汽車安全領(lǐng)域中電子控制技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】電子技術(shù)的迅速發(fā)展給汽車電子控制技術(shù)提供了發(fā)展的必要基礎(chǔ)，而人們對(duì)汽車的依賴、對(duì)汽車安全與環(huán)保及節(jié)能的更高要求又是推動(dòng)汽車電子控制技術(shù)發(fā)展的原動(dòng)力。電子技術(shù)雖然發(fā)展，但是汽車安全也要格外注意。本文將用淺顯易懂的文字介紹車載智能電子控制技術(shù)對(duì)提高汽車安全性能主要控制技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】汽車電子；安全；應(yīng)用；控制

1.汽車電子防滑控制系統(tǒng)

汽車電子防滑控制主要包括制動(dòng)防滑、驅(qū)動(dòng)防滑和轉(zhuǎn)向行駛防滑等三個(gè)方面的控制。汽車防滑控制系統(tǒng)是汽車上的一種安全附屬裝置，可以防止汽車在制動(dòng)、起步、加速和轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)的側(cè)滑、跑偏、喪失轉(zhuǎn)向能力和滑轉(zhuǎn)等，從而起到保護(hù)乘客和車輛的作用，大大降低因制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)等而引起交通事故出現(xiàn)的概率。

1.1 制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）

汽車在剎車時(shí)，由輪胎提供摩擦力讓汽車停止運(yùn)動(dòng)。又由于靜態(tài)摩擦力（輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動(dòng)摩擦力（輪胎打滑），所以ABS系統(tǒng)能夠讓汽車獲得更大摩擦力使其更快停止。汽車制動(dòng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是汽車在任何路面上緊急制動(dòng)時(shí)，汽車智能電子系統(tǒng)接收到車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)，自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，使車輪處于轉(zhuǎn)動(dòng)與滑動(dòng)的臨界狀態(tài)，防止車輪完全抱死，使車輪獲得最大制動(dòng)摩擦力，獲得最佳制動(dòng)效果。從而避免制動(dòng)過(guò)程中的跑偏、側(cè)滑、和喪失轉(zhuǎn)向操縱能力等，提高了汽車汽車操縱性能和穩(wěn)定性能。同時(shí)，汽車還能獲取最大制動(dòng)力，縮短30%的制動(dòng)距離，提高汽車的制動(dòng)性能，對(duì)保證汽車安全具有重要意義。

1.2 驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）

汽車在起步或加速時(shí)，特別是下雨、下雪、冰雹、路凍等摩擦力較小的特殊路面上行駛時(shí)，往往會(huì)發(fā)生驅(qū)動(dòng)輪打滑現(xiàn)象，這在山路上非常危險(xiǎn)的。為了保證汽車行駛安全穩(wěn)定性，控制車輪不出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要通過(guò)汽車車載智能控制單元接收到輪速傳感器信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火部分和供油，通常通過(guò)改變節(jié)氣門開度和點(diǎn)火提前角的方式調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，確保車輪與地面之間最大附著力和牽引力，使車輪的滑移率達(dá)到最佳范圍內(nèi)（15%～20%）。如果車輪打滑得不到控制，車子就會(huì)失控。所以，別以為只有剎車時(shí)車輪抱死會(huì)出危險(xiǎn)，起步時(shí)車輪打滑一樣會(huì)出問題。

1.3 車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）

車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)（EPS）當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向、制動(dòng)或打滑時(shí)，電子控制單元ECU接收到包括來(lái)自轉(zhuǎn)向角度傳感器（檢測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、輪速傳感器（監(jiān)測(cè)各個(gè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度）、G（側(cè)滑）傳感器（監(jiān)測(cè)車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)）、橫擺率（橫向加速度）傳感器（測(cè)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力）、減速度傳感器，對(duì)車輛的的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析、計(jì)算和判斷然后發(fā)出指令，把制動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)的壓力泵產(chǎn)生的的液壓傳送到相應(yīng)的車輪制動(dòng)器的輪缸。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)前輪側(cè)滑和后輪側(cè)滑的控制，使車輛不偏離正確的行駛軌跡。

1.4 緊急制動(dòng)輔助系統(tǒng)（BAS）

由于大度數(shù)駕駛員在緊急情況下會(huì)優(yōu)柔寡斷，不能有效的采取制動(dòng)措施。制動(dòng)系統(tǒng)性能不能有效發(fā)揮，制動(dòng)距離明顯延長(zhǎng)。為了縮短縮短在緊急制動(dòng)的情況下的剎車距離，梅賽德斯-奔馳公司研制了制動(dòng)輔助系統(tǒng)（BAS）。從1997年開始，這個(gè)系統(tǒng)成為所有梅賽德斯-奔馳轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝配。

2.安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)（SRS）

汽車與阻礙物的撞擊為第一次碰撞，人與汽車上相應(yīng)部件的撞擊為第二碰撞，一般在第一次碰撞發(fā)生的60ms發(fā)生碰撞，人的傷亡由第二次碰撞造成。當(dāng)汽車第一次碰撞發(fā)生后，第二次碰撞發(fā)生前，傳感器感受汽車碰撞強(qiáng)度并將其傳給控制器，SRS的ECU接收與處理傳感器的信號(hào)，當(dāng)SRS的ECU判斷有必要打開氣囊時(shí)，立即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點(diǎn)火后迅速產(chǎn)生大量氣體并快速展開氣囊（氣囊的整個(gè)充氣過(guò)程大約需要30ms），完成安全氣囊整個(gè)工作過(guò)程，阻擋乘員（主要有正面、側(cè)面、膝部、頭部）與車內(nèi)相應(yīng)構(gòu)件之間可能發(fā)生的碰撞，通過(guò)氣囊上的排氣節(jié)流空的阻尼作用吸收乘員的動(dòng)能，從而打到保護(hù)乘員的目的。

3.汽車電子防撞系統(tǒng)

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站公布的2012年統(tǒng)計(jì)公報(bào)獲悉，中國(guó)2012年末全國(guó)民用汽車保有量達(dá)12089萬(wàn)輛（包括三輪汽車和低速貨車1145萬(wàn)輛），比上年末增長(zhǎng)14.3%。道路上行駛的汽車密度越來(lái)越大，碰撞事故與日俱增。為了防止高速行駛車輛之間或者行駛車輛與與路邊車輛之間的碰撞，現(xiàn)已研制和開發(fā)出一種自動(dòng)控制的防汽車追尾系統(tǒng)——汽車電子防撞系統(tǒng)。當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，該系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)，當(dāng)后車車頭非常接近前車車尾、障礙物時(shí)，該系統(tǒng)裝有測(cè)距傳感器，由該傳感器利用光線、激光或超聲波，測(cè)得汽車與障礙物間的距離，將這個(gè)距離信號(hào)和車速信號(hào)以及車輪轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)送入ECU，通過(guò)計(jì)算求出汽車和前方車尾實(shí)際距離以及相互接近的相對(duì)速度，并向駕駛員發(fā)出預(yù)告會(huì)車、超車的警告，顯示前方物體的距離；當(dāng)快要撞車時(shí)，ECU向制動(dòng)器和節(jié)氣門控制電路發(fā)出控制指令，即可使汽車及時(shí)制動(dòng)，從而有效的避免追尾、撞車。

4.電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)（EPB）

大多駕駛初學(xué)者在上坡起步都會(huì)面臨一件非常棘手的難題——倒溜，有時(shí)由于與后車保留的安全距離不足造成不必的擦掛。電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)（EPB）能夠有效的預(yù)防這樣的事故。這個(gè)系統(tǒng)在上坡起步時(shí)主要通過(guò)坡度傳感器監(jiān)測(cè)出坡度然后將信號(hào)傳輸?shù)紼CU并計(jì)算給出準(zhǔn)確的駐車力，智能調(diào)節(jié)制動(dòng)力，在上坡起動(dòng)時(shí)，駐車控制單元通過(guò)離合器距離傳感器，離合器捏合速度傳感器，油門踏板傳感器等提供的信號(hào)通過(guò)計(jì)算，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力時(shí)自動(dòng)釋放駐車制動(dòng)，從而使汽車能夠平穩(wěn)起步。能夠避免車輛不必要的滑行，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是車輛不會(huì)溜后，保障上坡起步安全。

5.輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）

我們要經(jīng)常檢查輪胎胎壓力，TPMS就是專門檢測(cè)輪胎壓力保證行車安全的系統(tǒng)。一種是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，簡(jiǎn)稱PSB），顧名思義，這種系統(tǒng)要在每個(gè)輪胎里安裝壓力傳感器來(lái)直接測(cè)量輪胎的氣壓，利用無(wú)線射頻發(fā)射器將壓力信號(hào)從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器上，然后對(duì)每個(gè)輪胎氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。當(dāng)輪胎氣壓低于門限值或漏氣時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)。另一種為間接式（Wheel-Speed Based TPMS，簡(jiǎn)稱WSB），這種系統(tǒng)是通過(guò)共享汽車ABS系統(tǒng)的輪胎轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)通過(guò)處理器計(jì)算，來(lái)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)測(cè)胎壓的目的。還有一種為復(fù)合式（TPMS），該系統(tǒng)是將直接式輪胎壓力檢測(cè)系統(tǒng)（PSB）和間接式輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（WSB）結(jié)合而成，吸取了前兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，提供更安全穩(wěn)定的胎壓數(shù)據(jù)。

總之，自電子技術(shù)在汽車安全方面得到應(yīng)用后，整車的安全性能便得到很大提高，但是能否安全行車，不僅僅由汽車安全配置的好壞決定，如若酒后違規(guī)駕車，麻痹大意，開車打電話，高速飆車等違法駕車行為，即使安全性能再高的汽車，也不能保障行車安全。因此我們要注意在電子控制技術(shù)發(fā)展當(dāng)?shù)赖漠?dāng)下更要注重自己本身的操作。

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