張鵬 胡金奎

摘 要：商用車的安全性分為主動安全性和被動安全性，其中被動安全的發(fā)展已經(jīng)陷入瓶頸，很難有較大的發(fā)展，主動安全的發(fā)展迎來黃金時期。文中通過文獻查閱，介紹了主動安全的發(fā)展歷程、發(fā)展前景、商用車的安全性能分類、主動安全性能的評價指標(biāo)、國內(nèi)外商用車主動安全性能的現(xiàn)狀、商用車主動安全性能的發(fā)展趨勢，詳細分析了主動安全系統(tǒng)的作用以及在商用車中的應(yīng)用情況，為我國未來商用車主動性能的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)以及相關(guān)資料。

關(guān)鍵詞：商用車;主動安全;應(yīng)用;性能

1概述

汽車在發(fā)明之初并沒有汽車主動安全性這種說法，直到汽車發(fā)展越來越成熟的時候人們才認(rèn)識到主動安全性對汽車的重要性。一方面主動安全性是在事故發(fā)生前規(guī)避事故的，從源頭上避免了事故的發(fā)生，另一方面還可以在事故放生后減少事故造成的人生傷亡和財產(chǎn)損失，對推動汽車的發(fā)展起到了重要作用。其中，汽車主動安全系統(tǒng)的發(fā)明對汽車主動安全性的發(fā)展功不可沒，大部分主動安全性能的提升都是和汽車主動安全系統(tǒng)的發(fā)明和優(yōu)化有關(guān)，可以說沒有主動動安全系統(tǒng)，就沒有現(xiàn)在汽車這么優(yōu)秀的主動安全性能。

陳天殷認(rèn)為電子穩(wěn)定程序（ESP）、驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）、 驅(qū)動控制系統(tǒng)（TCS）、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）和感載比例閥裝置（SABS）等并稱為汽車最重要的5項主動安全裝置[1]，受限于篇幅和作者的能力限制，本文僅簡單介紹ABS、ASR、EBD和ESP的功能原理和安全性能，詳細分析其在商用車上應(yīng)用情況并預(yù)測我國商用車未來主動安全性能的發(fā)展趨勢。

2 商用車的特點及安全需要

商用車主要是大型車輛，而且因其數(shù)量巨大，每年發(fā)生的車禍也不少，下圖2.1所示為2009-2014年營運客車事故統(tǒng)計圖。

圖2.1 2009-2014年營運客車事故統(tǒng)計圖（萬輛）

上圖可以看出雖然每年營運車輛的死亡人數(shù)、事故起數(shù)、營運客車死亡人數(shù)占營運車輛死亡人數(shù)比例和營運客車事故起數(shù)占營運車輛事故起數(shù)比例呈現(xiàn)下降趨勢，但每年所造成的死亡人數(shù)仍然非常龐大。可以想象，商用車每年因為交通事故會造成多大的人身傷亡和財產(chǎn)損失。因此，主動安全技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將成為商用車安全性能提高的重要保證。

3 主動安全系統(tǒng)分析

3.1 ABS功能及應(yīng)用分析

3.1.1ABS功能原理

制動防抱死系統(tǒng)（antilock brake system）簡稱ABS。作用就是在汽車制動時，采用計算機自動控制各車輪制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值，獲得最佳的制動效果[2]。下圖3.1為有無ABS剎車效果對比圖。

圖3.1 有無ABS剎車效果對比圖

3.1.2 ABS在商用車上的應(yīng)用分析

盡管我國在2004年就對安裝ABS的車型和時間作了規(guī)定，但在商用車特別是貨車、卡車等領(lǐng)域這一規(guī)定落實情況卻并不理想。楊冠宇等人認(rèn)為我國輕卡競爭過于激烈，ABS對于多數(shù)輕卡企業(yè)來說成本過高[3]。賀繼紅認(rèn)為個體戶對車輛的價格比較敏感，對ABS的作用認(rèn)識嚴(yán)重不足導(dǎo)致個體戶的車輛安裝較少，各地方對ABS強制安裝執(zhí)法力度不統(tǒng)一導(dǎo)致法規(guī)效果難以實現(xiàn)[4]。據(jù)了解，好一點的品牌的ABS大約五千元左右，因此一般的輕卡廠商在加裝ABS之后很難在價格上與競爭對手競爭，部分買家也不愿為了安全而多掏錢，而且不少車主表示ABS維修比較困難，很多卡車司機根本找不到可以維修的地方。綜上所述，ABS雖然功能強大，安全性能提升明顯，但在我國商用車上的應(yīng)用遠未達到理想水平。

ABS作為主動安全性能提升最基礎(chǔ)和最有效的系統(tǒng)，在減少交通事故方面的能力和作用非常明顯，據(jù)德國漢諾威交通事故研究所對182起商用車交通事故的分析表明使用 ABS 能夠完全避免 7.1%的交通事故，減輕13.9%的材料損失和 17.4%的人員傷害[5]。但我國受制于各種因素仍未讓這種系統(tǒng)應(yīng)用在每一輛商用車上，這意味著我國每時每刻都在遭受本可以避免的損失。針對這種現(xiàn)象，本文特提出以下幾點建議加速推動ABS在中國商用車上應(yīng)用：

1）對小型輕卡企業(yè)進行整合，對資源重新進行配置，降低生產(chǎn)成本和無用的競爭消耗，提升企業(yè)的利潤率，使企業(yè)有足夠的資金對生產(chǎn)車輛加裝ABS。

2）針對ABS的作用進行宣傳，包括在駕照考試中加入相應(yīng)的題目，加強駕駛?cè)藢BS安全性能的了解，提升駕駛?cè)说陌踩庾R。

3）在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一強制安裝ABS的執(zhí)法力度，使車輛在中國任何地方都有一個相同的安全標(biāo)準(zhǔn)，使駕駛?cè)嗽谌魏我粋€地方都有可能被因為安全性能不達標(biāo)而遭到處罰。

3.2 ASR在商用車上的應(yīng)用分析

3.2.1 ASR功能原理

ASR，其全稱是Acceleration Slip Regulation，即驅(qū)動防滑系統(tǒng)，又叫牽引力控制系統(tǒng)TCL（Traction Control System），其作用是防止車輛在起步、加速過程中打滑，以維持車輛行駛方向的穩(wěn)定性，特別是防止汽車在非對稱路面上或轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，保持良好的驅(qū)動性和操縱穩(wěn)定性，提高汽車行駛的安全性能[2]。

3.2.2 ASR在商用車上的應(yīng)用分析

汽車行駛在易滑路面上，ASR將驅(qū)動輪的滑移率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪的過度滑轉(zhuǎn)，避免發(fā)生驅(qū)動輪過度打滑導(dǎo)致的牽引性和安全性降低。

ASR有很多元器件和ABS相同，這些元器件都可以和ABS共用，比如說輪速傳感器和壓力調(diào)節(jié)器等。因此實際應(yīng)用中可以將兩者集成在一起，形成ABS/ASR集成系統(tǒng)。

為了使驅(qū)動防滑系統(tǒng)能在我國大規(guī)模應(yīng)用，本文特提出以下幾點建議加速推動ABS在我國商用車上應(yīng)用：

1）由于ASR是基于ABS發(fā)展而來，所以應(yīng)出臺政策推動我國企業(yè)對ABS技術(shù)自研的投入，使ABS和徹底國產(chǎn)化，進而促進ASR技術(shù)的發(fā)展。

2）加大對ASR研發(fā)的支持，使ASR盡早國產(chǎn)化，依靠國內(nèi)的工業(yè)實力優(yōu)勢，以較低成本生產(chǎn)出低成本的具有競爭力的ASR。

3）鼓勵A(yù)BS/ASR集成技術(shù)的發(fā)展，進一步降低商用車主動安全系統(tǒng)的成本。

4）將ABS/ASR系統(tǒng)與自動巡航控制裝置ACC集成，最大限度的利用車上的每一個零件，使之更具性價比。

3.3 EBD在商用車上的應(yīng)用分析

3.3.1 EBD功能原理

電子制動力分配系統(tǒng)（Electric Brakeforce Distribution），簡稱EBD。是一種能夠根據(jù)由于汽車制動時產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動調(diào)節(jié)前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性的系統(tǒng)。EBD作為提高ABS功效的輔助系統(tǒng)，在車輛制動瞬間分別計算出各個輪胎摩擦力數(shù)值，然后通過調(diào)整制動裝置，達到制動力與摩擦力的匹配。EBD是在ABS作用前工作的，依據(jù)車輛的重量分布和路面條件有效分配制動力，以使4個車輪得到更接近理想化的制動力分布[2]。

3.2.2 EBD在商用車上的應(yīng)用分析

從ABS和EBD的工作原理和特點可以看出，ABS+EBD就是在ABS的基礎(chǔ)上平衡每一個輪的附著力，改善剎車力的平衡，防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)滑。EBD在ABS的基礎(chǔ)上工作并沒有增加新的元件，利用ABS的調(diào)節(jié)器及內(nèi)部的電磁閥，再附加控制邏輯于ABS即將控制的程序作適當(dāng)變更，即可通過軟件升級或改變電腦的程序?qū)崿F(xiàn)EBD的功能。因此，在有ABS的基礎(chǔ)上增加EBD功能并不需要很高的成本。

目前商用車中客車和重型貨車由于其事故危害性極大基本標(biāo)配都有ABS甚至ESP，所以EBD在商用車上應(yīng)用的難點并不在客車和重型貨車而在于輕小型貨車這一塊。輕小型貨車通常作為家用貨車，很少跑長途上高速，因此平常行駛速度會比較慢，因此很多車主認(rèn)為家用貨車用不到也不值得花錢安裝各種主動安全系統(tǒng)，甚至法律也未對皮卡等貨車作強制安裝規(guī)定，導(dǎo)致ASB+EBD在輕小型貨車上應(yīng)用緩慢。其實，皮卡更需要ABS+EBD，皮卡和家用轎車的底盤十分相近，但皮卡的車身重量分配不均勻，在空載的情況下剎車更容易失控，所產(chǎn)生的危害也要大于家用轎車，因此皮卡等中小型貨車更需要ABS+EBD這套主動安全系統(tǒng)。

根據(jù)以上分析，EBD在商用車中完全推廣應(yīng)用，必須首先跟進ABS的推廣，畢竟車上沒有搭載ABS是無法加裝EBD的。第二，EBD的自主研發(fā)也要提上日程，雖然EBD在硬件上完全是使用ABS的，EBD本身只是一個軟件，或者說一段程序，但即使是這樣用別人的也要交錢，交專利費，這樣無助于車企和車主降低成本。第三，輕型貨車在我國有著高達1728.53萬輛的保有量，及時更新強制安裝ABS+ABD法律法規(guī)對我國道路交通安全有重要意義。

3.4 ESP

3.3.1 ESP功能原理

ESP，全稱Electronic Stability Program，意思是電子穩(wěn)定程序，也即是車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)，因為生產(chǎn)廠家的不同ESP還有其它的名稱。由于ESP是一個主動的安全系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控車輛行駛狀態(tài)，必要時可以向一個或多個輪施加制動力，而且它還可以主動調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動輪上的驅(qū)動力，以修正過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。在ABS和ASR的共同作用下，ESP能最大限度的保證車輛不甩尾、不側(cè)翻、不跑偏[2]。如圖3.2所示為有無ESP在轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度效果對比。

3.2有無ESP在轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度效果對比

3.3.2ESP在商用車上的應(yīng)用分析

ESP功能強大，包含ABS和ASR，是這兩種系統(tǒng)功能上的衍生，或者說是主動安全功能的集成。ESP相對于傳統(tǒng)的ABS/ASR增加了不少元件，因此成本上高了不少，但這些成本帶來的安全性是非常大的。據(jù)美國高速公路安全安全管理局調(diào)查顯示，ESP減少了 34%的乘用車和59%SUV的碰撞事故，還有效預(yù)防了71%的乘用車和84%的SUV發(fā)生翻車事故[6]。因此，搭載ESP帶來的安全性能提升遠大于所付出的成本。

可事實上，ESP在我國的應(yīng)用并不廣泛，造成的原因有兩個：一是我國對汽車電子系統(tǒng)的研究起步較晚，導(dǎo)致現(xiàn)在的技術(shù)大大落后于西方，部分高校和企業(yè)展開過相關(guān)研究，但研究大多停留在理論層面，沒有產(chǎn)品級的EPS出現(xiàn);二是我國政策法規(guī)沒有將商用車全部納入強制規(guī)定，歐盟早在2014年就將EPS納入全部新車強制標(biāo)配系統(tǒng)，而我國到2017年才在《機動車安全技術(shù)》中將部分商用車納入強制搭載標(biāo)準(zhǔn)。

為了更廣泛的應(yīng)用，必需從零件廠商、整車廠、消費者和法律法規(guī)四個方面入手，才能更加全面快速的達成期望。首先是配件廠商，配件商需要加大力度推動ESP技術(shù)的國產(chǎn)化，這將解決國外廠商的壟斷，大大降低ESP的成本，推動ESP在我國商用車上的應(yīng)用。然后是整車廠，整車廠需要增加對安全性的重視，自己意識到消費者或者說購車人現(xiàn)在相比于價格更重視于車輛的安全性，沒有可靠安全性的車將會被淘汰。第三是消費者，消費需要增加對安全知識的了解，提高安全意識，倒逼整車廠應(yīng)用。最后，法律法規(guī)對各個環(huán)節(jié)都有影響，需要合理出臺政策。

[參考文獻]

[1]陳天殷.汽車電子制動力分配系統(tǒng)EBD [J].汽車電器，2014，7：1-3.

[2]郭榮春，曹鳳萍.汽車安全工程[M].北京：中國水利水電出版社.2016.

[3]楊冠宇，范春華，沈永峰. ABS、ESP在中國商用車及乘用車領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀分[J].汽車工業(yè)研究，2010.

[4]賀繼紅，我國商用車ABS 生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀[J]。專用汽車，2009，4：44-45.

[5]劉建宏.商用車防抱死制動系統(tǒng)的電子控制單元研究與開發(fā)：[D].長春：吉林大學(xué)，2008.

[6]李興國，大型客車電子制動及電子穩(wěn)定控制硬件在環(huán)系統(tǒng)研究[D].長春：吉林大學(xué)，2016.

（作者單位：黃河交通學(xué)院，河南 焦作 350108）