摘 要：汽車的安全性能，與我們的電子技術發(fā)展有直接的聯(lián)系，大量的電子原件與控制程序運用到汽車上，保證汽車技術狀況良好，達到減少交通事故的發(fā)生，減少因事故而造成的人員傷亡和財產損失。本文就汽車主動和被動安全技術作簡要論述，認為電控技術的發(fā)展能有效提高汽車安全性能。

關鍵詞：電控技術；主動安全；被動安全；發(fā)展

引言

在近半個世紀來，電子科學技術高速發(fā)展，其成果運用到各個領域，大量的電子技術已被應用到汽車上，汽車作為現(xiàn)代社會不可缺少的交通工具，在給人們帶來享受舒適與便捷的同時也帶來了大量的交通事故，汽車安全性能也越來越被人們所重視，所以為了提高汽車安全性能而廣泛的應用電子控制技術。

1 汽車電子控制技術的發(fā)展歷程

電控技術在汽車上的發(fā)展，經歷了四個階段：（1）七十年代以前為第一階段，是汽車電子控制技術發(fā)展的初級階段。主要應用在電子點火控制器、交流發(fā)電機電子電壓調節(jié)器、電子式閃光器、汽車收音機、數(shù)字時鐘等。（2）八十年代為第二階段，是汽車電子控制技術迅速發(fā)展階段，在汽車上廣泛應用集成電路和16位以下的微處理器。主要應用在電控門鎖系統(tǒng)、超速報警系統(tǒng)、車輛防盜系統(tǒng)、故障自診斷系等。（3）九十年代為第三階段，也是微型計算機在汽車上應用日趨成熟并向智能化發(fā)展階段。主要應用在牽引力控制系統(tǒng)、四輪轉向控制系統(tǒng)、聲音合成與識別系統(tǒng)、數(shù)字式油壓表、蜂窩式電話、加熱式擋風玻璃、倒車報警器、自動后視鏡系統(tǒng)、道路狀態(tài)指示系統(tǒng)等。（4）二十世紀以后為第四階段，是汽車電子控制技術向智能化發(fā)展的高級階段。主要應用在多路傳輸系統(tǒng)、32位微處理器、動力最優(yōu)化控制系統(tǒng)、通訊與導航系統(tǒng)、安全駕駛檢測與報警系統(tǒng)、自動防追尾碰撞系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)和電子地圖等。

2 電子控制技術在汽車上的具體應用

汽車上的電子控制技術主要應用在主動安全與被動安全兩方面，還有就是對汽車進行綜合的控制。汽車主動安全技術主要包括：制動防抱死系統(tǒng)、電子制動力分配系統(tǒng)、驅動防滑系統(tǒng)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)、 智能巡航控制系統(tǒng)；汽車被動安全技術主要包括安全帶、安全氣囊防護系統(tǒng)。

2.1 汽車主動安全技術

2.1.1 制動防抱死系統(tǒng)（Anti―lock Braking System，簡稱ABS）

制動防抱死系統(tǒng)也稱剎車防抱死系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本功能是在實時狀態(tài)下感知汽車車輪的運動狀態(tài)，并對其作出調整，使車輪的滑移率在最佳范圍內（15%～20%），防止車輪抱死而導致事故的發(fā)生。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，轎車，重型卡車和客車在安裝了ABS系統(tǒng)后，交通事故發(fā)生率分別減少了8%，15%和5%。通常情況下，防抱死系統(tǒng)可以明顯的提升汽車車輪運動狀態(tài)下的安全性，并在很大程度上減少事故的發(fā)生。

2.1.2 電子制動力分配系統(tǒng)（Electric Brake force Distribution，簡稱EBD）

電子制動力分配系統(tǒng)的工作原理是在汽車制動的瞬間，利用傳感器測出汽車每個車輪的轉速，控制單元算出4個輪胎接觸路面時的不同摩擦力數(shù)值，根據(jù)數(shù)據(jù)提供相應的制動力分配方案，調整制動力的分配，制動力分配系統(tǒng)經常被看作是防抱死系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)。EBD可以調節(jié)汽車前軸和后軸制動力的分配比例，從而保證汽車的制動性能，電子制動力分配系統(tǒng)還可以和防抱死系統(tǒng)結合使用，提高汽車制動的穩(wěn)定性。

2.1.3 驅動防滑系統(tǒng)（Acceleration Slip Regulation，簡稱 ASR）

驅動防滑系統(tǒng)又稱牽引力控制系統(tǒng)，是建立在防抱死系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)驅動輪的轉速及從動輪的轉速來判定驅動輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)驅動輪的轉速比從動輪的轉速高，系統(tǒng)就自動發(fā)出控制命令，進而抑制驅動輪轉速的一種控制系統(tǒng)，它與ABS作用模式十分相似，兩者都使用傳感器測量轉速后把信號傳輸給控制單元，控制單元收集信號計算、比較、處理后發(fā)出控制指令使汽車制動調節(jié)器起作用。主要防止車輛在起步、加速或者降低檔位時驅動輪打滑現(xiàn)象，從而保證汽車駕駛的穩(wěn)定性。

2.1.4 車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)（Electronic Stability Program，簡稱ESP）

車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)也稱為“電子穩(wěn)定程序”。ESP以制動防抱死系統(tǒng)為基礎，通過汽車上的傳感器收集方向盤的轉動角度、側向加速度等信息，這些數(shù)據(jù)信息會被傳輸?shù)轿⑿陀嬎銠C控制系統(tǒng)，經過微處理器把儲存好的標準狀態(tài)數(shù)據(jù)和新接受來的數(shù)據(jù)進行比較，以此來判斷汽車當前是否處于不穩(wěn)定的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)汽車處于不穩(wěn)定的運行狀態(tài)，控制單元發(fā)出指令，使液壓調節(jié)器控制車輪制動器，來實現(xiàn)對側滑的糾正。ESP系統(tǒng)包含ABS（制動防抱死系統(tǒng)）及ASR（驅動防滑系統(tǒng)），是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸，不僅能防止車輪在制動時抱死和啟動時打滑，還能防止車輛側滑。汽車在轉向時常出現(xiàn)轉向過度情況，此時后輪失控而甩尾，ESP便會制動減慢外側的前輪來穩(wěn)定車子；在轉向不足時，為了校正運行方向，ESP則會制動減慢內后輪，從而校正行駛方向。此外，ESP還能以25次/秒的頻率對駕駛員的行駛意圖和實際行駛情況進行檢測，隨時待命對車輛的側滑進行控制，保證駕乘者的行車安全。

2.1.5 智能巡航控制（Intelligent Cruiser Control，簡稱ICC）

智能巡航控制與普通巡航裝置不同，ICC可以充分考慮日常行車不同狀況，可設定幾項自動調整項目。它通過前紅外線雷達隨時監(jiān)控與前車距離（車速在40-140Km/h的工況下，有效距離達120M），并及時采取制動措施，提醒并幫助駕駛員規(guī)避追尾危險。曾九明發(fā)明的一種車輛防碰撞電子控制裝置，2008年獲得國家專利，該裝置利用了紅外線接收頭和凸透鏡聚焦原理，安裝在車輛前端，可以接收較大范圍的信號，并在接收到一定距離外的阻礙物信號后，裝置內的預警和減速制動裝置起動。該裝置危險距離最小可設置為2米，最大可設置為20米，可有效防止追尾碰撞的發(fā)生，此產品正在推廣應用。

2.2 汽車被動安全技術

2.2.1 安全帶系統(tǒng)

安全帶系統(tǒng)的作用是：預緊裝置在汽車緊急制動或碰撞時迅速的收緊，同時安全帶將乘員固定住，以防止乘員和物體碰撞并造成傷害。當撞車影響減弱時，安全帶會自動松開。大量的事故案例證明，安全帶可以在90%的事故中起到減輕或防止傷害的作用。安全帶控制裝置分兩種：一種是電子式控制裝置，另一種是機械式控制裝置。常見的電子控制預拉緊裝置是一種爆燃式的，由氣體引發(fā)劑、氣體發(fā)生劑、導管、活塞、繩索和驅動輪組成。當汽車受到碰撞時預拉緊裝置受到激發(fā)后，密封導管內底部的氣體引發(fā)劑立即自燃，引爆同一密封導管內的氣體發(fā)生劑，氣體發(fā)生劑立即產生大量氣體膨脹，迫使活塞向上移動拉動繩索，繩索帶動驅動輪旋轉，驅動輪使卷收器卷筒轉動，織帶被卷在卷筒上，使織帶被回拉。最后，卷收器會緊急鎖止織帶，固定乘員身體，防止身體前傾避免與方向盤、儀表板和玻璃窗相碰撞。

2.2.2 安全氣囊防護系統(tǒng)（Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱SRS）

安全氣囊防護系統(tǒng)也有的稱之為“Air Bag”。汽車安全氣囊，通常設置在車內方向盤上、正面、側面和車頂幾個位置。在汽車發(fā)生碰撞事故時，汽車與阻礙物的撞擊為第一次碰撞，人與汽車上相應部件的撞擊為第二次碰撞，人的傷亡由第二次碰撞造成。在汽車第一次碰撞發(fā)生后，第二次碰撞發(fā)生前，傳感器感受汽車碰撞信號并將其傳給控制器，SRS的ECU接收到傳感器的信號，判斷碰撞強度達到必需打開安全氣囊時，立即發(fā)出點火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器點火后迅速產生大量氣體并快速展開氣囊，氣囊的整個充氣過程大約需要30ms，安全氣囊充滿氣體后，又通過氣囊上的排氣節(jié)流阻尼放氣作用吸收乘員的動能，防止乘員正面、側面、膝部、頭部與車內相應構件之間可能發(fā)生的碰撞，從而達到保護乘員的目的。

3 電控技術對汽車安全性能作用的展望

隨著汽車使用電子設備越來越多，電子控制技術的綜合應用越來越強，從發(fā)動機電控到汽車底盤電控系統(tǒng)、從傳動系統(tǒng)控制到電源管理系統(tǒng)及儀表報警系統(tǒng)、從汽車舒適系統(tǒng)到安全保證系統(tǒng)的電氣電路形成一個龐大而復雜的系統(tǒng)?，F(xiàn)代典型的控制單元（ECU）管理著電控燃油噴射系統(tǒng)（Electronic Control Fuel Injection System）、無級自動變速器系統(tǒng)（ECVT）、雙離合無級變速系統(tǒng)（DSG）、電子懸架系統(tǒng)（ECS）、電子防盜系統(tǒng)（PATS）、防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、防滑控制系統(tǒng)（ASR）、車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）、安全氣囊防護系統(tǒng)（SRS）、智能四輪全時四驅系統(tǒng)（HALDEX）等等。由于智能交通管理系統(tǒng)（ITS）的迅速發(fā)展，以3G（GPS、GIS和GSM）為代表的新型電子通訊產品的出現(xiàn)，而這些都要集中進行控制管理，車載局域網(wǎng)（Controller Area Network，簡稱CAN），局域網(wǎng)系統(tǒng)作為一種可靠的汽車計算機網(wǎng)絡總線系統(tǒng)可以勝任次項任務。汽車計算機控制單元能夠通過CAN總線共享所有的信息和資源，如車載局域網(wǎng)系統(tǒng)圖所示，汽車上所有的電子控制單元通過總線與網(wǎng)關連接，統(tǒng)一處理信號與發(fā)送指令，達到簡化布線、減少傳感器數(shù)量、避免控制功能重復、提高系統(tǒng)可靠性和可維護性、更好地匹配和協(xié)調各個控制系統(tǒng)的目的。CAN總線已經開始在高檔次的汽車上應用，具有高度靈活性、簡單的擴展性、優(yōu)良的抗干擾性和處理錯誤能力，使得汽車的動力性、操縱穩(wěn)定性、汽車舒適性、駕駛安全性都大大得到提升。

4 結束語

人們對于電子控制技術的探索與創(chuàng)新的腳步永遠不會停止。很多成果都運用到汽車上，安全性能作為汽車技術中非常重要的組成部分，一定會隨著人類的科技進步把汽車技術整體推進，向著更高品位，更精尖技術的方向發(fā)展，從而保證汽車行駛的安全性。

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作者簡介：敖克勇（1971-），職稱：副教授，學位：碩士，職務：系副主任，研究方向：汽車工程及汽車檢測維修技術。