汽車安全領域中電子控制技術的應用

【摘要】電子技術的迅速發展給汽車電子控制技術提供了發展的必要基礎，而人們對汽車的依賴、對汽車安全與環保及節能的更高要求又是推動汽車電子控制技術發展的原動力。電子技術雖然發展，但是汽車安全也要格外注意。本文將用淺顯易懂的文字介紹車載智能電子控制技術對提高汽車安全性能主要控制技術的應用。

【關鍵詞】汽車電子；安全；應用；控制

1.汽車電子防滑控制系統

汽車電子防滑控制主要包括制動防滑、驅動防滑和轉向行駛防滑等三個方面的控制。汽車防滑控制系統是汽車上的一種安全附屬裝置，可以防止汽車在制動、起步、加速和轉向時出現的側滑、跑偏、喪失轉向能力和滑轉等，從而起到保護乘客和車輛的作用，大大降低因制動、驅動等而引起交通事故出現的概率。

1.1 制動防抱死系統（ABS）

汽車在剎車時，由輪胎提供摩擦力讓汽車停止運動。又由于靜態摩擦力（輪胎轉動）遠遠大于滑動摩擦力（輪胎打滑），所以ABS系統能夠讓汽車獲得更大摩擦力使其更快停止。汽車制動防抱死制動系統（ABS）是汽車在任何路面上緊急制動時，汽車智能電子系統接收到車輪轉速傳感器信號，自動控制和調節車輪的制動力，使車輪處于轉動與滑動的臨界狀態，防止車輪完全抱死，使車輪獲得最大制動摩擦力，獲得最佳制動效果。從而避免制動過程中的跑偏、側滑、和喪失轉向操縱能力等，提高了汽車汽車操縱性能和穩定性能。同時，汽車還能獲取最大制動力，縮短30%的制動距離，提高汽車的制動性能，對保證汽車安全具有重要意義。

1.2 驅動防滑系統（ASR）

汽車在起步或加速時，特別是下雨、下雪、冰雹、路凍等摩擦力較小的特殊路面上行駛時，往往會發生驅動輪打滑現象，這在山路上非常危險的。為了保證汽車行駛安全穩定性，控制車輪不出現滑轉現象，主要通過汽車車載智能控制單元接收到輪速傳感器信號，控制發動機電子點火部分和供油，通常通過改變節氣門開度和點火提前角的方式調節發動機的輸出轉矩，確保車輪與地面之間最大附著力和牽引力，使車輪的滑移率達到最佳范圍內（15%～20%）。如果車輪打滑得不到控制，車子就會失控。所以，別以為只有剎車時車輪抱死會出危險，起步時車輪打滑一樣會出問題。

1.3 車輛電子穩定系統（ESP）

車輛電子穩定系統（EPS）當車輛在轉向、制動或打滑時，電子控制單元ECU接收到包括來自轉向角度傳感器（檢測方向盤的轉向角度）、輪速傳感器（監測各個車輪的轉動速度）、G（側滑）傳感器（監測車體繞垂直軸線轉動的狀態）、橫擺率（橫向加速度）傳感器（測汽車轉彎時的離心力）、減速度傳感器，對車輛的的運行狀態進行分析、計算和判斷然后發出指令，把制動執行器內的壓力泵產生的的液壓傳送到相應的車輪制動器的輪缸。從而實現對前輪側滑和后輪側滑的控制，使車輛不偏離正確的行駛軌跡。

1.4 緊急制動輔助系統（BAS）

由于大度數駕駛員在緊急情況下會優柔寡斷，不能有效的采取制動措施。制動系統性能不能有效發揮，制動距離明顯延長。為了縮短縮短在緊急制動的情況下的剎車距離，梅賽德斯-奔馳公司研制了制動輔助系統（BAS）。從1997年開始，這個系統成為所有梅賽德斯-奔馳轎車的標準裝配。

2.安全氣囊防護系統（SRS）

汽車與阻礙物的撞擊為第一次碰撞，人與汽車上相應部件的撞擊為第二碰撞，一般在第一次碰撞發生的60ms發生碰撞，人的傷亡由第二次碰撞造成。當汽車第一次碰撞發生后，第二次碰撞發生前，傳感器感受汽車碰撞強度并將其傳給控制器，SRS的ECU接收與處理傳感器的信號，當SRS的ECU判斷有必要打開氣囊時，立即發出點火信號觸發氣體發生器，氣體發生器點火后迅速產生大量氣體并快速展開氣囊（氣囊的整個充氣過程大約需要30ms），完成安全氣囊整個工作過程，阻擋乘員（主要有正面、側面、膝部、頭部）與車內相應構件之間可能發生的碰撞，通過氣囊上的排氣節流空的阻尼作用吸收乘員的動能，從而打到保護乘員的目的。

3.汽車電子防撞系統

國家統計局網站公布的2012年統計公報獲悉，中國2012年末全國民用汽車保有量達12089萬輛（包括三輪汽車和低速貨車1145萬輛），比上年末增長14.3%。道路上行駛的汽車密度越來越大，碰撞事故與日俱增。為了防止高速行駛車輛之間或者行駛車輛與與路邊車輛之間的碰撞，現已研制和開發出一種自動控制的防汽車追尾系統——汽車電子防撞系統。當汽車正常行駛時，該系統處于非工作狀態，當后車車頭非常接近前車車尾、障礙物時，該系統裝有測距傳感器，由該傳感器利用光線、激光或超聲波，測得汽車與障礙物間的距離，將這個距離信號和車速信號以及車輪轉角傳感器的信號送入ECU，通過計算求出汽車和前方車尾實際距離以及相互接近的相對速度，并向駕駛員發出預告會車、超車的警告，顯示前方物體的距離；當快要撞車時，ECU向制動器和節氣門控制電路發出控制指令，即可使汽車及時制動，從而有效的避免追尾、撞車。

4.電子駐車制動系統（EPB）

大多駕駛初學者在上坡起步都會面臨一件非常棘手的難題——倒溜，有時由于與后車保留的安全距離不足造成不必的擦掛。電子駐車制動系統（EPB）能夠有效的預防這樣的事故。這個系統在上坡起步時主要通過坡度傳感器監測出坡度然后將信號傳輸到ECU并計算給出準確的駐車力，智能調節制動力，在上坡起動時，駐車控制單元通過離合器距離傳感器，離合器捏合速度傳感器，油門踏板傳感器等提供的信號通過計算，當驅動力大于行駛阻力時自動釋放駐車制動，從而使汽車能夠平穩起步。能夠避免車輛不必要的滑行，簡單的說就是車輛不會溜后，保障上坡起步安全。

5.輪胎壓力監測系統（TPMS）

我們要經常檢查輪胎胎壓力，TPMS就是專門檢測輪胎壓力保證行車安全的系統。一種是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，簡稱PSB），顧名思義，這種系統要在每個輪胎里安裝壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，利用無線射頻發射器將壓力信號從輪胎內部發送到中央接收器上，然后對每個輪胎氣壓數據進行顯示。當輪胎氣壓低于門限值或漏氣時，系統會發出警報。另一種為間接式（Wheel-Speed Based TPMS，簡稱WSB），這種系統是通過共享汽車ABS系統的輪胎轉速傳感器信號通過處理器計算，來比較輪胎之間的轉速差別，以達到監測胎壓的目的。還有一種為復合式（TPMS），該系統是將直接式輪胎壓力檢測系統（PSB）和間接式輪胎壓力監測系統（WSB）結合而成，吸取了前兩種系統的優點，提供更安全穩定的胎壓數據。

總之，自電子技術在汽車安全方面得到應用后，整車的安全性能便得到很大提高，但是能否安全行車，不僅僅由汽車安全配置的好壞決定，如若酒后違規駕車，麻痹大意，開車打電話，高速飆車等違法駕車行為，即使安全性能再高的汽車，也不能保障行車安全。因此我們要注意在電子控制技術發展當道的當下更要注重自己本身的操作。

參考文獻

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