[科普中國]-汽車主動(dòng)安全性

介紹

車主動(dòng)安全性是汽車安全的一個(gè)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(jī)能，因此對汽車主動(dòng)安全性關(guān)鍵技術(shù)的分析研究顯得尤為重要。汽車主動(dòng)安全性主要取決于汽車的總體尺寸、制動(dòng)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(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風(fēng)、操縱輕便性等)。此外，汽車動(dòng)力性(特別是超車的時(shí)間和距離)也是很重要的影響因素。

汽車的安全性汽車主動(dòng)安全性主要包括制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性能、動(dòng)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(dòng)安全性的一個(gè)評價(jià)體系，也是對整車性能的全面考量的多因素。

汽車的制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性是使行駛的車輛減速或停車，以及在下長坡時(shí)維持一定車速和在坡道及平路駐車的能力。汽車的制動(dòng)性主要由制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性以及制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性三個(gè)方面來評價(jià)，其中制動(dòng)效能是制動(dòng)性最基本的評價(jià)指標(biāo)。由于制動(dòng)距離檢驗(yàn)車輛的制動(dòng)性比較直觀、方便、試驗(yàn)重復(fù)性好，因此選取一定初速情況下的制動(dòng)距離為汽車制動(dòng)效能的評價(jià)指標(biāo)；同時(shí)將制動(dòng)效能的恒定性同制動(dòng)效能合為一個(gè)方面來考慮；制動(dòng)時(shí)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(dòng)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(yīng)特性、瞬態(tài)響應(yīng)特性以及汽車行駛的橫向穩(wěn)定性三個(gè)方面來評價(jià)。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(dá)峰值所用的時(shí)間以及側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)來評價(jià)它們。
汽車的動(dòng)力性

汽車的動(dòng)力性主要包括爬坡能力、加速能力及最大車速三個(gè)方面。我們選用加速時(shí)間作為評價(jià)汽車動(dòng)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(guān)的特性有負(fù)荷、氣壓、高速性能、側(cè)偏性能、水滑效應(yīng)、耐磨耐穿孔性等。在這里我們采用模糊數(shù)學(xué)的單因素模糊評價(jià)和多因素模糊綜合評價(jià)結(jié)合的方法對其進(jìn)行評價(jià)，最終評價(jià)值作為輪胎性能的評價(jià)指標(biāo)。汽車視野及駕駛員素質(zhì)也是汽車安全的關(guān)鍵因素，也應(yīng)該引起注意。

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

汽車在遇到緊急情況時(shí)，要求在很短的距離和時(shí)間內(nèi)停車，但是汽車前后輪又都不能強(qiáng)制抱死，或者會(huì)發(fā)生相應(yīng)的側(cè)片及甩尾事故。ABS 主要是借助于先進(jìn)的傳感器技術(shù)用來測試車輪的轉(zhuǎn)速，并通過車載自控系統(tǒng)計(jì)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(dòng)過程中自動(dòng)調(diào)節(jié)各車輪的制動(dòng)力，使車輪在狹小的理想范圍內(nèi)滑移并制動(dòng)下來，且車輪不會(huì)抱死。
驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng) （ASR）

汽車驅(qū)動(dòng)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(xiàng)重要技術(shù)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(dòng)力。在此背景下，許多大汽車公司研制了驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)。ASR 能時(shí)刻反饋車輛行駛信息，運(yùn)用數(shù)學(xué)算法和控制邏輯使車輛驅(qū)動(dòng)輪在惡劣路面或復(fù)雜輸入條件下產(chǎn)生最佳縱向驅(qū)動(dòng)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(fēng)險(xiǎn)，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(shù)目前得到大力的推廣并在多款高檔轎車中得以應(yīng)用。
電控行駛穩(wěn)定系統(tǒng) （ESP）

該系統(tǒng)將汽車的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、懸架、轉(zhuǎn)向、發(fā)動(dòng)機(jī)等主要總成的控制系統(tǒng)在功能、結(jié)構(gòu)上有機(jī)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(shí)時(shí)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(jìn)而迅速改變汽車的運(yùn)動(dòng)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(guān)系。ESP 通過對每個(gè)車輪滑動(dòng)率的精確控制，使各個(gè)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(dòng)力分配系統(tǒng) （EBD）

當(dāng)剎車的時(shí)候，每個(gè)輪胎所受到的制動(dòng)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(dòng)狀態(tài)，并由車載微處理器高速計(jì)算出各輪胎與路面間的附著力大小來合理分配制動(dòng)力，使之達(dá)到與路面附著力的理想匹配，以進(jìn)一步縮短制動(dòng)距離，使車身更穩(wěn)定，一般和ABS 一起使用。
電子制動(dòng)輔助系統(tǒng) （EBA）

在車輛行駛過程中，制動(dòng)輔助系統(tǒng)會(huì)全程監(jiān)測剎車踏板，一般正常剎車時(shí)該系統(tǒng)并不會(huì)介入，會(huì)讓駕駛者自行決定剎車時(shí)的力度大小。但當(dāng)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(shí)，會(huì)被判定為需要緊急制動(dòng)，于是便會(huì)對剎車系統(tǒng)進(jìn)行加壓，以增強(qiáng)并產(chǎn)生最強(qiáng)大的剎車力道，讓車輛及駕乘者能夠迅速脫離險(xiǎn)境。通常情況下，EBA的響應(yīng)速度都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于駕駛員，這對縮短制動(dòng)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(dòng)安全性關(guān)鍵技術(shù)的研究在當(dāng)今社會(huì)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(dòng)安全性，為車主的安全增加雙保險(xiǎn)