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汽车主动安全技术概况

发布时间:2017-08-12 11:47

随着经济的不断发展,汽车在我们的生活中逐渐普及,但随之而来的安全问题也同时困扰着我们。在过去三十年里,被动安全技术获得了很大程度的发展,但人们意识到,仅仅依靠被动安全技术不足以提供最可靠的安全保护,于是主动安全技术应运而生。 

  1 汽车主动安全技术的概念与发展历程 

  主动安全性是指汽车避免发生意外事故的能力,包括行驶安全性、环境安全性、感觉安全性和操作安全性。通过主动安全技术的应用,能够使汽车具有最佳的动态性能,能在碰撞事故发生前做出相应的紧急措施,提高车辆的制动能力和操纵稳定性,有效减少意外事故的发生。 

  自1898年有记载的第一例交通事故以来,人们不断致力于提高汽车行驶的安全性。但当时人们尚未形成主动安全的概念,而将主要精力放在提高汽车的被动安全性,即致力于提高汽车安全带、安全气囊、能量吸收式转向柱等设备的性能上。进入20世纪80年代以后,人们开始相信相对于在事故发生后设法降低事故伤害与财产损失,如果在事故前可以对车辆运动状态进行实时监测,并在必要时进行干涉或预警,具有更为深远的现实意义。在此契机下,汽车主动安全性迎来重要发展机遇。近些年,电子、计算机、自动化技术的快速发展更加助推了主动安全技术向前迈进。先进的电子、通信及信息技术在汽车上的应用催生了ABS、EBS、ACC等主动安全技术,使车辆更安全、更舒适、更智能化。 

  2 简要介绍典型主动安全技术 

  1.防抱死制动系统(ABS) 

  当汽车制动时,若将刹车完全踩死,车轮将发生抱死滑移,轮胎与地面的附着力急剧下降,车辆操纵稳定性受到严重影响。如果只是前轮抱死,后轮保持滚动,那么汽车将失去转向能力。如果只是后轮抱死,前轮保持滚动,即使受到不大的侧向干扰力,汽车也将产生侧滑现象。所以,我们不希望车轮直接抱死,而是想让车轮在制动时边滚边滑,于是就出现了防抱死制动系统。 通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号,同时执行机构做出反应,减小制动力矩,经过一段时间,当车轮恢复滚动时,再增加制动力矩。如此循环往复,使汽车处于良好的制动状态,提高了车辆安全性。 

  2.轮胎压力监控预警系统(TPMS) 

  轮胎的使用状况直接影响汽车安全性,轻者导致爆胎,重者导致车辆失控,造成重大交通事故,所以,轮胎压力监控预警系统(TPMS)显得十分重要。TPMS包括间接型TPMS和直接型TPMS。间接型TPMS是通过轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别,进而通过车轮转速的稳定性来判断车轮的胎压,以达到监测胎压的目的。间接型TPMS虽然价格低廉,但是使用效果不如直接型。直接型TPMS是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统,可以对各轮胎气压数据进行显示。 

  3.自适应巡航控制系统(ACC) 

  自适应巡航控制系统是将自动巡航控制系统和车辆前向撞击报警系统有机地结合起来,既有自动巡航功能,又有防止前向撞击功能。该系统在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。 

  4.车道偏离预警和换道辅助系统 

  有不少交通事故的发生是由于汽车偏离正常行驶车道引起的,同时车道偏离也被看成车辆侧翻事故的主要原因。车道偏离预警系统采用摄像机监测车辆在车道中的横向位置,当系统识别车辆已经越过车道线行驶且驾驶人未开启转向灯时,向驾驶人发出预警信号。 

  车辆在变换车道时,因为驾驶员不清楚后面车辆的行驶状况,有可能发生碰撞事故。换道辅助系统利用雷达传感器监控后方和两侧的环境,通过转向灯信号状态对驾驶人换道意图进行识别,在判定驾驶人有换道意图的前提下,如果有危险存在,则对驾驶员进行紧急预警。 

  3 主动安全技术未来发展方向 

  1.车辆将更加智能化。 

  随着计算机、自动化技术的迅猛发展,21世纪必定是一个信息技术高度渗透的时代。近些年,车联网、智能交通的兴起使人们开始畅想智能驾驶的无限未来。可以预见,在不久的将来,通过科研人员的不断努力,车辆将会变得更智能,安全性也将大幅提高。 

  2.对驾驶员操作意图的识别将更加精确。 

  在发生危险前,若是过早的干预驾驶行为会影响驾驶员的驾驶体验,若是过晚的启动安全保护装置则会引起安全事故。所以,对驾驶员操作意图的精确识别,掌握合理的时机启动安全保护装置显得十分重要。 

  3.重视行人安全的主被动安全集成技术成为热点。 

  主动安全技术主要是从保护车辆安全的角度考虑,但是近些年,行人安全性问题也日益突出。目前,对行人的保护大多是被动安全保护,效果有所欠缺。根据相关研究人员的最新进展,从汽车主动避让行人的主动安全角度,结合目前已经成熟的被动安全技术,进行主被动安全集成是解决行人安全问题的有效途径。 

  参考文献 

  [1]彭金栓,徐磊,邵毅明. 汽车主动安全技术现状及发展趋势[J].公路与汽运,2014(1):1-4. 

  [2]宋晓琳,冯广刚,杨济匡.汽车主动避撞系统的发展现状及趋势[J].汽车工程,2008,30(4). 

  [3]姜立标. 现代汽车新技术[M].北京:北京大学出版社,2012. 

  [4]梁兆喜. 汽车防抱死制动系统(ABS)知识[J]. 汽车维修, 2017.3:22-23 

  作者简介 

  张臣(1996-),郑州大学机械工程专业,2014级本科生。


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