浅谈汽车主动安全技术发展现状及展望

贾雅茹

摘 要：针对目前中国的交通事故伤亡率高的情况，车企、各研究机构都加大了对汽车安全技术研究的投入，尤其注重安全技术研发能力的提升和产品化进程。在进一步开展被动安全研究的同时，主动安全系统的研究开发已经成为一大热点，更高層次的人、车、环境的主被动安全技术的统合协调，也将推动“零愿景”汽车安全理念的实现。

关键词：汽车安全;主动安全技术;零愿景

交通安全已成为全球性的问题，据统计，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也在加快，并且随着汽车数量的增加和交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全已经显得尤为重要。随着科技的进步，汽车的安全逐渐细化，汽车安全分为主动安全、被动安全两种概念。

1 安全技术的基本概念及发展

汽车安全技术通常可分为主动安全技术和被动安全技术。主动安全技术是指基于先进的技术设备，在轻松舒适的环境下避免事故发生的技术。被动安全技术则是在事故发生过程中及事故发生后，尽量减少人身伤亡和财产损失的方法与措施。主被动安全技术的发展，同时伴随着信息技术和电子技术的发展。

2 典型的主动汽车安全技术

2.1 ABS防抱死系统

在防抱死系统中，每个车轮上都安装了一个速度传感器，将每个车轮的速度信号输入到电子控制装置中。电子控制装置根据每个车轮旋转传感器的输入信号，监控并确定每个车轮的运动状态，并形成相应的控制指令。所有液压电磁阀在不通电的情况下都处于关闭状态，电动泵也不通电工作。制动主缸到各制动轮缸的制动管路处于畅通状态，各制动轮缸到储液器的制动管路处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力会随着制动主缸的输出压力而变化。

装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时，刹车作用频率可达60次/秒到120次/秒，相似于机械自动化的“点刹”动作。可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑，同时加大轮胎摩擦力，将锁紧轮的滑移率控制在附着系数峰值临近范围，即15%～20%。在防抱死系统中，每个制动轮气缸的进、出口各有一对电磁阀，可分别由电子控制装置控制。因此，各制动轮缸的制动压力可以独立调节，使四个车轮不存在抱死制动现象。

2.2 ACC自适应巡航系统

自适应巡航控制系统是在现有巡航控制技术的基础上发展起来的一种智能自动控制系统。在行驶过程中，安装在车辆前方的雷达不断扫描车辆前方的道路，轮速传感器会不断收集速度信号。当车辆与前面的车辆之间的距离过小时，ACC控制单元可以配合制动防抱死系统和发动机控制系统，使车轮适当制动和减少发动机的输出功率，以保持车辆与车辆之间的安全距离。

ACC系统的作用有两点：一是通过雷达的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体的移动速度判断道路情况、控制车辆的行驶状态，通过反馈式加速踏板感知驾驶者施加在踏板上的力，并决定是否执行巡航控制，来缓解驾驶员疲劳程度。二是ACC系统一般在车速大于25 km/h时才会起作用，而当车速降低到25 km/h以下时，需要驾驶者进行人工控制。通过系统软件的升级，自适应巡航控制系统可以实现“停车/起步”功能，以应对在城市中行驶时频繁的停车和起步情况。

2.3 ESP车身电子稳定系统

ESP本质上是一个牵引控制系统，它可以控制驱动轮和从动轮，主动干扰危险信号，实现车辆的平稳运行。ESP的主要工作过程有三步：一是ECU通过方向盘的转角、车速、加速踏板位置判断驾驶员的意图;二是通过车辆转弯速度和侧面作用力分析车辆的移动状态;三是驾驶员的意图和车辆的实际运动移动偏差大时，用油压控制装置分别调整各车轮的制动力。

主要作用表现为即使驾驶员没有进行制动，车辆自身检测滑移而对各车轮进行制动控制及对发动机动力输出进行控制。例如，当后轮旋转失控时，ESP将外侧前轮减速以稳定车辆。对于转向不足的情况，ESP会降低后轮的转速来修正转向，从而修正跟踪方向。

2.4 LDWS车道偏离预警和辅助系统

车道偏离预警系统是一种通过报警的方式帮助驾驶员减少车道偏离造成的交通事故的系统，由图像处理芯片、控制器和传感器组成。

车道偏离警告系统主要由HUD抬头显示器、摄像头、控制器和传感器组成， 当车道偏移系统开启时，摄像头（一般位于车身一侧或后视镜处）会随时采集行驶车道的标线，通过图像处理获得所在车道内车辆的位置参数，当检测到车辆偏离车道时，传感器会及时收集车辆数据和驾驶员的工作状态，然后由控制器会发出报警信号。整个过程完成时间很短，为驱动程序提供了更多的响应时间。但是，如果司机打开转向灯并正常行驶，车道偏离警告系统将不会发出任何警告。

3 主动安全技术发展趋势

与被动安全技术减弱或减轻事故伤害结果的功能相比，主动安全技术可以在事故发生前及时监测潜在的不安全因素，对驾驶员的驾驶行为进行预警或干预，确保驾驶安全。因此，主动安全技术的发展具有更大的现实意义。

一般来说，当前使用的主动安全系统主要包括有关汽车制动和转向控制技术、安全轮胎和驾驶辅助系统等等。但是在集成中没有充分考虑系统与驾驶员的耦合特性，忽略了驾驶员的主要作用。因此，人机兼容、驾驶员操作意图识别和状态监测会成为汽车主动安全技术领域的重要趋势。

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