汽车电子主、被动安全系统的现状及其发展

1汽车电子主、被动安全系统的现状及其发展张杨能源与动力工程学院0908190214摘要：介绍了当代汽车电子安全系统的发展现状，从主动与被动安全两方面技术分别探讨，包括自动防抱死刹车系统、电子刹车辅助系统、电子制动力分配装置、驱动防滑系统、电子稳定装置、自适应巡航控制装置、和安全气囊防护系统、事故自动报警系统、驾驶纪录系统等。同时对耒来的汽车电子安全技术的发展趋势做了简要介绍。关键词：汽车电子；主动安全；被动安全；发展趋势TheActiveandPassiveSafetySystemofAutomobileanditsDevelopmentTendencyZhangYang(DepartmentofPowerEngineering,Studentnumber:0908190214)Abstract：Thisarticlegivesabriefintroductionaboutthecurrentdevelopmentofautomobilesafetyinboththeactiveandpassivesides.ABS,EBA,EBD,ASR,ESP,ACC,SRSetc,areintroduced.Anditpointsoutthemaindevelopingtendencyofautomobilesafety．Keywords：automobileelectronics；activesafety；passivesafety；developingtendency引言：汽车交通作为人类文明的标志,彻底地改变了人类发展的历史进程,给人类以舒适和便捷等正面效应的同时也给人类生活带来一些负面效应。汽车交通事故就是其中最严重、危害最大的负面效应之一。许多国家从20世纪60年代起开始实行了综合治理交通和减少交通事故的措施。虽然每年因汽车交通事故造成的损失很大,但汽车交通事故上升的势头已趋于平缓。欧美、日本等发达国家汽车交通事故,尤其是近几年汽车交通事故处于稳定趋势。而我国的汽车交通事故所造成的损害后果却依然严重,而且一直处于上升的趋势。每年汽车交通事故死亡人数居于世界首位。本文主要介绍了汽车安全相关的电子技术，并对未来的发展趋势提出了构想。21汽车电子的主动安全系统所谓主动安全技术就是在汽车设计和制造时，对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计，采用更先进的技术和装备，主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故，以提高汽车的主动安全性能。目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自动防抱死刹车系统(ABS)、电子刹车辅助系统（EBA）、电子制动力分配装置(EBD)、驱动防滑系统(ASR)、电子稳定装置(ESP)和自适应巡航控制装置（ACC）等。1.1自动防抱死刹车系统ABS(Anti-lockBrakingSystem)在遭遇紧急情况时驾驶者踩死刹车，未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死，刹车碟抱死车轮。由于车辆冲刺惯性，瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况，ABS系统使车辆在车轮即将达到抱死临界点时，刹车在一秒内可作用60至120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑，同时加大轮胎摩擦力，使刹车效率达到90％以上。1.2电子刹车辅助系统EBA(ElectronicBrakeAssist)在一些非常紧急的情况下，驾驶员往往缺乏果断性，不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的。它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小，以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动，EBA就会指示制动系统产生更高的制动力，使ABS发挥作用，从而使制动力快速产生，减小制动距离；而对于正常情况的制动，EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下，EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利。因此，对脚力较差的女性及高龄驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。1.3电子制动力分配系统EBD(ElectronicBrakeforceDistribution)为了防止汽车制动时后轮先制动的情况发生,EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,制动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,它就会调整汽车制动液压系统,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布。因此,重踩制动在ABS动作启动之前,EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,防止出现后轮先抱死的情况,改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离。EBD实际上是ABS的辅助功能,它可以改善提高ABS的效用。因此,一些汽车技术性能就有了ABS+EBD的项目,使满载车辆和弯道制动性能改善。1.4驱动防滑转控制系统ASR(AutomaticSlipRegulation,也被称为牵引力控制3系统TCS)该系统根据传感器监测到的车轮滑转状况,综合控制发动机输出功率和驱动轮制动力,把车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。充分利用路面的附着能力!提高了汽车的驱动性和操纵性，使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步、加速和转向。1.5电子稳定装置(ESP)(ElectronicStablityProgram)ESP实际上也是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。该系统具有支援ABS及TCS的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、TCS发出纠偏指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。1.6自适应巡航控制装置ACC(AdaptiveCruiseControl)该装置是CCS(CruiseControlSystem)功能的自然延伸。它依据雷达探测到的主车与目标车辆间的相对位置关系及相对运动关系，通过控制发动机节气门开度、行驶档位及制动器制动力矩实现对车辆行驶速度的调节，从而达到与目标车辆间保持安全行驶距离的目的。2汽车电子的被动安全系统汽车被动安全技术是指一旦事故发生时，保护车辆内部乘员及外部人员，使直接损失降到最小的技术。2.1安全气囊防护系统SRS安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。传统安全气囊的设计是在发生正面撞车事故时避免车内乘员的头部、颈部和胸部强烈撞击在仪表盘、方向盘或挡风玻璃上。在后面碰撞、翻车或大多数侧面碰撞的情况下，它不会被引发。随着技术的发展，安全气囊的保护范围将进一步扩大，从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等产品不断推出。同时，安全气囊已出现智能化，能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大4小、重量，坐姿、是否系戴安全带等，并根据上述信息调整动作，以求最大限度地减少失误和保护乘员。2.2事故自动报警系统事故自动报警系统将是今后汽车必备的安全系统，它是在汽车后视镜内安装了一个与移动电话和撞车传感器相连的微型摄像机，与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合，一旦汽车发生事故，将自动向有关安全管理部门和医疗急救部门报警，提供汽车所在位置、事故严重程度、车载人员数、系安全带人数和人员受伤的大致程度等信息，并保持联络，使事故车中的人员得到及时救护。2.3驾驶纪录系统汽车黑匣子是利用GPS先进技术，依据地理信息管理系统(GIS)及计算机数据库系统形成一套现代化的监控体系。它实质上是机动车综合记录仪，它不但具有像飞机黑匣子一样记录事故发生前后的详细数据，帮助有关部门迅速准确地分析事故发生原因的功能，而且还能帮助车辆管理人员和驾驶员，适时监控和分析车辆的运行情况，从而加强对车辆的管理，最大限度地减少事故的发生。实践证明，汽车黑匣子的使用，使交通事故率降低了37％~52％，大大减少了人员伤亡和财产损失，产生了显著的社会效益和经济效益。3汽车安全技术的发展趋势汽车安全技术中的主动安全和被动安全是相辅相成、相互补充的，两者缺一不可。未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化和智能化方向发展。3.1集成化将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合，会得到更好的安全保护效果。德尔福公司推出的集成安全系统(ISS)涵盖了汽车上所有的主要子系统，由50种不同的技术组成，这些技术集成于一体，协同发挥作用，能更好地预防交通事故发生。3.2系统化将汽车、道路、人作为一个系统来分析研究，让三者相互协调，达到各自性能的最佳匹配，才能实现驾驶员行为特征、车辆机械特性及道路设施和交通法规之间的最优协调，才能达到系统整体的最佳效益。3.3智能化随着电子信息等技术的飞速发展，智能技术在汽车安全系统上得到了广泛应用，安全技5术正逐步走向智能化。全球卫星定位系统(GPS)技术、智能避撞系统、智能驾驶系统、智能轮胎、智能悬架、智能安全气囊等将在汽车上发挥越来越大的作用。随着传感器技术及计算机技术的进步，越来越多的新型智能化安全装置将出现在现代汽车上。这些智能装置将具有一定的识别、判断能力，在各种情况下都能自动协助或自行控制。未来的智能约束系统尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置及撞车类型和撞车速度的数据,建立数据库,对某一碰撞中获得的乘员和车的有关信息进行判断识别,使人体获得最佳的保护。结语随着现代科学技术的发展，未来的汽车电子安全技术将向着微处理机、软件技术、多通道传输技术、集成化技术、车载网络系统、光导纤维传导技术、声纳传感技术、纳米技术等更先进的技术领域发展。随着更多的新技术不断地运用到汽车上，可以相信，未来的汽车将越来越安全，越来越可靠，越来越人性化，越来越智能化。我国汽车被动安全性和汽车安全技术研究起步晚,但发展迅速,正在接近和赶上国际先进水平。随着我国国民经济的稳步发展,我国汽车工业将不断壮大,汽车电子安全技术的发展将有力地推动我国汽车交通现代化的实现。参考文献[1]宋卫东.汽车元素-汽车技术的今天与明天[M]北京：机械工业出版社，2009.6[2]李建秋，赵六奇，韩晓东.汽车电子学教程[M]北京：清华大学出版社，2006.4[3]熊淑英.浅谈汽车被动安全系统及其发展趋势[J]中国科技信息，2008（11）[4]谢黎.浅谈汽车电子安全系统[J]广东科技，2007（06）[5]宋健，王伟玮，李亮，于良耀.汽车安全技术的研究现状和展望[J]汽车安全与节能学报,2010(2)