鲁迅的《故乡》赏析:电子稳定系统ESP

电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)，实际上是一组车身稳定性控制的综合策略，它包含防抱死刹车系统（ABS）和驱动轮防滑系统（ASR），可以说它是在这两种系统基础之上的一种功能性延伸，而并不是作为独立配置存在的。据美国高速公路保险协会（IIHS）最新研究统计显示，ESP系统能有效减少43%的致命性交通事故，单车致命事故率减少56%。

一、概念误区解读
大家可能会有一个误区，就是把所有的电子稳定程序都习惯性地称为“ESP”。然而“ESP”是博世（Bosch）公司的一个注册商标，仅针对于博世开发的电子稳定程序，才能称为“ESP”。该公司于1995年成为第一个把ESP技术应用于汽车并量产的公司，2002年该系统已经发展到第8代。由于“ESP”是博世公司的专利产品，所以之后其它公司所研发出的类似产品，严谨地讲都不能叫做“ESP”。
世界其它汽车厂商所开发的类ESP系统汇总
日产 车辆动态控制系统（Vehicle DynamicControl 简称VDC）
丰田 车辆稳定控制系统（Vehicle Stability Control 简称VSC）
本田 车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Assist Control 简称VSA）
宝马 动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control 简称DSC）
沃尔沃 动态稳定循迹控制系统（Dynamic Stability Tracing Control，简称DSTC）
尽管名称不尽相同，但其原理和作用基本相同。当系统判定车辆将要或已经发生失控时，通过对车辆驱动轮和从动轮的控制（分别制动），将车辆恢复至安全行驶状态。相比较而言，只装有ABS及ASR的汽车只能被动地作出反应，而配有ESP系统的汽车则能进行探测和分析车况并及时纠正误操作，以达到防患于未然的目的。另外，现今全球主要的ESP系统是由博世（Bosch）、电装(Denso)、大陆特维斯（Continental Teves）、德尔福（Delphi）、精工（Aisin Seiki）和天合（TRW）这6家汽车零部件供应商所提供。
二、主要组成结构
由于博世的ESP系统比较具有代表性，因此我们下面就以它为例，来讲讲电子稳定系统是如何工作，以及能起到什么样的重要作用的。

为了能够形象、具体的说明ESP系统到底都隐藏有哪些秘密，我们将以速腾和迈腾上的ESP系统举例说明。这两种车型上匹配的ESP系统包括了九种详细功能，分别为：ABS（防死锁刹车系统）、EBD（电子制动力分配系统）、ESBS（扩展的电子稳定刹车系统）、HVV（后桥全减速）、ASR（牵引力控制系统）、EDL（电子差速锁）、MASR（发动机阻力矩控制）、HBA（液压辅助制动）和LDE（低动力ESP）。下面，我们就一起来看看以上那些功能，在日常行车时都会起到什么作用。（注释：这两种车型上的ESP系统并不是博世（BOSH）公司所提供的，迈腾由美国天合（TRW）所提供，而速腾则是德国大陆特维斯（Continental Teves）公司所提供。）
ABS（防死锁刹车系统）
平时经常提到的ABS，其英文全称为“Anti－lockBreakSystem”，中文译名“防死锁刹车系统”。该系统可在汽车制动情况下车轮即将锁死时，一秒内连续制动60至120次，有点类似于机械式“点刹”。这样便可以有效避免紧急刹车时方向失控或车轮侧滑，同时由于车轮在刹车时不会被锁死，轮胎不在一个点上与地面发生摩擦，因而加大了摩擦力，使刹车效率达到90％以上。

ABS防锁死刹车系统分机械和电子式两种，机械式ABS结构简单，主要利用其自身内部结构达到简单调节制动力的效果，没有传感器来反馈路面摩擦力和轮速等信号，完全依靠预先设定的数据来工作，因此在任何路面情况下它的工作方式都是一样的，目前国内只有一些低端的皮卡等车型仍在使用机械式ABS。电子式ABS则由液压制动系统、车轮转速传感器、电子控制器和电磁调节器等部件组成。其工作原理就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号汇集到电子控制器内分析。一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给电磁调节器，由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片，解除车轮的锁死现象。
EBD（电子制动力分配系统）
EBD又名EBFD，全称为：“Electrontc Brake-Force Distribution：，中文译为“电子制动力分配系统”，该系统可根据车况、路况以及制动状态，动态向四个车轮分配制动力的电子主动式安全系统，这套系统实际上是ABS的一种辅助功能。

EBD系统的工作原理如下：
1、驾驶员踩下制动踏板，此时EBD开始工作。
2、整车质量传感器把整车质量计算出后提交给ECU。
3、车轮传感器把当前四轮转速，摩擦力等信息采集后传送至ECU。
4、ECU在收到数据后，通过运算模块计算每个车轮应该分配多少制动压力。
5、制动力分配器启动，通知ABS待命。
6、必要时刻启动ABS系统。
7、制动开始。
简单点说，就是当汽车制动时，如果四只轮胎附着地面的条件不同，比如左侧轮附着在湿滑路面，而右侧轮附着于干燥路面，那么四个轮子与地面的摩擦力则不同，制动时(四个轮子的制动力相同)就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象，而EBD系统则会在此时及时调整每个轮胎的制动压力，从而确保车辆能够有效、平稳的减速。
ESBS（扩展电子稳定刹车系统）
ESBS的英文全称为“Erweitertes-Stabilitts-Brems-System”，即“扩展电子稳定制动系统”，该系统同样是ABS的另一项辅助功能，在增加车辆的稳定性的同时减少打滑危险，能够通过在紧急情况下稳定车辆并且防止打滑来有效避免严重事故。
HVV（后桥全减速）
HVV的全名叫“Hinterachs-Voll-Verzgerung”--后桥全减速。该系统会在车辆前轮以进入ABS状态、而后轮却未开始动作时，将后轮的剎车油压升高，使后轮也进入ABS状态，藉此提供迅速的剎车效能且有效缩短剎车距离。
ASR（驱动防滑系统）
相信一些平时对车辆感兴趣的朋友看在到ASR时并不会陌生，它就是“Antriebs-Schlupf-Regelung”--中文名为驱动防滑系统，属于主动安全装置，又称牵引力控制系统。它可有效防止汽车驱动轮加速时出现打滑现象，特别是雨、雪、冰雹、路冻等摩擦力较小的特殊路面上尤为起效。
ASR系统其实是ABS的升级版，它在ABS基础上加装了可膨胀液压装置、增压泵、液压压力筒、第四个车轮速度传感器，一套复杂的电子系统和带有自身控制器的电子加速系统。当驱动轮打滑时ASR通过对比个车轮转速，电子系统判断出驱动轮是否打滑，立刻自动减少节气门进气量，降低引擎转速从而减少动力输出，对打滑的驱动轮进行制动。这样便可以减少打滑并保持轮胎与地面抓地力之间最合适的动力输出，此时无论怎么给油，在ASR的介入下驱动轮都不会发生打滑现象。
EDL（电子差速锁）
EDL的英文全拼为“Elektronische-Differential-Sperre”即电子差速锁。它同样是ABS的一种扩展功能，用于鉴别车轮是否与地面失去摩擦力，从而对汽车的加速打滑进行控制。当电子控制单元判断出某一侧驱动轮打滑时，系统通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动，从而提高另一侧驱动轮的附着利用率以提高车辆的通过能力。
MASR（发动机阻力矩控制）
MASR即驱动防滑系统，这套电子安全系统的功能与TCS（牵引力控制系统）十分相近，目前主要应用在大众旗下车型上，同样是ABS的功能扩展。其作用是借助ABS传感器对滑移率进行识别，并借助车辆数据总线自动降低发动机阻力矩，达到降低滑移率的目的从而保证车辆行驶稳定性。另外，当车辆在附着条件较差的路面上起步或加速时，MASR系统可以自动降低发动机扭矩，防止驱动轮打滑是车辆平稳起步。
HBA（液压辅助制动）
“Hydraulischer-Brems-Assistant”--HBA，即液压辅助制动。此系统可在紧急停车时增加制动压力，当驾驶员踩下制动踏板时提供压力补充。就是说当在驾驶员迅速踩下制动踏板时，系统会立即将制动力提升到最高程度，直到ABS系统为防止车轮锁死而进行干预。当松开制动踏板时，液压制动辅助系统将会关闭，而如果防抱死系统失灵，该系统便会失去功效，不再工作。
小结：从功效上来归结这九大功能，可将它们分为三类：ABS、EBV、ESBS主要是起到防止车轮抱死的作用；MASR、EDL、ASR的主要功效是驱动防滑；而HVV、EDL、LDE从某种意义上讲，它们称作是ESP的“豪华配置”，因为在目前大部分车型上的电子稳定系统中，这三种功能的存在状况依然凤毛麟角。相对目前国内市场所销售的全部车型，并不是所有均装备了以上这种最新版本的ESP系统，因此，我们在平时选购车辆时不仅要关注该车是否装有ESP系统，还应更进一步了解其所匹配的ESP系统功能是否足够强大。

除了功能方面的区别之外，不同版本的ESP系统还在其他一些方面存有几点不同之处。例如博世8.0和8.1版本ESP系统，8.1版本的ESP系统其ABS和EBD要相对比低版本反应更迅速，刹车距离也更短，从而能更加有效保证车辆在高速行驶中的制动安全。另外，8.1版ABS不仅在8.0版本基础上体型减小了30%，而且重量也减小25%，并进一步优化了整车的布置和性能。与此同时，8.1版ABS的所有电子线束均隐藏在铝制壳体中，从而使其性能更稳定，使用寿命更长。此外，更高版本的ESP系统运算速度也更快（CPU从8K-16K-48K甚至更高的128K），刹车频率也从每秒自动刹车从几次、十几次、二十几次，乃至现在最高每秒可以点刹150次。因此，不同版本的ESP系统，其相互之间的主要区别在于功效更加优化（完善）、稳定性更强、对车辆的安全保障也更全面，不过由于受到成本限制原因，其售价也要相对高一些。
下面，我们先来看看电子稳定系统的主要组成部分：
1、传感器，他的任务是用来负责采集车身行驶状态中的各种数据；
2、ESP电脑，其作用是将传感器采集到的数据进行计算，当分析到车身将要发生失控或者已经失控时，则命令执行器工作以保证车辆恢复安全行驶状态；
3、执行器，该设备根据实际需要，在驾驶员并未采取制动措施的时代替操控者向某个车轮的制动油管施压从而产生制动力。另外，它还能在一定程度上控制发动机的动力输；
4、驾驶室内仪表盘上的ESP警告灯，这就无需多做介绍了，当ESP系统启动时该警报灯便会亮起或闪烁。
三、主要工作原理

接下来，我们再简单了解一下ESP系统的工作过程。行驶中的车辆同时承受纵向和侧向两种力，只要轮胎保持适当的侧向力，整个车辆就可以保持稳定状态。但当这些力下降到临界点时，便会对车辆的方向稳定性产生负面作用，发生失控现象。为了及时将失控车辆恢复稳定行驶，ESP就必须通过对相应车轮单独施加精确制动力来实现。
首先，转向角传感器记录方向盘位置，每个车轮上的轮速传感器同时测量轮速，通过传感器将信息发送至微处理器，此时处理器便可识别驾驶者的操作意图。而横摆角速度传感器将记录所有绕车辆垂直轴方向的转动信息，高灵敏度的侧向加速度传感器用来测量车辆转弯时所产生的离力。以上这两个传感器向ECU传递 所有关于车辆实际状态的必要信息。微处理器通过对比实际工况和理想工况，对车辆状态地进行干预。由于使用了逻辑运算以及专门为车辆编制的数据，微处理器在不到一秒的时间内就能得出必要的解决方案。另外，ESP还能降低发动机扭矩并干预装有自动变速箱车型的挡位顺序。
四、实际使用情况

举个例子，一辆具有转向过度特性的车（后驱车）会在弯道中偏离弯道，此时，通过对右前轮施加制动力，ESP会相应产生一个具有稳定作用的顺时针扭矩，从而将车辆拉回到正确的行驶轨迹。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都能利用这一原理来增加车辆行驶的方向稳定性。另外，8.0版本ESP系统还具有自动清洗制动盘功能，当系统探测到制动盘上有积水时，可采取并不会影响到正常价值的轻微制动，将积水清除掉以保持在必要时提供有效的制动。
与其它电子安全系统相比，ESP电子稳定系统具有以下三个特点：
1 、实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应以及车辆行驶状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。
2、主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。而ESP则可以主动调控发动机的转速和每个车 轮的驱动力和制动力。
3、预先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。
五、电子稳定系统的装备欧美很普及，中国很落后
 
最后我们再来看看电子稳定系统的发展及应用现状。在诸如欧美那些发达国家，该系统的普及程度已经相当高。奔驰、宝马、奥迪、大众等品牌旗下的大部分车型上已使用了很多年。如今，在国内部分车型上我们也已能够看到它的身影。
上方左图是博世集团对于欧洲各国ESP使用率的统计表。可以看到瑞典的普及程度最高，德国、卢森堡则紧随其后，这或许是因为其特殊的常年冰雪交通环境所致。而美国却是全球首个强行安装ESP的国家，2007年美国率先将ESP作为车辆标配以法律的形式规定出来。
右侧图表是博世集团对于全球各国ESP装备情况的统计数据。很明显，中国对ESP系统的重视程远远低于世界平均水平。在2006年国内装有ESP系统的车型仅占所有车辆总数的3%。因此，目前国内急需普汽车安全知识，要在提升生活质量的同时不断加深对车辆了解的深度和广度，因为在享乐过程中懂得保护自己、真爱生命才是更重要的。
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