汽車ESP技術淺析

黑龍江 袁雙宏

汽車ESP技術淺析

黑龍江 袁雙宏

ESP是英文Electronic Stability Program的縮寫，中文可翻譯成電子穩定程序或者電控穩定裝置。ESP是一個實時監控系統，它每時每刻都在處理監控駕駛者的操控、路面反應、汽車運動狀態，并不斷向發動機和制動系統發出指令，它包含ABS及ASR，是這兩種系統功能上的延伸。是當前汽車防滑裝置的最高級形式。

汽車ESP；組成；工作原理；特點

一、ESP的產生

1866 年，年僅25歲的德國人羅伯特·博世（Bosch）先生創辦了自己的“精密機械和電氣工程車間”，從此拉開了博世公司創業的序幕，并與卡爾奔馳先生結下不解之緣。

博世一直是安全行車理念的先行者。1978年，公司研制并生產出世界上第一套ABS防抱死系統，為汽車的安全行駛又解決了一道難題。1986年，博世推出了第一個牽引力控制系統（TCS）；1995年，又成功推出了電子穩定程序（Electronic Stability Program），ESP從此而誕生，并投入批量生產。經過不斷優化其設計，到2002年，已經發展到第8代。2005年，適逢博世對汽車產業的重要貢獻之一——ESP電子穩定程序面世10周年之際，ESP8.0系統這一世界領先的技術實現了在中國蘇州國產化。

博世已向全球60多家汽車制造商提供ESP系統。著名的奔馳汽車的幾乎所有車型都加裝了博世的ESP系統，博世的試車場里幾乎每天都跑著奔馳，其他著名汽車廠商如德國大眾、寶馬、雪鐵龍、標致、豐田、現代也不例外，都紛紛購買博世的ESP產品。

二、ESP的組成

（一）傳感器

ESP的傳感器主要有：

（1）轉向傳感器：監測方向盤旋轉的角度，幫助確定汽車行駛方向是否正確；

（2）車輪傳感器：監測每個車輪的速度，確定車輪是否在打滑；

（3）側滑傳感器：記錄汽車繞垂直軸線的運動，確定汽車是否在打滑；

（4）橫向加速度傳感器：它對轉彎時產生的離心力起反應，確定汽車是否在通過彎道時打滑。

（二）電腦

ESP的電腦將傳感器采集到的數據進行計算、分析（頻率高達25次/秒），測出車身運行狀態后，將測算數據與存儲器里面預先設定的行車數據進行比對。當電腦計算數據超出存儲器預存的數值，即車身臨近失控或者已經失控的時候，行車電腦立刻向執行器發出操作指令，及時修正行車數據，并自動地向一個或多個車輪施加制動力，在某些情況下每秒進行150次制動，將汽車保持在駕駛員所選定的車道內，盡量滿足駕駛員的意圖。

（三）執行器

ESP的執行機構包括：

（1）ABS防抱死制動系統；（2）EBV電子制動力分配；（3）ASR驅動(輪)防滑系統；（4）EDS電子差速鎖；（5）MSR發動機阻力矩控制系統；（6）ESP電子車身穩定裝置；（7）HBA液壓制動輔助；（8）BSW制動盤水膜清除；（9）HBV真空助力液壓增強；（10）HHC坡路起步輔助功能；（11）DSR動態轉向彌補；（12）ESP初級動態調整。

（四）顯示器

ESP系統工作時，儀表盤上的ESP指示燈會閃亮，與駕駛員保持溝通。

三、ESP的工作原理

（一）轉向不足：例如左轉，當車速太快，出現轉向不足的時候（就是速度太快拐不過來了），ESP各個傳感器會把轉向不足的信息告訴行車電腦，然后行車電腦就控制左后輪制動，產生一個拉力和一個扭力來對抗車頭向右推的轉向不足趨勢。

（二）轉向過度：還是左轉，后輪抓地不足或者后驅車油門踩猛了出現轉向過度的時候（甩尾），ESP會控制右前輪制動，同時減小發動機輸出的功率，糾正錯誤的轉向姿態。

（三）直線剎車：由于地面附著力不均勻出現跑偏的時候，ESP會控制附著力強的輪子減小制動力，讓車按照駕駛員預想的行駛線路前進。同樣當一邊剎車一邊轉向的時候ESP也會控制某些車輪增大制動力或者減小制動力，讓車子按照駕駛員的意圖行駛。

四、ESP的特點

（一）實時監控：ESP能夠實時監控駕駛者的操控動作、路面反應、汽車運動狀態，并不斷向發動機和制動系統發出指令。

（二）主動干預：ABS等安全技術主要是對駕駛者的動作起干預作用，但不能調控發動機。ESP則可以通過主動調控發動機的轉速，并調整每個輪子的驅動力和制動力，來修正汽車的過度轉向和轉向不足。

（三）事先提醒：當駕駛者操作不當或路面異常時，ESP會用警告燈警示駕駛者。換句話說ESP實際上是一種牽引力控制系統，與其他牽引力控制系統比較，ESP不但控制驅動輪，而且可控制從動輪。如后輪驅動汽車常出現的轉向過多情況，此時后輪失控而甩尾，ESP便會剎慢外側的前輪來穩定車子；在轉向過少時，為了校正循跡方向，ESP則會剎慢內后輪，從而校正行駛方向。

五、目前ESP的應用情況

中國的ESP重視程度仍遠遠低于世界水平。在2006年，我們國內的ESP裝備情況居然只有驚人的3%。我國乘用車輛的ABS與ESP的裝配率遠遠低于歐美地區，甚至低于全球平均數值。統計數據表明，歐美地區國家的車輛配備ABS的比例為88%，ESP的配備比例則為45%，在中國這兩個數字則分別為63%和5%。而根據博世集團的未來預計，在2012年，國內車輛的ESP裝備情況仍然不容樂觀，只有18%，僅能達到韓國在2006年的水平。在2007年，美國首先將ESP作為車輛必須的裝備以法律的形式規定出來。其目的在于迅速提高該安全系統在車輛中的裝配率，從而進一步減少致命交通事故的風險。法律規定自2009年，55%的所有總重量少于4.5噸的新型乘用車及輕型卡車必須裝配這一拯救生命的安全系統ESP。該比例將會在2012年增長到100%。

六、結束語

有ESP與只有ABS及ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動地做出反應，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。當然，任何事物都有一個度的范圍，如果駕車者盲目開快車，現在的任何安全裝置都難以保證其安全。

[1]韓建保,云志剛,陳厲兵.汽車電子穩定系統ESP的工作原理及應用[J].汽車電器,2004(4):29-31.

[2]劉軍,朱建新.ESP與SBC-未來的汽車安全系統[J].汽車運用,2001(11):16-18.

[3]張煒,黃宏成,夏祥洪,等.ESP-車輛新型主動安全系統[J].傳動技術,2003,17(4):34-37.

[4]韓建保.電控車輛穩定系統ESP明顯降低轎車事故率[J].汽車維修與保養,2004(11):39-40.

（作者單位：齊齊哈爾職業學院交通工程系）

（編輯 李艷華）