车身电子稳定系统

简介

ESP是英文Electronic Stability Program的缩写，中文译成“电子稳定程序”。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）、循迹控制系统（TCS， Traction Control System）、车辆动态控制系统（VDC， Vehicle Dynamic Control）这几项功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向ABS、EBD等发出纠偏指令，来帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。

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，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；

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度转向。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。

发展历史

车辆电子稳定控制系统是近些年刚刚发展起来的一种电子装置，是对制动防抱死和牵引力控制功能的继承与进一步扩展。德国博世公司于20世纪80年代中期开始量产制动防抱死系统，这种装置极大地提高了车辆制动稳定性。但是后来发现制动防抱死系统无法解决低附着路面上车辆起步和加速时出现的车轮打滑问题。虽然有关解决驱动轮打滑问题的专利从20世纪70年代就已经出现，但直到VOLVO公司开发出第一套电子牵引力控制系统产品，牵引力控制技术才开始实用化。1986年，博世公司将制动防抱死系统和牵引力控制系统集成到一起并应用于梅塞德斯S级轿车上，这标志着 ABS/TCS集成时代的来临。1

但由于ABS只在制动时起作用，TCS只在驱动时起作用，因此ABS/TCS的集成只能解决车辆纵向稳定性问题，无法解决车辆驱动和制动转向、高速转向等极端工况引起的侧向稳定性问题。宝马与博世公司合作于1992年在 ABS/TCS的基础上开发了旨在解决车辆侧向稳定性问题的第一代稳定性控制系统。1995年ESC系统实现批量生产，并首次应用在奔驰S级轿车上。1

2002年，ESP 8.0推出。发展到8.0以后换代频率大幅度降低，意味着ESP的成熟度已经很高，基本上已接近于理想状态。

2010年，ESP 9.0推出。除车身稳定控制功能外，它还增加了车道检测、碰撞预警、自适应巡航等多向功能。

2011 年，美国和欧盟就立法强制安装车身稳定系统。

2014 年11 月，欧洲一律强制性要求所有乘用车和轻、中和重型车辆装配车身稳定系统；日本和韩国车的装配率也高于世界平均水平。

组成部分

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。3

传感器

包括转向传感器、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。4

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。4

执行装置

ESP的执行器就是一个能单独对车轮进行制动的制动系统，和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其制动系统具有蓄压功能。简单地说，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车轮的制动油管加压，对各个车轮单独施加精确的制动力，使车辆保持稳定行驶。另外ESP还能控制发动机的动力输出和干预变速器的挡位。4

沟通装置

仪表盘上的ESP灯。4

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。

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。