ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)研究探析

白偉 李珊 陳琦 張晶晶

摘 要：汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)，縮寫為ESP，是由防抱死制動系統(tǒng)ABS、驅動防滑控制系統(tǒng)ASR、電子制動力分配系統(tǒng)EBD、制動輔助系統(tǒng)（BA）等基本功能的組合，是一種汽車新型主動安全系統(tǒng)。是由德國博世公司（BOSCH）和梅賽德斯-奔馳（MERCEDES—BENZ）公司聯(lián)合研制而成的。

關鍵詞：ESP；ABS；ASR；主動安全系統(tǒng)；電控單元（ECU）

1 ESP的現(xiàn)狀與研究的目的

1.1 ESP的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向

隨著時代的發(fā)展，人們對物質要求也就越來越高，對交通安全與交通的舒適也也越來越注重，也就導致了汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP的現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展前途。ESP稱得上是當前汽車防滑裝置的最高級形式。隨著人們對汽車安全性能的提升以及汽車業(yè)界不斷的追求，秉承這一理念，ABS在經(jīng)過普及階段以后，目前已進入了產(chǎn)品升級階段。業(yè)界的一致共識是ABS（防抱死制動系統(tǒng)）將向ESP（電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)）演化。

市場上ESP已在拓展自己的領地。在歐洲，2005年大約40的新注冊車輛配備了ESP，在高檔車上，ESP已經(jīng)成為了標準配置，中檔車上的裝配率也迅速提高，在緊湊型車上裝配率稍低。北美和日本的ESP裝配率上升也很快。在中國，目前ESP的裝配率還比較低，但是可喜的變化正在顯現(xiàn)，以往通常只在高檔車上才裝配ESP，而今年上市的新車東風雪鐵龍的凱旋一汽大眾的速騰和上海通用的君越等高檔汽車都配有ESP。ESP是電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)，目前主要是控制車子的穩(wěn)定，處理要面臨的事故，防止事故的發(fā)生等功能。隨著時代的變遷，人們對物質要求也就提升了，這些并不能滿足人們的需求，將會對ESP進行更高端的研發(fā)，從而能使ESP感受到車外的環(huán)境，能接受到人的意念，使之達到自動安全行駛。總而言之，ESP在未來發(fā)展很廣闊。

2 ESP汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)的簡介

（一）ESP的概述

汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)（Electronic Stability Program，ESP）是防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、驅動防滑控制系統(tǒng)（ASR）、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）和主動車身橫擺控制系統(tǒng)（AYC）等基本功能的組合，是一種汽車新型主動安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)是德國博世公司（B0SCH）和梅塞德斯-奔馳（MERCEDES-BENZ）公司聯(lián)合開發(fā)的汽車底盤電子控制系統(tǒng)。

ESP以ABS制動防抱死系統(tǒng)為基礎，通過外圍的傳感器收集方向盤的轉動角度、側向加速度等信息，這些信息經(jīng)過微處理器加工，再由液壓調節(jié)器向車輪制動器發(fā)出制動指令，來實現(xiàn)對側滑的糾正。因此，ESP整合了ABS和TCS牽引力控制系統(tǒng)，不僅能防止車輪在制動時抱死和啟動時 打滑，還能防止車輛側滑。有了ESP系統(tǒng)的汽車就大大拓展了其功能范圍。

（二）ESP的結構與組成

ESP的結構組成主要是由各種傳感器和中央處理器，也就是電子控制單元ECU，以及執(zhí)行器（制動裝置）組成。

1.傳感器：前輪速度傳感器、前輪速度傳感器引線、電子控制單元（ECU）、液壓調節(jié)器總成；方向盤轉角傳感器、橫向偏擺率傳感器、后輪速度傳感器脈沖環(huán)、后輪速度傳感器等部件組成，其中電子控制單元與液壓調節(jié)器是一體的。這些傳感器負責采集車身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

2.ESP電腦：ESP電腦也就是電子控制單元（ECU）。ESP電腦將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行分析推算，算出車身狀態(tài)與存儲器里面設定的數(shù)據(jù)進行比對。當電腦計算數(shù)據(jù)與存儲器的數(shù)值不一致時，即車身臨近失控或者已經(jīng)失控的時候，ESP電腦將作出正確的命令，傳達到下一個操作環(huán)節(jié)（執(zhí)行器），以保證車身行駛狀態(tài)能夠盡量滿足駕駛員的意圖。

3.執(zhí)行器：ESP的執(zhí)行器就是4個車輪的剎車系統(tǒng)，其ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒有ESP的車不同的是，裝備有ESP的車其剎車系統(tǒng)具有蓄壓功能。簡單的說蓄壓就是電腦可以根據(jù)需要，在駕駛員沒踩剎車的時候替駕駛員向某個車輪的制動油管加壓好讓這個車輪產(chǎn)生制動力。另外ESP還能控制發(fā)動機的動力輸出什么的，與動力系統(tǒng)都有關聯(lián)。

三、研究ESP的現(xiàn)實意義

在我們現(xiàn)實交通中出現(xiàn)很多重大交通事故中，車輛往往由于在極端環(huán)境下車輪失去與地面的附著力而導致失控。例如在緊急避讓過程中，突然遇到濕滑、油污路面，或者在過彎當中車速過快而導致的轉向不足和轉向過度，都有可能讓車輛失控。

ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)）通過傳感器得知車輛的抱死情況以及車輛的橫擺慣量也就是車身傾側的程度，當車輛出現(xiàn)失控的趨勢時，對特定的車輪給予額外的制運力，甚至通過調整車輛的牽引力，使車輛的動力減小，慣性力減小，使之車輪與地面的附著力增大從而使車輛步入穩(wěn)定行駛。在ESP的默默工作下，車輛遇到險情時往往能夠化險為夷。對于駕駛者而言，ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)自然顯得格外重要。

ESP系統(tǒng)實際是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅動輪，而且可控制從動輪。汽車有了ESP系統(tǒng)，行駛時對過度轉向或不足轉向特別敏感，例如汽車在路滑時左拐過度轉向（轉彎太急）時會產(chǎn)生向右側甩尾，傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復附著力，產(chǎn)生一種相反的轉矩而使汽車保持在原來的車道上。這樣ESP它通過高度靈敏的傳感器時刻監(jiān)測車輛的行駛狀態(tài)，并通過電控單元（ECU）計算分析判定車輛行駛方向是否偏離駕駛員的操作意圖，識別出危險情況，并提前裁決出可行的干預措施使車輛恢復到穩(wěn)定行駛狀態(tài)。從而提前預防不正確的行駛，減少事故的發(fā)生。

參考文獻

[1] 楊慶彪 《汽車電控制動系統(tǒng)原理與維修精華》 2006。

[2] 中國大明白《車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)》【百度百科】 2012。

（作者單位：西華大學）