基于車輛安全性的汽車電子技術(shù)的應(yīng)用

在道路交通系統(tǒng)中，人是系統(tǒng)的核心，道路是系統(tǒng)的基礎(chǔ)。人的因素影響主要是指交通直接參與者的性格、經(jīng)驗(yàn)或狀態(tài)等。道路因素的影響是指線路走向、路面狀況、交通信號(hào)的布置和清晰度，以及交通規(guī)則、交通管理措施等。汽車本身因素的影響是指車輛結(jié)構(gòu)和技術(shù)狀況等。環(huán)境條件因素的影響是指環(huán)境對(duì)人的精神影響（疲勞、反應(yīng)能力），對(duì)道路因素的影響（雨、雪、風(fēng)、霧）以及對(duì)汽車的物理影響（道路附著條件、轉(zhuǎn)向特性等）。如果把環(huán)境條件納入道路影響因素范圍內(nèi)，可認(rèn)為道路交通安全主要與“駕駛員-汽車-道路”系統(tǒng)有關(guān)。而汽車是該系統(tǒng)中潛在危機(jī)性最大的環(huán)節(jié)，因此應(yīng)用先進(jìn)的電子技術(shù)提高汽車的安全性能是減少道路交通事故的有效途徑。

二、電子技術(shù)在汽車行駛安全上的應(yīng)用

　　近年來(lái)，汽車保有量迅速增加，汽車安全性已成為人們最關(guān)心的問題。為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，政府部門制定了相關(guān)的道路交通安全法規(guī)，為了滿足安全法規(guī)和消費(fèi)者對(duì)汽車安全性的要求，汽車廠商采取了多方面措施來(lái)改善汽車的安全性能，其中電子技術(shù)起了很大的作用。電子技術(shù)提高汽車安全性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）主動(dòng)安全性電子技術(shù)

　　現(xiàn)代汽車主動(dòng)安全性電子技術(shù)有代表性的電控裝置有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配裝置（EBD）、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）、電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）、電控懸架系統(tǒng)、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動(dòng)避撞系統(tǒng)、車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)（VDC）、信息顯示系統(tǒng)等。

1．汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)

　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-LockBraking System簡(jiǎn)稱ABS）是一種防止制動(dòng)過程車輪抱死的汽車主動(dòng)安全裝置。ABS系統(tǒng)在制動(dòng)過程中通過傳感器感知車輪與路面的滑移，由ABS電控單元做出判斷，并通過電磁閥調(diào)整制動(dòng)力的大小，使輪胎滑移率保持在一個(gè)理想的范圍（10%～20%），來(lái)保證車輛制動(dòng)時(shí)有較大的縱向制動(dòng)和抗側(cè)向外力的能力，防止可能發(fā)生的后輪側(cè)滑，甩尾，提高汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定和轉(zhuǎn)向操縱的能力，并能提高附著系數(shù)利用率，縮短制動(dòng)距離，減少輪胎磨損。電子控制汽車防抱死系統(tǒng)是目前提高車輛行駛安全性的有效措施之一。

2．汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)

　　汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ASR）是在汽車起步和加速時(shí)將滑移率控制在一定范圍（5%～15%）內(nèi)，防止驅(qū)動(dòng)輪快速滑動(dòng)，提高汽車的驅(qū)動(dòng)力。ASR在控制中，通過輪速傳感器反饋來(lái)的信號(hào)經(jīng)控制單元處理后發(fā)出指令，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。目前ASR的裝備大多是在ABS系統(tǒng)增設(shè)一部分部件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可看成是對(duì)ABS系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充。

3．汽車電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)

　　汽車在制動(dòng)時(shí)，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時(shí)左前輪和右后輪附著在干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會(huì)導(dǎo)致在汽車制動(dòng)時(shí)四只輪子與地面的磨擦力不一樣，制動(dòng)時(shí)容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）能夠根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合ABS系統(tǒng)提高制動(dòng)穩(wěn)定性。

4．汽車電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)

　　ESP是英文Electronic Stability Program的縮寫，中文譯成“電子穩(wěn)定程序”。該系統(tǒng)通常是支援防抱死制動(dòng)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)的功能。它通過對(duì)從各傳感器傳來(lái)的車輛行駛狀態(tài)信息進(jìn)行分析，然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令，來(lái)幫助車輛維持動(dòng)態(tài)平衡。ESP一般需要安裝轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等。它可以監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)，并自動(dòng)向一個(gè)或多個(gè)車輪施加制動(dòng)力，以保持車子在正常的車道上運(yùn)行。

5．汽車電控懸架

　　汽車不同的行駛狀態(tài)對(duì)懸架有不同的要求。一般行駛時(shí)需要柔軟一點(diǎn)的懸架以求舒適感，當(dāng)急轉(zhuǎn)彎及制動(dòng)時(shí)又需要硬一點(diǎn)的懸架以求穩(wěn)定性，兩者之間有矛盾。另外，汽車行駛的不同環(huán)境對(duì)車身高度的要求也是不一樣的，剛度不變的懸架無(wú)法滿足這種矛盾的需求。理想的懸架應(yīng)在不同的條件下有不同的彈簧剛度和阻力減震，既能滿足行駛平順性要求和操縱穩(wěn)定性要求，又能達(dá)到安全行駛的目的。電子技術(shù)的發(fā)展，使得設(shè)計(jì)出一種可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的懸架成為可能，這種懸架稱為電控懸架，目前比較常見的是電控空氣懸架形式。典型的電控懸架系統(tǒng)由電子控制元件（ECU）、空氣壓縮機(jī)、車高傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器、速度傳感器、制動(dòng)傳感器、空氣彈簧元件等組成。該系統(tǒng)能夠根據(jù)汽車的瞬時(shí)駕駛條件自動(dòng)調(diào)節(jié)懸架組件的性能，即通過各種傳感器對(duì)汽車的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)懸架電子控制元件收到傳感器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)狀況信號(hào)后，能自適應(yīng)地處理車輛的側(cè)傾、前后仰，并自動(dòng)調(diào)整減振器阻尼力，能防止車體傾斜并提高車輪的地面附著力。該系統(tǒng)使汽車更易于控制，具有更好的操縱穩(wěn)定性。

6．汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

　　電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱EPS Electronic Control Power Steering）是為了實(shí)現(xiàn)在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需要的力都是最佳值，而在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上采用了電子控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在各種不同的速度狀況下通過電控轉(zhuǎn)向微處理器自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)向盤的操縱力。在低速時(shí)和車輛擺放時(shí)，駕駛員只需較小的力就能靈活地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，在高速時(shí)，能自動(dòng)使操縱轉(zhuǎn)向盤的力加大。
EPS既提高了駕駛的舒適性及轉(zhuǎn)向靈敏度，又能克服高速轉(zhuǎn)向“發(fā)飄”的弊病，保證了高速行駛的穩(wěn)定性和安全性。