汽车电子中的汽车电子稳定系统（ESP）的原理分析
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2020-11-05
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汽车电子中的汽车电子稳定系统（汽车电子中的汽车电子稳定系统（ESP）的原理分析）的原理分析
汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program，ESP)是防抱死制动系统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和主动车身横摆控制系统 AYC(Active Yaw
Control)等基本功能的组合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰
(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。 在汽车行驶过程中，因外界干扰，比如行
人、车辆或环境等突然变化，驾驶员采取一些紧急避让措施，使汽车进入不稳定行驶状态，即出现偏离预定行
驶路线或翻转趋势等危险状态。
汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program，ESP)是防抱死制动系统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和主动车身横摆控制系统 AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组
合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽
车底盘电子控制系统。
在汽车行驶过程中，因外界干扰，比如行人、车辆或环境等突然变化，驾驶员采取一些紧急避让措施，使汽车进入不稳定
行驶状态，即出现偏离预定行驶路线或翻转趋势等危险状态。装置ESP的汽车能在极短的几毫秒时间内，识别并判定出这种汽
车不稳定的行驶趋势，通过智能化的电子控制方案，让汽车的驱动传动系统和制动系统产生准确响应，及时恰当地消除汽车这
些不稳定的行驶趋势，使汽车保持行驶路线和预防翻滚，避免交通事故的发生。
ESP系统是汽车主动安全措施的巨大突破，它通过控制事故发生的可能性来实现安全行车，使汽车在极其恶劣的行车环境
中确保行驶的稳定性和安全性。
1.汽车电子稳定系统的组成汽车电子稳定系统的组成
ESP在ABS和ASR各种传感器的基础上，增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、车身翻转角速度传感器、侧加速度传感
器、制动总泵中的液压力传感器和转向盘转角传感器等。其中最重要的是车身翻转角速度传感器，这种车用传感器是航天飞机
和空间飞行器上使用的旋转角速度传感器的类似产品。车身翻转角速度传感器就像一个罗盘，适时地监控汽车行驶的准确姿
态，监控汽车每个可能的翻转运动角速度。其他传感器则分别监控汽车的行驶速度和各车轮的速度差，监控转向盘的转动角度
和汽车的水平侧向加速度，当制动发生时则监控制动力的大小和各车轮制动力的分配情况。
ESP系统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪，周围环境识别、综合稳定控制和制动
助力(BAS)9项控制功能。通过综合应用9种智能主动安全技术，ESP可将驾驶员对车辆失去控制的危险性降低80%左右。
ESP智能化随车微机控制系统，通过各种传感器，随时监测车辆的行驶状态和驾驶员的驾驶意图，及时向执行机构发出各
种指令，以确保汽车在制动、加速、转向等状况下的行驶稳定性。
图1是汽车电子稳定系统ESP的各种传感器及电子稳定系统ECU在轿车上的安装，其ECU中配置了两台56kB内存的微
机。ESP系统利用这两台微机和各种传感器信号不间断地监控车内电子模块、系统的工作状态和汽车的行驶姿势，比如，速度
传感器每相隔20ms就会自检一次。ESP系统还通过车内电子模块之间的信号交流通信网络，充分利用防抱死制动系统ABS、
制动助力系统BAS和驱动防滑控制系统ASR等的先进功能。紧急情况下，如紧张的驾驶员对制动力施加不够，制动助力系统
BAS将自动增大制动力。在ESP系统出现故障不能正常工作时，ABS和ASR系统能照样工作，以保证汽车正常行驶和制动。
ESP系统的功能不简单是ABS和ASR功能之和，而是ABS与ASR功能之和的平方，因此使汽车能在极其恶劣的条件下保
持行驶的稳定性。梅塞德斯-奔驰A级轿车的安全理念是通过先进的电子控制模块与液压机械执行机构的智能化集成，实现了对
汽车及乘员安全的最大可能保护。
2.汽车电子稳定系统的工作原理汽车电子稳定系统的工作原理
从外部作用于汽车的所有力，包括制动力、驱动力、任何一种侧向力，都会引起汽车绕其质心转动。ESP系统根据此原
理，在汽车进人不稳定行驶状态时，通过对制动系统、驱动传动系统的干涉，修正过度转向或转向不足的倾向，使汽车保持稳
定行驶状态。
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