详解车辆电子稳定程序控制系统ESP

来源：汽车电器作者：佚名 2015-03-20 09:05:07

    1 ESP技术的提出
    如果防抱死制动系统ABS仅将前轮抱死则失去转向能力，仅将后轮抱死则甩尾或侧滑。理想的制动力分配是由EBD实施的前后轮能同时抱死。牵引=力控制系统TCS（又称循迹控制系统，Traction ControlSystem）是根据驱动轮和从动轮的轮速差异评定驱动轮是否打滑，发现打滑则采取干预发动机点火时间的措施，抑制驱动轮转速，规避事故风险。驱动轮防滑系统ASR （Acceleration Slip Regulation）是特别针对大马力车辆在起步、再加速时驱动轮打滑的牵引力控制系统。制动力辅助系统BAS （BrakeAssist System）能使驾驶员在紧急情况下虽踩制动踏板而踩踏力又不足时，系统会瞬间把制动力增至最大，缩短紧急制动工况下的制动距离。综合上述各系统的功能，便可控制汽车侧倾、俯仰、横摆与跳动等风险，克服悬架设定舒适性和操控性之间的矛盾。
    为确保行驶的安全，必须对汽车实时的行驶状态进行随时的监控，当汽车需要紧急闪避障碍物或高速经过弯道都会出现转向不足或转向过度的风险，这就需要借助ESP来纠正车辆偏离理想轨迹的倾向。ESP本质上是一套高效精准的计算机程序，通过对由各传感器获取的车辆工况信号进行分析计算和判定，向ABS、TCS （ASR）发出平衡纠偏的指令，执行维持车辆动态平衡和稳定的措施。
    图1是ESP实物图，图2是ESP的构成与发展。

    在ABS、BAS和TCS/ASR三个系统的统一共同作用下，ES玲旨最大限度保证车辆不跑偏、不侧滑、不甩尾和不侧翻，从而降低交通事故率，拯救生命。
    统计数据表明：导致人员伤亡的交通事故中25％是由于侧滑引起的，致命交通事故中60％是因侧面撞击所造成的，究其原因是汽车发生了侧滑。统计表明安装ESP的车辆中，轿车单车的致命事故降低了30%～50%， SUV单车致命事故降低了50%～70%。当前，国内新车ESP装备率仅为10%。国外，中高端车型ESP应用普及率已甚高。欧盟地区新车装备率已达45%。我国ESP发展很快，2010年起，一汽大众速腾、上海通用君越、日产天籁和东风雪铁龙凯旋都已开始配置ESP系统。美国和欧盟的立法部门已先后作出决定，要求强制装配ESPO 2011年9月起，美国所有4.5吨以下车辆必须装置ESP。而欧洲所有乘用车和轻、中和重型车辆自2014年11月起一律强制性要求装置ESP系统。
    车辆不装置ESP时转弯状态如图3所示。车辆转向不足，会产生向理想轨迹曲线外侧偏离的倾向；而转向过度则向内侧偏离。此时若能通过TCS系统干预牵制发动机的动力输出，减小驱动力，同时指令ABS对各车轮进行制动，产生一个抵制偏航的转矩，将车轮回归到所希望的轨迹曲线。例如出现转向不足时，制动力会作用在曲线内侧的后轮上；而严重转向过度时会造成甩尾，该种故障倾向可通过对曲线外侧的前轮实施制动进行纠正。于是，就导致能精准地实现这一系列功能的ESP出现。ESP弯道时两种极限工况工作示意图见图4。