汽车ESP技术浅析

黑龙江 袁双宏

汽车ESP技术浅析

黑龙江 袁双宏

ESP是英文Electronic Stability Program的缩写，中文可翻译成电子稳定程序或者电控稳定装置。ESP是一个实时监控系统，它每时每刻都在处理监控驾驶者的操控、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令，它包含ABS及ASR，是这两种系统功能上的延伸。是当前汽车防滑装置的最高级形式。

汽车ESP；组成；工作原理；特点

一、ESP的产生

1866 年，年仅25岁的德国人罗伯特·博世（Bosch）先生创办了自己的“精密机械和电气工程车间”，从此拉开了博世公司创业的序幕，并与卡尔奔驰先生结下不解之缘。

博世一直是安全行车理念的先行者。1978年，公司研制并生产出世界上第一套ABS防抱死系统，为汽车的安全行驶又解决了一道难题。1986年，博世推出了第一个牵引力控制系统（TCS）；1995年，又成功推出了电子稳定程序（Electronic Stability Program），ESP从此而诞生，并投入批量生产。经过不断优化其设计，到2002年，已经发展到第8代。2005年，适逢博世对汽车产业的重要贡献之一——ESP电子稳定程序面世10周年之际，ESP8.0系统这一世界领先的技术实现了在中国苏州国产化。

博世已向全球60多家汽车制造商提供ESP系统。著名的奔驰汽车的几乎所有车型都加装了博世的ESP系统，博世的试车场里几乎每天都跑着奔驰，其他著名汽车厂商如德国大众、宝马、雪铁龙、标致、丰田、现代也不例外，都纷纷购买博世的ESP产品。

二、ESP的组成

（一）传感器

ESP的传感器主要有：

（1）转向传感器：监测方向盘旋转的角度，帮助确定汽车行驶方向是否正确；

（2）车轮传感器：监测每个车轮的速度，确定车轮是否在打滑；

（3）侧滑传感器：记录汽车绕垂直轴线的运动，确定汽车是否在打滑；

（4）横向加速度传感器：它对转弯时产生的离心力起反应，确定汽车是否在通过弯道时打滑。

（二）电脑

ESP的电脑将传感器采集到的数据进行计算、分析（频率高达25次/秒），测出车身运行状态后，将测算数据与存储器里面预先设定的行车数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候，行车电脑立刻向执行器发出操作指令，及时修正行车数据，并自动地向一个或多个车轮施加制动力，在某些情况下每秒进行150次制动，将汽车保持在驾驶员所选定的车道内，尽量满足驾驶员的意图。

（三）执行器

ESP的执行机构包括：

（1）ABS防抱死制动系统；（2）EBV电子制动力分配；（3）ASR驱动(轮)防滑系统；（4）EDS电子差速锁；（5）MSR发动机阻力矩控制系统；（6）ESP电子车身稳定装置；（7）HBA液压制动辅助；（8）BSW制动盘水膜清除；（9）HBV真空助力液压增强；（10）HHC坡路起步辅助功能；（11）DSR动态转向弥补；（12）ESP初级动态调整。

（四）显示器

ESP系统工作时，仪表盘上的ESP指示灯会闪亮，与驾驶员保持沟通。

三、ESP的工作原理

（一）转向不足：例如左转，当车速太快，出现转向不足的时候（就是速度太快拐不过来了），ESP各个传感器会把转向不足的信息告诉行车电脑，然后行车电脑就控制左后轮制动，产生一个拉力和一个扭力来对抗车头向右推的转向不足趋势。

（二）转向过度：还是左转，后轮抓地不足或者后驱车油门踩猛了出现转向过度的时候（甩尾），ESP会控制右前轮制动，同时减小发动机输出的功率，纠正错误的转向姿态。

（三）直线刹车：由于地面附着力不均匀出现跑偏的时候，ESP会控制附着力强的轮子减小制动力，让车按照驾驶员预想的行驶线路前进。同样当一边刹车一边转向的时候ESP也会控制某些车轮增大制动力或者减小制动力，让车子按照驾驶员的意图行驶。

四、ESP的特点

（一）实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。

（二）主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。

（三）事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。换句话说ESP实际上是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。

五、目前ESP的应用情况

中国的ESP重视程度仍远远低于世界水平。在2006年，我们国内的ESP装备情况居然只有惊人的3%。我国乘用车辆的ABS与ESP的装配率远远低于欧美地区，甚至低于全球平均数值。统计数据表明，欧美地区国家的车辆配备ABS的比例为88%，ESP的配备比例则为45%，在中国这两个数字则分别为63%和5%。而根据博世集团的未来预计，在2012年，国内车辆的ESP装备情况仍然不容乐观，只有18%，仅能达到韩国在2006年的水平。在2007年，美国首先将ESP作为车辆必须的装备以法律的形式规定出来。其目的在于迅速提高该安全系统在车辆中的装配率，从而进一步减少致命交通事故的风险。法律规定自2009年，55%的所有总重量少于4.5吨的新型乘用车及轻型卡车必须装配这一拯救生命的安全系统ESP。该比例将会在2012年增长到100%。

六、结束语

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地做出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。

[1]韩建保,云志刚,陈厉兵.汽车电子稳定系统ESP的工作原理及应用[J].汽车电器,2004(4):29-31.

[2]刘军,朱建新.ESP与SBC-未来的汽车安全系统[J].汽车运用,2001(11):16-18.

[3]张炜,黄宏成,夏祥洪,等.ESP-车辆新型主动安全系统[J].传动技术,2003,17(4):34-37.

[4]韩建保.电控车辆稳定系统ESP明显降低轿车事故率[J].汽车维修与保养,2004(11):39-40.

（作者单位：齐齐哈尔职业学院交通工程系）

（编辑 李艳华）