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        汽車主動安全技術(shù)概況

        2017-08-10 00:30:24張臣
        卷宗 2017年21期
        關(guān)鍵詞:汽車

        摘 要:汽車主動安全技術(shù)是一個涉及機械、電子、計算機、自動化等領(lǐng)域的高新技術(shù),通過該技術(shù)的應(yīng)用,能夠明顯提高車輛駕駛的安全性。本文簡要介紹了主動安全的概念、發(fā)展歷程,分析了幾種典型的主動安全技術(shù),并對主動安全技術(shù)未來的發(fā)展進行了展望。

        關(guān)鍵詞:汽車;主動安全技術(shù);概況

        隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,汽車在我們的生活中逐漸普及,但隨之而來的安全問題也同時困擾著我們。在過去三十年里,被動安全技術(shù)獲得了很大程度的發(fā)展,但人們意識到,僅僅依靠被動安全技術(shù)不足以提供最可靠的安全保護,于是主動安全技術(shù)應(yīng)運而生。

        1 汽車主動安全技術(shù)的概念與發(fā)展歷程

        主動安全性是指汽車避免發(fā)生意外事故的能力,包括行駛安全性、環(huán)境安全性、感覺安全性和操作安全性。通過主動安全技術(shù)的應(yīng)用,能夠使汽車具有最佳的動態(tài)性能,能在碰撞事故發(fā)生前做出相應(yīng)的緊急措施,提高車輛的制動能力和操縱穩(wěn)定性,有效減少意外事故的發(fā)生。

        自1898年有記載的第一例交通事故以來,人們不斷致力于提高汽車行駛的安全性。但當(dāng)時人們尚未形成主動安全的概念,而將主要精力放在提高汽車的被動安全性,即致力于提高汽車安全帶、安全氣囊、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱等設(shè)備的性能上。進入20世紀80年代以后,人們開始相信相對于在事故發(fā)生后設(shè)法降低事故傷害與財產(chǎn)損失,如果在事故前可以對車輛運動狀態(tài)進行實時監(jiān)測,并在必要時進行干涉或預(yù)警,具有更為深遠的現(xiàn)實意義。在此契機下,汽車主動安全性迎來重要發(fā)展機遇。近些年,電子、計算機、自動化技術(shù)的快速發(fā)展更加助推了主動安全技術(shù)向前邁進。先進的電子、通信及信息技術(shù)在汽車上的應(yīng)用催生了ABS、EBS、ACC等主動安全技術(shù),使車輛更安全、更舒適、更智能化。

        2 簡要介紹典型主動安全技術(shù)

        1.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)

        當(dāng)汽車制動時,若將剎車完全踩死,車輪將發(fā)生抱死滑移,輪胎與地面的附著力急劇下降,車輛操縱穩(wěn)定性受到嚴重影響。如果只是前輪抱死,后輪保持滾動,那么汽車將失去轉(zhuǎn)向能力。如果只是后輪抱死,前輪保持滾動,即使受到不大的側(cè)向干擾力,汽車也將產(chǎn)生側(cè)滑現(xiàn)象。所以,我們不希望車輪直接抱死,而是想讓車輪在制動時邊滾邊滑,于是就出現(xiàn)了防抱死制動系統(tǒng)。 通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號,同時執(zhí)行機構(gòu)做出反應(yīng),減小制動力矩,經(jīng)過一段時間,當(dāng)車輪恢復(fù)滾動時,再增加制動力矩。如此循環(huán)往復(fù),使汽車處于良好的制動狀態(tài),提高了車輛安全性。

        2.輪胎壓力監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)(TPMS)

        輪胎的使用狀況直接影響汽車安全性,輕者導(dǎo)致爆胎,重者導(dǎo)致車輛失控,造成重大交通事故,所以,輪胎壓力監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)(TPMS)顯得十分重要。TPMS包括間接型TPMS和直接型TPMS。間接型TPMS是通過輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別,進而通過車輪轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性來判斷車輪的胎壓,以達到監(jiān)測胎壓的目的。間接型TPMS雖然價格低廉,但是使用效果不如直接型。直接型TPMS是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓,利用無線發(fā)射器將壓力信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器模塊上的系統(tǒng),可以對各輪胎氣壓數(shù)據(jù)進行顯示。

        3.自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)

        自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是將自動巡航控制系統(tǒng)和車輛前向撞擊報警系統(tǒng)有機地結(jié)合起來,既有自動巡航功能,又有防止前向撞擊功能。該系統(tǒng)在車輛行駛過程中,安裝在車輛前部的車距傳感器持續(xù)掃描車輛前方道路,同時輪速傳感器采集車速信號。當(dāng)與前車之間的距離過小時,ACC控制單元可以通過與制動防抱死系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作,使車輪適當(dāng)制動,并使發(fā)動機的輸出功率下降,以使車輛與前方車輛始終保持安全距離。

        4.車道偏離預(yù)警和換道輔助系統(tǒng)

        有不少交通事故的發(fā)生是由于汽車偏離正常行駛車道引起的,同時車道偏離也被看成車輛側(cè)翻事故的主要原因。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)采用攝像機監(jiān)測車輛在車道中的橫向位置,當(dāng)系統(tǒng)識別車輛已經(jīng)越過車道線行駛且駕駛?cè)宋撮_啟轉(zhuǎn)向燈時,向駕駛?cè)税l(fā)出預(yù)警信號。

        車輛在變換車道時,因為駕駛員不清楚后面車輛的行駛狀況,有可能發(fā)生碰撞事故。換道輔助系統(tǒng)利用雷達傳感器監(jiān)控后方和兩側(cè)的環(huán)境,通過轉(zhuǎn)向燈信號狀態(tài)對駕駛?cè)藫Q道意圖進行識別,在判定駕駛?cè)擞袚Q道意圖的前提下,如果有危險存在,則對駕駛員進行緊急預(yù)警。

        3 主動安全技術(shù)未來發(fā)展方向

        1.車輛將更加智能化。

        隨著計算機、自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展,21世紀必定是一個信息技術(shù)高度滲透的時代。近些年,車聯(lián)網(wǎng)、智能交通的興起使人們開始暢想智能駕駛的無限未來??梢灶A(yù)見,在不久的將來,通過科研人員的不斷努力,車輛將會變得更智能,安全性也將大幅提高。

        2.對駕駛員操作意圖的識別將更加精確。

        在發(fā)生危險前,若是過早的干預(yù)駕駛行為會影響駕駛員的駕駛體驗,若是過晚的啟動安全保護裝置則會引起安全事故。所以,對駕駛員操作意圖的精確識別,掌握合理的時機啟動安全保護裝置顯得十分重要。

        3.重視行人安全的主被動安全集成技術(shù)成為熱點。

        主動安全技術(shù)主要是從保護車輛安全的角度考慮,但是近些年,行人安全性問題也日益突出。目前,對行人的保護大多是被動安全保護,效果有所欠缺。根據(jù)相關(guān)研究人員的最新進展,從汽車主動避讓行人的主動安全角度,結(jié)合目前已經(jīng)成熟的被動安全技術(shù),進行主被動安全集成是解決行人安全問題的有效途徑。

        參考文獻

        [1]彭金栓,徐磊,邵毅明. 汽車主動安全技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].公路與汽運,2014(1):1-4.

        [2]宋曉琳,馮廣剛,楊濟匡.汽車主動避撞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].汽車工程,2008,30(4).

        [3]姜立標(biāo). 現(xiàn)代汽車新技術(shù)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2012.

        [4]梁兆喜. 汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)知識[J]. 汽車維修, 2017.3:22-23

        作者簡介

        張臣(1996-),鄭州大學(xué)機械工程專業(yè),2014級本科生。

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