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摘要：

评价汽车的安全性是从两方面来考虑的：

一是防止汽车事故发生所采取的措施来考虑的汽车主动安全性；

二是从事故发生后，为减少因事故引发的损失来考虑汽车的被动安全性。

汽车的安全性依赖于机械、材料、电子等多方面技术应用，本文将着重介绍电子技术在汽车安全性上的应用现状及其发展。

Evaluationofthesafetyofcarsfromtwoaspectstoconsider:

oneistopreventcaraccidentshastakenmeasurestoconsidercaractivesafety;

Twofromaftertheaccident,inordertoreducethelosscausedbytheaccidenttoconsiderthecarpassivesafety.Thecarsafetydependsonmachinery,materials,electronicandotheraspectstechnologyapplication,thispaperwillfocusonthepaperintroduceselectronictechnologyinautomobilesafetyapplicationstatusanddevelopment

关键字：

汽车电子学主动安全被动安全

一、汽车电子主动安全性

汽车的主动安全性又可分为预防事故安全性和避免事故安全性两类。

预防事故安全性包括视野、能见度、操控方便性、乘坐舒适性、抗噪声、制动器和门锁报警等。

避免事故安全性包括操纵稳定性、制动性和整车的其他性能。

其中，操纵稳定性包括悬架系统的操纵稳定性、转向系统的操纵稳定性和静态侧翻角。

制动性包括制动防抱死系统和多管路制动系统。

（一）制动

1.ABS（制动防抱死系统）及其辅助系统EBD（电子制动力分配系统）、EBA（电控辅助制动系统）

Ø

ABS

ABS是在传统的制动系统上采用电子控制技术，防止车辆制动时车轮抱死的一种机电一体化系统。

1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利，促进ABS在汽车上的应用。

自20世纪80年代后期以来，汽车技术的最大成就之一就是ABS的使用并在此基础上发展了制动辅助系统BAS、电子制动系统EBS和驱动力调节装置ASR。

ABS在制动过程中能防止车轮出现抱死现象，使汽车在制动状态下仍能转向，并保证汽车制动时的方向稳定性，在一定条件下可缩短制动距离。

制动时通过调节各制动气室的压力，保持制动时车轮的滑移率始终在侧向附着系数和纵向附着系数最大的最佳滑移率附近，从而得到维持转向能力和方向稳定性充分大的侧向力及产生最大的地面制动力。

采用制动防抱死系统具有以下优点：

1）有效利用轮胎与路面间的附着条件，提高制动效能，缩短制动距离。

这一点在超市路面和冰冻路面上尤其突出。

2）制动过程中保持转向能力，防止侧滑发生，有效地减少了事故发生，保证制动安全性。

3）避免轮胎抱死拖滑减少胎面磨损，提高轮胎的使用寿命。

EBD

汽车启动时，如果4个轮胎附着地面的条件不同，比如，左轮附着在潮湿路面，右侧轮附着于干燥路面，4个轮子与地面的附着力不同，在制动时就容易产生打滑、倾斜、和侧翻等现象。

EDB的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出4个轮胎由于附着条件不同而导致的附着力数值，然后调整制动装置，达到制动力与附着力的匹配，以保证车辆的平稳和安全。

本质上讲EDB是ABS的辅助功能，它可以提高ABS的功效，所以在安全指标上，汽车的性能更胜一筹。

现在，一般配备ABS系统的车辆都配有EDB系统,即ABS+EDB是ABS的升级版本。

EBA

据统计，在紧急情况下有90%的驾驶员踩制动踏板时缺乏果断，另外传统的制动系统，其设计是将驾驶员施加于制动踏板上的力以固定倍数放大，因此对于体力较弱的驾驶者而言，其可能面临制动力不足的问题，若是在紧急状态下，将可能造成事故的发生。

EBA正是针对上述情况设计的。

EBA通过驾驶员踩制动踏板时制动压力增长的速率来判断制动行为：

靠时机监控制动踏板的运动，一旦监测到踩制动踏板的，速度陡增，而且驾驶员继续大力，则确认制动压力是急速性增加，EBA就会启动，释放出储存的18MPa的液压，施加最大制动力，其响应速度远快于驾驶员，显著缩短制动距离，防止“追尾”事故的发生。

驾驶员一旦释放制动踏板，EBA系统就转入待机模式，而对于正常情况制动，EBA则会通过判断不予起动。

2.ASR（驱动防滑系统）

在附着系数比较低的路面上起步、加速和拐弯时，驱动车轮会发生滑转甚至不能前进或侧滑等危险情况。

ASR是一种根据驱动车轮的滑转状态来控制车辆牵引性能的汽车主动控制系统。

通过充分利用地面所提供的附着力，有效改善车辆牵引性能和行驶安全，可以使车辆在泥泞或湿滑路面起步、加速；

加速拐弯时避免驱动轮打滑，并将驱动率控制在一定的范围内。

当驱动轮出现打滑时，系统将对打滑的驱动轮的制动压力进行控制同时控制发动机的输出转矩，使驱动轮的牵引力控制在最佳区域并提高了汽车的方向稳定性，避免轮胎的不均匀磨损。

因此，对于行驶在困难地面条件下，要求高机动性和越野性的军用车辆来说，装备ASR具有重要意义。

（二）转向

1.ESP（电子稳定性程序）

汽车在高速行驶时转弯容易因转向力不足而撞车，在湿滑路面行驶时转弯容易打滑甚至发生翻车事故。

ABS和ASR只能缩短汽车直线行驶的制动距离而对转向稳定性没有帮助。

于是自20世纪80年代中叶以来，利用电子控制来改善操纵稳定性越来越受到各大汽车公司的重视，其中以BOSCH公司的ESP（电子稳定性程序）最具代表性。

ESP系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统为了满足人们对驾驶轻便性的要求而产生。

具有节省空间、质量小、节省动力、容易集成等优点。

ESP通过对4个车轮上的纵向力的调节增加车辆的偏转力矩，避免急转和驶离弯道的情况出现。

对于转向不足和转向过多两种情况都可以进行控制。

目前ESP系统主要应用在微型车上，其低速转向操纵力在泊车过程中被显著地降低。

在ESP系统未来的发展中，一方面要改善电动机的性能，提高控制性，改善转向路感，以适应中高级轿车的要求;

另一方面要在降低成本、提高可靠性和耐久性方面进行研究，并充分发挥ESP系统的优点，使它适用于更广泛的车型。

2.线控转向技术

线控技术发迹于航空航天领域，近几年在高级乘用车赛车及概念车上得到应用。

线控转向系统的最大特点是转向盘与转向轮之间没有机械连接，反馈电机与传动带共同作用，为驾驶员提供合适的路感。

转向执行机构和转向助力单元的作用是使转向轮产生偏转，达到转向目的。

汽车线控转向技术的发展代表未来汽车的转向技术的发展，并将在汽车转向领域占据主导地位。

我国的线控转向技术研究还是空白，无法与国外相比，应加速自主研究。

（三）安全预警技术

1.TMPS（胎压监控预警系统）

轮胎的使用状况直接影响汽车安全性轻者爆胎，重者失控。

因此，轮胎压力监控预警系统显得非常重要。

当轮胎处于25%的亚充气状态时，TPMS将向驾驶员发出警告。

TPMS包括间接型和直接型。

间接型通过ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的，特点是性能差，价格低；

直接型是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量气压，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的系统，直接型TPMS是未来的趋势。

TPMS将是未来智能型汽车不可缺少的功能要素之一，发展趋势可概括为以下几个方面：

1）功耗低、配重低、成本低。

2）多功能化。

3）与其他汽车电子系统相融合。

4）无源化。

2.ACC（自适应巡航控制系统）

ACC是将CCS和FCWS有机地结合起来，既有自动巡航功能，又有防止前撞功能。

该系统在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的雷达持续扫面车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。

当车距多小时，可以使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，与前方车辆保持安全距离。

且通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动措施。

当与前车的距离在安全范围时，ACC会按照设定的速度行驶。

3.AWS（预防碰撞系统）

AWS可分为对车内和车外人员的保护，但安全保障的核心都是对碰撞动作的积极准备和防护措施。

当探测到潜在的危险时，会首先向驾驶员发出警告，如警告无效则在0.6秒前启动自动刹车系统，同时关闭车窗、调整座椅角度或安全带松紧程度以减轻碰撞强度和让安全气囊发挥更大作用等。

如碰撞不可避免，安全系统会打开与行人受撞击面相对的外部安全气囊，尽量减少对其头胸腰等脆弱和致命位置的撞击力。

日本公司推出全方位碰撞预防系统。

侧面碰撞预防系统（SCP）、倒车碰撞预防系统（BCP）、车道偏离警示系统（LDP）及车距控制辅助系统（DCA）相配合，整体上为车辆形成了一种“安全盾”的概念。

展望：

安全预警技术是今后汽车技术的主流发展方向，且向集成化、智能化和网络化三个主要方向发展。

先进汽车主动安全技术将会整合和优化各项独立的主动安全装置和措施，最终形成“人——车——路”三者协同的主动安全技术。

（四）其他系统

1.司机疲劳驾驶检测系统

车载设备将以不易察觉的方式检测驾驶者状态，在驾驶者困乏或其他身体不适情况下提出警示。

另外，该系统也能对车辆关键部位进行检测，当可能发生功能障碍时，向驾驶者发出报警。

还能探测不安全的道路状况，如桥面结冰、路面积水，并向驾驶者发出警示。

2.无人驾驶系统

这是智能交通系统的一个长远目标，创造了一个近乎没有事故的驾驶环境。

是未来很长一段时间内的主要发展方向。

3.乘员感知系统（OPDS）

本田第7代雅阁V6轿车装备了前排侧安全气囊，因此在前排乘客座相应地配备了OPDS，作用是当前排坐着小孩或小孩打瞌睡时，乘客座椅侧的安全气囊将自动关闭，从而减小侧撞事故发生时安全气囊对儿童的伤害。

二、汽车的电子被动安全性

一般所谓的被动安全性包括车身结构强度、内饰软化、吸能式转向柱、乘员约束系统、内饰件抗燃性及与人体生物力学特性等有关的内容。

被动安全性又可分为降低碰撞时的损坏和碰撞后的急救等两方面工作。

其中碰撞后急救包括成员自救和车外人员能就是给予乘员急救等。

（一）智能乘员约束技术

乘员约束技术是在车祸意外发生，车辆已经失控的状态下，对乘坐人员进行被动的保护作用。

智能约束系统就是通过自动潘多成员的类型和碰撞时的车速，来自动调整约束系统的参数。

1.智能安全气囊

安全气囊的基本原理是在发生一次碰撞后、二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气囊上，从而降低乘员的伤害指标。

智能安全气囊就是在此基础上增加传感器，以探测出座椅上的乘员是儿童还是成年人，他们系好的安全带及所处的位置是怎样的高度，通过采集这些数据，由电子计算机软件分析和处理控制安全气囊的膨胀，使其发挥最佳作用。

并采用分级气囊点爆技术，可改变充气强度。

发展趋势：

1）新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。

2）小型化、轻型化。

3）保护全方位，增加侧气囊。

2.气囊式安全带

最新开发出的气囊式安全带能在碰撞发生的40ms内在乘客的躯