为强制安装电子稳定控制系统做准备

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到2012年，美国出售的所有新型汽车将会安装上电子稳定控制系统。这项技术的应用预计每年将会挽救5000到10000人的生命，其总价值将超过九亿八千五百万美元。

一眼看上去，整个控制过程似乎很简单：一辆汽车如同在薄冰上行驶一样左右摇摆，这时，车载传感器“感应”到汽车在滑行，稳定控制系统操控刹车让特定车轮停止转动，汽车缓慢地停止了甩尾。

它的工作原理看似简单，也的确如此，但是支持这个系统的幕后科技却意义非凡。那些保障汽车驾驶员生命安全的产品———如汽车安全带的问世，都没能达到这样惊人的效果。不能与之相比的还有安全气囊、刹车闭锁（ABS）、牵引控制仪、轮胎压力控制器、全轮驱动器，还有远程电子控制装置。

通用汽车公司截至2010 年对汽车稳定控制性能实现全面升级，
比规定早2 年时间。
“没有哪项安全技术能够如此明显地减轻致命撞击力的作用。”高速公路安全保险协会（IIHS）发表声明。

这就是为什么美国高速公路安全管理署（NHTSA）下发规定，截至2012年，所有微型轿车和小卡车需强制安装电
子稳定控制系统（ESC）。IIHS和NHTSA两个组织的研究表明ESC系统在美国每年能够挽救5000到10000人的生命。除安全带的保护作用接近它之外，其他任何一项技术都不能达到如此近似的结果。

在汽车转向不足的情况下，带ESC系统的汽车对左后轮进行
制动控制，让汽车回到正常控制状态。

为了符合国家规定，汽车需要添加惯性传感器模块并升级电子液压单元。没有闭锁
刹车系统的汽车还需要安装转角传感器和轮速传感器。（来源：TRW 汽车）
“电子稳定控制系统与闭锁刹车或者空气气囊相比，能够挽救更多人的生命。”消费者协会汽车性能测试部门测试主管David Champion说道，“这项安全系统的潜能无限。”

汽车稳定性革新的代价

稳定控制系统让入门级汽车增加了479美元的成本

多功能豪华汽车增加电子稳定控制系统的成本与小型入门级汽车相比有天壤之别。NHTSA组织声明，对新轻型卡车或者SUVs来说，增加的成本大约为29.20美元。新微型轿车增加设备的成本平均为90.30美元。那些没有闭锁刹车（ABS）系统、轮速传感器、横摆角速度传感器和横向加速仪的入门级汽车，将会吃苦头，根据NHTSA估计它们需要增加的成本为479美元。

预防危险事故链的形成

遗憾的是，该系统的发展并不是一帆风顺。电子稳定控制系统早在90年代中期就问世了，当时并没有得到人们的重视。报纸只做了简单的报道，没有用斜体字加以关注，人们仅把它看做是闭锁刹车系统上一项附加的改进技术。几乎没有行业内人士预测出它在安全性能方面的潜力。

从2004年开始，科学研究显示表明ESC系统能够极大地减少单车事故。IIHS研究发现电子稳定控制系统可减少重大单车事故的比例高得惊人，达到了56％。此外，NHTSA机构的研究表明，它能够帮助减少35％的重大事故。爱荷华州立大学以及瑞典国家交通局的类似研究也表明，这项技术让汽车在潮湿或者积雪道路上分别减少了34％和38％的重大事故。

通过对硬件和软件的创新应用，ESC系统的表现异常惊人。车辆行驶时，ESC将系统软件运算与车辆传感器和微控制器相结合，意图对驾驶员和实际车辆行驶状况进行对比分析。系统通过监控方向盘角度、节气门传感器以及刹车的工作情况来辨别驾驶员意图。它的操作与轮胎速度传感器、横向加速计和横摆角速度传感器的操作类似——并以此来设计汽车性能软件模型。

“通过观察横摆角速率、横向加速度和车轮速度，我们能够知道汽车的当前状况。”Bosch汽车配件公司市场及产品策略总监Scott Dahl说道，“如果这些数据和驾驶员意图不符，我们必须将两者统一归回正位。”

事实上，系统的主要目的是观察车辆的偏转度，如果与驾驶员意图不符，则要将车辆归位。这个功能非常重要，因为车辆对于地面垂直轴的顺时针或逆时针的旋转角度，即偏转度异常——是事故最常见的致命因素。汽车偏转产生的情形有：刹车、绊倒、翻滚和撞击，这些形成了危险事故链，一旦发生，一般的驾驶操作都无法挽回。

但是电子稳定控制系统在事故因素产生前就制止了危险事故链的产生。通过刹车控制特定的轮胎方向，以制止车辆偏转情况的产生。

以防万一，多数汽车制造商设计的ESC系统都采用了复杂软件运算法则序列，确保系统能够感知外界发生了什么。例如Bosch公司采用软件计算来推断车辆下方地面的摩擦力系数。这样一来，系统便可以感知车辆是在冰面、沙砾或者干沥青路面行驶，以便提前做好准备。

“为了测量摩擦系数、汽车重量、轴距和其余每个我们可以想到的物理参数，我们设计了非常复杂的汽车模型。”Dahl说道。

谁来买单？

由于该系统对汽车进行了前所未有的革新，NHTSA在进行了大量安全研究之后于去年底下发了使用该技术的决定。美国政府强制规定——从2008年开始直到2012年在汽车上对该技术实现100％的应用——该决议对汽车消费者和汽车制造工程师们有相当大的影响。到2012年，美国全年出售的1700万台汽车都将会采用该技术。对于消费者来说，汽车事故将会大大减少。对于汽车工程师们来说，这意味着要多生产数百万电子液态模块、横向加速计、陀螺仪、转角传感器和微控制芯片。

稳定控制系统的安装使翻转的情况减少，驾驶员可以控制汽车（来源：TRW汽车）
这个规定也意味着汽车制造成本上升。现在没有安装ESC系统的每辆汽车将会被安装上“惯性模块”，该模块结合了横摆角速度传感器和横向加速计。惯性模块一般安装在乘客车厢中心控制台下方，由于包含了横摆角速度传感器，它的价格比较昂贵。横摆角速度传感器在几年内成本大大下降——2000年是每个50多美元，而如今下降到当时价格的一半，但对于汽车制造业来说，它仍十分昂贵。包含MEMS式和音叉式传感器的横摆角加速装置，由多家公司供应，如Analog Device公司, Bosch汽车配件公司以及Systron Donner公司。

将几个传感器安装在单印制电路板上，汽车供应商可在单机上测量