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博世电子稳定程序ESP
作者: 周应军 来源: 网友推荐 日期: 2005年05月31日

    随着人们对行车安全性认识的不断提升,广大车主对车辆安全配置的要求,已不只局限于诸如安全带、安全气囊、碰撞吸能及安全车身框架等在事故发生后提供安全防护的被动安全装置。那些在事故发生前就能于瞬间启动干预功能,进而避免或减缓事故发生的主动安全装置,正逐步在车主购车决定中扮演着越来越为重要的角色。其中,能够有效避免侧滑事故的电子稳定程序ESP也正因此而倍受青睐。

汽车侧滑事故的克星

 

    据权威部门统计数据显示:侧滑是导致车辆发生事故的主要原因之一,25%导致人员伤亡的事故是由侧滑引起的,而在人员死亡事故中,有65%是因侧滑引起。可见,避免车辆发生侧滑,将有效降低道路交通事故,尤其是严重人员伤亡事故。

    自1995年,博世开发并批量生产出世界上第一只电子稳定程序ESP以来,ESP能够防止车辆侧滑从而避免事故发生的神奇功效得到了充分验证,并荣膺“侧滑克星”的美誉。期间,许多研究和分析都不约而同地证实了ESP在增强道路安全方面的有效性。例如,戴姆勒-克莱斯勒证明车辆装备ESP后,“驾驶事故”比例约可降低42%;丰田公司的调查结果是,装备ESP,可有效降低50%的严重驾驶事故;同时,研究显示,SUV装备ESP后,甚至可降低道路交通事故和致命交通事故分别高达67%和63%。

博世ESP工作原理

    博世电子稳定程序ESP(Electronic Stability Program)由带电子控制单元ECU的液压模块、轮速传感器、转向角传感器、带横向加速度传感器的横摆角速度传感器和传统制动管路及部件等组成。

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    与同属主动安全装备的防抱死制动系统ABS和牵引力控制系统TCS不同的是,ESP提高了所有行驶条件下的主动安全,尤其是转向工况。ABS和TCS仅仅在纵向上起作用,分别针对制动打滑和加速打滑的问题。ESP兼具ABS/TCS的功能,除了借用ABS/TCS的所有部件外,ESP还包含一个集成横向加速度传感器的横摆角速度传感器和转向角传感器。

    ESP的操作基于ESP微处理器的运算结果进行:

    首先,由部分ESP传感器向该微处理器传递各相关信息。转向角传感器提供转向轮的转角;轮速传感器传递各车轮的转速。微处理器通过对这些信息的分析计算,可以识别驾驶者的转向意图。

    同时,由部分ESP传感器以一定的频率向微处理器传递与车辆运动有关的信息。横摆角速度传感器(ESP系统的核心部件)传递车辆绕立轴转动的参数;高灵敏度的横向加速度传感器传递出车辆转弯时所产生的离心力参数。

    然后,微处理器利用这些信息,以每秒25次的频率实时地、连续不断地进行实际工况与期望工况的对比分析,一旦车身出现摆动趋势,系统将在瞬息之间采取修正措施,以实现车辆平稳行驶。系统对不同的车辆和特别的驾驶模式匹配有特定的设定值,系统所有的运算都在瞬间完成,其控制是由系统输出适当的指令,对各个车轮实行独立的、精确的制动来完成的。另外,从车辆动力学的角度来说,当车辆的加速度达到临界情况时,ESP还能降低发动机的输出扭矩,并自动干预自动变速器的换档顺序。

ESP应用实例

 

    在汽车行驶过程中,汽车不断地受到横向和纵向的作用力,当横向力(侧向力)超过车轮的侧向抓地力时,汽车的方向操纵能力将大大降低,甚至失控,从而严重危害行车安全。

    通常,可能导致汽车发生方向失控的工况有:    在直线行驶时,制动力分配不均的制动工况    在冰雪路面上的加速工况    高速转弯工况    急转弯工况

    ESP是行车安全领域具有划时代意义的研究发明,能够增强所有行驶工况下的稳定性。无论是在弯道上或紧急避让状态,还是在制动、加速过程中,或是在车轮打滑时,一旦行驶状态变得危急,ESP都能及时响应,从而增加车辆行驶方向的稳定性。同时,ESP还能缩短ABS在弯道上和对开路面上的制动距离。

    以车辆在弯道上高速行驶,前方突然出现障碍物时,带ESP和不带ESP车辆的紧急避让工况为例,可以看出(详见图?):未装备ESP的车辆,在避让紧急障碍物时,出现了打滑、方向失控的危险事故;同时,装备了ESP的车辆,在避让紧急障碍物时,因方向可保持完全的可操纵性,从而成功避让了障碍物,并保持了车辆行驶的稳定性。其中,ESP发挥功效的基本过程如下(详见下图):

    1. 紧急制动,猛打方向盘,车辆有转向不足的倾向

    2. 增加左后轮制动压力,车辆按照转向意图行驶

    3. 恢复正常的行驶路线,车辆有转向过度的倾向,在左前轮上施加制动力,车辆按照转向意图行驶

    4. 车辆保持稳定

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带ESP和不带ESP车辆稳定性的对照

 

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紧急避让工况下,ESP发挥功效基本步骤的示意图  

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ESP液压模块分解图

ESP的使用情况

    目前,已经有越来越多的国家将ESP作为防止道路交通事故的重要手段之一,美国三大汽车公司及日本丰田甚至还宣布ESP成为标准装备的具体时间表。2002年到2004年,欧洲新车ESP装备率从24%增加到35%,并可望在几年内达到50%。其中,2004年的德国新注册车辆装备ESP的比率已高达64%。与此同时,中国ESP的装备率还非常低,大约只有3%。

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友情提醒:

    1. ESP属于车辆的主动安全装备,始终在幕后积极工作待命。在需要启动ESP时,不需要驾驶者采取任何行动,ESP便会自动发挥功效。同时,装备ESP的车辆,也不需要驾驶者对驾驶风格做出大的改变。不过,虽然ESP被称为“侧滑克星”,但是也必须要遵循汽车动力学原理。也就是说,ESP只能在一定的行车极限内实施行车稳定控制。所以,装备ESP后,并不等于驾驶者就可以随心所欲、毫无顾忌,只有同时具备必不可少的驾驶经验和警觉能力,才能真正确保行车安全。

    2. ESP不适用于后加装。车主购车前,可通过仔细查阅车型配置清单,确认该车是否已标配或选装了ESP。

    3. 装备ESP的车辆,在更换轮胎时,必须选择经汽车制造商认可的轮胎(相同的规格和类型),否则有可能导致车辆产生不可预料的后果。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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