[科普中國]-汽車主動安全性

介紹

車主動安全性是汽車安全的一個重要方面，它是汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的一種有效機能，因此對汽車主動安全性關鍵技術的分析研究顯得尤為重要。汽車主動安全性主要取決于汽車的總體尺寸、制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件(操作元件人機特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風、操縱輕便性等)。此外，汽車動力性(特別是超車的時間和距離)也是很重要的影響因素。

汽車的安全性汽車主動安全性主要包括制動性能、操縱穩(wěn)定性能、動力性能、輪胎性能、照明燈和信號燈的性能以及汽車前后視野性能等等。它們綜合起來，形成了對汽車主動安全性的一個評價體系，也是對整車性能的全面考量的多因素。

汽車的制動性汽車的制動性是使行駛的車輛減速或停車，以及在下長坡時維持一定車速和在坡道及平路駐車的能力。汽車的制動性主要由制動效能、制動效能的恒定性以及制動時的方向穩(wěn)定性三個方面來評價，其中制動效能是制動性最基本的評價指標。由于制動距離檢驗車輛的制動性比較直觀、方便、試驗重復性好，因此選取一定初速情況下的制動距離為汽車制動效能的評價指標；同時將制動效能的恒定性同制動效能合為一個方面來考慮；制動時汽車的方向穩(wěn)定性用航向角來度量。2

汽車的操縱穩(wěn)定性性汽車的操縱穩(wěn)定性是指駕駛員以最少的修正而能維持汽車按給定的路線行駛，以及按駕駛員的愿望轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤以改變汽車行駛方向的性能。它主要是由汽車的穩(wěn)態(tài)響應特性、瞬態(tài)響應特性以及汽車行駛的橫向穩(wěn)定性三個方面來評價。針對其不同的特性分別選取穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益、方向盤階躍輸入后，汽車的橫擺角速度第一次到達峰值所用的時間以及側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)來評價它們。
汽車的動力性

汽車的動力性主要包括爬坡能力、加速能力及最大車速三個方面。我們選用加速時間作為評價汽車動力性的主要參數(shù)。
汽車的輪胎特性汽車輪胎與安全行駛有關的特性有負荷、氣壓、高速性能、側(cè)偏性能、水滑效應、耐磨耐穿孔性等。在這里我們采用模糊數(shù)學的單因素模糊評價和多因素模糊綜合評價結(jié)合的方法對其進行評價，最終評價值作為輪胎性能的評價指標。汽車視野及駕駛員素質(zhì)也是汽車安全的關鍵因素，也應該引起注意。

主動安全性關鍵技術針對汽車主動安全性的綜合評價體系，汽車行業(yè)在相應的主動安全性環(huán)節(jié)加大投資力度，開展關鍵技術的研究及試驗，現(xiàn)已成熟的技術如制動防抱死系統(tǒng) （ABS）、驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) （ASR）、電控行駛穩(wěn)定系統(tǒng) （ESP） 等。 制動防抱死系統(tǒng) （ABS）

汽車在遇到緊急情況時，要求在很短的距離和時間內(nèi)停車，但是汽車前后輪又都不能強制抱死，或者會發(fā)生相應的側(cè)片及甩尾事故。ABS 主要是借助于先進的傳感器技術用來測試車輪的轉(zhuǎn)速，并通過車載自控系統(tǒng)計算車輪滑移率來判定車輪是否抱死，由執(zhí)行系統(tǒng)在制動過程中自動調(diào)節(jié)各車輪的制動力，使車輪在狹小的理想范圍內(nèi)滑移并制動下來，且車輪不會抱死。
驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) （ASR）

汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)是伴隨著提高汽車的加速度而誕生的一項重要技術課題。提高汽車的加速性能，就是在保證車輪的附著力下，如何獲得盡可能大的驅(qū)動力。在此背景下，許多大汽車公司研制了驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)。ASR 能時刻反饋車輛行駛信息，運用數(shù)學算法和控制邏輯使車輛驅(qū)動輪在惡劣路面或復雜輸入條件下產(chǎn)生最佳縱向驅(qū)動力。ASR 間接能夠提高車輛的牽引性、操縱性、穩(wěn)定性，減少輪胎磨損和事故風險，增加行駛安全性和駕駛輕便性，使得汽車在附著狀況不好的路面上能順利起步和行駛，所以該技術目前得到大力的推廣并在多款高檔轎車中得以應用。
電控行駛穩(wěn)定系統(tǒng) （ESP）

該系統(tǒng)將汽車的制動、驅(qū)動、懸架、轉(zhuǎn)向、發(fā)動機等主要總成的控制系統(tǒng)在功能、結(jié)構上有機地結(jié)合起來，使汽車在各種惡劣工況下都有最佳的行駛性能。通過實時控制輪胎車與路面之間各種作用力均衡來保持車身穩(wěn)定：輪胎通過縱向、橫向滑轉(zhuǎn)來傳遞地面施加的縱向和側(cè)向力，進而迅速改變汽車的運動及保持其穩(wěn)定性。根據(jù)附著橢圓理論，輪胎的縱向附著力和側(cè)向附著力是矛盾的關系。ESP 通過對每個車輪滑動率的精確控制，使各個車輪的縱向分力和側(cè)向分力迅速改變，從而在所有工況下均能獲得所期望的操縱穩(wěn)定性。
電子制動力分配系統(tǒng) （EBD）

當剎車的時候，每個輪胎所受到的制動力不同，這樣不利于車身穩(wěn)定，所以 EBD 就是借助傳感器檢測前后輪的轉(zhuǎn)動狀態(tài)，并由車載微處理器高速計算出各輪胎與路面間的附著力大小來合理分配制動力，使之達到與路面附著力的理想匹配，以進一步縮短制動距離，使車身更穩(wěn)定，一般和ABS 一起使用。
電子制動輔助系統(tǒng) （EBA）

在車輛行駛過程中，制動輔助系統(tǒng)會全程監(jiān)測剎車踏板，一般正常剎車時該系統(tǒng)并不會介入，會讓駕駛者自行決定剎車時的力度大小。但當其偵測到駕駛?cè)撕鋈灰詷O快的速度和力量踩下剎車踏板時，會被判定為需要緊急制動，于是便會對剎車系統(tǒng)進行加壓，以增強并產(chǎn)生最強大的剎車力道，讓車輛及駕乘者能夠迅速脫離險境。通常情況下，EBA的響應速度都會遠遠快于駕駛員，這對縮短制動距離、提高車輛行駛安全性非常有利。比如在高速公路上，可以有效防止追尾事故的發(fā)生。汽車主動安全性關鍵技術的研究在當今社會顯得尤其重要，一些大的汽車相繼推出了輪胎氣壓智能監(jiān)測系統(tǒng) （簡稱 TPMS），智能輪胎系統(tǒng)、輪胎防爆系統(tǒng) （RSC） 等皆在提高汽車主動安全性，為車主的安全增加雙保險