关于ESP系统结构原理及故障分析的探讨

摘 要：近年来，随着我国居民生活水平的逐步提高，汽车保有量也在逐年提高。对于普通的用户而言，车辆自身的安全性能在车辆的各项指标中是最为重要的。针对防抱死系统等传统的车辆稳定系统的被动防御所带来的缺陷，车身电子稳定程序系统（Electronic Stability Program简称ESP）逐渐被应用于汽车制造之中。文章将结合ESP系统自身的结构原理，对ESP系统所存在的故障现象进行分析探讨以促进对该安全防护系统的进一步了解。

关键词：ESP；电子稳定程序；故障分析

前言

当前，ESP车身电子稳定程序系统已被广泛用于汽车制造之中。尽管相较于传统的防抱死制动系统（ABS）、制动辅助系统（BAS）以及加速防滑控制系统（ASR）而言，ESP系统为车辆提供了更加稳定、更加主动也更加综合的防护功能，但是该系统在使用中也同样存在各种各样的问题。文章将结合ESP系统的结构原理，并引用在实际应用中产生的各类故障现象，对ESP系统进行分析。

1 ESP系统的功能以及故障现象

车身电子稳定程序系统（Electronic Stability Program简称ESP）是一款主动型车辆安全系统，由博世公司率先开发研制。在实际的功能应用当中，ESP系统的作用可以概括为以下两个方面：

1.1 保证车辆在行驶途中转向的安全

主要体现在保证车辆在转向时运行方向的准确性，避免出现方向盘转角固定时，车辆转向的半径持续变大以及变小的情况。

1.2 保证车辆在行驶状态下转为制动时的安全

主要体现在保持车辆在制动时运行方向的准确性，避免车辆在附着系数不同的路面上制动时，两侧轮胎出现跑偏的情形。

针对ESP系统的两大功能，我们可以得知，当车辆自身的ESP系统出现故障时，车辆会出现的可能情况是：ESP系统指示灯处于常亮状态、车辆在转弯时会出现方向盘转角固定而车辆转向的半径却持续变大或变小、车辆在制动时出现两侧轮胎不时的跑偏现象。

2 ESP系统的主要构成

事实上，ESP系统是在传统的防抱死制动系统（ABS）以及加速防滑控制系统（ASR）上进一步发展而成的综合性车辆安全系统。可以说ESP系统是当前车辆防滑装置的高级形式。因此，在构成上，ESP系统自然包含有ABS以及ASR系统的功能模块并加以拓展升级。对于车辆而言，ABS以及ASR系统的功能均可通过ESP系统的控制单元进行实现，三个系统可以通过共用一个液压单元并按照ESP系统的模块指令，在适当的时机发挥出各自的功能。

在构成上，ESP系统只要包括了传感器、控制单元以及执行器。ESP系统的执行器单元往往是建立在ABS以及ASR系统的功能单元上，而传感器单元与控制单元则是ESP系统与其他安全控制系统的显著区别。通过比较装载有ESP系统的汽车与仅装有ABS以及ASR系统的汽车，可以发现装载有ESP系统的汽车能够主动地探测车辆的运行状况并对驾驶数据进行修正，但是仅装有ABS以及ASR的汽车仅能够在车辆已经出现问题的情况下进行被动反应。因此，ESP系统用于车辆安全是处于防患于未然的设计考虑。

3 ESP系统的工作原理

ESP系统是建立在对车辆运行状态的有效识别基础上安全控制系统。在实际的应用实践中，ESP系统会通过主动分析驾驶员驾驶意向与车辆自身真实的运行状态之间的区别来判断此刻车辆处于何种运行状态。事实上，这一原理主要是针对转向不足及过度而设计的，而在对车辆运行状态进行有效识别后，ESP系统又会对比自身传感器原件所收集到的各类信息，通过相应车轮上的制动装置达到对车辆运行状态修正功能的实现。

3.1 转向不足或过度时，ESP系统的工作原理

在方向盘转角固定时，车辆转向半径却不断变大的情况下，ESP系统的传感器会将采集到的信号传递给ESP系统的电控单元。在判断出转向不足的情况下，电控单元会通过控制车辆后轮的制动行为以产生一个能够平衡车头的右倾转向不足的旋转力矩并同时对变速器和发动机的控制系统进行干预来达到对车辆运行状态的修正。

在方向盘转角固定时，车辆转向半径却不断变小的情况下，与转向不足的情况类似，ESP系统的传感器将信息传递至电控单元，在判断车辆处于转向过度状态的情况下，电控单元则通过控制外侧前轮产生旋转力矩并干预变速器及发动机控制系统实现对车辆转向姿态的有效修正。

3.2 制动情况下，车辆出现跑偏时，ESP系统的工作原理

车辆在直线道路上运行时，若路面附着系数不均匀，在车辆进行制动时往往会出现跑偏现象。通常情况下，车辆是会朝着路面附着系数较大的一侧跑偏。此事，ESP系统的工作原理是通过控制路面附着系数大的一侧车轮的制动，使车辆实际的运行线路符合驾驶员的驾驶意图。车辆在弯道上运行时，若因路面附着系数不均匀，ESP系统同样是通过控制特定车辆的制动力大小来达到平衡车辆运行状态的目的。

4 结束语

尽管ESP系统与其他传统的安全控制系统相比具有高稳定性、强主动性，但是实际上当前ESP系统的应用率并不高。当前ESP系统的应用主要在高端汽车市场，国内车辆ESP系统的装备率尚不足3%，还处于一个十分低下的水平。随着人们安全意识的提高，对车辆自身安全性能的要求也将上升到更高水平。ESP系统在未来的汽车制造市场中的前景十分可观。文章通过对ESP系统的功能介绍以及相关故障情况下工作原理的探究，实现了对ESP系统的初步了静。

参考文献

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