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來源：互聯網

汽車電子穩定系統(Electronic Stability Program，ESP)是全新一代的主動安全控制系統，它可以顯著提高汽車在各種極限工況下的操縱穩定性。

ESP源于1983年，并在1987年獲得相關專利。車身穩定控制系統主要由傳感器、ESP電腦執行器和儀表盤上的ESP燈組成。原理是通過直接橫擺力矩來控制車輛的穩定性控制。直接橫擺力矩控制通過對四個輪胎制動力和驅動力的獨立控制,從而產生附加橫擺力矩,實現在各種工況下車輛都能夠按照駕駛員的駕駛意圖跟蹤理想控制目標。ESP可分為四通道或四輪系統、雙通道系統、三通道系統三類。ESP系統具有主動安全性、實時響應、多功能性、個性化適應、提升操控性能的特點。并且廣泛應用于汽車領域。由于汽車動力學的高度非線性和汽車參數的不確定性等因素，未來汽車側偏角和輪路附著系數的估計或測量對于ESP是關鍵技術之一。

簡史

ESP源于1983年，博世公司的工程師通過優化的丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物控制來增進車輛在全力制動時的穩定性。接下來的幾年，這個增強型的ABS系統不斷地改進，并在1987年獲得相關的專利。1991年，博世與戴姆勒－克萊斯勒公司合作，雙方在1992年建立了聯合項目基地，開發和完善ESP系統。1995年，奔馳汽車公司提出了VDC的概念，后稱 ESP。豐田汽車也提出了VSC的概念。1986年12月，奔馳公司第一次將丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(Anti-lock Braking System，制動防抱死系統）和TCS（Traction Control System，牽引力控制系統）數字技術相結合應用于梅賽德斯 S級轎車上。1996年BMW公司和奔馳公司合作推出了DSC3。Continental Teves（德國大陸特維斯）公司也以 MK60 液壓調節器為基礎進行 ESC (Electronic Stability Control)的研制與開發。博世公司和Continental Teves是世界汽車技術的兩個最大供應商，也是ESP的主要供應商。不同的汽車生產商對汽車穩定性控制系統有不同的名稱，但其組成與功能大體一致。這些汽車生產商家有的把ESP 作為標準配置，有的作為選裝設備。例如，自 1999 年，奔馳就把 ESP 作為其生產的轎車標準配置。

功能原理

ESP 的 ECU（ElectronicControl Unit，電子控制單元）根據方向盤轉角傳感器、制動主缸壓力傳感器的信號、油門踏板位置判斷駕駛員的駕駛意圖，計算出名義的汽車運行狀態值。ECU根據檢測得到的實際汽車狀態與名義汽車狀態的誤差，通過控制邏輯計算出穩定橫擺力矩，使汽車按駕駛員預定的軌跡行駛。

結構

典型 ESP 是基于 DYC 原理的，它包括，傳統汽車制動系統，傳感器，其它部分組成。其中，傳統制動系統包括真空助力器、管道和制動器。傳感器包括4 個輪速傳感器、方向盤轉角傳感器、側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、制動主缸壓力傳感器。其他部分包括液壓調節器、汽車穩定控制電子控制單元(ECU)和輔助系統發動機管理系統。

傳制動系統

當ESP系統檢測到車輛出現失控或偏離理想狀態時，它可以通過控制車輛的制動系統來幫助恢復穩定。系統可以根據需要對單個車輪或多個車輪進行制動力分配，以減輕車輛的側滑或失控傾向。

傳感器

ESP系統依賴于多個傳感器來獲取車輛的運動參數，包括車輪速度傳感器、轉向傳感器、橫向加速度傳感器和車輛傾斜傳感器等。這些傳感器不斷監測車輛的狀態，并將數據傳輸給計算機控制單元。

其他部分

電子控制單元：ESP系統的核心是計算機控制單元（ECU），它接收傳感器傳輸的數據，并根據預設的算法進行實時計算和分析。計算機控制單元評估車輛的運動狀態，判斷是否存在潛在的失控風險，并采取相應的控制策略。

引擎動力控制：ESP系統還可以通過調整引擎輸出動力來改善車輛的穩定性。當系統檢測到車輛存在潛在的失控風險時，它可以減小引擎的動力輸出，以減輕車輛的側滑或偏離軌跡的傾向。

主要分類

ESP可分為3種類型：能向4個車輪獨立施加制動力的四通道或四輪系統、能對兩個前輪獨立施加制動力的雙通道系統、能對兩個前輪獨立施加制動力和對后輪同時施加制動力的三通道系統。

主要特點

ABS系統和ESP系統的重要區別是：ABS以車輪作為被控對象，通過控制輪速避免輪被抱死；而ESP系統以汽車作為被控對象，通過控制汽車運動使其偏離名義運動盡可能小。

ESP系統具有主動安全性、實時響應、多功能性、個性化適應、提升操控性能的特點。

主動性安全

ESP系統是一種主動安全性系統，它通過實時監測和控制車輛的動態參數，能夠主動預防和糾正潛在的失控情況，提高駕駛安全性。

實時響應

ESP系統采用高精度的傳感器和快速的計算機控制單元，能夠實時感知車輛的運動狀態并快速作出響應，以減少駕駛員與車輛之間的反應時間，提高系統的效果。

多功能性

ESP系統不僅可以控制汽車制動系統來減少側滑和保持穩定，還可以調整引擎輸出和協同其他系統（如牽引力控制和防抱死制動系統）來提供全面的穩定性控制，以適應不同的駕駛情況。

個性化適應

在個性化適應方面的表現為ESP系統通常具有可調節的參數和模式，可以根據駕駛員的偏好和駕駛條件進行個性化配置和適應，提供更加個性化的駕駛體驗和穩定性控制。

兼容性

在兼容性方面，ESP系統可以與其他車輛控制系統（如牽引力控制系統和防抱死制動系統）無縫協同工作，共同提供綜合的車輛穩定性和安全性控制，確保系統的兼容性和協同效果。

提升操控性能

ESP系統在保持車輛穩定性的同時，也能夠提升車輛的操控性能。通過對制動力和動力輸出的精確控制，ESP系統可以使車輛更具響應性和精準性，提供更好的操控感受。

應用領域

車身穩定控制系統(ESP)已經廣泛用于國內外汽車市場。汽車上的電子穩定控制系統(ESP)可以防止汽車在低附著路面行駛或在行駛過程中突然受到側向力干擾時出現失穩的現象,保證汽車行駛的安全性。

發展趨勢

由于汽車動力學的高度非線性和汽車參數的不確定性，商業化的ESP控制邏輯還是主要基于實驗的知識。許多研究者提出非線性控制設計算法如自適應控制、滑模控制等，及智能控制算法如模糊控制、神經網絡等。基于這些算法設計的控制器對于各種操縱工況和路面條件、汽車參數、輪胎參數的變化具有一定的魯棒性。但在應用這些高級的控制理論到汽車的穩定性控制時，是有必要進一步的研究與觀察汽車的動力學，考慮輪胎側向力、縱向力、垂直載荷和側向力飽和特性之間的非線性關系。非線性特性的處理將是最重要的問題，克服輪胎非線性動力學特性需進行大量的挑戰性研究。汽車側偏角和輪路附著系數的估計或測量對于ESP也是關鍵技術之一。