzeug ins Schleudern zu geraten, werden einzelne Räder so abgebremst, dass das Auto in der Spur gehalten werden kann.
Gleichzeitig mit dem Eingreifen des ESP-Sensors wird parallel auch das Antiblockiersystem – kurz ABS – und die Antischlupfregelung – kurz ASR – angewandt. Diese Systeme funktionieren generell einhergehend.

Allgemeines zum ESP-Sensor

Der Fahrer als größte Fehlerquelle im Straßenverkehr verantwortet etwa 90% aller Unfälle, bedingt durch mangelnden Umgang mit Lenkung, Bremse und Gaspedal sowie durch mangelnde Aufmerksamkeit. Die Unmöglichkeit, das menschliche Fehlverhalten zu reduzieren erfordert immer ausgefeiltere Sicherheitssysteme, welche die Fahrdynamik kontrollieren und notfalls aktiv eingreifen.

Das ESP, abgekürzte Bezeichnung für Elektronisches Stabilitätsprogramm, ist ein System zur Fahrdynamikregelung. Als aktives elektronisches Assistenzsystem trägt es dank ESP-Sensor durch das gezielte Abbremsen der einzelnen Räder dazu bei, ein Ausbrechen des Fahrzeuges zu vermeiden. Der ESP-Sensor verbindet grundsätzlich die älteren Techniken ABS (Antiblockiersystem) und ASR (Antriebsschlupfregelung) und erweitert diese mit GMR (Giermomentregelung), Bremsassistent und elektronischer Bremskraftverteilung.

Jean Pierre Kraemer erklärt in folgendem Video, wie das ESP genau funktioniert und wie dieses mit dem Thema Tuning und Abrollumfang zusammenhängt.

Vom ABS zum ESP-Sensor: Entwicklung und begriffliche Abgrenzungen

Wie die meisten neuen Fahrzeugtechnologien war ein wichtiger Bestandteil des ESP, der ABS-Sensor, zunächst nur in der Oberklasse bekannt, wo er seit 1969 eingesetzt und seit 1978 von der Firma Bosch in Serie gefertigt wurde. Heute sind Neuwagen ohne dieses System kaum mehr vorstellbar.

Das ABS verzögert grundsätzlich die Bremswirkung, um ein Blockieren der Räder zu vermeiden und damit zu verhindern, dass Gleitreibung und Bremswirkung reduziert werden. Der ESP-Sensor vervollständigt das System erst, insofern, als ABS- und ESP-Sensor gemeinsam bewirken, dass die Beschleunigung bei der Fahrt stets kontrolliert und gegebenenfalls berichtigt werden kann.

Die Bezeichnungen für ähnliche Fahrdynamiksysteme variieren. Da ein elektronisches Stabilitätsprogramm erstmals für ein Fahrzeug von Mercedes-Benz entwickelt wurde, ist ESP nun eine eingetragene Marke des Konzerns Daimler. Vergleichbare Systeme wurden von BMW unter der Bezeichnung DSC (Dynamik Stability Control) und Toyota unter dem Namen VSC (Vehicle Stability Control) entwickelt. Als Oberbegriff hat sich der Begriff des ESC (Electronic Stability Control) oder Fahrdynamikregelung durchgesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen ABS und ESP?

Das Antiblockiersystem (ABS) sorgt dafür, dass die Räder bei einer Bremsung nicht blockiert werden, so dass dieses trotzdem noch in eine gewisse Richtung gelenkt werden kann. Das elektronische Stabilitätsprogramm hingegen, bremst einzelne Räder gezielt ab, um so ein Ausbrechen des Autos zu verhindern. Das ESP funktioniert – zumindest bei modernen Autos die über ESP-Sensoren verfügen – vollautomatisch, während das ABS immer nur dann zum Einsatz kommt, wenn vom Fahrer selbst gebremst wird.

Wann ist es von Vorteil, das ESP auszuschalten?

In der Regel ist es sicherheitsbedingt natürlich immer von Vorteil, mit eingeschaltetem ESP zu fahren, jedoch kann dessen Funktion in manchen Situationen eher kontraproduktiv sein. Jedes ESP besitzt ebenfalls eine Antriebsschlupfregelung, die über die entsprechende Taste im Innenraum des Fahrzeugs ebenfalls abgeschalten wird. Diese sorgt für das gezielte Abbremsen der Räder, um deren Durchdrehen zu unterbinden. Beispielsweise bei Fahrten auf Schnee oder wenn man irgendwo stecken geblieben ist, ist ein leichtes Durchdrehen der Räder von Vorteil, um besser voranzukommen. Dann ist es sinnvoll, das ESP abzuschalten. Fahrer, die bewirken wollen, dass das Auto ausbricht, um beispielsweise auf einer Rennstrecke zu driften, können ebenfalls das ESP ausschalten, um dieses Ausbrechen überhaupt zu ermöglichen.

Zur Funktionsweise des ESP-Sensors

Grundsätzlich orientiert sich das ESP ähnlich wie ein Motorsportler an einer Ideallinie. Hierbei gibt es bestimmte vorgegebene Richtwerte, mit denen das tatsächliche Fahrzeugverhalten über den ESP-Sensor fortwährend computergestützt verglichen wird. Bei einem Abweichen von der Ideallinie wird der ESP-Sensor aktiv, sodass ein mögliches Ausbrechen des Wagens schon bei der kleinsten Vorankündigung unterbunden wird.

Hierzu tragen im Wesentlichen zwei Verfahren bei. Einerseits agiert der ESP-Sensor im Falle des Abweichens durch genau ausgemessene Bremsmaßnahmen an einzelnen Rädern oder auch mehreren gleichzeitig. Der ESP-Sensor spricht jedes Rad separat an, fungiert also wie vier elektronische Bremspedale. Zudem kann das Stabilitätsprogramm auch die Motorleistung korrigieren. Innerhalb von Sekundenbruchteilen werden sich ankündigende Schleuderbewegungen vom ESP-Sensor wahrgenommen, wobei pro Sekunde 25 Kontrollen durch die Sensoren vorgenommen werden. Wird ein abweichender Wert festgestellt, so reduziert das System erst das Motormoment und bei stärkerem Abweichen werden einzelne Räder gebremst. Auf diese Weise wird die für Spurstabilität erforderliche Gegenkraft erzeugt.



Die vom ESP-Sensor vollzogenen Schritte zur Kontrolle und Gewährleistung der Fahrstabilität beinhalten im Einzelnen die folgenden: Zunächst messen Drucksensoren im Hauptbremszylinder den aktuellen Bremsdruck. Ein Lenkradsensor erfasst den Lenkradeinschlag, um die gewünschte Fahrtrichtung zu ermitteln. Die Radsensoren des ABS ermitteln die Drehzahlen der Räder und damit die aktuelle Geschwindigkeit. Der für das ESP besonders wichtige Giermomentsensor erfasst die Gierrate oder Drehgeschwindigkeit, die mit dem Schleudern des Autos zusammenhängt. Mit dem Querbeschleunigungssensor wird die Querbeschleunigung, eine wichtige Maßzahl zum Abdriften des Wagens, erfasst.

Durch Verknüpfung zwischen ESP-Sensor und Motor und Getriebe via CAN-Datenbus ist auch die Kontrolle der Daten über Drehmoment, Stellung des Gaspedals und Getriebeübersetzung möglich. Über diesen CAN-Datenbus kann das Steuergerät in die elektronische Getriebe- und Motorsteuerung eingreifen. Schließlich vergleicht das ESP-Steuergerät fortlaufend Soll- und Ist-Daten. Stimmen diese überein, erfolgt keine Reaktion, weichen sie voneinander ab, so erfolgt ein Eingriff.

ESP-Pflicht

Ein elektronisches Stabilitätsprogramm ist in der EU obligatorischer Bestandteil aller neu zugelassenen Personenkraftwagen. Seit dem 1. November 2014 gilt die EU-Sicherheitsrichtlinie und es dürfen keine Neufahrzeuge ohne ESP-Sensor mehr zugelassen werden. Aktuelle Unfallstatistiken bestätigen den Zweck der Sicherheitsrichtlinie. Gemäß einer Studie der Bosch-Unfallforschung konnten 2011 EU-weit dank ESP-Sensor über 33.000 Unfälle vermieden und über 1.000 Leben gerettet werden. Obwohl zu diesem Zeitpunkt nur etwa 40% aller Fahrzeuge in der EU über ein elektronisches Stabilitätsprogramm verfügten. 2015 waren Angaben des statistischen Bundesamtes zufolge bereits 70% aller PKW im deutschen Fahrzeugbestand mit ESP-Sensor ausgestattet.
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