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汽車主動安全系統(tǒng)攻略

汽車安全系統(tǒng)主要分為三個方面：主動安全系統(tǒng)、被動安全系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全。簡單說，主動安全側(cè)重于監(jiān)測到事故發(fā)生或者車輛失控的可能性，從而通過一系列介入車輛操控的手段去避免它。盡量自如的操縱控制汽車的安全系統(tǒng)措施。無論是直線上的制動與加速還是左右打方向都應(yīng)該盡量平穩(wěn)，不至于偏離既定的行進路線，而且不影響司機的視野與舒適性。被動安全側(cè)重于在遇到事故時盡可能地減少車內(nèi)乘客受到的傷害，例如安全氣囊、籠式車身就是典型的被動安全的范疇。由于汽車聯(lián)網(wǎng)在給你帶來方便的同時也帶來了不少風(fēng)險，網(wǎng)絡(luò)安全概念也油然而生。網(wǎng)絡(luò)安全越來越受到各大車企的重視，也是車聯(lián)網(wǎng)研究的重中之重。

為預(yù)防汽車發(fā)生事故，避免人員受到傷害而采取的安全設(shè)計，稱為主動安全設(shè)計，如ABS、AWS、EBD、ESC、LCA、SAS、TCS、VSA、EDL等都是主動安全設(shè)計。它們的特點是提高汽車的行駛穩(wěn)定性，盡力防止車禍發(fā)生。

ABS中文名稱汽車防抱死系統(tǒng)

ABS是Anti-lock Braking System縮寫。這個可以說是眾多主動安全系統(tǒng)里最基本的一個了，如今市面上大部分的車型都已經(jīng)普及。它通過傳感器偵測到的各車輪的轉(zhuǎn)速，由計算機計算出當(dāng)時的車輪滑移率，由此了解車輪是否已抱死，再命令執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整制動壓力，使車輪處于理想的制動狀態(tài)（快抱死但未完全抱死）。對ABS功能的正確認(rèn)識：能在緊急剎車狀況下，保持車輛不被抱死而失控，維持轉(zhuǎn)向能力，避開障礙物。在一般狀況下，它并不能縮短剎車距離。

汽車有無ABS示意圖

在遇到緊急剎車時，汽車安全經(jīng)常需要汽車立刻停下來，但大力剎車容易發(fā)生車輪鎖死的狀況——如前輪鎖死引起汽車失去轉(zhuǎn)彎能力，后輪鎖死容易發(fā)生甩尾事故等等。安裝ABS就是為解決剎車時車輪鎖死的問題，從而提高剎車時汽車的穩(wěn)定性及較差路面條件下的汽車制動性能。

2、ABS組成

3、ABS工作過程

ABS工作循環(huán)簡單來講可分解為三個階段：保壓、降壓、升壓；如下圖所示。

AWS中文名字叫事故預(yù)防警示系統(tǒng)

1、AWS概念

AWS是Advance Warning System縮寫。是一個意外事故預(yù)防緩和的駕駛輔助系統(tǒng)，在危險發(fā)生前給駕駛員提供及時的聲音和視覺報警。國內(nèi)外在防止車道偏離和保持安全車距兩個方面都開展了相當(dāng)多有益的探索，在雷達(dá)、激光、超聲波、紅外線、機器視覺等傳感器技術(shù)方面都取得了一些突破。經(jīng)過長期大量的研究實踐，人們逐步認(rèn)識到采用單目視覺技術(shù)，僅使用一臺攝像機，即能在一定程度上實現(xiàn)對前方道路環(huán)境、車輛探測及車距監(jiān)測的功能。車元素研究顯示，若在公路交通事故發(fā)生前的1.5s給駕駛員發(fā)出預(yù)警，則可避免90%的這類事故。因此，通過在汽車上安裝汽車碰撞預(yù)警系統(tǒng)，利用技術(shù)手段分析車道、周圍車輛的狀況等駕駛環(huán)境信息，一旦當(dāng)駕駛員發(fā)生疲勞及精神分散、汽車出現(xiàn)無意識的車道偏離及汽車間車距過近。存在追尾可能時。能夠及時給予駕駛主動預(yù)警，是減少公路交通事故行之有效的技術(shù)措施。

事故預(yù)防警示系統(tǒng)示意圖

A、行人防撞警示（PCW），包括自行車識別

含有自行車識別的行人防撞警示可在進入車道的行人或騎自行車者與車輛的距離接近危險時警示駕駛員。在白天，通過視聽警告提醒駕駛員警惕即將發(fā)生的與行人或騎自行車者的碰撞。71% 的行人事故發(fā)生在城市地區(qū)(市區(qū))，AWS在可能的碰撞發(fā)生前 2 秒發(fā)出警告，使駕駛員有足夠時間作出反應(yīng)。

B、前碰撞預(yù)警（FCW），包括摩托車識別

含有摩托車識別的前方防撞警示能夠在與前方車輛發(fā)生預(yù)期碰撞之前的2.7秒警示駕駛員。提醒駕駛員警惕即將發(fā)生的與前方車輛或摩托車的追尾碰撞。Mobileye C2-270能夠根據(jù)兩車之間的距離和相對速度計算出碰撞時間。研究表明，提前 1.5 秒警告可以避免近 90% 的追尾事故。FCW能夠在碰撞發(fā)生之前的2.7秒警示駕駛員，使其有足夠時間作出反應(yīng)。

C、車道偏離警告（LDW）

車道偏離警告能夠預(yù)見駕駛員無意偏離行車道的情況，并發(fā)出定向警報。在無意偏離行車道時，即可能導(dǎo)致駛出路外事故、翻車等的情況下，通過視聽警告提醒駕駛員提起注意。該系統(tǒng)能夠根據(jù)兩邊車輪和車道標(biāo)準(zhǔn)線的距離進行測量。對車隊的研究表明，使用帶顯示屏的 LDW 系統(tǒng)可以降低 65% 的車道偏離相關(guān)撞車事故。

D、車距監(jiān)測與預(yù)警（HMW）

車距監(jiān)測能夠協(xié)助駕駛員保持安全的駕駛距離，并在行車間距變得危險的情況下發(fā)出警報。許多駕駛員都會高估與前方車輛的行車間距，而沒有意識到有效間距會隨著他們速度的提高而降低，從而使他們沒有足夠時間作出反應(yīng)。車距警告功能在車距嚴(yán)重縮短的情況下提供視/聽警示。Mobileye C2-270 的距離保持系統(tǒng)可以提高駕駛安全，不同研究表明，使用該功能后可以將追尾事故減少 57%。

EBD中文名字叫電子制動力分配

EBD，英文全稱為Electronic Brake force Distribution，電子制動力分配。ABS必須在踩下剎車至車輪抱死時才發(fā)揮作用，而EBD可以在踩下制動踏板后、在ABS起作用之前通過調(diào)節(jié)后輪制動力達(dá)到良好的制動效果，以減少不必要的ABS動作，或在ABS因特殊的故障狀態(tài)而失效時防止車輪抱死，增大了保護范圍。

有無ABS+EBD示意圖

EBD能夠在汽車制動時自動調(diào)節(jié)前、后軸的制動力分配比例，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。汽車在制動時，四只輪胎與地面的摩擦力不一樣，容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD用高速計算機分別對四只輪胎附著的不同地面進行感應(yīng)與計算，根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動，并不斷調(diào)整，保證車輛的平穩(wěn)、安全。

EBD工作是在汽車制動時根據(jù)車輪載荷的變化自動調(diào)節(jié)各車輪間制動力，保證較高的車輪附著力，提高制動穩(wěn)定性。

EBD工作原理圖

ESC中文名字叫電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)

ESC即Electronic Stability Control電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)。ESC很多品牌都有，只是各個廠家交法不同，比如大眾稱為ESP、本田稱為VSA、豐田稱為VSC。舉個簡單的例子比如，轉(zhuǎn)向快速向左，結(jié)果轉(zhuǎn)向不足，這時候ESC就會制動左后輪，讓車輛按照你的預(yù)期變換方向。如果你是轉(zhuǎn)向過度，ESC就會制動右前輪，讓你的車糾正姿勢，所以如果你的車上有這按鈕，千萬不要關(guān)掉。

有無ESC示意圖

LCA中文名字變道輔助系統(tǒng)

LCA（ lane change assist），又稱變道輔助系統(tǒng)，最先商用在奧迪Q7上面；因為汽車C柱有一個視野盲區(qū)，所以我們車輛在變道的時候就容易產(chǎn)生危險，LCA就采用24Ghz雷達(dá)傳感器檢測后面盲區(qū)接近的車輛，并通過前方后視鏡旁的指示燈報警提示。

變道輔助系統(tǒng)示意圖

1）速度超過20km/h時，系統(tǒng)實時監(jiān)測側(cè)后方的來車，當(dāng)檢測到側(cè)后方有來車時，系統(tǒng)能通過外后視鏡里面集成的LED燈亮起，提示駕駛?cè)藛T注意側(cè)后方的來車。系統(tǒng)識別固定不動的車道欄桿、隧道墻壁等，避免誤報。

2）如果此時駕駛員打開轉(zhuǎn)向燈準(zhǔn)備向此側(cè)變道時，指示燈會閃爍，同時系統(tǒng)會發(fā)出報警聲，以警示駕駛?cè)藛T，避免側(cè)撞。

SAS，即safety assistance system。SAS一般由雷達(dá)系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)組成。SAS作用概括來講主要包含以下三點：

1）當(dāng)同向車距低于設(shè)定限值時，啟動前車剎車燈，并同時啟動后車語音報警系統(tǒng)，提醒保持車距；

2）當(dāng)兩車異向（超車時會對面來車）行駛，當(dāng)車距低于設(shè)定限值時，啟動兩車大燈閃光，并同時啟動語音系統(tǒng)，提醒駕駛員；

3）當(dāng)兩車異向行駛，即將相撞時，當(dāng)車距低壓警戒值時，啟動電磁系統(tǒng)，使兩車在即將碰撞之前，產(chǎn)生一個和行駛方向相反的阻力，該阻力足以大大減輕甚至抵消兩車相撞時的沖擊力。從而達(dá)到保護人及車輛安全的目的。

TCS中文名名字牽引力控制系統(tǒng)

1、TCS概念

TCS是Traction Control System即牽引力控制系統(tǒng)，又稱循跡控制系統(tǒng)，也有不同廠家叫其ASR（Acceleration Slip Regulation）。汽車在光滑路面制動時，車輪會打滑，甚至使方向失控。同樣，汽車在起步或急加速時，驅(qū)動輪也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上還會使方向失控而出危險。而裝了TCS，此時電腦會檢測處驅(qū)動輪和非驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)速差距過大，會通過減少噴油等方式限制動力輸出，車輛自然就會平穩(wěn)提速。

裝備TCS的汽車在加速時自動地控制驅(qū)動力，以便使輪胎的滑動量處于合理的范圍之內(nèi)，從而保持汽車行駛的穩(wěn)定性。這和防抱死制動系統(tǒng)的作用大同小異，防抱死制動系統(tǒng)的作用是防止輪胎抱死，提高汽車制動時的行駛穩(wěn)定性。

VSA中文名稱車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)

VSC（Vehicle Stability Control）車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，是具有世界先進水平的提高車輛穩(wěn)定性和行駛安全性的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)除具有傳統(tǒng)的制動防抱死（ABS）功能和牽引力控制（TCS）功能外，還具有防滑控制（Skid Control）功能。

車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)示意圖

在車輛被判斷為轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度時，通過計算，使車輛產(chǎn)生反方向的轉(zhuǎn)矩，從而抑制轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度，保證了車輛在直行、轉(zhuǎn)向以及制動等各種行駛狀態(tài)下的穩(wěn)定性。特別在遇到緊急情況突然轉(zhuǎn)向、通過濕滑路面等情況下，能夠最大程度地確保車輛的行駛安全。

汽車在轉(zhuǎn)彎行駛時，如果前輪首先達(dá)到附著極限，則會引起“漂出”現(xiàn)象，此時駕駛員怎樣打轉(zhuǎn)向盤也不能減小轉(zhuǎn)彎半徑，從而難以循蹤行駛，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向失靈，稱為轉(zhuǎn)向不足。如果后輪首先達(dá)到附著極限，就會出現(xiàn)“甩尾”現(xiàn)象，汽車本身會變得不穩(wěn)定，汽車被快速拉向轉(zhuǎn)向一側(cè)，稱為轉(zhuǎn)向過度。車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)的作用是在轉(zhuǎn)向不足導(dǎo)致車輛向外側(cè)滑移，或車輛轉(zhuǎn)向過度導(dǎo)致車輛橫越道路中心線，甚至在原地自轉(zhuǎn)時，利用電腦控制發(fā)動機動力輸出，改變?nèi)我粋€或兩個車輪制動力，使車輛產(chǎn)生相應(yīng)的回轉(zhuǎn)力矩，以消除轉(zhuǎn)向不足或轉(zhuǎn)向過度的現(xiàn)象，提高行車動態(tài)穩(wěn)定性。ABS系統(tǒng)在制動時保證車輛的穩(wěn)定性，TCS系統(tǒng)在起步加速時保持車輛的穩(wěn)定性，VSC系統(tǒng)在轉(zhuǎn)彎時保持車輛的穩(wěn)定性。

A、實時監(jiān)控

VSC系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控駕駛者的操控動作（轉(zhuǎn)向、制動和油門等）、路面信息、汽車運動狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機和制動系統(tǒng)發(fā)出指令。

B、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)主動干預(yù)

ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動機。VSC系統(tǒng)則可以通過主動調(diào)控發(fā)動機節(jié)氣門，以調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個輪子的驅(qū)動力和制動力，來修正汽車的過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。

C、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)事先提醒

當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時，VSC系統(tǒng)會用警告燈警示駕駛者。

EDL（Electronic Different Lock）

中文名字電子差速鎖

汽車加速過程中，當(dāng)電子控制單元根據(jù)輪速信號判斷出某一側(cè)驅(qū)動輪打滑時，EDL就自動開始工作，通過液壓控制單元對該車輪進行適當(dāng)強度的制動，從而提高另一側(cè)驅(qū)動輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。當(dāng)車輛的行駛狀況恢復(fù)正常后，電子差速鎖即停止工作。同普通車輛相比，帶有EDL的車輛可以更好地利用地面附著力，來提高車輛的運行性。

根據(jù)鎖止位置不同，它分成中央差速鎖、前后軸鎖止，根據(jù)操作方式分為機械差速鎖、電子差速鎖。

EDL的工作原理比較容易理解。因為差速器允許傳動軸兩側(cè)的車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并傾向于將動力分配到阻力更小的一側(cè)，如果傳動軸某一側(cè)的車輪打滑或者懸空時，由于阻力很小它將從差速器吸收到幾乎全部動力，形成車輪一側(cè)空轉(zhuǎn)另一側(cè)靜止的局面，造成功率損失。當(dāng)EDL電子差速鎖通過ABS 系統(tǒng)的傳感器，自動探測到由于車輪打滑或懸空而產(chǎn)生的兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同的現(xiàn)象時，就會通過ABS系統(tǒng)對打滑車輪進行制動，這樣差速器會將驅(qū)動力傳遞給非打滑側(cè)的車輪，從而避免牽引力的損失。當(dāng)車輛的行駛狀況恢復(fù)正常后，電子差速鎖即停止作用。

一般情況下EDS電子差速鎖有速度限制，只能在車速低于40公里/小時啟動，例如當(dāng)時速低于40公里通過濕滑路面時，EDS也可鎖死打滑車輪，提高行車安全。其工作過程可分為如下3個步驟：

隨著汽車保有量的提升，每年的交通安全事故發(fā)生量也在持續(xù)的提高。汽車的主動安全技術(shù)的作用也將會顯得越發(fā)的突出，汽車駕駛員對汽車安全性能的要求不斷提高，對汽車主動安全技術(shù)的要求持續(xù)擴大，在這樣的情況下，未來對汽車主動安全關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重大的現(xiàn)實意義。