电子稳定程序系统
支援ABS及ASR系统的系统
电子稳定程序系统(简称ESP,英文全称为Electronic Stability Program),相当于一个综合控制程序,组合了防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS的基本功能,是现代汽车上快速普及的新型主动安全技术。
ESP 是德国博世公司的专利产品,并于1995年率先量产。所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为 ESP。在博世公司之后,一些大汽车公司也都研发出类似的系统,但都有各自的命名方式。2000年,德国大众集团已在其几乎所有轿车车型上选装ESP,2009年2月,欧盟新车评估体系Euro NCAP将电子稳定程序ESP纳入其新的评估流程。自2010年起,只有标配ESP的车型,才有可能获得最高五星的安全评定。
ESP 系统主要由传感器、ESP 控制器和执行器组成。该系统可在湿滑路面上车辆面临转向过度转向不足时,通过控制轮胎的制动力和驱动力,以保证车辆的平衡。
ESP由来
ESP 是德国博世公司的专利产品,所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为 ESP。在博世公司之后,一些大汽车公司也都研发出类似的系统,但都有各自的命名方式。例如,日产汽车公司的车辆行驶动力学调整系统(Vehicle Dynamic Control, VDC),丰田汽车的车辆稳定控制系统(Vehicle Stability Control, VSC),本田技研工业的车辆稳定性控制系统(Vehicle Stability Assist Control,VSA),宝马的动态稳定控制系统(Dynamic Stability Control, DSC)、三菱集团的主动稳定控制系统(Active stability control system, ASC)等。
发展历史
诞生
博世公司研发了ESP,并于1995年率先量产。
发展
2000年,德国大众集团已在其几乎所有轿车车型上选装ESP,通用和福特等公司也开始在其新车型中选装。至2008年,欧盟的ESC装配率已达到 55%,德国新注册乘用车的ESC装配率迭81%。中国新注册车辆中的ESC装配率刚达11%。
2008年,中国新注册车辆中的ESP装配率跃至11%,但这一数字仍远远落后于欧洲和美国。在这些国家和地区,新车上装备ESP系统正逐渐普及。同年,德国81%的新注册乘用车装配了电子稳定程序ESP,上升了2个百分点。在意大利,这一数字从42%上升到了51%,在英国,从48%上升到56%。资料显示,与2007年同期相比,2008年欧洲的ESP装配率上升了5个百分点,达55%。
纳入评估体系
2009年2月,使用模拟事故场景来测试车辆安全性能的欧盟新车评估体系Euro NCAP将电子稳定程序ESP纳入其新的评估流程。根据其最新指导原则,自2010年起,只有标配ESP的车型,才有可能获得最高五星的安全评定。
系统组成
ESP 系统由传感器、ESP 控制器和执行器组成。
传感器
包括转向传感器(监测转向盘的转向角度)、轮速传感器(监测各个车轮的速度)、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)和制动踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据。
ESP 控制器
将传感器采集到的数据进行计算,算出车身状态后与存储器中预先设定的数据进行比对。当计算机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。
执行器
汽车稳定性控制系统的主要执行机构是液压调节器,主要由电磁阀和泵电动机组成,同时还包括一个特制的液压回路模块。液压执行机构对制动油压的调控过程分为:增压、保压、减压三个阶段。以主动增压为例,其功能的实现主要依靠泵电动机。当汽车出现失稳需要主动制动时,位于主缸油路上的两个常开电磁阀与不需要主动制动的轮缸上的常开阀会关闭,泵电动机泵出的制动液只能流入需要制动的轮缸管道中,从而实现主动增压的功能。
分类
ESP系统有如下三种类型:
(1)四通道或四轮系统:能自动地向4个车轮独立施加制动力。
(2)三通道系统:对两个前轮独立施加制动力,对后轮一同施加制动力。
(3)二通道系统:只能对两个前轮独立施加制动力。
基本原理
ESP通过对4个车轮制动力的控制,实现车辆的行驶稳定性控制。工作时,各传感器的信号不断地输入 ECU,ECU 根据传感器输入的信号进行汽车行驶状态的分析计算。当ECU根据角速度传感器及其他相关传感器的信号分析,得出车辆转向不足的判断时,就输出控制信号,减小前外轮的制动力、增大后内轮的制动力,产生一个抑制转向不足(与自转同向)的转矩。ECU 如果判断出车辆转向过度,则增大前外轮的制动力、减小后内轮的制动力,产生一个抑制转向过度(与自转反向)的转矩,当 ECU判断出车辆转向时速度过快时,对前内侧车轮施以制动,使其减速,实现安全平稳的转向。
系统特点
ESP在转向状态下,能自动根据车辆的状态,有针对性地单独制动各个车轮,或控制发动机自动变速器的状态使车辆保持稳定行驶。
优点
ESP 电子稳定系统具有以下 3 个优点:
(1)实时监控。ESP 能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应以及车辆行驶状态,并不断向发动机和汽车制动系统发出指令。
(2)主动干预。ABS 等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用,但不能调控发动机。而 ESP 则可主动调控发动机的转速和每个车轮的驱动力和制动力。
(3)预先提醒。当驾驶者操作不当或路面异常时,ESP 会用警告灯警示驾驶者。
局限性
ESP对转向过度转向不足特别敏感,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。但是,任何事物都有一个度的范围,如果驾车者盲目开快车,现在的任何安全装置都难以保证其安全。
法规要求
由于诸多国际研究对ESP有效性调查的结果都得到肯定,一些国家也因此对车辆装配ESP出台了强制法规。
早在2007年,美国就规定,从2012年起所有新车型都要逐步强制装配ESP。
欧盟规定从2011年11月起,所有新车型都必须装配该安全系统,从2014年11月起所有新注册车辆都必须强制装配ESP。
2009年6月,澳大利亚政府也决定,从2011年11月起所有新车,以及从2013年11月起所有新注册车辆,都必须安装电子稳定程序。因此,澳大利亚将比欧盟提早一年全面强制装配ESP。最晚到2014年底,这些国家的每辆新车都将装配该主动安全系统。
2019年,国家标准公告中发布2019 年第 13 号的两项新制定国家标准 《GB/T 38185-2019 商用车辆电子稳定性控制系统性能要求及试验方法 》、《GB/T 38186-2019 商用车辆自动紧急制动系统 (AEBS) 性能要求及试验方法 》。
相关事件
2023年7月,梅赛德斯-奔驰(中国)汽车销售有限公司根据《缺陷汽车产品召回管理条例》和《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》的要求,向国家市场监督管理总局备案了召回计划。召回生产日期在2021年6月14日至2023年3月22日期间的部分进口S级、EQS汽车,共计32786辆。本次召回范围内车辆由于软件问题,车身电子稳定系统(ESP)内部监控程序可能会在驾驶循环开始时错误地判定故障,导致车辆动态控制系统的功能受限,存在安全隐患。
目录
概述
ESP由来
发展历史
诞生
发展
纳入评估体系
系统组成
传感器
ESP 控制器
执行器
分类
基本原理
系统特点
优点
局限性
法规要求
相关事件
参考资料