汽車安全系統(tǒng)的技術(shù)及未來發(fā)展

劉欣潔 王茂增

摘 要：汽車使用量的增長速度已經(jīng)超過了道路交通更新和擴(kuò)展的速度，道路交通安全已經(jīng)成為一個備受人們關(guān)注的話題。據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示，在中國每年發(fā)生的交通事故大約有50萬起，死亡人數(shù)超過了10萬人，由交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。因此，提升改善汽車安全系統(tǒng)的技術(shù)，降低交通事故的傷亡率和減少因交通事故給人們帶來的經(jīng)濟(jì)損失，已是當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：汽車安全系統(tǒng);安全技術(shù);智能化;展望

1 引言

中國汽車安全技術(shù)主要來源于國外汽車企業(yè)的研究成果，大部分是從國外進(jìn)口的它在中國被廣泛使用。目前，我國汽車被動安全領(lǐng)域的研究雖然取得了很大的進(jìn)步，但是在主動安全領(lǐng)域的研發(fā)水平與世界相當(dāng)比差距還大。本文對汽車主要安全技術(shù)的技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對其未來發(fā)展趨勢做了簡要的介紹。

2 汽車安全系統(tǒng)技術(shù)概述

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展以及汽車安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，汽車安全技術(shù)的研究成果在汽車上的應(yīng)用不斷推陳出新，比如最開始應(yīng)用在汽車車身前部的保險杠、座椅上的安全帶，到后來出現(xiàn)的防止汽車緊急制動時抱死的ABS系統(tǒng)、防止驅(qū)動輪打滑的ASR系統(tǒng)，到現(xiàn)如今比較先進(jìn)的應(yīng)用于行駛過程中的車距報警系統(tǒng)等，汽車安全性能不斷提升。

汽車安全系統(tǒng)分為主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)。其中汽車的主動安全系統(tǒng)是針對汽車在安全事故發(fā)生之前，為保證汽車安全工作所采取的一系列設(shè)計;而汽車的被動安全系統(tǒng)則是汽車在安全事故發(fā)生之后，為保證車內(nèi)乘客和車外行人安全所采取的一系列設(shè)計。

3 汽車主動安全系統(tǒng)技術(shù)

3.1 ABS防抱死制動系統(tǒng)

防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是汽車主動安全技術(shù)應(yīng)用于汽車上最廣泛的裝置之一，它作用于汽車緊急制動的時候，可以保證汽車在摩擦力不足的路面緊急制動時車輪不會發(fā)生抱死，從而避免汽車陷入危險的狀態(tài)。

當(dāng)汽車在路面無滑動行駛時，車輪的中心點速度與車輪與路面接觸點速度相同，車輪滑移率為0;當(dāng)汽車完全抱死時，車輪的角速度為0，車輪滑移率為100%。ABS就是為了防止車輪滑移率為100%而使汽車發(fā)生危險的裝置。ABS通過控制車輪制動器制動力的大小，從而改變車輪的速度。在一般情況下，ABS控制車輪的滑移率維持在15%～20%，從而使汽車獲得最大的制動減速度和最小的制動距離。當(dāng)ABS開始工作時，安裝在車輪上的轉(zhuǎn)速傳感器和減速度傳感器也開始工作，并把檢測信號傳輸給電控單元ECU，ECU對信號分析處理后，在控制回路中對制動壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號，以此來調(diào)節(jié)制動器制動力，保證汽車制動時獲得最佳的制動力。因此，ABS在汽車緊急制動的過程中，特別是在不良路面上制動時，大大提高了汽車的制動性能，避免了危險事故的發(fā)生，提高了汽車安全行駛的能力。

3.2 ASR驅(qū)動防滑系統(tǒng)

在人們對汽車安全性能要求不斷提高的情況下，汽車不僅得在緊急制動時防止車輪抱死，而且在行駛的過程中也得防止驅(qū)動輪打滑現(xiàn)象的發(fā)生。于是，驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）應(yīng)用而生。常在同一汽車上同時裝備使用。ASR由輪速傳感器、電控單元ECU、執(zhí)行器等組成，在驅(qū)動輪打滑時ASR通過傳感器測出車輪轉(zhuǎn)速，當(dāng)電控系統(tǒng)判斷出驅(qū)動輪打滑時，立刻減少節(jié)氣門進(jìn)氣量，降低引擎轉(zhuǎn)速，從而減少動力輸出實現(xiàn)對驅(qū)動輪的防滑控制。

3.3 ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)

ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)包含ABS及ASR，是這兩種系統(tǒng)功能的延伸。因此，ESP稱當(dāng)前汽車防滑裝置的最高級形式。ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)是通過傳感器將檢測汽車行駛狀態(tài)信息傳輸給汽車的電子控制器進(jìn)行計算分析，并將駕駛員操控下的汽車狀態(tài)指數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全指數(shù)進(jìn)行對比，然后發(fā)出指令，對制動壓力或發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使汽車在運(yùn)行過程中保持良好的操作性、方向穩(wěn)定性和安全性。所以ESP系統(tǒng)本身最大的特點就是可以通過傳感器實時監(jiān)測汽車的運(yùn)動狀態(tài)，進(jìn)而對駕駛員的操作進(jìn)行實時監(jiān)控。

3.4 EBA緊急剎車輔助系統(tǒng)

EBA作為輔助制動操作系統(tǒng)，可以在ABS防抱死制動系統(tǒng)工作時，提高汽車的剎車制動力。尤其在緊急剎車時，駕駛員不能夠迅速踩下制動踏板或提供給制動踏板的力量很弱，汽車電子控制器也能通過傳感器傳入的信號判斷出剎車意圖，從而利用輔助操作系統(tǒng)發(fā)出強(qiáng)大的制動力。

4 汽車被動安全系統(tǒng)技術(shù)

4.1 安全帶

在安全帶發(fā)明至今100多年的時間里，這項基本的被動安全裝置挽救了無數(shù)人的生命。它可以在汽車發(fā)生碰撞事故的時候，通過安全帶的彈性約束來避免或減輕乘員與車身之間的相對運(yùn)動，降低乘員的受傷害程度。隨著計算機(jī)控制技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展，安全帶越來越智能化，比如裝備座椅安全帶控制系統(tǒng)的汽車在發(fā)生碰撞時，可以通過控制系統(tǒng)控制安全帶迅速收緊，縮短安全帶起作用的反應(yīng)時間。

4.2 安全氣囊

安全氣囊（SRS）的出現(xiàn)是被動安全技術(shù)發(fā)展的一次變革。安全氣囊是與安全帶配合使用的裝置，它對乘員的保護(hù)作用只有在安全帶作用的條件下才能完全顯現(xiàn)出來。SRS主要由碰撞傳感器、ECU、指示燈、氣囊組件等組成，其中控制系統(tǒng)ECU可以同時控制座椅安全帶的工作。當(dāng)汽車遭受碰撞時，碰撞傳感器開始采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳輸給ECU，且當(dāng)汽車減速度達(dá)到一定值時，ECU控制安全帶收緊器點火器點火，同時也控制安全氣囊點火器的點火，引爆氣囊點火器。于是，在安全帶起保護(hù)作用的同時，氣囊通過膨開吸收碰撞產(chǎn)生的能量，最終保護(hù)乘員的安全。

5 未來發(fā)展

放眼未來，人工智能技術(shù)的應(yīng)用是未來汽車安全系統(tǒng)智能化的主要發(fā)展方向，并結(jié)合汽車的主、被動安全技術(shù)構(gòu)成一個相對完整的汽車智能安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)可分為人車交流、車車交流和車體感知3部分。人車交流可以實現(xiàn)對駕駛員的駕駛狀態(tài)實時監(jiān)控的功能。在安全事故發(fā)生之前，該智能系統(tǒng)可以給駕駛員一些警示或根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)直接采取相應(yīng)的安全措施。

參考文獻(xiàn)：

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