3.3.3 车身电子稳定系统（ESP）理论基础

ESP是一种集成了ABS和TCS功能，具有横向稳定性控制功能的车辆纵向和横向动力学控制系统，它在所有行驶工况下辅助驾驶人控制车辆行驶轨迹，可以明显地改善车辆的行驶稳定性，使交通事故发生率大大降低。ABS和TCS在紧急制动和急加速的行驶工况下通过阻止车轮抱死及驱动轮打滑使车辆保持稳定并具有足够的转向能力。ESP在任何行驶工况下，即使没有进行紧急制动和紧急加速，只要车辆受横摆力矩干扰处于过度转向或不足转向的不稳定状态，就通过复合性控制的策略，选择性地自动对单个制动器实行制动干预而无需踩制动踏板，或者自动对动力输出实行发动机转矩干预，在某些工况下甚至制动和发动机转矩同时干预，修正车辆的实际行驶方向从而按驾驶人意图行驶，在车辆和路面条件所限定的物理学极限范围内使车辆保持稳定和容易控制。

1.ESP控制器硬件结构和液压原理

ESP利用常规制动装置和传感器（轮速传感器、转角传感器、压力传感器、横摆角速度传感器和侧向/纵向加速度传感器）并借助执行机构（ESP控制器、发动机管理系统、变速器和转向系统）通过制动和发动机介入来控制车辆的行驶动力学性能。图3-18所示为ESP系统原理图。

图3-19所示为ESP系统在车辆上的布置情况。与ABS系统相比较，首先控制器的液压单元需要扩展，增加驱动轮制动器自主建压所必需的高压换向阀和TCS隔离阀，电子控制单元需要扩展，提高复杂运算所必需的CPU速度和随机存取存储器（RAM）容量，并相应提高泵电机功率。相对于只有4个轮速传感器可以沿用的ABS，需要增加转向盘转角传感器、总泵压力传感器（通常集成于液压控制单元中）和ESP多功能传感器（横摆角速度传感器/侧向加速度传感器/纵向加速度传感器），用于计算驾驶人意图和车辆实际运动状态。随着传感器技术和制造工艺的不断进步，多功能的ESP组合传感器已经可以以芯片的形式集成于ESP控制器的电子控制单元（ECU）内，并迅速得到批量应用。因此目前大部分车辆已取消外置的多功能组合传感器，改用内置集成式PYA（Pressure：压力，Yaw Rate：横摆角速度，Acceleration：加速度）传感器的ESP控制器，这样既节约了装配空间，又节约了材料成本。但与此同时，由于传感器信号对振动有较高的敏感性，对ESP控制器支架的结构设计提出了更高的设计要求。

ESP控制器和ABS控制器相似，各供应商采用的结构设计及生产工艺各不相同，但总体构造是一样的，通常由液压控制单元（HCU）和电子控制单元（ECU）组成。其中液压控制单元由一个带12个电磁阀的铝合金阀体、1个或多个旋入式液压压力传感器、柱塞泵和直流电机组成。图3-20所示为ESP控制器总成示意图。

ESP系统为了实现主动增压功能，硬件结构比ABS多了4个电磁阀（2个供液阀和2个隔离阀）。

表3-1所列为某X型制动系统液压回路布置的ESP系统电磁阀过液面积参数。电磁阀的过液面积参数受车辆重量、制动系统结构形式及压力模型等影响，在车辆开发前期，需要根据制动系统参数匹配计算和选型。随着ESP液压流量的增大，电机和柱塞泵的性能也需要相应地提高。

图3-21所示为X型交叉管路布置四轮独立控制的ESP系统液压原理图。

2.ESP系统传感器介绍

传感器是ESP系统极其重要的功能件，ESP系统需要借助众多传感器来识别驾驶人的操作意图和车辆实际运动状态。其中，转向盘转角传感器和制动压力传感器用来确定驾驶人操作意图，轮速传感器、横摆角速度传感器、侧向/纵向加速度传感器及某些重心较高的车辆使用的侧倾传感器用来确定车辆实际运动状态。

（1）轮速传感器 轮速传感器按照其工作原理的不同，主要分为主动式和被动式轮速传感器两大类（图3-22）。主动式轮速传感器带信号转换电路并需要外部供电，由于其具有数字方波信号［0，1］输出的优点，受轮速和传感器间隙影响小，能识别极弱的轮速信号和车轮转动方向，识别精度高且更可靠，有利于ABS/ESP系统及其扩展功能。主动式传感器输出的轮速信号为数字信号，无需ECU转换和处理，可直接被ABS/ESP的ECU采用，性价比相对较高。

被动式轮速传感器不带信号转换电路，也无需外部供电，但是由于其模拟量信号输出（电压）的幅值受轮速和传感器间隙影响，且轮速越低、间隙越大，信号越弱，轮速识别精度相对较低，所能识别的轮速信号取决于信号的质量和可靠性，最低识别精度约为2km/h，低于该轮速，则测得的信号不可靠，故其适用范围具有局限性，而且其输出的电压模拟量信号必须经ECU信号转换电路处理才能使用，性价比相对较低。

被动式轮速传感器的工作原理是法拉第电磁感应原理，如图3-23所示。

被动式轮速传感器包括一个永磁体和一个连接到永磁体上的软磁性极轴，极轴插入绕阻中，这样就形成了一个恒定的磁场。极轴安装在与轮毂连接的齿圈的正上方，当齿圈转动时，轮齿和缺口的连续交替会引起恒定磁场的相应波动，这就改变了通过极轴和绕阻的磁通量，这些波动最终产生适合在绕阻另一端检测的交变电压，这一交变电压的频率和幅值与转速和编码器齿数成正比关系，通过ECU所能识别的最小幅值电压，就可算出被动式轮速传感器所能识别的理论最小车速。

主动式转速传感器的工作原理基于霍尔效应，如图3-24所示。

如果在导体中存在电流且存在与电流垂直的磁场，那么在横向上会产生电压，这就是霍尔效应，该电压称为霍尔电势。

带方向识别的主动式轮速传感器通过向ECU发送一个区别于轮速脉冲的附加信号来识别车轮旋转方向。不带方向识别的轮速传感器只输出高、低电平的2种电流信号，输出电流分别为低电平I_L=7mA和高电平I_H=14mA（数值仅供参考，不同车型的不同传感器类型有不同定义），因此不能识别转动方向，随着编码轮旋转，信号呈周期性变化，两种电平交替输出。

带方向识别的轮速传感器输出高、中、低3种电平的电流信号，分别为低电平I_L=7mA、中电平I_M=14mA和高电平I_H=28mA。其中I_M作为数据协议信号，每半个周期紧随I_H出现，随着轮旋转（带NS极交替变化的磁环），该信号也呈周期性变化，每个周期出现两次。

（2）横摆角速度传感器和加速度传感器 横摆角速度传感器和加速度传感器用来测量车辆绕重心轴的横摆运动及纵向和侧向加速度，以确定车辆的实际运动状态。为减少零件数量和减小体积，便于系统在车辆上的布置并节约材料成本，ESP系统或传感器供应商普遍采用组合或集成设计来达到这一目的。ESP组合传感器在车辆上最理想的安装位置是在驾驶舱中央通道附近，尽可能接近整车重心位置，也可以选择前后座椅下的车身地板等具备足够大质量和支撑刚度，难以激发共振的大支撑件。随着技术的不断进步，这一多功能的组合传感器已普遍被集成于ESP控制器ECU芯片的内置式 PYA传感器所取代，其中纵向加速度传感器还利用车辆驻坡时重力分力产生的加速度计算坡度作为ESP扩展功能的输入信号。

横摆角速度传感器基于共振原理来测量车辆绕垂直轴线（Z轴）的旋转速度，如图3-25a所示，当车辆产生一个绕Z轴的旋转运动时，处于永久磁场中的传感器敏感元件因惯性产生振荡，科里奥利力的作用使一对共振叉的共振特性发生改变，通过测量敏感元件的电容变化，经信号处理电路的滤波、放大等调制处理，按敏感元件与传感器内部微处理器的通信协议输出一个与横摆角速度成比例关系的电压模拟量或数字信号。其与ECU之间的数据传输通常采用内部CAN总线点对点传输方式。

加速度传感器同样由采用表面微机械技术的敏感元件组成，其工作原理基于差分电容，即借助粘贴在振动质量块上的测量元件，通过一个弹簧-质量系统实现，如图3-25b所示。横向和纵向加速度传感器上采用的是相同的测量元件，只是布置方向不同。

（3）制动压力传感器 所有通过制动介入的行驶动力学系统都要求测量或理论计算系统制动压力，在相对简单的ABS中，通常由于成本原因采用理论计算方法，通过压力模型测算系统压力，对于具有标准功能的ESP系统，只需要测量驾驶人通过制动踏板给出的总泵压力来确定驾驶人意图，并在计算修正偏转力矩所需单独施加某轮的制动压力时将总泵压力叠加，对于制动舒适性要求更高的车辆则还需要测量轮缸制动压力，对于目前仍在不断完善的电液制动系统（EHB）甚至需要测量每个车轮制动器轮缸压力及高压蓄能器的压力。图3-26所示为一个用于标准ESP的压入式制动压力传感器的一种典型结构，集成于ESP控制器的液压控制单元（HCU）中，其工作原理基于霍尔效应，输出电压信号，主要特征参数见表3-2。

3.ESP系统扩展功能

在标准功能ESP系统的基础上，通过软件和硬件的进一步扩展开发出许多附加功能。

（1）坡道起步辅助（HHC） 坡道起步辅助（Hill Hold Control, HHC）防止车辆在坡道上起步时“溜坡”，在车辆坡道起步阶段，当驾驶人松开制动踏板后通过ESP延迟释放制动压力实现该功能，其工作原理如图3-27所示，描述如下：

1）驾驶人通过制动将车辆停在坡道上，使车辆完全静止，如图3-27a所示。

2）从松开制动踏板改为踩加速踏板，HHC保持制动压力，确保车辆保持在坡道上，没有“溜坡”，如图3-27b所示。

3）踩加速踏板，使发动机动力不断地上升但还不足以使车辆起步，在此过程中，ESP控制制动压力使其适应发动机转矩的上升成比例地降低，始终与驱动力保持平衡，确保车辆继续保持在坡道上，如图3-27c所示。

4）当驱动力足够克服行驶阻力使车辆向前行驶时，制动压力才被释放到0，车辆正常起步，如图3-27d所示。

通常HHC起作用的时间为1.5～2s，可以在车辆最大爬坡能力范围的前进档和倒档上坡的工况下发挥作用，坡度通常借助集成在ESP组合传感器或者集成在ESP控制器内的纵向加速度传感器的测量值计算出来。

（2）液压制动辅助（HBA） 当遇到紧急情况时，驾驶人很快地踩制动踏板，但是力量不够时，液压制动辅助（Hydraulic Brake Assist, HBA）功能就会被激活，ESP系统使4个轮缸的制动压力增加，直到4个车轮都进入ABS调节状态，使车辆获得最大的减速度。

如图3-28所示，普通驾驶人在HBA的帮助下，可以使轮缸压力上升得更快，缩短了制动力上升时间，更早地进入ABS调节状态，也就意味着可以减小制动距离。

（3）液压制动增强（HBB） 车辆在真空度不足导致在真空助力器有效工作范围以外制动时，制动踏板会“变硬”。液压制动增强（Hydraulic Brake Boost,HBB）帮助驾驶人在真空助力器的真空度不足时和助力器工作范围以外制动时，触发ESP泵电机主动提高制动压力以平衡真空度不足引起的制动力不足，以及改善制动踏板舒适性，这一功能在空气稀薄的高原地区行驶时特别有帮助。HBB功能可以取代电子真空泵等材料成本较高的真空度补偿装置，节约材料成本。

HBB功能需要一个真空度传感器来识别真空助力器有效工作范围的临界点，不用增加额外的硬件，只是ESP软件的扩展开发。

HBB可以用于各种真空度不足的情况，来帮助驾驶人提高制动压力，这一方面可以缩短制动距离，另一方面能改善制动踏板舒适性。一些满载质量（GVM）超过2t的轿车可能无法满足有关规定中真空助力失效时对制动距离的要求，HBB可以帮助这些车辆达到规定的要求，同时还起到了降低成本的作用。

新型的汽油发动机在冷起动时为减少尾气排放，节气门开度较大，容易产生真空度不足，HBB能够补偿真空度不足造成的制动力损失，帮助发动机降低排放。

（4）后轴全制动（RAB） 后轴全制动（Rear Axle Boost, RAB）是ESP的一个附加扩展功能，其与EBD的工作原理相反，或者说是对EBD功能作用后的一个补充。EBD是防止后轮先于前轮抱死而降低后轮制动压力。当前轮进入ABS调节状态，而后轮还没有进入ABS调节状态时，RAB会被激活，ESP将对后轮进行建压而使4个车轮都进入ABS调节状态，使4个车轮充分利用地面附着力缩短制动距离。此种情况对于后轴满载更加有效。

（5）ESP敏感控制策略（SESP） ESP敏感控制策略（Sensitive ESP, SESP）是标准ESP的一个扩展。标准ESP只有在车辆表现与驾驶人意图出现明显偏差时才开始工作，而SESP可以在车辆行驶状态偏差还没有被驾驶人觉察到之前就开始对车辆进行修正，目标是将横摆角速度尽可能控制在早期临界范围内，由于介入比较早，相比标准ESP，SESP可以采取更加舒适的控制策略。当SESP不能够有效地稳定车辆时，标准ESP就会接管控制，进一步稳定车辆。

SESP只在一些稳态转向、节气门开度交变及部分制动的行驶工况下工作，如转向盘转角稳定输入下的直道及弯道半制动或松加速踏板情况。由于舒适性的原因，SESP只在车轮滑移率较小的范围内工作，大部分情况下在后轮上进行控制，SESP优先通过减小车轮压力来进行控制，在通过增大车轮压力来控制车辆时，最大压力也会受到限制。

（6）制动盘擦拭（BDW）功能 在一些特别紧急的制动工况下，任何一点时间的节省都是非常有意义的，因此开发了制动盘擦拭（Brake Disc Wiping, BDW）功能，以降低雨天对制动的影响。在大雨天气，雨水很可能会在制动盘上形成一层薄薄的水膜，这个水膜会延长制动减速度建立的时间。当ECU通过雨量传感器或者刮水器电机的状态监测到下雨，而且加速踏板被踩下，没有驾驶人制动或电子制动系统的干预，车速也必须高于一定的门限值（如80km/h）时，BDW被激活。

BDW工作时，通过周期性地施加一个简短的、间歇式的、轻微的制动来擦拭制动盘表面的水膜，以便雨天行驶在一定车速下能使制动盘保持干燥，提高雨天制动效能。

（7）制动热衰退补偿（FBS） 制动热衰退补偿（Fading Brake Support, FBS）用于帮助驾驶人在制动热衰退状态下紧急制动时进入ABS调节状态。车辆持续制动（如下长坡）时，制动器温度过高会导致制动热衰退，在紧急制动时，驾驶人猛踩制动踏板，即使制动主缸压力达到ABS调节的理论值也不能触发ABS调节，FBS通过ESP泵电机额外建立压力使车辆进入ABS调节状态，缩短制动距离。

（8）驾驶人转向提示（DSR） 驾驶人转向提示（Driver Steering Recommendation,DSR）是一个主动干预转向操作的ESP扩展功能，借助ESP和电子助力转向（Electronic Power Steering, EPS）的通信联系，由ESP控制器发出指令，通过转向控制器轻微给转向盘施加一个转向补偿力矩提示驾驶人朝有利于保持车辆稳定的方向转转向盘。所施加的转向补偿力矩很小，用来提示驾驶人在车辆不稳定工况下采取正确的响应措施，方向修正还必须由驾驶人操作完成。当车辆在类似对开附着系数路面行驶或者处于剧烈动态驾驶操作状态时，DSR功能对驾驶人特别有帮助。ESP只有和EPS配合才能实现DSR功能。

（9）防侧翻功能（ROP） 高速过弯时过大的侧向力是导致重心高的车辆发生侧翻的原因。当车辆的侧向加速度超过某临界值时，汽车内侧车轮的轮荷趋于零，侧翻就可能发生。

防侧翻功能（Roll Over Prevention, ROP）可以利用额外的侧倾传感器判断车辆是否处于侧翻的危险工况，也可以通过现有的ESP传感器，对横向加速度、横摆角速度、转向盘角度、转向角梯度和驱动车轮的滑移率进行监控，判断侧翻趋势，并在超过某一门限值后，对转弯外侧的前车轮自动施加较大的制动力，从而产生纵向力，这样就限制了通过轮胎传递的侧向力，车辆的速度降低，使车辆的侧向加速度和侧翻角度保持在安全范围内。

（10）越野（Offroad）模式 越野（Offroad）模式是ESP的一项附加功能，主要包含如下三个方面的辅助功能：

1）驱动辅助。

① 加速踏板输出特性的更改。

② 提高TCS系统介入的滑转率门限值。

③ EDL功能介入得更早。

2）制动辅助。提高ABS功能介入的滑移率门限值。

3）陡坡缓降控制（Hill Descent Control,HDC）。ESP控制器主动建立制动压力，让车辆匀速下坡。

加速踏板输出特性的更改，可帮助驾驶人在山路或坏路等路面上控制车辆顺利起步，在起步过程中优化发动机的转矩输出特性，如图3-29所示。这种改善的加速踏板输出特性，使得车辆在光滑或不结实的路面上起步更加容易。

在越野模式下的驱动辅助，提高了TCS功能介入的门限值，使得车辆在松软路面上允许发动机输出更大的转矩，改善了起步性能。在车辆驶过横向不平的路面时，会导致一侧车轮悬空或者左右车轮的转速有差异。越野模式下的EDL功能比正常模式下介入得更早，可对快速滑转的车轮建立制动压力，更多的驱动转矩被传递到另一侧的车轮，从而改善车辆的牵引性能。

为改善在松软或低附着系数的路面上的制动性能，需要提高ABS功能介入的滑移率门限值。在松软或者低附着系数路面上制动时，可以在车辆轮胎和地面接触的前方形成楔子效应，增大轮胎与地面之间的摩擦力，缩短制动距离，如图3-30所示。

HDC是越野模式的主要功能之一，用于辅助驾驶人在山路、坡道上驾驶时控制车速。车辆在下坡行驶的过程中，由于重力在行驶方向上分力的作用，车辆会越来越快，HDC通过ESP主动介入，对车辆施加适当的制动压力，可使车速始终保持为驾驶人期望的车速。HDC需要通过一个越野模式按钮来激活，如图3-31所示，当HDC被激活时，仪表中也会显示一个以下坡车辆为标识符的HDC指示灯，当HDC正在工作时，这个指示灯会不停地闪烁。

越野模式功能除和ESP的功能相关外，还和发动机、变速器、转向、悬架等控制器功能相关。通过不同控制器的功能组合，并通过多功能开关来让驾驶人选择不同的驾驶模式体验，从而衍生出驾驶模式选择功能。

4.ESP系统附加功能

（1）胎压监测系统（TPMS） 胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System,TPMS）对轮胎胎压进行监控，在一个或多个轮胎缺气时通过警告灯和信号音通知驾驶人，该系统使轮胎尽可能以最佳胎压运行，以提高道路行驶安全性，延长轮胎使用寿命，减小滚动阻力，降低油耗，也可有效减少CO₂排放。胎压监测系统有直接测量式和间接测量式两种技术方案。

1）直接测量式胎压监测系统（DTPMS）。直接测量式胎压监测系统（Direct Tire Pressure Monitoring System,DTPMS）由专属的胎压传感器测量实际胎压，有独立的硬件和控制器软件，即胎压传感器带电池及发射天线和控制器单元，可以实时显示轮胎胎压和位置信息，因此准确。但其系统复杂，成本高。DTPMS与ABS/ESP关系不大，因此不进行详细描述。

2）间接测量式胎压监测系统（ITPMS）。间接测量式胎压监测系统（Indirect Tire Pressure Monitoring System,ITPMS）是一种纯数学计算的软件解决方案，集成在ABS或ESP中，通过对轮速传感器信号进行计算并与参照值进行比较来判断某一位置的轮胎是否漏气，通过点亮组合仪表内的ITPMS警告灯同时伴随蜂鸣器的声学警报来提示驾驶人。它利用ABS/ESP现有硬件实现，无需增加额外硬件，经济性好，但功能具有局限性。

为进一步提高ITPMS的鲁棒性和准确性，在ITPMS滚动半径算法的基础上，增加频谱分析模块，通过滚动半径和频谱分析两种算法的组合进一步提高漏气识别的准确性，并能够识别4个轮胎同时漏气的工况。ITPMS+的频谱分析算法基于路面激励和胎压变化与轮胎刚度和振动特性间的关联特征，并兼顾了更广的矢量范围，如极端气候温度和标定前后不同轮胎温度、碎石路、交变路面、单边或单轴载荷变化、使用冬季胎及运动风格的弯道驾驶等条件，因此无论在鲁棒性还是准确性方面均优于ITPMS，并支持轮胎故障的快速识别。

轮胎半径分析（Wheel Radius Analyze, WRA）模型计算的是车轮之间的相对滚动半径，通过图3-32所示的轮速差Δω计算。在自学习阶段，相对的车轮半径被标定，并且储存在不同的速度区间中。一般情况是自学习时的车轮半径与当前的车轮半径被用于胎压监测，图3-32中显示了当右前轮胎压不足时轮速是如何变化的。这个信息可以用于计算相对车轮半径。自学习的车轮半径与当前的车轮半径之间的偏差说明了存在胎压不足的情况，因此给出胎压报警。

WRA的一个限制就是不能监测4个车轮同时漏气并且漏气程度相近的情况。对于有1～3个车轮有不同程度的漏气情况，WRA可以给出一个非常准确的信息。WRA的作用速度范围是10km/h到最大车速。

轮胎频谱分析（Wheel Spectrum Analyze,WSA）计算车轮频谱特性，每个车轮有一个带有峰值的速度谱。在自学习阶段，名义的频谱特性被计算出来并且储存在各自的速度区间。通常情况下，相应的车轮频谱是通过算法在线计算出来的，名义频谱与当前的频谱的偏差被用于判断胎压报警的条件。图3-33中低压轮胎的频谱被标红，有一个更小的峰值频率和一个更高的峰值振幅。WSA与WRA共同工作可提高系统的鲁棒性和可靠性。

WSA同时考虑频率和振幅因素，因此可以监测到4个车轮漏气。WSA的工作速度范围是40～120km/h。

（2）车辆自动起停（Start&Stop） 系统 车辆自动起停（Start&Stop）系统在车辆处于短暂停止的工况下，如交通拥堵和等红灯等时，内燃机系统在满足自动起停的条件下自动熄火，在驾驶人操作车辆起步时自动重新点火，从而减少车辆在使用过程中的怠速时间，降低内燃机车辆的燃油消耗量。

Start&Stop系统自动起停工作原理：

1）自动档车辆。当驾驶人踩制动踏板到停车，踩住制动踏板或者切换为P档（停车档）时，发动机自动熄火；驾驶人松开制动踏板或档位从P档转出或瞬时轻踩加速踏板时，发动机自动重新起动。

2）手动档车辆。当驾驶人踩制动踏板到停车，切换到空档，并松开离合器踏板时，发动机自动熄火；驾驶人重新踩下离合器踏板时，发动机自动重新起动。

Start&Stop系统对起动机的起动电压有要求，在荷电状态SOC为80%时，起动时电压降不能低于9V。

ABS/ESP系统接收自动起停状态信息，发送是否允许Start&Stop自动熄火信息帧及车速信息。当起动机需要重新起动时，必须提前60ms通过CAN总线发送状态位（起动机拖动过程）给ABS/ESP控制器。如果车辆装备了ESP，ESP会发送HHC状态位和纵向加速度信号给Start&Stop系统，在车辆重新起动时，HHC功能在设定的条件下起作用，防止车辆在重新起动过程中“溜坡”。

ABS/ESP系统受Start&Stop系统的影响，主要是在发动机自动重新起动时的低电压故障屏蔽，可以通过仪表或者ABS/ESP系统等来制定自动重新起动时的低电压故障屏蔽技术方案。表3-3给出了ABS/ESP系统在Start&Stop模式下典型电压降方案。

（3）连续碰撞制动（MCB）功能 MCB功能是在车辆发生首次碰撞后，自动对车辆进行制动，通过自动制动使车辆动能迅速降低，避免车辆发生后续碰撞或降低后续碰撞车速，制动指令由安全气囊控制器根据传感器信号和控制算法对首次碰撞进行识别后发出，ESP响应安全气囊指令后触发MCB功能，主动建压使车辆减速，制动减速度高达0.6g。如果首次碰撞后ESP功能仍然完好，且触发的制动减速度达到了ABS或ESP介入门限，则MCB进行ABS或ESP制动调节，MCB激活期间可以随时被驾驶人“接管”，当识别到驾驶人有加速意愿（踩加速踏板，节气门上升梯度和开度信号）时MCB退出，当识别到驾驶人有更强制动的意愿（踩制动踏板和总泵压力信号）时MCB也退出，通常MCB工作的最小车速设定为10km/h。

迄今为止，尚无相关法规对MCB的性能要求做出规定，对MCB的技术规定和性能要求由各车辆制造商自行确定并随车辆和系统的技术进步更新，有些车辆制造商要求MCB结束后触发紧急制动信号，类似紧急制动提示（EBW）功能，通过危险报警闪光灯闪烁警示后方车辆。

（4）自适应巡航控制（ACC）系统 自适应巡航控制（ACC）系统能根据车流情况来调节车速，并帮助保持驾驶人所设置的和前车之间的距离，从而减轻驾驶人在驾驶过程中的负担，使驾驶人能更好地专注于当时的交通状况，让驾驶变得更为轻松。

ACC系统由一个中距离雷达传感器监控车辆前方的交通状况，该传感器发射雷达电波，并接收车辆前方物体反射回的电波，ACC系统能根据这些数据，计算出与前车的距离、前车的方位和与前车的相对速度。当前方可畅通行驶时，将保持所设置的期望速度，如果系统识别出本车正在向前方车辆靠近，将通过发动机控制器或ESP控制器对车辆进行配合干预，从而保持所设置的安全距离。当前方可再次畅通行驶时，ACC系统将使车辆加速至预先设定的期望速度。图3-34所示为ACC系统的组成。

ACC系统按雷达的探测距离分为低速ACC和高速ACC。低速ACC使用中距离雷达，ACC作用的最高车速为160km/h；高速ACC使用长距离雷达，ACC作用的最高车速可达210km/h。随着雷达技术的发展，ACC支持的理论车速未来也会进一步提高。

按ACC系统的功能分为基本功能自适应巡航系统（Basic ACC）、可实现跟随至停止自适应巡航系统（ACC FTS）、实现停止后起步自适应巡航系统（ACC Stop&Go）。

从ESP的角度来说，需要响应ACC系统的制动请求，并提供期望的制动减速度，因此ESP工作的时间会增长，需要从ESP硬件设计上提高ESP的耐久性能。ACC是一项舒适性功能，在提高ESP硬件耐久性能的同时需考虑ESP泵工作的噪声优化。

（5）前方安全辅助系统（FAS） 前方安全辅助系统（Front Assist System,FAS）利用ACC系统已有的雷达传感器及控制器，可以通过一个按键或菜单关闭或开启。FAS独立于ACC功能，如图3-35所示，即使ACC功能关闭，FAS仍然可以处于激活状态。

FAS的基本原理是根据与前方车辆的相对车速及距离来预测碰撞风险。有追尾风险时激活FAS功能，如图3-36所示。ESP直接响应雷达的减速指令，以尽量避免追尾或降低碰撞损失。

在车速大于或等于30km/h时，当前方安全辅助系统识别到与前方运动车辆快速接近并存在追尾危险时，制动系统会提前做好紧急制动的准备，减小制动钳和制动盘的间隙，同时通过声音和视觉信号提醒驾驶人，并随之产生短促但可感知的间歇制动，如图3-37所示。在发出碰撞警告之后，紧急制动系统会自动触发AEB-P部分制动功能（制动减速度为-3.5m/s2），以降低车速并给驾驶人创造更多的反应时间，一旦驾驶人踩下制动踏板，FAS持续计算为避免碰撞所需的减速度，如果系统识别到驾驶人的制动强度不够，则会激活HBA功能，增加制动压力，使车辆尽可能在障碍物前停止，以最大限度地避免碰撞。如果驾驶人对即将发生的碰撞仍然未能做出任何反应，并且FAS探测到追尾事故在所难免，该系统则会自动触发AEB-F功能，提升制动压力（制动减速度为-6m/s2），以提供更高的制动减速度，能极大地降低在碰撞时的本车速度，减轻事故对乘员所造成的伤害程度。

在车速小于30km/h时，当FAS探测到与前方行驶或静止的车辆快速接近并存在追尾危险时，制动系统会提前做好紧急制动的准备，减小制动钳和制动盘的间隙，如图3-38所示。如果驾驶人对危险状况未能做出反应，则FAS就会自动触发完全制动（制动减速度为-8m/s2），以避免碰撞发生或减少事故损失。

FAS功能分类见表3-4。

ESP对FAS的支持是响应其发出的制动需求信号，并按要求对车辆施加制动，同时调整HBA功能的门限值。