淺談汽車主動安全技術發(fā)展現(xiàn)狀及展望

賈雅茹

摘 要：針對目前中國的交通事故傷亡率高的情況，車企、各研究機構都加大了對汽車安全技術研究的投入，尤其注重安全技術研發(fā)能力的提升和產(chǎn)品化進程。在進一步開展被動安全研究的同時，主動安全系統(tǒng)的研究開發(fā)已經(jīng)成為一大熱點，更高層次的人、車、環(huán)境的主被動安全技術的統(tǒng)合協(xié)調(diào)，也將推動“零愿景”汽車安全理念的實現(xiàn)。

關鍵詞：汽車安全;主動安全技術;零愿景

交通安全已成為全球性的問題，據(jù)統(tǒng)計，全世界每年因交通事故死亡的人數(shù)約50萬。隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車行駛速度也在加快，并且隨著汽車數(shù)量的增加和交通運輸日益繁忙，汽車事故增多所引起的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已成為一個不容忽視的社會問題，汽車的行車安全已經(jīng)顯得尤為重要。隨著科技的進步，汽車的安全逐漸細化，汽車安全分為主動安全、被動安全兩種概念。

1 安全技術的基本概念及發(fā)展

汽車安全技術通?？煞譃橹鲃影踩夹g和被動安全技術。主動安全技術是指基于先進的技術設備，在輕松舒適的環(huán)境下避免事故發(fā)生的技術。被動安全技術則是在事故發(fā)生過程中及事故發(fā)生后，盡量減少人身傷亡和財產(chǎn)損失的方法與措施。主被動安全技術的發(fā)展，同時伴隨著信息技術和電子技術的發(fā)展。

2 典型的主動汽車安全技術

2.1 ABS防抱死系統(tǒng)

在防抱死系統(tǒng)中，每個車輪上都安裝了一個速度傳感器，將每個車輪的速度信號輸入到電子控制裝置中。電子控制裝置根據(jù)每個車輪旋轉(zhuǎn)傳感器的輸入信號，監(jiān)控并確定每個車輪的運動狀態(tài)，并形成相應的控制指令。所有液壓電磁閥在不通電的情況下都處于關閉狀態(tài)，電動泵也不通電工作。制動主缸到各制動輪缸的制動管路處于暢通狀態(tài)，各制動輪缸到儲液器的制動管路處于封閉狀態(tài)，各制動輪缸的制動壓力會隨著制動主缸的輸出壓力而變化。

裝有ABS系統(tǒng)的車輛在車輪即將達到抱死臨界點時，剎車作用頻率可達60次/秒到120次/秒，相似于機械自動化的“點剎”動作。可避免緊急剎車時方向失控與車輪側(cè)滑，同時加大輪胎摩擦力，將鎖緊輪的滑移率控制在附著系數(shù)峰值臨近范圍，即15%～20%。在防抱死系統(tǒng)中，每個制動輪氣缸的進、出口各有一對電磁閥，可分別由電子控制裝置控制。因此，各制動輪缸的制動壓力可以獨立調(diào)節(jié)，使四個車輪不存在抱死制動現(xiàn)象。

2.2 ACC自適應巡航系統(tǒng)

自適應巡航控制系統(tǒng)是在現(xiàn)有巡航控制技術的基礎上發(fā)展起來的一種智能自動控制系統(tǒng)。在行駛過程中，安裝在車輛前方的雷達不斷掃描車輛前方的道路，輪速傳感器會不斷收集速度信號。當車輛與前面的車輛之間的距離過小時，ACC控制單元可以配合制動防抱死系統(tǒng)和發(fā)動機控制系統(tǒng)，使車輪適當制動和減少發(fā)動機的輸出功率，以保持車輛與車輛之間的安全距離。

ACC系統(tǒng)的作用有兩點：一是通過雷達的反饋信號，ACC控制單元可以根據(jù)靠近車輛物體的移動速度判斷道路情況、控制車輛的行駛狀態(tài)，通過反饋式加速踏板感知駕駛者施加在踏板上的力，并決定是否執(zhí)行巡航控制，來緩解駕駛員疲勞程度。二是ACC系統(tǒng)一般在車速大于25 km/h時才會起作用，而當車速降低到25 km/h以下時，需要駕駛者進行人工控制。通過系統(tǒng)軟件的升級，自適應巡航控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)“停車/起步”功能，以應對在城市中行駛時頻繁的停車和起步情況。

2.3 ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)

ESP本質(zhì)上是一個牽引控制系統(tǒng)，它可以控制驅(qū)動輪和從動輪，主動干擾危險信號，實現(xiàn)車輛的平穩(wěn)運行。ESP的主要工作過程有三步：一是ECU通過方向盤的轉(zhuǎn)角、車速、加速踏板位置判斷駕駛員的意圖;二是通過車輛轉(zhuǎn)彎速度和側(cè)面作用力分析車輛的移動狀態(tài);三是駕駛員的意圖和車輛的實際運動移動偏差大時，用油壓控制裝置分別調(diào)整各車輪的制動力。

主要作用表現(xiàn)為即使駕駛員沒有進行制動，車輛自身檢測滑移而對各車輪進行制動控制及對發(fā)動機動力輸出進行控制。例如，當后輪旋轉(zhuǎn)失控時，ESP將外側(cè)前輪減速以穩(wěn)定車輛。對于轉(zhuǎn)向不足的情況，ESP會降低后輪的轉(zhuǎn)速來修正轉(zhuǎn)向，從而修正跟蹤方向。

2.4 LDWS車道偏離預警和輔助系統(tǒng)

車道偏離預警系統(tǒng)是一種通過報警的方式幫助駕駛員減少車道偏離造成的交通事故的系統(tǒng)，由圖像處理芯片、控制器和傳感器組成。

車道偏離警告系統(tǒng)主要由HUD抬頭顯示器、攝像頭、控制器和傳感器組成， 當車道偏移系統(tǒng)開啟時，攝像頭（一般位于車身一側(cè)或后視鏡處）會隨時采集行駛車道的標線，通過圖像處理獲得所在車道內(nèi)車輛的位置參數(shù)，當檢測到車輛偏離車道時，傳感器會及時收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的工作狀態(tài)，然后由控制器會發(fā)出報警信號。整個過程完成時間很短，為驅(qū)動程序提供了更多的響應時間。但是，如果司機打開轉(zhuǎn)向燈并正常行駛，車道偏離警告系統(tǒng)將不會發(fā)出任何警告。

3 主動安全技術發(fā)展趨勢

與被動安全技術減弱或減輕事故傷害結(jié)果的功能相比，主動安全技術可以在事故發(fā)生前及時監(jiān)測潛在的不安全因素，對駕駛員的駕駛行為進行預警或干預，確保駕駛安全。因此，主動安全技術的發(fā)展具有更大的現(xiàn)實意義。

一般來說，當前使用的主動安全系統(tǒng)主要包括有關汽車制動和轉(zhuǎn)向控制技術、安全輪胎和駕駛輔助系統(tǒng)等等。但是在集成中沒有充分考慮系統(tǒng)與駕駛員的耦合特性，忽略了駕駛員的主要作用。因此，人機兼容、駕駛員操作意圖識別和狀態(tài)監(jiān)測會成為汽車主動安全技術領域的重要趨勢。

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