ESP是“Electronic Stability Program”的縮寫形式，是電子穩定程序，即車輛穩定性控制系統。是提高汽車安全性的重要系統。近年來，汽車行駛速度不斷加快，道路的行車密度不斷增大，因此，車輛的穩定性越來越得到人們的重視，許多交通事故的發生，都是因為車輛穩定性差的原因。ESP系統就是解決這一問題的重要措施。它可以大大降低交通事故并提高道路安全。它整合了防抱死制動系統和牽引力控制系統，能夠有效防止汽車在轉向時滑移、不穩定的現象，有效提高汽車的安全性。

一、ESP簡介

汽車高速行駛安全性是當今國際汽車技術發展的前沿領域，集成了汽車制動防抱死系統ABS、牽引力控制系統TCS以及主動橫擺力矩系統AYC的汽車電子穩定性控制系統（簡稱ESP）能夠有效的解決汽車制動過程中的制動效能與制動安全性、強驅動過程中的加速性能與驅動防滑以及轉向過程中汽車的動力性與轉向穩定性問題，因而可以有效地減少汽車安全事故，成為最重要的汽車高速行駛安全性控制系統。自2012年起，歐美等地區已經通過法規，在新車上強制安裝ESP：我國自2013年起亦通過相關法規推薦新車裝備ESP。

圖1 ESP結構單元示意圖

如果汽車在行駛時失去穩定性，則很可能會導緻交通意外的發生，根據AUDI公司的統計數據，在所有發生的交通事故中，車速在80km/h到100km/h的有40%和車輛失去穩定性有關，車速越高，這個比例越大，而當車速達到時，幾乎所有的事故都和車輛失去穩定性有關。因此如何提高汽車高速行駛時的制動穩定性和安全性成為了熱點，為了提高汽車的行駛和制動穩定性，各種電子控制系統陸續被研發出來，如ABS（防抱死制動系統）、（驅動防滑系統）、（電子助力轉向系統）、（電子穩定程序）等。判斷出汽車的行駛軌迹與操作者的輸入不統一時，就會迅速做出反應，對汽車行駛姿态進行幹預。當轎車和客車裝配之後碰撞的事故率可以降低左右，而的碰撞事故率甚至可以降低左右，可見，在保證汽車行駛安全發面發揮了的重要的作用。

二、ESP組成

ESP系統的主要組成部分包括傳統的汽車制動器（制動主缸、輪缸等）、監控汽車行駛狀态的傳感器、根據傳感器信号判斷汽車運行狀态及發出指令的汽車電子控制單元ECU以及輔助的汽車發動機控制單元EMS等。

液壓調節器接收到ESP系統ECU控制指令後通過對電磁閥控制信号的調節控制輪缸壓力變化。它主要由12個電磁閥、1個電機、2個回油泵喝高、低壓蓄能器組成，他在主缸與輪缸之間建立聯系，将主缸的制動液輸送到輪缸形成制動力。

作為一種智能的汽車主動安全系統，ESP 系統由電子控制單元（ECU）、輪速傳感器、橫向或縱向角速度傳感器、方向盤轉角傳感器，橫擺角速度傳感器和液壓系統構成。

1、ECU

ECU 主要負責檢測車輛的行駛狀态，以高度靈敏的傳感器為媒介，可以計算分析出車輛的行駛方向是否偏離了司機的操作意圖，ESP 能夠迅速識别出危險，它的作用是很重要的。

2、電磁感應式傳感器

輪速傳感器主要用于檢測輪速信号，分為兩種，一種是電磁感應式，另一種是霍爾式。現在最常用的輪速傳感器主要是電磁感應式傳感器，它安裝在車輪總成的非旋轉部分，和它相對的是随車輪一起轉動的齒圈，它由導磁材料制成。當齒圈的相對傳感器轉動時，由于磁阻的變化，傳感器上會激勵出交變電壓信号，交變電壓的頻率與車輪轉速是成正比的[3]。ECU将傳感器信号轉換成同一個頻率的方波，然後通過頻率和周期來計算車輪轉速。

3、橫向或縱向角速度傳感器

角速度傳感器分為兩種，縱向角速度傳感器和橫向角速度傳感器，縱向角速度傳感器是沿汽車前進方向的， 橫向角速度傳感器是垂直于前進方向的，它們的基本原理是相同的，隻是呈90度夾角安裝。在傳感器的内部，緻密物質連接在可以移動的懸臂上，這樣可以反映出汽車的縱向和橫向角速度的大小。

4、方向盤轉角傳感器

我們說過 ESP 能夠識别到駕駛員的操作意圖，正是通過計算方向盤轉角的大小和變化速率來實現這一目的的。方向盤轉角傳感器可以将方向盤轉角轉化為一個可以代表司機期望的行駛方向的信号，轉角一般根據光電編碼來确定，會有一個編碼盤來顯示，這上面的信息由接近式光電耦合器進行掃描。方向盤轉角傳感器與ECU的連接通過CAN總線來完成。

5、橫擺角速度傳感器

這個傳感器主要是用來檢測汽車沿垂直軸的偏轉，偏轉的大小代表的是汽車的穩定程度。如果偏轉角速度達到一定值的時候，說明汽車有側滑或者甩尾的危險，就會觸發ESP 來進行控制。

6、液壓調節器

液壓調節器是 ESP 控制系統的主要執行機構，它的目的是提高響應速度。這種液壓器要求駕駛員在沒有踩到制動踏闆的時候，也要産生足夠的輪缸壓力，為了提高主動制動時的壓力建立的響應速度，又引進了預壓泵。預壓泵啟動後，可以将主動制動産生的壓力施加到回油泵的吸油端，使它産生一定的壓力，從而提高響應速度。

三、ESP系統工作原理

ESP系統控制的主要參數為車輪的縱向滑移，使汽車擁有良好的操縱穩定性。ECU首先根據方向盤轉角信号數據分析駕駛員的駕駛意圖，并計算出車輛理想參數，再根據恒寶加速度和側向加速度信号計算汽車的實際運動參數，并将兩個運動參數進行比較得到偏差，如果偏差超過門限值，則認為汽車處于不穩定運行狀态，ECU會根據偏差的大小計算出所需要的穩定橫擺力矩數值，通過液壓調節器調節相應車輪制動力，通過左右兩側車輪給以不同的制動力形成橫擺力矩，使車輛回到穩定狀态。有必要時可以調節發動機系統，減小汽車驅動力以穩定車輛。

一般情況下，在行車過程中突發危險情況時，一般駕駛者極有可能由于驚慌導緻不能及時、正确的對汽車進行操控，甚至出現錯誤操控導緻車輛失穩的狀況發生，對于駕駛者不能在極限工況下正确操縱汽車有一種解釋為，一般情況下駕駛員的駕駛經驗是在附着極限之内的區域，對車輛失穩的界限沒有明确的意識，當出現突發事故時，駕駛員無法對車輛與道路之間的附着系數進行分辨，突發狀況的發生時間很短，駕駛員沒有足夠的時間去思考，一旦到達極限，一般駕駛員都會驚慌失措從而導緻車輛的轉向更大，因此此時想要單純根據駕駛員的操作使汽車回到穩定狀态十分困難，這時就需要ESP系統的介入。當ESP系統檢測到車輛的運動狀态與駕駛員的意圖不一緻時，ESP就會迅速做出反應，對汽車行駛姿态進行幹預。

圖2 ESP工作效果示意圖

當車輛在非常極端的操控情況，如高速轉彎、高速躲閃障礙物的情形下，ESP系統會在極短的時間内收集包含了ABS、EDL及ASR系統的龐大數據，并加上轉向盤轉向角度、車速、橫向加速值及車身滾動情形，再與電腦記憶體中的基準值作一對比後，顯示ABS等各有關系統做出适當的應變動作，目的就是要使車輛遵從駕駛人意願的方向行駛，這時即使駕駛人不斷改變行駛路徑，電腦也能堅持運算，并以對個别車輪增加或降低刹車力道的方式，修正轉向過度或不足的傾向，維持車身的動态平衡。

1、濕滑路面

車輛在濕滑的路面上行駛時，前輪會出現打滑，而且轉向不足，這時踩刹車，如果沒有ESP，前輪會偏離正常的軌迹，使車輛失去轉彎能力。如果有ESP，ESP電控車輛穩定性行駛系統根據橫擺速度傳感器、車輪轉速傳感器、轉向盤轉角傳感器等多個傳感器采集到的信号，及時增大右後輪的制動力，同事減少發動機的輸出扭矩，使車輛保持穩定行駛。

2、轉彎

車輛轉彎時，如果速度過快，在沒有ESP的情況下，車輛會出現甩尾。如果有ESP，ESP電控車輛穩定行駛系統根據多個傳感器采集到的信号，及時啟動右前輪上的制動裝置，以修正轉向過度的傾向，使車輛保持穩定形勢。

3、高速閃避障礙物

車輛在高速閃避障礙物時，駕駛員慌忙制動，扭轉方向盤，車輛轉向不足，車輛繼續沖向障礙物，駕駛員為避免沖撞，必須加大轉彎角度，當躲過障礙物後，駕駛員迅速回正轉向盤，車輛失控甩尾。如果有ESP，ESP電控車輛穩定行駛系統根據多個傳感器采集到的信号，及時增大左後輪制動壓力，增大前輪的轉向角度。為使前輪返回原來軌迹，回正轉向盤，車輛面臨轉向過多的危險，在ESP作用下，前左輪自動制動，車輛繼續向前穩定行駛。

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