汽车主动安全

辽宁工业大学论文
题目：汽车的主动安全
专业年级：车辆工程095
学生姓名：栾雨蒙
学号：091201136
摘要
随着社会进步，科技发展，生活水平提高，汽车作为人们的代步工具开始走入平常百姓的家庭，尤其是城市化的加快，越来越多的汽车出现在我们身边，交通安全问题越来越凸显，各种安全隐患被无形放大，人们的生命安全也面临着更加严峻的挑战。

传统的汽车安全措施并不能有效解决交通事故的发生，目前，汽车安全理念也在逐渐发生变化，随着科技的进步，汽车的安全被细化。

关键词：主动安全；主动安全新技术；
上世纪60年代，美国要求所有车辆强制安装安全带被写入法律。

现在，另一项重要的安全装备也被美国国家公路交通安全管理局列为强制安装配置———车身电子稳定控制系统。

有专家预测，到2011年，在美国仅这一项技术每年就可挽救1万人的生命。

不仅如此，现在越来越多技术都被集成到汽车中，来提高行驶的安全性。

汽车的安全配置已经不再是安全带这样单一的配件，更多的配件和电控系统被集成起来，形成互不相同但又互相交叉的综合系统。

汽车安全技术已经开始渗透到汽车的各个部分。

汽车主动安全
一、什么是主动安全：主动安全是指尽量自如的操纵控制汽车的安全系统措施。

无论是直线上的制动与加速还是左右打方向都应该尽量平稳，不至于偏离既定的行进路线，而且不影响司机的视野与舒适性。

这样的汽车，当然就有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车安全。

二、汽车主动安全技术：
1.ABS（防抱死制动系统）
防抱死制动系统ABS全称是Anti-lock Brake System，即，可安装在任何带液压的上。

它是利用阀体内的一个，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。

当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。

因此，ABS防抑死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。

装有ABS的车辆在干路、天、天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。

2.EBD（电子制动力分配系）
电子制动力分配(EBD)系统是防抱死制动系统软件的一部分，它被编程设置在电子控制单元(ECU)中，该系统集成并取代了用于压力感测和负荷感测的传统的前后制动比例分配阀。

这一功能使电子制动力分配(EBD)系统能够根据车辆载荷、路况以及制动液压力的变化，实行
动态的前后轮制动力比例分配。

1．前后车轮制动力分配控制
前后车轮制动力分配控制，是为了达到制动器基本的制动效果，根据车轮行驶状况而适当地分配前后轮的制动力。

EBD控制可根据由车辆的装载条件以及减速度而发生的负荷变化有效运用后轮的制动力，特别是在车辆满载时，减小需要的制动踏板力度，保证良好的制动效果。

2．左右车轮制动力分配控制
为确保在弯道行驶制动时车辆的稳定性，可通过调节左右车轮的制动力分配来进行左右车轮制动力的分配控制，确保制动时车辆的稳定性和良好的制动效果。

EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。

汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。

比如，有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，这种情况会导致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样，制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。

EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对四
只轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出不同的摩擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保证车辆的平稳、安全。

3.ESP（电子稳定程序）
ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。

控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。

ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。

当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在
的任何安全装置都难以保全。

4.EBA（紧急刹车辅助系统）
电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作，来判断驾驶员对此次刹车的意图，如属于紧急刹车，则指示刹车系统产生更高的油压使ABS发挥作用，从而使刹车力更快速的产生，缩短刹车距离。

5.LDWS(车道偏离预警系统）
该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道0.5秒之前发出警报，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故，此外，使用LDWS还能纠正驾驶员不打转向灯的习惯，该系统其主要功能是辅助过度疲劳或长时间单调驾驶引发的注意力不集中等情况。

6.TRC(牵引力控制系统 )
TRC是防止车辆起步或加速时车轮发生空转的装置。

在冰雪等湿滑路面上，车辆急起步或急加速时，车轮容易发生空转。

TRC能够通过传感器感知车辆在起步或行使过程中驱动轮发生空转的情况，控制驱动轮制动油压以及发动机的动力输出，提供最恰当的驱动力，防止驱动轮发生空转，提高在湿滑路面上的行驶安全性。

7.VSC(车身稳定控制系统 )
前轮侧滑对各车轮轮胎进行适当制动，使车朝向内侧。

同时控制发动机出力，使车辆不会冲出车道。

后轮侧滑对轮侧轮胎进行制动，使车朝向同时控制发动机出力，使车身稳定。

8．刹车辅助系统
作为辅助制动操作系统，刹车辅助系统可以在紧急情况下提高刹车的制动力。

根据作用于刹车踏板的速度和力量，系统可以判断出该刹车属于哪一类的制动。

当系统判断为紧急刹车时，即使驾驶员踩刹车的力量很弱，系统也能通过自动控制发生大的制动力。

9.胎压监控
美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 已经做出要求，截止2003产品年车重小于或达到4536公斤的所有美国乘用车辆都必须配备胎压监控系统，事后宝马公司就已经把该系统用在全系轿车中。

驾驶者可以通过车内提示警告系统来判断轮胎胎压情况是否正常，首先避免了因轮胎亏气出现的行车跑偏，其次在高速行驶时也对乘坐者安全是一种保障。

10.倒车警告/倒车影像/车外摄像头
倒车警告这项技术用于在驾驶期间以及驻车时，针对您盲区中的轿车或物体向您发出警告。

通常，该系统会在您行车时已经进行响应；它可能会使后视镜内的一个警告标示进行闪烁，同时会发出声音警告，该系统是一个短程检测系统。

如：上海通用别克君越车内后视镜就配备此功能，反光镜左边会有一个车体形状的图标，前/后雷达在侦测障碍物时警告标示会给驾驶者以视觉和听觉上的警告。

倒车影像和后视摄像机是一体，不仅保护您的轿车，还能够避免在倒车时意外伤及儿童和动物。

倒车已经从向下倾斜后视镜或发出声音警告到实时查看。

新一代技术包括一个摄像机，它可以与导航系统协同工作，对您身后的一切进行广角拍摄，然后反映在车内屏幕上，从而帮助您倒车或挂接拖车。

11.芯片防盗系统
财产安全也被人日益关注，一部几十万的轿车被偷盗会让车主受到很大的损失。

厂家也绞尽脑汁为轿车加入更多的安全防范系统。

通用别克君越不仅在点火钥匙上加入Passkey III安全防盗系统，还针对后行李箱结构进行了改进，变为遥控开启无锁芯防盗模式，大大减低了被盗被撬的几率，给车主财产方面的最大保护。

自动巡航技术
启动巡航系统，汽车就会保持一个固定速度自动前进，不用再踩油门。

这样可以减轻
驾驶员长途行驶的疲劳，最适合在高速公路上使用。

但一遇有情况，必须立即刹车减速以防止事故发生，因此，司机必须随时准备刹车，采取刹车动作以后，巡航系统自动失去功能，必须重新加速后再次设置巡航速度。

新型巡航系统则具有高度智能化功能，能够自动调整车速。

装上新巡航系统的汽车在街道上行驶时，驾驶员可以将脚远远地搁在一边，车辆可自动减速、加速，仿佛有一位看不见的驾驶员在为你驾驶。

人眼看得见的，自动巡航系统能察觉，就是驾驶员看不到的东西，它同样也能发现。

它携带的GPS定位系统会时时提醒自动巡航系统近一平方公里范围内可能突然出现的物体。

12.一体化底盘控制系统
新型一体化底盘控制系统的功能，就是让驾驶员在急速行驶或转弯的汽车中不会撞得头破血流或被甩出车外。

通过中央底盘控制器，将制动、悬挂、转向、动力传动等控制系统进行“电子化连接”，通过复杂的控制运算，对各个系统进行协调，使车辆整体性能和稳定性达到最佳水平，减少颠簸和快速转向时离心力造成的冲撞。

13.自动感应大灯和/或夜视辅助系统
自动感应大灯随车辆周边环境光线影响，系统会自动识别判断。

雨雾天气光线不够，大灯会自动亮起给驾驶者提供更安全的行车环境。

后期厂家又延伸到自适应大灯系统，这更高级的系统会因方向而调节(在车辆转向时会转动灯光)。

它们也可以是车速感应式车灯(可以改变光束的长度或高度)，或者对环境光进行补偿。

夜视系统可以有不同的形式，如基本的红外线大灯或热成像摄像机。

但是无论采用何种科技，作用都一样：在夜间或者视线不明的情况下，帮助您看清更远处的路面并且辨别接近1000 英尺外道路上的动物、人或树木。

图像在驾驶室中的显示屏上形成，使肉眼难于看清的障碍物体提前被驾驶者掌控，目前博世公司开发的夜视系统则具有以上功能，但价格很是昂贵，即使是超豪华轿车目前也基本为选配系统。

相信不久将来这一更高级的系统也会被中高级轿车所选用。

三、主动安全性的新技术:
1）检测路面及环境状况系统
使用传感器或摄像机检测路面状态(干燥、潮湿或冰雪, 有无障碍物等) ; 检测周围车辆及障碍物的距离, 车辆的相对速度; 检测周围行人及交通状况, 夜间则用红外线监视系统在显示屏上指示行人状况。

这些检测不断地给驾驶员提供信息或者危险状态警告等。

2) 打瞌睡警告及唤醒系统
使用安装在驾驶员前仪表板处的小型摄像机及夜间使用红外线扫描装置, 监视驾驶员的脸部表情变化, 通过微机处理, 判别驾驶员是否打瞌睡。

当驾驶员注意力不集中, 处于危险状态时, 即发出警告响声, 同时还会由空调系统中自动散发出具有提神效果的香气。

3) 高适应性定速巡航系统
定速巡航功能启动后, 该系统能根据前方车辆速度及后方车辆的距离, 自动减速或加速。

该系统比传统的增加了路面状态感知系统, 并用性能更高的微机控制刹车系统及调节发动机的供油量。

4) 紧急制动先期警告系统
一般驾驶员在紧急制动时, 脚由加速踏板移到制动踏板时约需0 .8s。

这一系统可以监
视驾驶员紧急制动的先期动作, 当加速踏板弹回的加速度达到一定值时, 制动灯即亮起, 警告后边车辆驾驶员, 使后车驾驶员多0 .8s 对前边车辆状况的反应。

配备该系统能减少车辆的追尾现象。

5) 火灾隐患或轮胎气压过低的警报系统
该系统能在发生火灾的早期及轮胎气压过低时, 给驾驶员发出警告信号, 以便及早消除隐患。

6) 智能前大灯随转系统
智能前大灯随转系统(Intelligent AdaptiveFronLighting System) 是在采用防眩玻璃、异型前照灯等措施之外，视觉方面除了根据各种行驶状况，提供更加便于观察前方道路的灯光。

AFS系统可以根据转弯角度和行驶速度，自动地将近光束和曲光灯的照射轴向左右两侧调节，使驾驶员在夜间行车转弯时更容易看清前方的路况，提高了行车安全。

7) 主动行驶安全系统
该系统也称为行驶动力学调节系统, 不仅能保持和改进ABS 和ASR 的基本作用, 即汽车在纵向动力学临界状态下的稳定作用; 而且在汽车各种工作状态下, 都能明显地减小侧滑危险, 即在横向动力学临界状态下, 也能起到稳定作用。

以牵引力控制系统(TCS)为例，TCS(TractiOn COntrOlSystem)又称驱动防滑系统。

汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。

同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而发生危险。

因此需要对其牵引力进行控制。

TCS依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时(这是打滑的特征)，就会发出一个信号，调节点火时间、喷油器开闭时间、减小气门开度，从而降低发动机转速以减小输出扭矩。

或控制降挡及制动车轮，从而使车轮不再打滑。

TCS可以提高汽车行驶稳定性，提高加速性，提高爬坡能力。

再比如电子稳定装置(ESP)ESPfElectronic StablityProgram)实际上也是一种牵引力
控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。

ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。

该系统具有支援ABS及TCS的功能。

它通过各传感器传来的车辆行驶状态信息的分析，向ABS、TCS发出纠偏指令，帮助车辆维持动态平衡。

ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。

有研究表明，ESC技术使美国每年降低了5000～8000 个交通死亡人数，在紧急情况下，驾驶员控制汽车的能力提高了34％。

8) 卫星定位导行系统
该系统可以向驾驶员提供有关交通信息, 如该车行驶时的所在位置, 前进路线中交通事故及堵塞情况等。

指导驾驶员如何按最佳路线行驶, 以便顺利到达目的地。

该系统可提高交通运输效率, 使驾驶轻松, 有助于交通安全。

9) 主动防撞技术
主动防撞技术是汽车主动安全领域的一个重要研究方向。

其原理是采用雷达、红外线等多种方式来监测车辆周围的道路交通状况，一旦发现有两车相撞的危险时，就会给驾驶员发出提醒信号，或者自动采取制动、转向等措施来避免碰撞。

近年来在主动安全技术研发方面屡创佳绩的日产公司最近就推出了2项车辆主动防撞技术，它们分别是侧面碰撞预防与追尾碰撞预防，用来强化日产旗下车型对于乘员的保护性能。

这2项技术与之前推出的车道偏离警示系统及车距控制辅助系统相配合，可以很好地体现日产公司“安全屏障”的安全理念，为车辆及乘员提供多角度的保护。

侧面碰撞预防技术是在汽车车身的侧面装上传感器，当邻道有车时，如果驾驶员开始变道，就会以图像和声音发出警示的同时，通过分别控制每个车轮的制动器产生车辆的回转力，帮助驾驶员驾驶车辆不接近邻道车辆。

至于追尾碰撞预防技术，则是通过车尾的传感器来监测后方的情况，若是感应器检测到后方来车有可能追尾的话，会自动发出声音警告驾驶者，或是暂时接管制动系统的控制来避免被追尾。

近年来，日产公司在主动安全技术领域成果
颇丰，开发了很多世界首创的主动安全技术，对降低道路交通事故伤害起到了很好的效果。

10 )安全的行驶方向控制系统
当车辆偏离正确行驶路线时, 该系统摄像机摄取到白色路线标志的信号不正常, 便警告驾驶员或自动地回到原来路线。

当车辆要改变路线时, 则会提醒后边车辆注意, 以免发生相撞事故。

11 )转弯减速调节系统
当车辆行驶遇到弯道时, 由于驾驶员对道路不熟悉, 或者注意力不集中, 或者车速太高, 经常发生车辆撞上路标或者翻车事故。

转弯减速调节系统可检测转弯车辆经由路面的转弯半径及曲率, 并相应地使车辆速度减低。

参考文献
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