我國汽車電子穩定控制系統(ESP)發展現狀淺析

陸靜兵

(北京農業職業學院，北京 102208)

0 引言

隨著我國智能汽車的快速發展，緊握方向盤的雙手將被漸漸解放，而與此相關的核心技術依舊緊握于他國之手。如何打破國外“技術壟斷”是我國汽車產業發展不可回避的一個問題。以汽車電子穩定控制系統(Electronic Stability Program,ESP)為例，汽車ESP系統在歐洲各國業已普及，而國內安裝率仍相對較低。通過對國內外汽車ESP系統的法規應用要求、技術發展狀況的分析比較，試圖尋找破解我國汽車產業自主創新所面臨的核心技術缺失難題的鑰匙。

1 國外ESP技術已基本普及

1.1 ESP的組成及功用

汽車ESP系統是在防抱死控制系統(ABS)的基礎上開發出的底盤制動技術，主要由控制單元、轉向傳感器、輪速傳感器、側滑傳感器、橫向加速度傳感器等組成。ESP實現車輛自動安全控制，能有效地改善汽車在制動、驅動和轉向等動態工況下的行駛穩定性和安全性。通常人們說的ESP其實是博世公司的注冊商標，準確書寫應為ESP?。在相關法規中，將電子穩定控制系統稱為車身穩定控制系統ESC(Electronic Stability Control)，所以從學術角度來講，廣義上的電子穩定控制系統稱為ESC才嚴謹。基于德國博世公司最早將電子穩定控制系統稱為ESP、人們普遍的稱呼習慣，文中亦將電子穩定控制系統稱為ESP。

美國高速公路安全管理局的研究表明：將ESP作為標準配置能降低34%的轎車單車事故、71%的轎車翻車事故、59%的SUV單車事故；如果標配ESP系統，在美國每年超過1萬個生命能夠得以拯救，25萬起人員傷害能夠得以避免[1]。此外，北美高速公路保險協會的研究也表明，安裝ESP能有效降低43%致命的交通事故。

1.2 多數國家強制要求汽車安裝ESP

全球生產汽車電子穩定控制系統的廠家有很多，前六大制造商分別是：德國博世、美國天合、德國大陸特維斯、日本電裝、日本愛信、美國德爾福。同時，不同的汽車生產廠商會采用不同電子穩定控制系統廠家的解決方案，并與自己開發的車型相匹配，從而不同汽車廠商對電子穩定控制系統也有不同的叫法。主要有：德爾福和天合生產的系統都被命名為ESC，豐田公司稱呼為VSC，寶馬稱為DSC，保時捷稱為PSM，通用公司稱為StabiliTrak，福特公司稱為ADVANceTrac?，豐田皇冠和雷克薩斯稱為VDIM。

目前，多數歐美國家都強制要求汽車安裝ESP等電子穩定控制系統。美國在2007年頒布法規，成為世界第一個強行安裝ESP的國家，要求所有總質量在4.5 t以下的車輛從2012年起必須裝配ESP。2009年歐洲議會做出決定：從2011年11月起，所有在歐盟注冊的新乘用車和商用車都必須裝配ESP，從2014年11月起所有新車都必須裝配該系統。2009年,加拿大政府也推出新的交通安全法規，要求從2011年9月1日起，在加拿大境內銷售的所有新下線乘用車，以及總質量在4.5 t以下的商用車、卡車和公共汽車都必須安裝ESP系統。2008年在澳大利亞銷售的新車中ESP裝配率已經達到60%，2009年6月澳大利亞頒布立法，要求自2011年11月起所有新車型以及自2013年11月起所有車型，都必須強制裝配ESP[2]。

2 我國ESP發展現狀

2.1 我國機動車運行安全標準偏低，影響ESP裝車率

由于我國機動車運行安全標準偏低，制約了ESP產品的推廣使用，目前我國ESP裝車率僅為22%。2012年修改后實施的GB 7258-2012《機動車運行安全技術條件》，并沒有關于ABS系統和ESP系統相關強制性的標準，也就是說ESP系統可以不裝，造成部分汽車生產商為降低生產成本而未安裝。在國內市場，為數不少的跨國企業為了降低成本，將價格并不高昂的ESP系統作為車型系列中的高配車型的賣點進行宣傳，而標配車型中通常并不安裝。如日產陽光、豐田凱美瑞、卡羅拉等車輛的國外生產版均是全系標配電子穩定控制系統，但是國內生產版，只有中高配具備，標配車型均被刪減。

2.2 國內研發能力不高，影響ESP產品的開發

我國ESP研發能力不高，生產還依賴于國外公司。國內的研究大多止于標準件層面，未深入分析液壓元件具體結構及參數對ESP性能的影響[3]。清華大學王會義、宋健，吉林大學李靜，合肥工業大學喻海軍、胡延平等對ESP控制系統進行了深入研究，并取得較好效果。雖然近幾年我國在ESP系統動力學建模、控制策略方面有較大的進步，但在實車匹配、產業化方面還需進一步加強。其主要原因：(1)模型的準確性和實時性之間的矛盾沒有得到較好的解決[4]；(2)ESP的控制系統的基礎研究還沒有深入[5]。

3 對策

3.1 提高汽車生產標準，強制安裝ESP

中國消費者汽車知識匱乏，安全意識還比較薄弱。國外品牌汽車在中國汽車市場對安全配置的減配，就有迎合中國消費者只喜歡高檔內飾而不太重視安全的原因，但技術標準過低是一個客觀原因[6]。實際上加裝ESP的成本相對于整車而言是微乎其微的。根據美國高速公路安全管理局的調查：ESP作為基于ABS系統的衍生裝置，在ABS基礎上增加的成本僅有100多美元。要想讓消費者認清減配的危害，在短期內比較難，只有相關法律法規的出臺才是最好的保障，提高汽車生產標準、強制安裝ESP是倒逼企業進行技術升級、提高產品質量唯一途徑。

3.2 加強政策支持，促進汽車ESP生產企業“轉型升級”

提高汽車生產標準，長期以來有種錯誤的觀點：國內企業實力不強，如果強制安裝一些安全配置，推高了整車成本，提高價格，競爭力降低，最后企業會因此而破產淘汰。如果說低門檻的技術標準是為了保護我國企業的生存，那么這種保護落后的政策遲早將被世界技術發展的潮流吞沒。高標準看起來是一種負擔，但如果把高標準看作是競爭的延伸，也是一種向前的動力。國家應加大對ESP高新制造企業的政策支持，減輕企業負擔，讓企業在與國外競爭對手的比拼中轉型升級，成為ESP主流生產企業；同時，國家可以借鑒節能補貼、家電下鄉等政策，通過財政手段支持汽車制造企業安裝升級ESP，以提高車輛行駛安全性。

3.3 借力“中國制造2025”，加大科研投入

“中國制造2025”明確提出提高國家制造業創新能力，加強關鍵核心技術攻關，加速科技成果產業化，提高關鍵環節和重點領域的創新能力。2016年中國汽車工業協會發布的《“十三五”汽車工業發展規劃意見》中，明確提出“積極發展智能網聯汽車”是中國汽車工業的發展目標之一。汽車ESP系統與近距離雷達、遠程雷達、定速巡航、無人駕駛等諸多技術結合在一起，是實現智能網聯汽車、無人駕駛汽車的關鍵技術。因此，在舉國推進實施“中國制造2025”的制造強國戰略的歷史機遇中，國內ESP生產企業應趁勢而上，圍繞ESP核心技術加大科研投入，形成從關鍵零部件到整車匹配的完整研發體系，達到國際先進水平。

4 小結

ESP是汽車主動安全的重要組成部分，由于我國機動車運行安全標準偏低，相對于已基本普及使用的歐美多數國家，我國ESP正處于推廣階段。我國在ESP核心技術研發、核心部件加工制造、整車匹配上與其他國家還有較大差距，產品研發能力有待提高。因此，提高機動車運行安全標準，強制安裝ESP，加強政策支持，加大科研投入，促進產品開發，已迫在眉睫。

參考文獻:

[1]高俊.我國是否應該立法強制安裝ESP[N/OL].2014-12-01[2017-12-16].https://chejiahao.autohome.com.cn/info/1017447/.

[2]劉坤.從ESP淺談國內汽車市場現狀[J].工程技術，2015(8)：269.

[3]李亮，宋健，韓宗奇，等.用于電子穩定程序ESP在線控制的液壓模型和反模型[J].機械工程學報，2008，44(2)：139-144．

LI L,SONG J,HAN Z Q,et al.Hydraulic Model and Inverse Model for Electronic Stability Program Online Control System[J].Journal of Mechanical Engineering，2008，44(2)：139-144．

[4]李亮，賈鋼，宋健，等.汽車動力學穩定性控制研究進展[J].機械工程學報，2013,49(24)：95-107.

LI L,JIA G,SONG J,et al.Progress on Vehicle Dynamics Stability Control System[J].Journal of Mechanical Engineering，2013,49(24)：95-107.

[5]單東升，宋健，李亮.車身穩定控制液壓控制單元性能試驗臺開發與試驗[J].液壓與氣動，2011(6)：51-54.

SHAN D S,SONG J,LI L.Test Platform Development and Validation of Hydraulic Control Unit for Vehicle Stability Control[J].Chinese Hydraulics & Pneumatics,2011(6)：51-54.

[6]哭暈廁所：流行全世界的汽車 引進中國全流行減配[N/OL].2015-04-15[2017-12-17].http://www.sohu.com/a/10920770_111230.