汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)淺析及展望

石錦蕓

杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 杭州 310018

隨著車輛的普及和人們安全意識(shí)的增強(qiáng)，行車安全越來(lái)越受到人們的重視，汽車安全系統(tǒng)的重要性也就越來(lái)越突出。汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)是指能介入駕駛動(dòng)作的安全系統(tǒng)，它作用在汽車發(fā)生碰撞之前，這些裝置會(huì)在車輛近乎失控時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，從而讓駕駛者恢復(fù)對(duì)車輛的控制，最大限度避免意外發(fā)生。

一、保證制動(dòng)穩(wěn)定性的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)

汽車在制動(dòng)過(guò)程中能維持直線行駛或按預(yù)定彎道行駛就稱其制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性好。汽車在光滑路面緊急制動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)抱死滑移[1]。如果前輪抱死，駕駛員在制動(dòng)過(guò)程中躲避障礙物、行人及在彎道上應(yīng)采取的必要的轉(zhuǎn)向操縱就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果后輪抱死，在很小的側(cè)向干擾力下，汽車就會(huì)發(fā)生甩尾等事故。制動(dòng)防抱死系統(tǒng)可避免緊急制動(dòng)時(shí)車輪抱死。

制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的主要部件有車輪轉(zhuǎn)速傳感器、控制器及制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等。在緊急制動(dòng)時(shí)傳感器將監(jiān)測(cè)到的各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)送入控制器，由控制器計(jì)算車輪滑移率，判斷車輪是否需要抱死，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪有抱死傾向，控制器就向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令，調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)壓力，使車輪處于理想的制動(dòng)狀態(tài)，保持制動(dòng)時(shí)車輛的穩(wěn)定性。

在汽車制動(dòng)的瞬間，電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)配合制動(dòng)防抱死系統(tǒng)計(jì)算出不同車輪最合理的制動(dòng)力并分配給每個(gè)車輪。在剛開始制動(dòng)時(shí)，電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)便會(huì)根據(jù)車輪垂直載荷和路面附著系數(shù)分配制動(dòng)器制動(dòng)力，充分利用路面附著系數(shù)，縮短制動(dòng)距離并提高汽車的方向穩(wěn)定性。

二、保證操縱穩(wěn)定性的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)

1.牽引力控制系統(tǒng)

汽車在光滑路面起步或急加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪也有可能滑轉(zhuǎn)，這會(huì)導(dǎo)致方向失控[2]78-79。牽引力控制系統(tǒng)依靠車輪速度傳感器檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪的速度，通過(guò)控制器判別兩類車輪的速度差，若從動(dòng)輪速度低于驅(qū)動(dòng)輪時(shí)（這是打滑的特征），控制器就會(huì)向執(zhí)行器發(fā)出信號(hào)，減小驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力。具體的調(diào)節(jié)措施一是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間、減小氣門開度、減少進(jìn)氣量來(lái)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力；二是通過(guò)給驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)并調(diào)節(jié)制動(dòng)力以降低驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，從而使車輪不再打滑。該系統(tǒng)一般裝載在有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車上。

2.車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)

當(dāng)車輛前方突然出現(xiàn)障礙物，為緊急躲避障礙物時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過(guò)度的情況，此時(shí)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮校正循跡方向的作用[2]111-112。該系統(tǒng)的傳感器有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車輪速度傳感器、偏航率傳感器、橫向加速度傳感器等，其能對(duì)汽車行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足時(shí)，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)會(huì)放慢內(nèi)后輪，校正行駛方向。當(dāng)轉(zhuǎn)向過(guò)多時(shí)會(huì)出現(xiàn)后輪失控甩尾的情況，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)便會(huì)放慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定汽車。

三、保證安全車距與速度控制的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)

在高速公路上行駛時(shí)，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)可減輕駕駛員疲勞感，保證行駛的安全性。當(dāng)前方無(wú)行駛車輛時(shí)，該系統(tǒng)自動(dòng)控制車輛在駕駛員設(shè)定的車速下運(yùn)行；當(dāng)前方有車輛時(shí)，駕駛員根據(jù)實(shí)際道路情況啟動(dòng)該系統(tǒng)，確定合適的行駛速度，在與前車保持安全距離的前提下行駛[3]。安裝在前保險(xiǎn)杠內(nèi)的雷達(dá)式車距傳感器持續(xù)探測(cè)與前方車輛的距離，當(dāng)與前車距離過(guò)小而駕駛員沒有采取措施時(shí)，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，同時(shí)主動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，通過(guò)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)適當(dāng)制動(dòng)，始終與前車保持安全距離。車輪上的輪速傳感器感知車輛的行駛速度，如果前車加速，該系統(tǒng)也會(huì)加速但不會(huì)超過(guò)設(shè)定的車速。在任何時(shí)候駕駛員都可以主動(dòng)對(duì)車輛進(jìn)行加速或制動(dòng)，該系統(tǒng)隨即終止巡航控制。

四、汽車輪胎監(jiān)視系統(tǒng)

輪胎安全是影響駕駛安全的重要因素之一，輪胎氣壓過(guò)高，其抓地能力變差或易爆胎；氣壓不足使輪胎排水性下降，雨天行駛汽車容易側(cè)滑；若4個(gè)車輪胎壓不一致，則會(huì)導(dǎo)致行駛跑偏。輪胎監(jiān)視系統(tǒng)是保證駕駛員與乘客安全的預(yù)警系統(tǒng)。安裝在每個(gè)輪胎里的輪胎壓力和溫度監(jiān)測(cè)模塊精確地檢測(cè)輪胎的壓力與溫度，將測(cè)量到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳到中央監(jiān)視器，并顯示在儀表臺(tái)的屏幕上，當(dāng)輪胎氣壓或溫度異常時(shí)，中央監(jiān)視器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒駕駛員采取措施。

五、汽車主動(dòng)安全控制系統(tǒng)發(fā)展展望

引領(lǐng)汽車發(fā)展的永遠(yuǎn)是技術(shù)，人工智能技術(shù)是未來(lái)汽車主動(dòng)安全控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

人車交互技術(shù)是對(duì)駕駛?cè)藛T的語(yǔ)音語(yǔ)氣、行為動(dòng)作、頭部位置、情緒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和分析的技術(shù)[4]，如果監(jiān)測(cè)到駕駛員有情緒不穩(wěn)定、頭部偏離座位等現(xiàn)象，表明駕駛員處于疲勞駕駛狀態(tài)，該技術(shù)系統(tǒng)就發(fā)出警示或者采取措施，保證駕駛安全。

車車交互技術(shù)能檢測(cè)相鄰車輛的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)和逆向來(lái)車進(jìn)行信息交互，能預(yù)先獲得前方路面、大氣及交通狀況等信息。此外，在交通信號(hào)燈控制的路口，當(dāng)頭車啟動(dòng)后，能將其啟動(dòng)的信息傳遞給后方車輛，這樣能及時(shí)通知后方車輛啟動(dòng)，降低啟動(dòng)延遲造成的時(shí)間浪費(fèi)，緩解交通堵塞。※

參考文獻(xiàn)：

[1]李雷.汽車底盤電控系統(tǒng)檢修[M].北京：人民郵電出版社，2009：99.

[2]嵇偉.汽車底盤電控技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]鄭堯軍.汽車車身電控技術(shù)[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2009：135-145.

[4]曹堅(jiān).人工智能技術(shù)在汽車人性化配置中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（13）：15-16.