ESP 车身电子稳定系统.docx

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ESP车身电子稳定系统

ESP和博世公司

　　车身电子稳定系统（ElectronicStabilityProgram，简称ESP），是博世（Bosch）公司的专利[1]。

10年前，博世是第一家把电子稳定程序（ESP）投入量产的公司。

因为ESP是博世公司的专利产品，所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为ESP。

在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如日产研发的车辆行驶动力学调整系统（VehicleDynamicControl简称VDC）[2]，丰田研发的车辆稳定控制系统（VehicleStabilityControl简称VSC）[3]，本田研发的车辆稳定性控制系统（VehicleStabilityAssistControl简称VSA）[4]，宝马研发的动态稳定控制系统（DynamicStabilityControl简称DSC）[5]等等。

ESP概述

　　ESP系统实际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。

　　ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统），是这两种系统功能上的延伸。

因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。

ESP系统由控制

单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。

控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，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。

ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。

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全;

ESP的组成部分

　　1、传感器：

转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。

这些传感器负责采集车身状态的数据。

　　2、ESP电脑：

将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。

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则命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。

　　3、执行器：

说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统，其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。

和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。

简单的说蓄压就是电脑可以根据需要，在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让这个车轮产生制动力。

另外ESP还能控制发动机的动力输出什么的，反正是相关的设备他都能插一腿！

4、与驾驶员的沟通：

仪表盘上的ESP灯。

ESP关键技术研究

    ESP系统的开发有赖于以下几个关键技术的突破。

因此科研人员要在以下几个方面多下功夫，争取研究开发出更加完善和优化的ESP系统。

   1．传感技术的改进 

   在ESP系统中使用的传感器有车辆横摆角速度传感器、横向加速度传感器、方向盘转角传感器、轮速传感器等，它们都是ESP中不可缺少的重要部件。

提高他们的可靠性并降低成本一直是这方面的开发人员追求的目标。

随着价格低廉的微机械（Micro—Machined）加速度和横摆角速度传感器的出现，为这项技术的广泛应用创造了一定的条件。

   2．体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计 

    这方面BOSCH公司在ESP系统中采用的结构有一定的代表性，其液压作动系统由预加压泵PCP 

（Precharge Pump）+压力产生装置（Pressure Generator Assembly）+液压单元HU5.0所构成。

   3．ESP的软硬件设计 

    由于ESP的ECU需要估计车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量，所以计算处理能力和程序容量要比ABS系统大数倍，一般多采用CPU结构。

而ECU软件计算的研究则是研究的重中之重，基于模型的现代控制理论已经很难适应ESP这样一个复杂系统的控制，必须寻求鲁棒性较强的非线性控制算法。

   4．通过CAN完善控制功能 

    ESP的ECU（电子控制单元）与发动机、传动系的ECU通过CAN互联，使其能更好地发挥控制功能。

例如自动变速器将当前的机械传动比、液力变矩器变矩比和所在档位等信息传给ESP，以估算驱动轮上的驱动力。

当ESP识别出是在低附着系数路面时，它会禁止驾驶员挂低档。

在这种路面上起步时，ESP会告知传动系ECU应事先挂入2档，这将显著改善大功率轿车的起步舒适性。

ESP的工作过程

　　1、这车左转当车辆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消息告诉电脑，然后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。

　　2、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（就是甩屁股）。

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。

　　3、直线刹车由于地面附着力不均匀出现跑偏的时候（这时有ABS的车也会出现，我下雪的时候老在雪地上这么玩，这时候车身会向抓地强的一边跑偏）。

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进。

ESP最重要的特点

就是它的主动性，如果说ABS是被动地作出反应，那么ESP却可以做到防患于未然。

解读ESP说说汽车主动安全系统那些事

现在大家去4S店选车的时候，销售人员会很热情的给你介绍这款车都有什么特点，在讲到安全性上的时候，销售人员会告诉我们，它们的车配备有ESP、ABS、EBD、TCS等一系列的电子安全系统，了解这些系统的人一听就明白讲的是什么，而不了解的人可能就一头雾水了，今天我们就解读一下这些安全系统，说说他们之间的事。

现在很多车型都已加装ESP系统

    ESP系统实际是一种牵引力控制系统，它包含ABS（防抱死刹车系统）、TCS（防侧滑系统）、EBD（制动力分配系统）。

与其他牵引力控制系统比较，ESP不但可以控制驱动轮，而且也可控制从动轮，也可以分别控制四轮的牵引力、刹车力度。

ESP系统包括了ABS、EBD和TCS

    ESP在何时会启动呢？

譬如在后轮驱动汽车常常会出现的转向过度的情况，而这时后轮可能会失控产生甩尾的可能，ESP便会在这时启动，刹慢外侧的前轮来稳定车子。

车辆在高速过弯时很容易出现转向不足与转向过度

    而在转向不足时，前轮没有了足够的抓地力，车辆的转弯半径这时会增大，为了能有效的校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而使车辆校正行驶方向。

车辆因过弯较快容易出现转向过度

示意图

    这两个现象是比较普遍出现的，或当在城市行驶中发生紧急变道、紧急避让时ESP系统也会启动，并能够帮助你保持对车辆的控制。

不过这种驾驶行为我们还是不提倡的，无论有没有ESP都不要在城市道路中激烈驾驶。

当你按下这个按钮，指示灯会亮，提示你已经关掉ESP了我们并不倡导这样做

    有人会问，如何启动我们自己车内的ESP系统呢？

ESP是个主动安全系统，它会随时随刻的来主动判定车辆行驶的稳定性，大部分德系汽车内部的“ESPOFF”按钮是用来关闭ESP的，而不是用来启动的，或者有的车并没有在ESP按钮上表有OFF字样，同样也不用你来按它来启动ESP，因为ESP是时时刻刻在准备启动中的。

ESP系统里还包括ABS、EBD、TCS、EDL这几项被动安全系统，不难看出这些系统是相辅相成的，但是它们都是在驾驶者做出紧急反应后才会启动，所以都属于被动系统。

再高的科技配置也需要我们自身的主动安全来避免事故的发生

    在这些被动系统里，ABS系统是我们最常见的。

何谓ABS呢？

ABS的全称是Anti-lockBrakingSystem（防抱死刹车系统）或Anti-skidBrakingSystem（防滑移制动系统），是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。

装有ABS的车辆能很好的避开前方危险

    而ABS系统既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是制动效果最佳的制动装置。

ABS系统是首先在飞机上应用的，后来有成为高级轿车的标准配备，而现在大多数轿车都会装有ABS系统，已经成为现在各个汽车厂商的一个卖点了。

在湿滑路面上ABS的工作状态

    装有ABS系统的车辆，能有效控制车轮不被锁死，避免在紧急刹车时失去方向的控制，以及因车轮侧滑导致车辆的失控，从而大大提高了汽车刹车时的稳定性。

同时还能减少刹车的消耗，延长刹车轮毂和轮胎以及刹车片的使用寿命。

雪天行驶时，因路面比较滑，ABS在你踩刹车时已经介入了

    而在没有装载ABS系统的车辆，在湿滑路面上、或在紧急制动的时候，采用我们平常用的普通制动系统制动时，车轮很容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死，制动力会大大下降。

如果是前轮抱死会引起汽车失去转向能力，从而不能避开来自正面和侧面的撞击，而后轮抱死就很容易发生甩尾的情况，俗称“被漂移”了。

ABS指示灯亮起应尽快去维修检测

    虽然现在大多数车型都安装了ABS系统，但是也会有没有加装的车辆或是当ABS系统出现故障时，我们只能靠普通刹车系统处理紧急制动时怎么办？

切忌不要踩刹车踩的太猛，应该连续轻踩刹车，配合降挡，避免发生抱死导致事故的发生。

如果看到车里仪表台ABS灯常亮或者闪烁时，应及时去维修店进行维修，排除故障。

我们再来说说EBD系统，EBD系统全称ElectricBrakeforceDis-tribution（电子制动力分配）它是来分配前、后轴的制动力的比例，以防止汽车因四轮的摩擦力系数的不同而刹偏，来提高制动性能，在一定程度上可以缩短刹车制动距离。

EBD电子制动力分配工况图

EBD系统实际上是ABS系统的辅助功能，并可以改善提高ABS的功效。

所以大家在看到车型配置单上，在介绍安全部分的时候，会看到ABS+EBD这个功能。

如果没有EBD系统，当四只轮胎附着地面的条件不同，譬如一只轮子在湿滑的路面，而另一只轮子在干燥的路面，由于与地面的摩擦力不同，在制动时就很容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。

配备ABS及EBD的车辆能很好的控制方向

    当紧急刹车时出现车轮抱死的情况下，EBD在ABS启动之前就已经平衡了每一个车轮地面抓地力，可以有效的防止出现甩尾和侧移，而在弯道中进行刹车也可保持车辆极高的稳定性，增加过弯时的安全性。

在冰雪路面上ABS+EBD的配合会防止有效侧滑

    配有EBD系统的车辆，会自动监测到各个车轮与地面的抓地力的状况，将刹车系统所产生的力量，适当地分配到四个车轮。

使刹车力分配的很均匀，缩短刹车的距离，并在刹车的时候保持车辆的平稳，从提高行车的安全。

EBD系统的介入可以缩短刹车的距离

  而EBD系统是在ABS之前工作的，当ABS系统工作时，EBD工作就会立即解除。

EBD系统工作在一般的制动强度下，会经常发挥出不错的作用，而当较强的制动强