我國(guó)商用車主動(dòng)安全性能分析

張鵬 胡金奎

摘 要：商用車的安全性分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性，其中被動(dòng)安全的發(fā)展已經(jīng)陷入瓶頸，很難有較大的發(fā)展，主動(dòng)安全的發(fā)展迎來(lái)黃金時(shí)期。文中通過(guò)文獻(xiàn)查閱，介紹了主動(dòng)安全的發(fā)展歷程、發(fā)展前景、商用車的安全性能分類、主動(dòng)安全性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)、國(guó)內(nèi)外商用車主動(dòng)安全性能的現(xiàn)狀、商用車主動(dòng)安全性能的發(fā)展趨勢(shì)，詳細(xì)分析了主動(dòng)安全系統(tǒng)的作用以及在商用車中的應(yīng)用情況，為我國(guó)未來(lái)商用車主動(dòng)性能的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)以及相關(guān)資料。

關(guān)鍵詞：商用車;主動(dòng)安全;應(yīng)用;性能

1概述

汽車在發(fā)明之初并沒(méi)有汽車主動(dòng)安全性這種說(shuō)法，直到汽車發(fā)展越來(lái)越成熟的時(shí)候人們才認(rèn)識(shí)到主動(dòng)安全性對(duì)汽車的重要性。一方面主動(dòng)安全性是在事故發(fā)生前規(guī)避事故的，從源頭上避免了事故的發(fā)生，另一方面還可以在事故放生后減少事故造成的人生傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)推動(dòng)汽車的發(fā)展起到了重要作用。其中，汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的發(fā)明對(duì)汽車主動(dòng)安全性的發(fā)展功不可沒(méi)，大部分主動(dòng)安全性能的提升都是和汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的發(fā)明和優(yōu)化有關(guān)，可以說(shuō)沒(méi)有主動(dòng)動(dòng)安全系統(tǒng)，就沒(méi)有現(xiàn)在汽車這么優(yōu)秀的主動(dòng)安全性能。

陳天殷認(rèn)為電子穩(wěn)定程序（ESP）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)（TCS）、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）和感載比例閥裝置（SABS）等并稱為汽車最重要的5項(xiàng)主動(dòng)安全裝置[1]，受限于篇幅和作者的能力限制，本文僅簡(jiǎn)單介紹ABS、ASR、EBD和ESP的功能原理和安全性能，詳細(xì)分析其在商用車上應(yīng)用情況并預(yù)測(cè)我國(guó)商用車未來(lái)主動(dòng)安全性能的發(fā)展趨勢(shì)。

2 商用車的特點(diǎn)及安全需要

商用車主要是大型車輛，而且因其數(shù)量巨大，每年發(fā)生的車禍也不少，下圖2.1所示為2009-2014年?duì)I運(yùn)客車事故統(tǒng)計(jì)圖。

圖2.1 2009-2014年?duì)I運(yùn)客車事故統(tǒng)計(jì)圖（萬(wàn)輛）

上圖可以看出雖然每年?duì)I運(yùn)車輛的死亡人數(shù)、事故起數(shù)、營(yíng)運(yùn)客車死亡人數(shù)占營(yíng)運(yùn)車輛死亡人數(shù)比例和營(yíng)運(yùn)客車事故起數(shù)占營(yíng)運(yùn)車輛事故起數(shù)比例呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但每年所造成的死亡人數(shù)仍然非常龐大。可以想象，商用車每年因?yàn)榻煌ㄊ鹿蕰?huì)造成多大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，主動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將成為商用車安全性能提高的重要保證。

3 主動(dòng)安全系統(tǒng)分析

3.1 ABS功能及應(yīng)用分析

3.1.1ABS功能原理

制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（antilock brake system）簡(jiǎn)稱ABS。作用就是在汽車制動(dòng)時(shí)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制各車輪制動(dòng)力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值，獲得最佳的制動(dòng)效果[2]。下圖3.1為有無(wú)ABS剎車效果對(duì)比圖。

圖3.1 有無(wú)ABS剎車效果對(duì)比圖

3.1.2 ABS在商用車上的應(yīng)用分析

盡管我國(guó)在2004年就對(duì)安裝ABS的車型和時(shí)間作了規(guī)定，但在商用車特別是貨車、卡車等領(lǐng)域這一規(guī)定落實(shí)情況卻并不理想。楊冠宇等人認(rèn)為我國(guó)輕卡競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于激烈，ABS對(duì)于多數(shù)輕卡企業(yè)來(lái)說(shuō)成本過(guò)高[3]。賀繼紅認(rèn)為個(gè)體戶對(duì)車輛的價(jià)格比較敏感，對(duì)ABS的作用認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足導(dǎo)致個(gè)體戶的車輛安裝較少，各地方對(duì)ABS強(qiáng)制安裝執(zhí)法力度不統(tǒng)一導(dǎo)致法規(guī)效果難以實(shí)現(xiàn)[4]。據(jù)了解，好一點(diǎn)的品牌的ABS大約五千元左右，因此一般的輕卡廠商在加裝ABS之后很難在價(jià)格上與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)，部分買家也不愿為了安全而多掏錢，而且不少車主表示ABS維修比較困難，很多卡車司機(jī)根本找不到可以維修的地方。綜上所述，ABS雖然功能強(qiáng)大，安全性能提升明顯，但在我國(guó)商用車上的應(yīng)用遠(yuǎn)未達(dá)到理想水平。

ABS作為主動(dòng)安全性能提升最基礎(chǔ)和最有效的系統(tǒng)，在減少交通事故方面的能力和作用非常明顯，據(jù)德國(guó)漢諾威交通事故研究所對(duì)182起商用車交通事故的分析表明使用 ABS 能夠完全避免 7.1%的交通事故，減輕13.9%的材料損失和 17.4%的人員傷害[5]。但我國(guó)受制于各種因素仍未讓這種系統(tǒng)應(yīng)用在每一輛商用車上，這意味著我國(guó)每時(shí)每刻都在遭受本可以避免的損失。針對(duì)這種現(xiàn)象，本文特提出以下幾點(diǎn)建議加速推動(dòng)ABS在中國(guó)商用車上應(yīng)用：

1）對(duì)小型輕卡企業(yè)進(jìn)行整合，對(duì)資源重新進(jìn)行配置，降低生產(chǎn)成本和無(wú)用的競(jìng)爭(zhēng)消耗，提升企業(yè)的利潤(rùn)率，使企業(yè)有足夠的資金對(duì)生產(chǎn)車輛加裝ABS。

2）針對(duì)ABS的作用進(jìn)行宣傳，包括在駕照考試中加入相應(yīng)的題目，加強(qiáng)駕駛?cè)藢?duì)ABS安全性能的了解，提升駕駛?cè)说陌踩庾R(shí)。

3）在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一強(qiáng)制安裝ABS的執(zhí)法力度，使車輛在中國(guó)任何地方都有一個(gè)相同的安全標(biāo)準(zhǔn)，使駕駛?cè)嗽谌魏我粋€(gè)地方都有可能被因?yàn)榘踩阅懿贿_(dá)標(biāo)而遭到處罰。

3.2 ASR在商用車上的應(yīng)用分析

3.2.1 ASR功能原理

ASR，其全稱是Acceleration Slip Regulation，即驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)，又叫牽引力控制系統(tǒng)TCL（Traction Control System），其作用是防止車輛在起步、加速過(guò)程中打滑，以維持車輛行駛方向的穩(wěn)定性，特別是防止汽車在非對(duì)稱路面上或轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)，保持良好的驅(qū)動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性，提高汽車行駛的安全性能[2]。

3.2.2 ASR在商用車上的應(yīng)用分析

汽車行駛在易滑路面上，ASR將驅(qū)動(dòng)輪的滑移率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動(dòng)輪的過(guò)度滑轉(zhuǎn)，避免發(fā)生驅(qū)動(dòng)輪過(guò)度打滑導(dǎo)致的牽引性和安全性降低。

ASR有很多元器件和ABS相同，這些元器件都可以和ABS共用，比如說(shuō)輪速傳感器和壓力調(diào)節(jié)器等。因此實(shí)際應(yīng)用中可以將兩者集成在一起，形成ABS/ASR集成系統(tǒng)。

為了使驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)能在我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用，本文特提出以下幾點(diǎn)建議加速推動(dòng)ABS在我國(guó)商用車上應(yīng)用：

1）由于ASR是基于ABS發(fā)展而來(lái)，所以應(yīng)出臺(tái)政策推動(dòng)我國(guó)企業(yè)對(duì)ABS技術(shù)自研的投入，使ABS和徹底國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)ASR技術(shù)的發(fā)展。

2）加大對(duì)ASR研發(fā)的支持，使ASR盡早國(guó)產(chǎn)化，依靠國(guó)內(nèi)的工業(yè)實(shí)力優(yōu)勢(shì)，以較低成本生產(chǎn)出低成本的具有競(jìng)爭(zhēng)力的ASR。

3）鼓勵(lì)A(yù)BS/ASR集成技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步降低商用車主動(dòng)安全系統(tǒng)的成本。

4）將ABS/ASR系統(tǒng)與自動(dòng)巡航控制裝置ACC集成，最大限度的利用車上的每一個(gè)零件，使之更具性價(jià)比。

3.3 EBD在商用車上的應(yīng)用分析

3.3.1 EBD功能原理

電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（Electric Brakeforce Distribution），簡(jiǎn)稱EBD。是一種能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性的系統(tǒng)。EBD作為提高ABS功效的輔助系統(tǒng)，在車輛制動(dòng)瞬間分別計(jì)算出各個(gè)輪胎摩擦力數(shù)值，然后通過(guò)調(diào)整制動(dòng)裝置，達(dá)到制動(dòng)力與摩擦力的匹配。EBD是在ABS作用前工作的，依據(jù)車輛的重量分布和路面條件有效分配制動(dòng)力，以使4個(gè)車輪得到更接近理想化的制動(dòng)力分布[2]。

3.2.2 EBD在商用車上的應(yīng)用分析

從ABS和EBD的工作原理和特點(diǎn)可以看出，ABS+EBD就是在ABS的基礎(chǔ)上平衡每一個(gè)輪的附著力，改善剎車力的平衡，防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)滑。EBD在ABS的基礎(chǔ)上工作并沒(méi)有增加新的元件，利用ABS的調(diào)節(jié)器及內(nèi)部的電磁閥，再附加控制邏輯于ABS即將控制的程序作適當(dāng)變更，即可通過(guò)軟件升級(jí)或改變電腦的程序?qū)崿F(xiàn)EBD的功能。因此，在有ABS的基礎(chǔ)上增加EBD功能并不需要很高的成本。

目前商用車中客車和重型貨車由于其事故危害性極大基本標(biāo)配都有ABS甚至ESP，所以EBD在商用車上應(yīng)用的難點(diǎn)并不在客車和重型貨車而在于輕小型貨車這一塊。輕小型貨車通常作為家用貨車，很少跑長(zhǎng)途上高速，因此平常行駛速度會(huì)比較慢，因此很多車主認(rèn)為家用貨車用不到也不值得花錢安裝各種主動(dòng)安全系統(tǒng)，甚至法律也未對(duì)皮卡等貨車作強(qiáng)制安裝規(guī)定，導(dǎo)致ASB+EBD在輕小型貨車上應(yīng)用緩慢。其實(shí)，皮卡更需要ABS+EBD，皮卡和家用轎車的底盤十分相近，但皮卡的車身重量分配不均勻，在空載的情況下剎車更容易失控，所產(chǎn)生的危害也要大于家用轎車，因此皮卡等中小型貨車更需要ABS+EBD這套主動(dòng)安全系統(tǒng)。

根據(jù)以上分析，EBD在商用車中完全推廣應(yīng)用，必須首先跟進(jìn)ABS的推廣，畢竟車上沒(méi)有搭載ABS是無(wú)法加裝EBD的。第二，EBD的自主研發(fā)也要提上日程，雖然EBD在硬件上完全是使用ABS的，EBD本身只是一個(gè)軟件，或者說(shuō)一段程序，但即使是這樣用別人的也要交錢，交專利費(fèi)，這樣無(wú)助于車企和車主降低成本。第三，輕型貨車在我國(guó)有著高達(dá)1728.53萬(wàn)輛的保有量，及時(shí)更新強(qiáng)制安裝ABS+ABD法律法規(guī)對(duì)我國(guó)道路交通安全有重要意義。

3.4 ESP

3.3.1 ESP功能原理

ESP，全稱Electronic Stability Program，意思是電子穩(wěn)定程序，也即是車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)，因?yàn)樯a(chǎn)廠家的不同ESP還有其它的名稱。由于ESP是一個(gè)主動(dòng)的安全系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛行駛狀態(tài)，必要時(shí)可以向一個(gè)或多個(gè)輪施加制動(dòng)力，而且它還可以主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力，以修正過(guò)度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。在ABS和ASR的共同作用下，ESP能最大限度的保證車輛不甩尾、不側(cè)翻、不跑偏[2]。如圖3.2所示為有無(wú)ESP在轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過(guò)度效果對(duì)比。

3.2有無(wú)ESP在轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過(guò)度效果對(duì)比

3.3.2ESP在商用車上的應(yīng)用分析

ESP功能強(qiáng)大，包含ABS和ASR，是這兩種系統(tǒng)功能上的衍生，或者說(shuō)是主動(dòng)安全功能的集成。ESP相對(duì)于傳統(tǒng)的ABS/ASR增加了不少元件，因此成本上高了不少，但這些成本帶來(lái)的安全性是非常大的。據(jù)美國(guó)高速公路安全安全管理局調(diào)查顯示，ESP減少了 34%的乘用車和59%SUV的碰撞事故，還有效預(yù)防了71%的乘用車和84%的SUV發(fā)生翻車事故[6]。因此，搭載ESP帶來(lái)的安全性能提升遠(yuǎn)大于所付出的成本。

可事實(shí)上，ESP在我國(guó)的應(yīng)用并不廣泛，造成的原因有兩個(gè)：一是我國(guó)對(duì)汽車電子系統(tǒng)的研究起步較晚，導(dǎo)致現(xiàn)在的技術(shù)大大落后于西方，部分高校和企業(yè)展開過(guò)相關(guān)研究，但研究大多停留在理論層面，沒(méi)有產(chǎn)品級(jí)的EPS出現(xiàn);二是我國(guó)政策法規(guī)沒(méi)有將商用車全部納入強(qiáng)制規(guī)定，歐盟早在2014年就將EPS納入全部新車強(qiáng)制標(biāo)配系統(tǒng)，而我國(guó)到2017年才在《機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)》中將部分商用車納入強(qiáng)制搭載標(biāo)準(zhǔn)。

為了更廣泛的應(yīng)用，必需從零件廠商、整車廠、消費(fèi)者和法律法規(guī)四個(gè)方面入手，才能更加全面快速的達(dá)成期望。首先是配件廠商，配件商需要加大力度推動(dòng)ESP技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，這將解決國(guó)外廠商的壟斷，大大降低ESP的成本，推動(dòng)ESP在我國(guó)商用車上的應(yīng)用。然后是整車廠，整車廠需要增加對(duì)安全性的重視，自己意識(shí)到消費(fèi)者或者說(shuō)購(gòu)車人現(xiàn)在相比于價(jià)格更重視于車輛的安全性，沒(méi)有可靠安全性的車將會(huì)被淘汰。第三是消費(fèi)者，消費(fèi)需要增加對(duì)安全知識(shí)的了解，提高安全意識(shí)，倒逼整車廠應(yīng)用。最后，法律法規(guī)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)都有影響，需要合理出臺(tái)政策。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳天殷.汽車電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD [J].汽車電器，2014，7：1-3.

[2]郭榮春，曹鳳萍.汽車安全工程[M].北京：中國(guó)水利水電出版社.2016.

[3]楊冠宇，范春華，沈永峰. ABS、ESP在中國(guó)商用車及乘用車領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀分[J].汽車工業(yè)研究，2010.

[4]賀繼紅，我國(guó)商用車ABS 生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀[J]。專用汽車，2009，4：44-45.

[5]劉建宏.商用車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的電子控制單元研究與開發(fā)：[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008.

[6]李興國(guó)，大型客車電子制動(dòng)及電子穩(wěn)定控制硬件在環(huán)系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2016.

（作者單位：黃河交通學(xué)院，河南 焦作 350108）