[科普中国]-电子稳定程序

电子稳定程序，亦称车身动态稳定系统（英语：Electronic Stability Program，德语：Elektronisches Stabilitätsprogramm，常缩写为ESP®[1]），又称电子稳定控制系统（Electronic Stability Control，缩写：ESC），是对旨在提升车辆的操控表现的同时、有效地防止汽车达到其动态极限时失控的系统或程序的通称。电子稳定程序能提升车辆的安全性和操控性。 最早是由戴姆勒集团研发投入至其旗下的奔驰之上，故有人称奔驰为ESP创始者。

电子稳定程序简介Electronic Stabilty Program; 包含ABS及ASR，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，任何安全装置都难以保全。

工作原理在一定的路面条件和车辆负载条件下，车轮能够提供的最大附着力为定值，即在极限情况下，车轮受到的纵向力（沿车轮滚动方向）与侧向力（垂直车轮滚动方向）为此消彼长关系。电子稳定程序可分别控制各轮的纵向的制动力，从而对侧向力施加影响，从而提高车辆的操控性能1。

当纵向力达到极值时（比如车轮抱死），侧向力即为0，此时车辆的横向运动将不受控制，即发生侧滑，此时可能无法按司机的意愿进行变道或者转弯。电子稳定程序可以检测并预防车辆侧滑，当电子稳定程序检测到车辆将要失控，它会向特定的车轮施加制动力从而帮助车辆按照驾驶者期望的方向前进。

在转弯时，一种可行的控制策略为：当车辆有转向不足的倾向时，系统可以向转弯内侧的后轮增加制动力，随之对车身产生帮助转向的力矩；当有转向过度的倾向时，系统可以向转弯外侧的前轮施加制动力，由于此轮纵向力的增加，所能提供的侧向力减小，随之对车身产生抵抗转向的力矩。从而保证了行驶的稳定。部分的电子稳定程序系统还会在车辆失控时减低发动机的动力。

通常ESP包括电子刹车分配力系统（EBD, Electrical Brake Distribution）、防抱死刹车系统（ABS, Anti-lock Brake System）、牵引力控制系统（TCS, Traction Control System）、车辆动态控制系统（VDC, Vehicle Dynamic Control）这几项功能。EBD调节制动力分配，以防止车辆后轮先抱死，一般情况下只有模块硬件出现故障时才会失效；ABS防止车轮抱死，通过计算出车辆滑移率，控制在峰值附着系数附近，这属于被动安全控制；TCS牵引力控制系统，作用工况通常为低附路面车辆地步时，深度油门，驱动轮滑转，TCS发出请求发动机降扭同时轻微施加制动，使得车辆平顺起步，标定车辆，可以达到在冰雪路面上全油门平顺起步；VDC车辆动态稳定控制系统，主要通过对单个车轮主动增压以纠正车轮的不足转向和过渡转向。TCS和VDC属于主动增压，即不用施加制动踏板力即可以对制动管路施加压力2。

ESP所需传感器包括：主缸压力传感器、四个轮速传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、加速度传感器等。

不同的商品名称由于汽车制造商的策略不同，电子稳定程序的商品名也不尽相同，不过文意概念大致上是一样的。以下是部分厂商各自的ESP商品名列表：

讴歌（Acura）：车辆稳定辅助系统（Vehicle Stability Assist, VSA）

阿尔法·罗密欧（Alfa Romeo）：车辆动态控制系统（Vehicle Dynamic Control, VDC）

奥迪（Audi）：电子稳定程序（ESP - Electronic Stabilization Program）

别克（Buick）：稳定循迹控制系统™（StabiliTrak®）

宝马（BMW）：包含动态牵引力控制系统的动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control, DSC, including Dynamic Traction Control）

凯迪拉克（Cadillac）：全速牵引力控制系统及稳定循迹控制系统™（All-Speed Traction Control & StabiliTrak®）

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所