什麼是ESP車身電子穩定系統?它能起什麼作用
上周,我們說到了ABS剎車防抱死系統的作用,它可以提高車輛緊急制動的安全性,防止車輪抱死而讓車輛失去控制。但車輛在行駛時往往會遇到更加複雜的情況,ABS系統只能在單一情況下提供幫助,因此我們需要更加全面的安全系統,讓車輛在更複雜情況下得到控制。而為了解決這個問題,誕生了更加高級的ESP車身電子穩定系統,它可以在提升車輛的操控表現的同時,有效地防止汽車達到其動態極限時失控,能提升車輛的安全性和操控性。
什麼是ESP,它能起什麼作用?
ESP車身電子穩定系統一般指車身電子穩定系統,其英文全稱為Electronic Stability Program,直譯過來就是「電子穩定程序」
,由於專利等原因,很多品牌上對其的稱呼有所不同,比如大眾稱ESP、本田稱VSA、豐田稱VSC,此外使用ESC來稱呼也是一種通用的表示方法。這套系統會通過各種感測器收集車輛行駛狀態信息並進行分析,然後給予車輛裝備的ABS、EBD、TCS、VDC等系統發出指令,通過控制動力輸出和對不同車輪進行制動來幫助車輛維持動態平衡,在車輛遇到輪胎打滑、車輛側滑、轉向過度或不足等情形時幫助車輛回到正常路線。
實際上在ESP車身電子穩定系統出現之前,EBD制動力分配、ABS剎車防抱死、TCS牽引力控制和VDC車輛動態穩定控制等系統都已出現,但它們並不是一個整合的系統,各自只能完成自己的工作,比如ABS只在制動時起作用,而TCS只在驅動時起作用,因此無法處理車輛驅動和制動轉向、高速轉向等極端工況引起的側向穩定性問題。所以,寶馬與博世合作,在1992年開發了旨在解決車輛側向穩定性間題的第一代穩定性控制系統,而在1995年ESP系統實現批量生產並首次應用在賓士S級轎車上,在經過多年發展後已開始大量普通到民用入門級家用車上。
ESP包含哪些系統,由什麼部件組成的呢?
ESP車身電子穩定系統並不是一個單獨的系統,它實際上包括了之前出現的很多其他系統,相當於安全功能大整合。比如,電子剎車分配力系統(EBD, Electrical Brake Distribution)、防抱死剎車系統(ABS, Anti-lock Brake System)、循跡控制系統(TCS, Traction Control System)、車輛動態控制系統(VDC, Vehicle Dynamic Control)這幾項功能都被整合在其中,由ESP系統進行統一的調配和控制。 其中,EBD用於調節制動力分配,防止車輛後輪先抱死;ABS通過控制輪胎滑移率保持在輪胎附著力在峰值附近,防止車輪抱死;TCS在通過低附路面時控制發動機降低動力輸出,同時輕微施加制動保持輪胎不出現打滑;VDC通過對單個車輪制動來糾正轉向不足和過度。
整套系統主要由感測器、電子控制單元和執行器三大部分組成,感測器主要包括四輪輪速感測器、方向盤轉角感測器、側向加速度感測器、橫擺角速度感測器、制動主缸壓力感測器等部分,而執行部分則包括傳統制動系統和液壓調節器等部件,電子控制單元則與ECU發動機管理系統聯動,能直接干預和調整動力的輸出。
在工作時,ESP的電子控制單元將感測器採集到的數據進行計算,在車輛出現在臨近失控或已失控的時候控制執行器進行相關做動,用來保證車身行駛狀態能夠快速回到正常。其中執行器用於控制所有車輪的制動系統,並且能單獨對每一個車輪進行制動,在蓄壓功能的幫助下可直接干預製動,並不需要人工對制動踏板進行干預,此外還會通過ECU控制發動機的動力輸出,配合調整車身狀態。
ESP如何幫助車輛穩定運行的呢?
當車輛在極限行駛狀況下,沿車輪滾動方向受到的縱向力與垂直車輪滾動方向的側向力相互影響,ESP車身電子穩定系統通過分別控制各輪的制動力,從而對側向力產生影響,提高車輛的操控性。比如,當縱向力達到極值時,受側向力變化的影響會導致車輛橫向運動不受控制,車輛因此會出現和行駛方向不同的軌跡,這時候ESP系統可以檢測並預防這種情況,通過對不同車輪施加制動力以及控制發動機動力,讓車輛回到正確的軌跡上。
在車輛轉彎時,ESP系統也可以幫助車輛解決轉向不足或過度的問題,比如車輛有轉向不足的傾向時對內側特定車輪施加制動力,產生可以幫助幫助轉向的力矩。而當出現轉向過度的傾向時可以對外側特定車輪施加制動,將轉向過度趨勢減弱,從而保證穩定的路線。
大多數時候,ESP車身電子穩定系統都能幫助我們穩定車輛的行駛路線,避免在突然遇到打滑或是在轉向時突然失控。不過需要注意的是,在一些特定的使用環境中我們需要合理的使用,比如我們在低速通過一些泥濘和積雪路面時,可以手動關閉ESP系統再通過,否則系統偵測到車輛處於持續打滑狀態下會限制我們的動力並對車輪進行制動,反倒會影響車輛的脫困,特別是經常玩越野的用戶來說特別需要注意這一點。
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