關于ESP系統結構原理及故障分析的探討

摘 要：近年來，隨著我國居民生活水平的逐步提高，汽車保有量也在逐年提高。對于普通的用戶而言，車輛自身的安全性能在車輛的各項指標中是最為重要的。針對防抱死系統等傳統的車輛穩定系統的被動防御所帶來的缺陷，車身電子穩定程序系統（Electronic Stability Program簡稱ESP）逐漸被應用于汽車制造之中。文章將結合ESP系統自身的結構原理，對ESP系統所存在的故障現象進行分析探討以促進對該安全防護系統的進一步了解。

關鍵詞：ESP；電子穩定程序；故障分析

前言

當前，ESP車身電子穩定程序系統已被廣泛用于汽車制造之中。盡管相較于傳統的防抱死制動系統（ABS）、制動輔助系統（BAS）以及加速防滑控制系統（ASR）而言，ESP系統為車輛提供了更加穩定、更加主動也更加綜合的防護功能，但是該系統在使用中也同樣存在各種各樣的問題。文章將結合ESP系統的結構原理，并引用在實際應用中產生的各類故障現象，對ESP系統進行分析。

1 ESP系統的功能以及故障現象

車身電子穩定程序系統（Electronic Stability Program簡稱ESP）是一款主動型車輛安全系統，由博世公司率先開發研制。在實際的功能應用當中，ESP系統的作用可以概括為以下兩個方面：

1.1 保證車輛在行駛途中轉向的安全

主要體現在保證車輛在轉向時運行方向的準確性，避免出現方向盤轉角固定時，車輛轉向的半徑持續變大以及變小的情況。

1.2 保證車輛在行駛狀態下轉為制動時的安全

主要體現在保持車輛在制動時運行方向的準確性，避免車輛在附著系數不同的路面上制動時，兩側輪胎出現跑偏的情形。

針對ESP系統的兩大功能，我們可以得知，當車輛自身的ESP系統出現故障時，車輛會出現的可能情況是：ESP系統指示燈處于常亮狀態、車輛在轉彎時會出現方向盤轉角固定而車輛轉向的半徑卻持續變大或變小、車輛在制動時出現兩側輪胎不時的跑偏現象。

2 ESP系統的主要構成

事實上，ESP系統是在傳統的防抱死制動系統（ABS）以及加速防滑控制系統（ASR）上進一步發展而成的綜合性車輛安全系統。可以說ESP系統是當前車輛防滑裝置的高級形式。因此，在構成上，ESP系統自然包含有ABS以及ASR系統的功能模塊并加以拓展升級。對于車輛而言，ABS以及ASR系統的功能均可通過ESP系統的控制單元進行實現，三個系統可以通過共用一個液壓單元并按照ESP系統的模塊指令，在適當的時機發揮出各自的功能。

在構成上，ESP系統只要包括了傳感器、控制單元以及執行器。ESP系統的執行器單元往往是建立在ABS以及ASR系統的功能單元上，而傳感器單元與控制單元則是ESP系統與其他安全控制系統的顯著區別。通過比較裝載有ESP系統的汽車與僅裝有ABS以及ASR系統的汽車，可以發現裝載有ESP系統的汽車能夠主動地探測車輛的運行狀況并對駕駛數據進行修正，但是僅裝有ABS以及ASR的汽車僅能夠在車輛已經出現問題的情況下進行被動反應。因此，ESP系統用于車輛安全是處于防患于未然的設計考慮。

3 ESP系統的工作原理

ESP系統是建立在對車輛運行狀態的有效識別基礎上安全控制系統。在實際的應用實踐中，ESP系統會通過主動分析駕駛員駕駛意向與車輛自身真實的運行狀態之間的區別來判斷此刻車輛處于何種運行狀態。事實上，這一原理主要是針對轉向不足及過度而設計的，而在對車輛運行狀態進行有效識別后，ESP系統又會對比自身傳感器原件所收集到的各類信息，通過相應車輪上的制動裝置達到對車輛運行狀態修正功能的實現。

3.1 轉向不足或過度時，ESP系統的工作原理

在方向盤轉角固定時，車輛轉向半徑卻不斷變大的情況下，ESP系統的傳感器會將采集到的信號傳遞給ESP系統的電控單元。在判斷出轉向不足的情況下，電控單元會通過控制車輛后輪的制動行為以產生一個能夠平衡車頭的右傾轉向不足的旋轉力矩并同時對變速器和發動機的控制系統進行干預來達到對車輛運行狀態的修正。

在方向盤轉角固定時，車輛轉向半徑卻不斷變小的情況下，與轉向不足的情況類似，ESP系統的傳感器將信息傳遞至電控單元，在判斷車輛處于轉向過度狀態的情況下，電控單元則通過控制外側前輪產生旋轉力矩并干預變速器及發動機控制系統實現對車輛轉向姿態的有效修正。

3.2 制動情況下，車輛出現跑偏時，ESP系統的工作原理

車輛在直線道路上運行時，若路面附著系數不均勻，在車輛進行制動時往往會出現跑偏現象。通常情況下，車輛是會朝著路面附著系數較大的一側跑偏。此事，ESP系統的工作原理是通過控制路面附著系數大的一側車輪的制動，使車輛實際的運行線路符合駕駛員的駕駛意圖。車輛在彎道上運行時，若因路面附著系數不均勻，ESP系統同樣是通過控制特定車輛的制動力大小來達到平衡車輛運行狀態的目的。

4 結束語

盡管ESP系統與其他傳統的安全控制系統相比具有高穩定性、強主動性，但是實際上當前ESP系統的應用率并不高。當前ESP系統的應用主要在高端汽車市場，國內車輛ESP系統的裝備率尚不足3%，還處于一個十分低下的水平。隨著人們安全意識的提高，對車輛自身安全性能的要求也將上升到更高水平。ESP系統在未來的汽車制造市場中的前景十分可觀。文章通過對ESP系統的功能介紹以及相關故障情況下工作原理的探究，實現了對ESP系統的初步了靜。

參考文獻

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