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電子穩定程序系統
來源:互聯網

電子穩定程序系統(簡稱ESP,英文全稱為Electronic Stability Program),相當于一個綜合控制程序,組合了防抱死制動系統ABS、驅動防滑控制系統ASR、電子制動力分配系統EBD、牽引力控制系統TCS的基本功能,是現代汽車上快速普及的新型主動安全技術。

ESP最早是由梅賽德斯-奔馳集團研發并投入至其旗下的奔馳之上,故有人稱奔馳為ESP創始者。博世公司隨后將其發展為專利產品,并于1995年率先量產。所以只有博世公司的車身電子穩定系統才可稱之為 ESP。在博世公司之后,一些大汽車公司也都研發出類似的系統,但都有各自的命名方式。2000年,德國大眾集團已在其幾乎所有轎車車型上選裝ESP,2009年2月,歐盟新車評估體系Euro NCAP將電子穩定程序ESP納入其新的評估流程。自2010年起,只有標配ESP的車型,才有可能獲得最高五星的安全評定。

ESP 系統主要由傳感器(包括方向盤轉角傳感器、制動壓力傳感器、輪速傳感器、橫擺角速度傳感器)、ESP 控制器和執行器組成。該系統可在濕滑路面上車輛面臨轉向過度或轉向不足時,通過控制輪胎的制動力和驅動力,以保證車輛的平衡。

ESP由來

ESP 是德國博世公司的專利產品,所以只有博世公司的車身電子穩定系統才可稱之為 ESP。在博世公司之后,一些大汽車公司也都研發出類似的系統,但都有各自的命名方式。例如,日產汽車公司的車輛行駛動力學調整系統(Vehicle Dynamic Control, VDC),豐田汽車的車輛穩定控制系統(Vehicle Stability Control, VSC),本田技研工業的車輛穩定性控制系統(Vehicle Stability Assist Control,VSA),寶馬的動態穩定控制系統(Dynamic Stability Control, DSC)、三菱的主動穩定控制系統(Active stability control system, ASC)等。

發展歷史

誕生

博世公司研發了ESP,并于1995年率先量產。

發展

2000年,德國大眾集團已在其幾乎所有轎車車型上選裝ESP,通用和福特等公司也開始在其新車型中選裝。至2008年,歐盟的ESC裝配率已達到 55%,德國新注冊乘用車的ESC裝配率迭81%。中國新注冊車輛中的ESC裝配率剛達11%。

2008年,中國新注冊車輛中的ESP裝配率躍至11%,但這一數字仍遠遠落后于歐洲和美國。在這些國家和地區,新車上裝備ESP系統正逐漸普及。同年,德國81%的新注冊乘用車裝配了電子穩定程序ESP,上升了2個百分點。在意大利,這一數字從42%上升到了51%,在英國,從48%上升到56%。資料顯示,與2007年同期相比,2008年歐洲的ESP裝配率上升了5個百分點,達55%。

納入評估體系

2009年2月,使用模擬事故場景來測試車輛安全性能的歐盟新車評估體系Euro NCAP將電子穩定程序ESP納入其新的評估流程。根據其最新指導原則,自2010年起,只有標配ESP的車型,才有可能獲得最高五星的安全評定。

系統組成

ESP 系統由傳感器、ESP 控制器和執行器組成。

傳感器

包括轉向傳感器(監測轉向盤的轉向角度)、輪速傳感器(監測各個車輪的速度)、側滑傳感器(監測車體繞垂直軸線轉動的狀態)、橫向加速度傳感器(監測汽車轉彎時的離心力)和制動踏板傳感器等。這些傳感器負責采集車身狀態的數據。

ESP 控制器

將傳感器采集到的數據進行計算,算出車身狀態后與存儲器中預先設定的數據進行比對。當計算機計算數據超出存儲器預存的數值,即車身臨近失控或者已經失控的時候則命令執行器工作,以保證車身行駛狀態能夠盡量滿足駕駛員的意圖。

執行器

汽車穩定性控制系統的主要執行機構是液壓調節器,主要由電磁閥和泵電動機組成,同時還包括一個特制的液壓回路模塊。液壓執行機構對制動油壓的調控過程分為:增壓、保壓、減壓三個階段。以主動增壓為例,其功能的實現主要依靠泵電動機。當汽車出現失穩需要主動制動時,位于主缸油路上的兩個常開電磁閥與不需要主動制動的輪缸上的常開閥會關閉,泵電動機泵出的制動液只能流入需要制動的輪缸管路中,從而實現主動增壓的功能。

分類

ESP系統有如下三種類型:

(1)四通道或四輪系統:能自動地向4個車輪獨立施加制動力。

(2)三通道系統:對兩個前輪獨立施加制動力,對后輪一同施加制動力。

(3)二通道系統:只能對兩個前輪獨立施加制動力。

基本原理

ESP通過對4個車輪制動力的控制,實現車輛的行駛穩定性控制。工作時,各傳感器的信號不斷地輸入 ECU,ECU 根據傳感器輸入的信號進行汽車行駛狀態的分析計算。當ECU根據角速度傳感器及其他相關傳感器的信號分析,得出車輛轉向不足的判斷時,就輸出控制信號,減小前外輪的制動力、增大后內輪的制動力,產生一個抑制轉向不足(與自轉同向)的轉矩。同時,當車輛發生側滑時,ESP會向特定的車輪施加制動力,從而幫助車輛按照駕駛者期望的方向前進。ECU 如果判斷出車輛轉向過度,則增大前外輪的制動力、減小后內輪的制動力,產生一個抑制轉向過度(與自轉反向)的轉矩,當 ECU判斷出車輛轉向時速度過快時,對前內側車輪施以制動,使其減速,實現安全平穩的轉向。

系統特點

ESP在轉向狀態下,能自動根據車輛的狀態,有針對性地單獨制動各個車輪,或控制發動機自動變速器的狀態使車輛保持穩定行駛。

優點

ESP 電子穩定系統具有以下 3 個優點:

(1)實時監控。ESP 能夠實時監控駕駛者的操控動作、路面反應以及車輛行駛狀態,并不斷向發動機和制動系統發出指令。

(2)主動干預。ABS 等安全技術主要是對駕駛者的動作起干預作用,但不能調控發動機。而 ESP 則可主動調控發動機的轉速和每個車輪的驅動力和制動力。

(3)預先提醒。當駕駛者操作不當或路面異常時,ESP 會用警告燈警示駕駛者。

局限性

ESP對轉向過度或轉向不足特別敏感,例如汽車在路滑時左拐過度轉向(轉彎太急)時會產生向右側甩尾傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復附著力,產生一種相反的轉矩而使汽車保持在原來的車道上。但是,任何事物都有一個度的范圍,如果駕車者盲目開快車,現在的任何安全裝置都難以保證其安全。

法規要求

由于諸多國際研究對ESP有效性調查的結果都得到肯定,一些國家也因此對車輛裝配ESP出臺了強制法規。

早在2007年,美國就規定,從2012年起所有新車型都要逐步強制裝配ESP。

歐盟規定從2011年11月起,所有新車型都必須裝配該安全系統,從2014年11月起所有新注冊車輛都必須強制裝配ESP。

2009年6月,澳大利亞政府也決定,從2011年11月起所有新車,以及從2013年11月起所有新注冊車輛,都必須安裝電子穩定程序。因此,澳大利亞將比歐盟提早一年全面強制裝配ESP。最晚到2014年底,這些國家的每輛新車都將裝配該主動安全系統。

2019年,國家標準公告中發布2019 年第 13 號的兩項新制定國家標準 《GB/T 38185-2019 商用車輛電子穩定性控制系統性能要求及試驗方法 》、《GB/T 38186-2019 商用車輛自動緊急制動系統 (AEBS) 性能要求及試驗方法 》。

相關事件

2023年7月,梅賽德斯-奔馳(中國)汽車銷售有限公司根據《缺陷汽車產品召回管理條例》和《缺陷汽車產品召回管理條例實施辦法》的要求,向國家市場監督管理總局備案了召回計劃。召回生產日期在2021年6月14日至2023年3月22日期間的部分進口S級、EQS汽車,共計32786輛。本次召回范圍內車輛由于軟件問題,車身電子穩定系統(ESP)內部監控程序可能會在駕駛循環開始時錯誤地判定故障,導致車輛動態控制系統的功能受限,存在安全隱患。

參考資料 >

ESP安全系統在新車中普及 中國仍落后歐洲、美國——中新網.中國新聞網.2024-02-10

..2024-02-10

..2025-09-29

福特新世代全順 以品質塑造安全車身.中國網浪潮新聞.2024-04-02

ESP的組成與工作原理 介紹(圖解).汽車維修技術網.2024-02-10

車身穩定控制.cars.app.autohome.com.cn.2024-02-11

全國汽車標準化技術委員會客車分技術委員會2023年年會召開.www.catarc.org.cn.2024-02-10

車身電子穩定系統存安全隱患 32786輛奔馳進口S級及EQS被召回.今日頭條.2024-02-10

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