汽車主動安全系統(tǒng)淺析及展望

石錦蕓

摘要：汽車在運行過程中因地面、車況或環(huán)境等因素發(fā)生變化會使汽車偏離既定行進路線，造成跑偏、側滑、甩尾、撞車甚至翻車等事故。汽車主動安全系統(tǒng)可保證駕駛人員盡量自如地操控汽車，無論是在直線上制動與加速還是左右打方向都盡量保持平穩(wěn)，且不影響司機的視野與舒適性。

關鍵詞：汽車；主動安全控制；展望

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

汽車在制動過程中能維持直線行駛或按預定彎道行駛就稱其制動時汽車的方向穩(wěn)定性好。汽車在光滑路面緊急制動時，車輪會抱死滑移[1]。如果前輪抱死，駕駛員在制動過程中躲避障礙物、行人及在彎道上應采取的必要的轉向操縱就無法實現(xiàn)。如果后輪抱死，在很小的側向干擾力下，汽車就會發(fā)生甩尾等事故。制動防抱死系統(tǒng)可避免緊急制動時車輪抱死。

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

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

1.牽引力控制系統(tǒng)

汽車在光滑路面起步或急加速時，驅動輪也有可能滑轉，這會導致方向失控[2]78-79。牽引力控制系統(tǒng)依靠車輪速度傳感器檢測驅動輪和從動輪的速度，通過控制器判別兩類車輪的速度差，若從動輪速度低于驅動輪時（這是打滑的特征），控制器就會向執(zhí)行器發(fā)出信號，減小驅動輪的驅動力。具體的調(diào)節(jié)措施一是通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的點火時間、減小氣門開度、減少進氣量來減小發(fā)動機的動力；二是通過給驅動輪施加制動并調(diào)節(jié)制動力以降低驅動輪的驅動力，從而使車輪不再打滑。該系統(tǒng)一般裝載在有制動防抱死系統(tǒng)的汽車上。

2. 車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)

當車輛前方突然出現(xiàn)障礙物，為緊急躲避障礙物時會出現(xiàn)轉向不足或轉向過度的情況，此時車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)會發(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，其能對汽車行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)控，當出現(xiàn)轉向不足時，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)會放慢內(nèi)后輪，校正行駛方向。當轉向過多時會出現(xiàn)后輪失控甩尾的情況，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)便會放慢外側的前輪來穩(wěn)定汽車。

在高速公路上行駛時，自適應巡航控制系統(tǒng)可減輕駕駛員疲勞感，保證行駛的安全性。當前方無行駛車輛時，該系統(tǒng)自動控制車輛在駕駛員設定的車速下運行；當前方有車輛時，駕駛員根據(jù)實際道路情況啟動該系統(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]。安裝在前保險杠內(nèi)的雷達式車距傳感器持續(xù)探測與前方車輛的距離，當與前車距離過小而駕駛員沒有采取措施時，自適應巡航控制系統(tǒng)會報警，同時主動協(xié)調(diào)發(fā)動機控制系統(tǒng)降低發(fā)動機動力，通過防抱死制動系統(tǒng)適當制動，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)也會加速但不會超過設定的車速。在任何時候駕駛員都可以主動對車輛進行加速或制動，該系統(tǒng)隨即終止巡航控制。

輪胎安全是影響駕駛安全的重要因素之一，輪胎氣壓過高，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滑；若4個車輪胎壓不一致，則會導致行駛跑偏。輪胎監(jiān)視系統(tǒng)是保證駕駛員與乘客安全的預警系統(tǒng)。安裝在每個輪胎里的輪胎壓力和溫度監(jiān)測模塊精確地檢測輪胎的壓力與溫度，將測量到的數(shù)據(jù)通過無線信號傳到中央監(jiān)視器，并顯示在儀表臺的屏幕上，當輪胎氣壓或溫度異常時，中央監(jiān)視器發(fā)出報警信號，提醒駕駛員采取措施。

引領汽車發(fā)展的永遠是技術，人工智能技術是未來汽車主動安全控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。

人車交互技術是對駕駛人員的語音語氣、行為動作、頭部位置、情緒狀態(tài)進行監(jiān)控和分析的技術[4]，如果監(jiān)測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。

車車交互技術能檢測相鄰車輛的數(shù)據(jù)信息，通過和逆向來車進行信息交互，能預先獲得前方路面、大氣及交通狀況等信息。此外，在交通信號燈控制的路口，當頭車啟動后，能將其啟動的信息傳遞給后方車輛，這樣能及時通知后方車輛啟動，降低啟動延遲造成的時間浪費，緩解交通堵塞。※

參考文獻：

[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[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

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

[4] 曹堅.人工智能技術在汽車人性化配置中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2016（13）：15-16.