汽車電子主、被動安全系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展1

1、汽車電子主、被動安全系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展張楊能源與動力工程學(xué)院 0908190214摘要：介紹了當(dāng)代汽車電子安全系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，從主動與被動安全兩方面技術(shù)分別探討，包括自動防抱死剎車系統(tǒng)、電子剎車輔助系統(tǒng)、電子制動力分配裝置、驅(qū)動防滑系統(tǒng)、電子穩(wěn)定裝置、自適應(yīng)巡航控制裝置、和安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)、事故自動報警系統(tǒng)、駕駛紀(jì)錄系統(tǒng)等。同時對耒來的汽車電子安全技術(shù)的發(fā)展趨勢做了簡要介紹。關(guān)鍵詞：汽車電子；主動安全；被動安全；發(fā)展趨勢The Active and Passive Safety System of Automobile and itsDevelopment TendencyZhang Yang

2、(Departme nt of Power Engin eeri ng, Stude nt number: 0908190214)Abstract: This article gives a brief introduction about the current development of automobile safety in both the active and passive sides. ABS, EBA, EBD, ASR, ESP, ACC, SRS etc, are in troduced. And it points out the main develop ing t

3、endency of automobile safety .Key words : automobile electronics ; active safety; passive safety; developing tendency引言：汽車交通作為人類文明的標(biāo)志，徹底地改變了人類發(fā)展的歷史進(jìn)程，給人類以舒適和便捷等正面效應(yīng)的同時也給人類生活帶來一些負(fù)面效應(yīng)。汽車交通事故就是其中最嚴(yán)重、危害最大的負(fù)面效應(yīng)之一。許多國家從20世紀(jì)60年代起開始實行了綜合治理交通和減少交通事故的措施。雖然每年因汽車交通事故造成的損失很大，但汽車交通事故上升的勢頭已趨于平緩。歐美、日本等發(fā)達(dá)國家汽車交通事故，尤其

4、是近幾年汽車交通事故處于穩(wěn)定趨勢。而我國的汽車交通事故所造成的損害后果卻依然嚴(yán)重，而且一直處于上升的趨勢。每年汽車交通事故死亡人數(shù)居于世界首位。 本文主要介紹了汽車安全相關(guān)的電子技術(shù)，并對未來的發(fā)展趨勢提出了構(gòu)想。1汽車電子的主動安全系統(tǒng)所謂主動安全技術(shù)就是在汽車設(shè)計和制造時，對汽車的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理有效的設(shè)計，采用更先進(jìn)的技術(shù)和裝備，主動預(yù)防、避免或減少汽車在行駛過程中發(fā)生事故，以提高汽車的主動安全性能。目前已廣泛采用的汽車電子主動安全技術(shù)主要有自動防抱死剎車系統(tǒng) (ABS)、電子剎車輔助系統(tǒng)(EBA )、電子制動力分配裝置(EBD)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)、電 子穩(wěn)定裝置(ESP)和自

5、適應(yīng)巡航控制裝置(ACC )等。1.1 自動防抱死剎車系統(tǒng) ABS(Anti-lock Braking System)在遭遇緊急情況時駕駛者踩死剎車，未安裝ABS系統(tǒng)的車輛來不及分段緩剎只能立刻踩死，剎車碟抱死車輪。由于車輛沖刺慣性，瞬間可能發(fā)生側(cè)滑、 行駛軌跡偏移與車身方向不受控制等危險狀況，ABS系統(tǒng)使車輛在車輪即將達(dá)到抱死臨界點時，剎車在一秒內(nèi)可作 用60至120次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機(jī)械自動化的“點剎”動作。此舉可 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，使剎車效率達(dá)到90%以上。1.2 電子剎車輔助系統(tǒng) EBA(Electronic Brake Assis

6、t)在一些非常緊急的情況下，駕駛員往往缺乏果斷性，不能迅速踩下制動踏板。EBA就是為此設(shè)計的。它的功能與 ABS相似。該系統(tǒng)利用傳感器感知駕駛員對制動踏板踩踏的速 度和力度大小，以此判斷駕駛員此次制動的意圖。如果屬于非常緊急的制動，EBA就會指示制動系統(tǒng)產(chǎn)生更高的制動力，使ABS發(fā)揮作用，從而使制動力快速產(chǎn)生，減小制動距離；而對于正常情況的制動，EBA則會通過判斷不予啟動 ABS。通常情況下，EBA的響應(yīng)速度都會遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于駕駛員。 這對縮短制動距離增加行車安全性非常有利。因此，對腳力較差的女性及高齡駕駛員避讓緊急危險的制動是非常有幫助的。1.3 電子制動力分配系統(tǒng) EBD(Electronic

7、Brake force Distribution)為了防止汽車制動時后輪先制動的情況發(fā)生,EBD系統(tǒng)可依據(jù)車輛的重量和路面條件來控制制動過程，制動以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動率，如發(fā)覺前后車輪有差異，而且差異程度必須被調(diào)整時，它就會調(diào)整汽車制動液壓系統(tǒng) ，使前、后輪的液壓接近理想化制動 力的分布。因此，重踩制動在ABS動作啟動之前，EBD已經(jīng)平衡了每一個輪的有效地面抓地 力,防止出現(xiàn)后輪先抱死的情況，改善制動力的平衡并縮短汽車制動距離。EBD實際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高 ABS的效用。因此，一些汽車技術(shù)性能就有了 ABS+EBD 的項目，使?jié)M載車輛和彎道制動性能改善。1.4驅(qū)動

8、防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng) ASR(Automatic Slip Regulation也被稱為牽引力控制 系統(tǒng)TCS)該系統(tǒng)根據(jù)傳感器監(jiān)測到的車輪滑轉(zhuǎn)狀況，綜合控制發(fā)動機(jī)輸出功率和驅(qū)動輪制動力，把車輪的滑轉(zhuǎn)率控制在最佳滑轉(zhuǎn)率附近。充分利用路面的附著能力！提高了汽車的驅(qū)動性和操縱性，使得汽車在附著狀況不好的路面上能順利起步、加速和轉(zhuǎn)向。1.5 電子穩(wěn)定裝置(ESP) (Electronic Stablity Program)ESP實際上也是一種牽引力控制系統(tǒng),與其他牽引力控制系統(tǒng)比較 ，ESP不但控制驅(qū)動輪,而且可控制從動輪。該系統(tǒng)具有支援ABS及TCS的功能。它通過對從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進(jìn)行分

9、析 ,然后向ABS、TCS發(fā)出糾偏指令，幫助車輛維持動態(tài)平衡。ESP 可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足的情形下效果更加明顯。ESP 一般需要安裝轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等。ESP可以監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)，并自動向一個或多個車輪施加制動力，以保持車子在正常的車道上運(yùn)行，甚至在某些情況下可以進(jìn)行每秒150次的制動。1.6 自適應(yīng)巡航控制裝置 ACC(Adaptive Cruise Control)該裝置是CCS(Cruise Control System)功能的自然延伸。它依據(jù)雷達(dá)探測到的主車與目標(biāo) 車輛間的相對位置關(guān)系及相對運(yùn)動關(guān)系，通過控制發(fā)

10、動機(jī)節(jié)氣門開度、行駛檔位及制動器制動力矩實現(xiàn)對車輛行駛速度的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到與目標(biāo)車輛間保持安全行駛距離的目的。2汽車電子的被動安全系統(tǒng)汽車被動安全技術(shù)是指一旦事故發(fā)生時，保護(hù)車輛內(nèi)部乘員及外部人員，使直接損失降到最小的技術(shù)。2.1安全氣囊防護(hù)系統(tǒng)SRS安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度 ，傳遞及發(fā)送信號;氣體發(fā)生器根據(jù)信號指示產(chǎn)生點火動作，點燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。傳統(tǒng)安全氣囊的設(shè)計是在發(fā)生正面撞 車事故時避免車內(nèi)乘員的頭部、頸部和胸部強(qiáng)烈撞擊在儀表盤、方向盤或擋風(fēng)玻璃上。在后面碰撞、翻車或大多數(shù)側(cè)面碰撞

11、的情況下，它不會被引發(fā)。隨著技術(shù)的發(fā)展，安全氣囊的保護(hù)范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，從現(xiàn)在的前排乘員前方保護(hù)擴(kuò)展到前排乘員的側(cè)面、膝部和后排乘員的前方與側(cè)面以及車外行人。側(cè)面安全氣囊、發(fā)動機(jī)罩寬幅氣囊、車外氣囊等產(chǎn)品不斷推出。 同時，安全氣囊已出現(xiàn)智能化，能識別乘員席有無乘員、有無逆向兒童座椅以及乘員身材大 小、重量，坐姿、是否系戴安全帶等，并根據(jù)上述信息調(diào)整動作，以求最大限度地減少失誤 和保護(hù)乘員。2.2事故自動報警系統(tǒng)事故自動報警系統(tǒng)將是今后汽車必備的安全系統(tǒng)，它是在汽車后視鏡內(nèi)安裝了一個與移動電話和撞車傳感器相連的微型攝像機(jī)，與智能汽車交通系統(tǒng)和全球衛(wèi)星自動定位系統(tǒng)相配合，一旦汽車發(fā)生事故， 將自動

12、向有關(guān)安全管理部門和醫(yī)療急救部門報警，提供汽車所在位置、事故嚴(yán)重程度、車載人員數(shù)、系安全帶人數(shù)和人員受傷的大致程度等信息，并保持聯(lián)絡(luò),使事故車中的人員得到及時救護(hù)。2.3駕駛紀(jì)錄系統(tǒng)汽車黑匣子是利用 GPS先進(jìn)技術(shù)，依據(jù)地理信息管理系統(tǒng)（GIS）及計算機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)形 成一套現(xiàn)代化的監(jiān)控體系。 它實質(zhì)上是機(jī)動車綜合記錄儀， 它不但具有像飛機(jī)黑匣子一樣記錄事故發(fā)生前后的詳細(xì)數(shù)據(jù)， 幫助有關(guān)部門迅速準(zhǔn)確地分析事故發(fā)生原因的功能， 而且還能 幫助車輛管理人員和駕駛員，適時監(jiān)控和分析車輛的運(yùn)行情況， 從而加強(qiáng)對車輛的管理，最 大限度地減少事故的發(fā)生。 實踐證明，汽車黑匣子的使用，使交通事故率降低了 37

13、% 52%, 大大減少了人員傷亡和財產(chǎn)損失，產(chǎn)生了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。3汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢汽車安全技術(shù)中的主動安全和被動安全是相輔相成、相互補(bǔ)充的，兩者缺一不可。未來的汽車安全技術(shù)將向著集成化、系統(tǒng)化和智能化方向發(fā)展。3.1集成化將汽車主動安全技術(shù)與被動安全技術(shù)進(jìn)行融合，會得到更好的安全保護(hù)效果。德爾福公司推出的集成安全系統(tǒng)（ISS）涵蓋了汽車上所有的主要子系統(tǒng)，由50種不同的技術(shù)組成，這些技術(shù)集成于一體，協(xié)同發(fā)揮作用，能更好地預(yù)防交通事故發(fā)生。3.2系統(tǒng)化將汽車、道路、人作為一個系統(tǒng)來分析研究，讓三者相互協(xié)調(diào)，達(dá)到各自性能的最佳匹配，才能實現(xiàn)駕駛員行為特征、車輛機(jī)械特性及道路設(shè)施和

14、交通法規(guī)之間的最優(yōu)協(xié)調(diào)，才能 達(dá)到系統(tǒng)整體的最佳效益。3.3智能化隨著電子信息等技術(shù)的飛速發(fā)展，智能技術(shù)在汽車安全系統(tǒng)上得到了廣泛應(yīng)用，安全技術(shù)正逐步走向智能化。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)、智能避撞系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)、智能輪胎、智能懸架、智能安全氣囊等將在汽車上發(fā)揮越來越大的作用。隨著傳感器技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的新型智能化安全裝置將出現(xiàn)在現(xiàn)代汽車上。這些智能裝置將具有一定的識別、判斷能力，在各種情況下都能自動協(xié)助或自行控制。未來的智能約束系統(tǒng)盡可能多地收集和利用有關(guān)乘員形體位置及撞車類型和撞車速度的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，對某一碰撞中獲得的乘員和車的有關(guān)信息進(jìn)行判斷識別，使人體獲得最

15、佳的保護(hù)。結(jié)語隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來的汽車電子安全技術(shù)將向著微處理機(jī)、軟件技術(shù)、多通道傳輸技術(shù)、集成化技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)技術(shù)、聲納傳感技術(shù)、納米技術(shù)等 更先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展。隨著更多的新技術(shù)不斷地運(yùn)用到汽車上，可以相信，未來的汽車將越來越安全，越來越可靠，越來越人性化，越來越智能化。我國汽車被動安全性和汽車安全 技術(shù)研究起步晚，但發(fā)展迅速，正在接近和趕上國際先進(jìn)水平。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā) 展，我國汽車工業(yè)將不斷壯大，汽車電子安全技術(shù)的發(fā)展將有力地推動我國汽車交通現(xiàn)代化 的實現(xiàn)。參考文獻(xiàn)1宋衛(wèi)東汽車元素-汽車技術(shù)的今天與明天M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.62李建秋，趙

16、六奇，韓曉東.汽車電子學(xué)教程M北京：清華大學(xué)出版社，2006.43熊淑英.淺談汽車被動安全系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢J中國科技信息，2008 （ 11）4謝黎.淺談汽車電子安全系統(tǒng)J廣東科技，2007 （ 06） 宋健，王偉瑋，李亮，于良耀汽車安全技術(shù)的研究現(xiàn)狀和展望J汽車安全與節(jié)能學(xué)報，2010 （2）出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善

17、者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 F臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳