李雪鋒

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淺談ESP發(fā)展現(xiàn)狀與前景

李雪鋒

（三門(mén)峽速達(dá)交通節(jié)能科技股份有限公司，河南 三門(mén)峽 472000）

汽車(chē)電子穩(wěn)定系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ESP），是保證汽車(chē)穩(wěn)定性的高級(jí)裝置，在汽車(chē)行駛中能減少側(cè)滑的發(fā)生，普遍使用ESP可以大幅度減少高速行駛時(shí)事故的發(fā)生。在國(guó)外，ESP已經(jīng)是一種成熟的電子控制技術(shù)，而國(guó)內(nèi)還有待發(fā)展。文章對(duì)比了國(guó)內(nèi)外ESP的發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)，主要分析研究了ESP未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

ESP；裝配率；發(fā)展方向

前言

ESP是博世的一項(xiàng)發(fā)明專利，整車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)的代表，在汽車(chē)行駛過(guò)程中，具有防止發(fā)生滑轉(zhuǎn)的功能，保證汽車(chē)的穩(wěn)定性，尤其在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，效果更加明顯。就其功能來(lái)說(shuō)，相似的電控系統(tǒng)還有豐田的VSC，本田的VSA。由于該系統(tǒng)的存在能大大降低交通事故的發(fā)生，所以ESP被廣泛應(yīng)用到汽車(chē)中。

1 ESP的主要組成部分及其作用

ESP主要由傳感器，控制單元ECU，執(zhí)行器組成。各部分及其功能如下所述：

1.1 傳感器

傳感器將汽車(chē)運(yùn)行的各種物理參量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并傳送給ECU。ESP中主要使用的傳感器見(jiàn)表1。如果接受不到這些信號(hào)，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)ESP就不能及時(shí)報(bào)警。作為ESP的主要組成部分，傳感器的低成本化，輸送信號(hào)的精確化是未來(lái)發(fā)展的方向。

表1 ESP系統(tǒng)中主要的傳感器

1.2 控制單元ECU

ECU對(duì)各個(gè)傳感器輸入的電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算處理，向執(zhí)行器輸出控制信號(hào)，使ESP按照控制目標(biāo)正常工作。ESP中的ECU主要具有自診斷和自適應(yīng)兩大功能。同樣作為ESP的主要組成部分，ECU需要對(duì)傳感器輸入的信號(hào)準(zhǔn)確判斷與計(jì)算，其中軟件與硬件設(shè)計(jì)也是ESP未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

1.3 執(zhí)行器

它按控制器的控制信號(hào)進(jìn)行工作，使被控對(duì)象迅速做出反應(yīng)，ESP的執(zhí)行器是液壓調(diào)節(jié)器，可以對(duì)車(chē)輪獨(dú)立的施加制動(dòng)力。

2 ESP的工作原理

ESP根據(jù)傳感器的信息，監(jiān)控汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)汽車(chē)發(fā)生轉(zhuǎn)向不足或過(guò)度轉(zhuǎn)向時(shí)，自動(dòng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，對(duì)一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)速異常的車(chē)輪施加制動(dòng)力，從而保證車(chē)輪轉(zhuǎn)向穩(wěn)定，防止車(chē)輛側(cè)滑。

汽車(chē)上通過(guò)使用ESP，可以抑制轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過(guò)度，保證汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。當(dāng)轉(zhuǎn)向不足時(shí)，系統(tǒng)可以向轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的后輪施加制動(dòng)力，由于此輪增加縱向力，所以提供的側(cè)向力減小，隨之對(duì)車(chē)身產(chǎn)生促進(jìn)轉(zhuǎn)向的力矩；當(dāng)轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)，系統(tǒng)可以向轉(zhuǎn)彎外側(cè)的前輪施加制動(dòng)力，由于此輪增加縱向力，所以提供的側(cè)向力減小，從而對(duì)車(chē)身產(chǎn)生抑制轉(zhuǎn)向的力矩。因而保證了整車(chē)行駛的穩(wěn)定，其中有些ESP還會(huì)在車(chē)輛難以控制時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。

3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

ESP優(yōu)化了ABS(防滑控制系統(tǒng))和TCS（牽引力控制系統(tǒng)），彌補(bǔ)了其在橫向穩(wěn)定控制方面的不足，ESP能識(shí)別駕駛員的行駛意圖，干預(yù)危險(xiǎn)事故的發(fā)生。許多歐美國(guó)家已經(jīng)強(qiáng)制整車(chē)安裝ESP系統(tǒng)，美國(guó)在2007年頒布法規(guī)，成為世界上第一個(gè)強(qiáng)制安裝ESP的國(guó)家；2009年歐洲議會(huì)作出決定，從2014年起，所有在歐盟注冊(cè)的新車(chē)都必須裝配該系統(tǒng)[1]。然而，ESP在我國(guó)的裝配率是很低的，但是我相信經(jīng)過(guò)我們的努力ESP在我國(guó)也會(huì)有很大的發(fā)展。

3.1 ESP在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景

我國(guó)在提升ESP技術(shù)水平的同時(shí)，最主要的任務(wù)是增加國(guó)內(nèi)汽車(chē)的裝配率。國(guó)內(nèi)的研發(fā)能力有限，ESP的安全標(biāo)準(zhǔn)水平有待提高，影響ESP的裝車(chē)率和開(kāi)發(fā)產(chǎn)量。另外，汽車(chē)生產(chǎn)商為降低成本，直接不裝配ESP。隨著技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)會(huì)加大科研投入，提高汽車(chē)生產(chǎn)的安全標(biāo)準(zhǔn)，甚至?xí)Х聡?guó)外，強(qiáng)制安裝ESP，相信未來(lái)，我國(guó)的裝車(chē)率會(huì)有很大的改善。

3.2 ESP在國(guó)外的發(fā)展前景

國(guó)外的這一技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，未來(lái)應(yīng)該向著智能化，集成控制的發(fā)現(xiàn)發(fā)展。

①研發(fā)更先進(jìn)的傳感器，降低傳感器的成本，例如優(yōu)化車(chē)速傳感器，目前還在研發(fā)體積和成本都更適合車(chē)速傳感器。

②改進(jìn)制動(dòng)系統(tǒng)，研發(fā)質(zhì)量輕，體積更小的制動(dòng)系統(tǒng)。

③優(yōu)化控制過(guò)程，ESP基于線性二次最優(yōu)控制原理被研發(fā)，對(duì)橫擺角速度，側(cè)偏角等參數(shù)的精確計(jì)算是未來(lái)發(fā)展的方向。

④ESP是比ABS，TSC更復(fù)雜的系統(tǒng)，其對(duì)應(yīng)的軟、硬件也會(huì)比較復(fù)雜，所以ESP的硬件設(shè)計(jì)會(huì)是未來(lái)研究的方向。

⑤最后，集成控制將會(huì)是ESP進(jìn)一步發(fā)展的方向，這種技術(shù)會(huì)融合懸架系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等各種系統(tǒng)，構(gòu)成一種可靠性高，靈敏性高的綜合性系統(tǒng)，共享傳感器信號(hào)，共同協(xié)調(diào)車(chē)輛穩(wěn)定行駛。

4 結(jié)論

ESP是保證汽車(chē)安全穩(wěn)定的重要裝置，越來(lái)越多的人，意識(shí)到它的重要性。ESP在我國(guó)正處于推廣階段，我國(guó)同樣也要重視技術(shù)的進(jìn)步。國(guó)外，雖發(fā)展較早，但還有很許多要完善的方面。隨著科技的進(jìn)步，我們相信，ESP存在的種種問(wèn)題都會(huì)找到相應(yīng)的解決辦法。但值得注意的是，ESP雖然可以減少事故的發(fā)生，但駕駛員也不能盲目開(kāi)快車(chē)，再先進(jìn)的安全裝置也難以保證零事故的發(fā)生。

[1] 劉坤.從ESP淺談國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)現(xiàn)狀[J].工程技術(shù),2015（8）:269.

[2]王林超,張竹林.汽車(chē)電控技術(shù)[M]. 2010.

[3] 蹇小平,麻友良.汽車(chē)電器與電子技術(shù)[M]. 2013.

Brief Discussion on the Current Situation and Prospect of ESP Development

Li Xuefeng

( Sanmenxia Suda Transportation Energy Saving Technology Co., Ltd., Henan Sanmenxia 472000 )

Automotive electronic stability program (ESP) is an advanced device to ensure the stability of the car. It can reduce the occurrence of sideslip in the running of the car. The common use of ESP can greatly reduce the occurrence of accidents in high-speed running. In foreign countries, ESP is a mature electronic control technology, but there is still room for develop -ment at home. This paper compares the development status and key technologies of ESP at home and abroad, and mainly analyzes and studies the development trend of ESP in the future.

ESP; Assembly rate; Development direction

B

1671-7988(2019)03-217-02

U463.6

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1671-7988(2019)03-217-02

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李雪鋒，就職于三門(mén)峽速達(dá)交通節(jié)能科技股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.074