原创《汽车主动安全系统与展望》
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摘 要：汽车在运行过程中因地面、车况或环境等因素发生变化会使汽车偏离既定行进路线,造成跑偏、侧滑、甩尾、撞车甚至翻车等事故.汽车主动安全系统可保证驾驶人员尽量自如地操控汽车,无论是在直线上制动与加速还是左右打方向都尽量保持平稳,且不影响司机的视野与舒适性.
关键词：汽车；主动安全控制；展望
随着车辆的普及和人们安全意识的增强,行车安全越来越受到人们的重视,汽车安全系统的重要性也就越来越突出.汽车主动安全系统是指能介入驾驶动作的安全系统,它作用在汽车发生碰撞之前,这些装置会在车辆近乎失控时自动启动,从而让驾驶者恢复对车辆的控制,最大限度避免意外发生.
汽车在制动过程中能维持直线行驶或按预定弯道行驶就称其制动时汽车的方向稳定性好.汽车在光滑路面紧急制动时,车轮会抱死滑移[1].如果前轮抱死,驾驶员在制动过程中躲避障碍物、行人及在弯道上应采取的必要的转向操纵就无法实现.如果后轮抱死,在很小的侧向干扰力下,汽车就会发生甩尾等事故.制动防抱死系统可避免紧急制动时车轮抱死.
制动防抱死系统的主要部件有车轮转速传感器、控制器及制动压力调节器等.在紧急制动时传感器将监测到的各车轮的转速信号送入控制器,由控制器计算车轮滑移率,判断车轮是否需要抱死,一旦发现某个车轮有抱死倾向,控制器就向制动压力调节器发出指令,调节车轮制动压力,使车轮处于理想的制动状态,保持制动时车辆的稳定性.
在汽车制动的瞬间,电子制动力分配系统配合制动防抱死系统计算出不同车轮最合理的制动力并分配给每个车轮.在刚开始制动时,电子制动力分配系统便会根据车轮垂直载荷和路面附着系数分配制动器制动力,充分利用路面附着系数,缩短制动距离并提高汽车的方向稳定性.
1.牵引力控制系统
汽车在光滑路面起步或急加速时,驱动轮也有可能滑转,这会导致方向失控[2]78-79.牵引力控制系统依靠车轮速度传感器检测驱动轮和从动轮的速度,通过控制器判别两类车轮的速度差,若从动轮速度低于驱动轮时（这是打滑的特征）,控制器就会向执行器发出信号,减小驱动轮的驱动力.具体的调节措施一是通过调节发动机的点火时间、减小气门开度、减少进气量来减小发动机的动力；二是通过给驱动轮施加制动并调节制动力以降低驱动轮的驱动力,从而使车轮不再打滑.该系统一般装载在有制动防抱死系统的汽车上.
2.车身电子稳定系统
当车辆前方突然出现障碍物,为紧急躲避障碍物时会出现转向不足或转向过度的情况,此时车身电子稳定系统会发挥校正循迹方向的作用[2]111-112.该系统的传感器有方向盘转角传感器、车轮速度传感器、偏航率传感器、横向加速度传感器等,其能对汽车行驶状态进行实时监控,当出现转向不足时,车身电子稳定系统会放慢内后轮,校正行驶方向.当转向过多时会出现后轮失控甩尾的情况,车身电子稳定系统便会放慢外侧的前轮来稳定汽车.
在高速公路上行驶时,自适应巡航控制系统可减轻驾驶员疲劳感,保证行驶的安全性.当前方无行驶车辆时,该系统自动控制车辆在驾驶员设定的车速下运行；当前方有车辆时,驾驶员根据实际道路情况启动该系统,确定合适的行驶速度,在与前车保持安全距离的前提下行驶[3].安装在前保险杠内的雷达式车距传感器持续探测与前方车辆的距离,当与前车距离过小而驾驶员没有采取措施时,自适应巡航控制系统会报警,同时主动协调发动机控制系统降低发动机动力,通过防抱死制动系统适当制动,始终与前车保持安全距离.车轮上的轮速传感器感知车辆的行驶速度,如果前车加速,该系统也会加速但不会超过设定的车速.在任何时候驾驶员都可以主动对车辆进行加速或制动,该系统随即终止巡航控制.
轮胎安全是影响驾驶安全的重要因素之一,轮胎气压过高,其抓地能力变差或易爆胎；气压不足使轮胎排水性下降,雨天行驶汽车容易侧滑；若4个车轮胎压不一致,则会导致行驶跑偏.轮胎监视系统是保证驾驶员与乘客安全的预警系统.安装在每个轮胎里的轮胎压力和温度监测模块精确地检测轮胎的压力与温度,将测量到的数据通过无线信号传到监视器,并显示在仪表台的屏幕上,当轮胎气压或温度异常时,监视器发出报警信号,提醒驾驶员采取措施.
引领汽车发展的永远是技术,人工智能技术是未来汽车主动安全控制系统的发展方向.
人车交互技术是对驾驶人员的语音语气、行为动作、头部位置、情绪状态进行监控和分析的技术[4],如果监测到驾驶员有情绪不稳定、头部偏离座位等现象,表明驾驶员处于疲劳驾驶状态,该技术系统就发出警示或者采取措施,保证驾驶安全.
车车交互技术能检测相邻车辆的数据信息,通过和逆向来车进行信息交互,能预先获得前方路面、大气及交通状况等信息.此外,在交通信号灯控制的路口,当头车启动后,能将其启动的信息传递给后方车辆,这样能及时通知后方车辆启动,降低启动延迟造成的时间浪费,缓解交通堵塞.※
参考文献：
[1]李雷.汽车底盘电控系统检修[M].北京：人民邮电出版社,2009：99.
[2]嵇伟.汽车底盘电控技术[M].北京：机械工业出版社,2011.
[3]郑尧军.汽车车身电控技术[M].浙江：浙江大学出版社,2009：135-145.
[4]曹坚.人工智能技术在汽车人性化配置中的应用[J].中国新技术新产品,2016（13）：15-16.
系统论文参考资料：
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