http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 10:17:07
在世界汽車保有量不斷增加的形勢下,汽車“公害”問(wen)題(ti)也(ye)日(ri)益(yi)突(tu)出(chu)。降(jiang)低(di)汽(qi)車(che)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng),特(te)別(bie)是(shi)降(jiang)低(di)車(che)禍(huo)死(si)亡(wang)人(ren)數(shu)已(yi)是(shi)世(shi)界(jie)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)重(zhong)要(yao)課(ke)題(ti)。為(wei)此(ci),世(shi)界(jie)上(shang)各(ge)大(da)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)和(he)零(ling)部(bu)件(jian)公(gong)司(si)不(bu)斷(duan)開(kai)發(fa)出(chu)先(xian)進(jin)的(de)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)。
其中最重要的研究成果之一就是應用能共享信息的“傳感器融合”技術。這實際上是一種“係統集成”技術。這種“係統集成”為主動安全技術與被動安全技術之間架設一座橋梁,通過兩者的結合,創造了一個為乘員安全與車輛行駛安全的綜合性方法。
在(zai)當(dang)今(jin)世(shi)界(jie)交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)量(liang)急(ji)劇(ju)增(zeng)長(chang)形(xing)勢(shi)下(xia),汽(qi)車(che)駕(jia)駛(shi)者(zhe)承(cheng)受(shou)了(le)巨(ju)大(da)壓(ya)力(li),而(er)與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)不(bu)斷(duan)上(shang)升(sheng)。其(qi)結(jie)果(guo)造(zao)成(cheng)巨(ju)大(da)的(de)人(ren)員(yuan)傷(shang)亡(wang)和(he)財(cai)產(chan)損(sun)失(shi)。因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)世(shi)界(jie)各(ge)國(guo)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi),製(zhi)定(ding)短(duan)期(qi)與(yu)中(zhong)長(chang)期(qi)的(de)計(ji)劃(hua),以(yi)改(gai)善(shan)交(jiao)通(tong)安(an)全(quan)措(cuo)施(shi)。由(you)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)方(fang)法(fa)難(nan)以(yi)適(shi)應(ying),因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)以(yi)新(xin)的(de)思(si)路(lu)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)方(fang)法(fa)有(you)助(zhu)於(yu)降(jiang)低(di)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)率(lv)或(huo)者(zhe)減(jian)小(xiao)降(jiang)低(di)車(che)禍(huo)嚴(yan)重(zhong)性(xing)。其(qi)中(zhong)重(zhong)要(yao)研(yan)發(fa)成(cheng)果(guo)就(jiu)是(shi)采(cai)用(yong)能(neng)夠(gou)與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)環(huan)境(jing)傳(chuan)感(gan)器(qi)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)的(de)車(che)輛(liang)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。這(zhe)種(zhong)交(jiao)互(hu)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)不(bu)僅(jin)有(you)助(zhu)於(yu)駕(jia)駛(shi)者(zhe)在(zai)主(zhu)動(dong)安(an)全(quan)領(ling)域(yu)——通過駕駛者支持係統——而且駕駛者也從車載被動安全係統獲得有效支持,從而在一旦發生交通事故時降低人員傷亡的嚴重性。這種在車載主動安全係統、被動安全係統和環境傳感器之間的交互連接已在世界上許多前沿領域開發成功並有助於進一步提高汽車安全性。
提高主動安全係統/被動安全係統的推動力
由歐盟(EU)頒布發行的最新出版物提出,歐洲要實現零交通事故率為期尚遠。而統計資料表明,在過去的10年中,歐洲交通事故死亡率已減少40%,而交通事故和車輛偏離道路引起的人員傷亡的事故總數仍然高居不下。
根據歐盟的《歐洲新聞》(Europa Newsletter)(2005年第51期)報道,2003年歐洲交通事故死亡人數達到46700人。這些人員死亡造成總的經濟損失達到2000億歐元,相當於歐洲GDP的2%。為此,歐盟宣布到2010年交通事故死亡人數目標減少50%。
該期《歐洲新聞》中,歐盟也報道了這樣的統計數字,即所有交通事故的76%shiyouyujiashizheshiwuzaochengde。zaiouzhouheguojizuzhidegezhongbutongzhichijihuayijingqidong,zuoweibangzhujiashizheyingduijiaotongshiguhezengqiangdaoluanquandebujiucuoshi。zaiyouguangezhongchezaixitongjichengdeouzhoujihuazhongyoue-safety、PRe VENT和EUCAR。
主動安全係統和被動安全係統的組合
在(zai)過(guo)去(qu),車(che)輛(liang)技(ji)術(shu)的(de)開(kai)發(fa)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)於(yu)單(dan)個(ge)係(xi)統(tong)和(he)部(bu)件(jian)。而(er)今(jin)天(tian),不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)的(de)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)效(xiao)率(lv)又(you)為(wei)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)的(de)有(you)效(xiao)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu)了(le)解(jie)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)階(jie)段(duan)的(de)詳(xiang)細(xi)內(nei)容(rong)。
交通事故發生的次序開始於“進入模式”階段,這時乘員已經係緊安全帶鎖扣,而座椅安全帶係統逐步貼近“舒適性模式”階段,然後如果需要的話,並再進入“動態支持”和“車輛穩定性極限”階段。當超過“非回複點”以後,就進入“預碰撞”階段。在這一階段則對於應用先進執行器和傳感器使主動安全係統和被動安全係統的間隙閉合是極為有用的。當進入“碰撞”階段,人們熟知的被動約束係統的潛力就能釋放,就是說,這時被動約束係統發揮保持乘員安全的作用。
主動安全係統和被動安全係統的部件構成
電子穩定控製(ESC)是一種重要技術,它從探測車輛行駛狀態的係統傳感器提供相關數據並能夠有助於通過製動和發動機幹預調節車輛穩定性。
各種電子機械轉向係統包括諸如轉向扭矩覆蓋(轉向扭矩控製或簡稱STC)技術,對來自電子穩定控製(ESC)的穩定控製器和傳感器的輸入量作出響應。
這種係統集成向駕駛者提供轉向扭矩推薦值,有助於駕駛者在轉向操作中選擇適當的修正措施。轉向角覆蓋(Steering anghe overlay),也就是TRW的主動前輪轉向(AFS)zaimeiyoulaizijiashizhedeshuruliqingkuangxiawanchenggongzuo,anzhaocheliangdangshidexingshigongkuang,wendingkongzhixitongquedingyigezhengquezhuanxiangjiaobingqiedangjiashizhejixuqitongchangdaohangxingshishifuzhuyingyong。
懸架控製係統也在這種穩定控製方麵發揮作用。例如TRW的主動動態控製(ADC)能夠通過應用反向扭矩(Counter Torqru)連續改善車輛轉向穩定性。這一特點不僅對SUV(運動型多功能車)和高重心的汽車適用,而且對乘用車也適用。
乘員約束保護係統在係統集成方麵是一個重要領域。在這一領域的重要部件.就是TRW的主動控製安全帶卷收器(ACR),它在主動預警到對乘員的被動保護之間架設起一座“橋梁”。也就是說,這種主動控製安全帶卷收器為主動安全係統與被動安全係統之間起到了連接作用。ACR能夠通過連接穩定控製器而提前介入工作,以便在即將發生碰撞時及時收緊乘員安全帶,預先向乘員發出報警並調節好乘坐位置。
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相關傳感器
環境傳感器在主動/beidonganquanxitongjichengfangmianqidaolezhongyaozuoyong。yuanchengleidayuduanchengleidayijishipinchuanganqidezuheshitamenyiqicanyugongzuo,tigongdaoluhecheliangkongzhizhuangtaidezonghetuxiang。yuanchengleida(TRW自適應巡航控製ACC)確認與前方行駛車輛之間的方向(角度)和相對距離。由於較大的波束角(aperture angle),短程雷達係統能在交通擁擠經常停車和起步情況下,提供高自適應巡航控製的功能。
短程雷達(SRR)提ti供gong附fu加jia的de預yu碰peng撞zhuang的de信xin息xi並bing提ti供gong對dui車che道dao改gai變bian的de輔fu助zhu功gong能neng。視shi頻pin傳chuan感gan器qi通tong過guo探tan測ce車che道dao標biao誌zhi和he目mu標biao物wu外wai形xing掌zhang握wo道dao路lu環huan境jing的de變bian化hua狀zhuang態tai。這zhe些xie傳chuan感gan器qi也ye能neng作zuo為wei後hou視shi攝she像xiang機ji起qi到dao駐zhu車che輔fu助zhu功gong能neng。這zhe三san種zhong傳chuan感gan器qi的de組zu合he也ye稱cheng為wei“傳感器融合”(sensor fusion),提供了必需的信號重複功能——由於其廣闊覆蓋性和高測量精度——在緊急製動時發揮作用。
如上所述,來自於單個安全係統的優點能夠通過“集成”而顯著提高,係統集成能夠包含主動安全係統或主動與被動安全係統的組合。
主動安全係統的集成
一個主動安全係統的集成實例就是TRW的電動動力轉向係統(EPS)與電子穩定控製(ESC)製動係中的穩定性控製器的連接。由於提前提示由製動係(路麵不同摩擦係數)tigongdeyouguandaoluzhuangtai,zaicheliangzhidongguochengkaishiyishunjianfanxiangzhuanxiangliganyujiulijiqidong。qijieguoshi,jiaodazhidonglichuxianzaigaomocaxishulumianyice,congeryoukenengsuoduanzhidongjuli。
表(biao)示(shi)電(dian)動(dong)動(dong)力(li)轉(zhuan)向(xiang)係(xi)統(tong)與(yu)視(shi)頻(pin)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)的(de)實(shi)例(li)。視(shi)頻(pin)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)對(dui)車(che)道(dao)的(de)探(tan)測(ce)情(qing)況(kuang),而(er)電(dian)動(dong)動(dong)力(li)轉(zhuan)向(xiang)係(xi)統(tong)本(ben)身(shen)的(de)設(she)計(ji)也(ye)有(you)助(zhu)於(yu)駕(jia)駛(shi)者(zhe)保(bao)持(chi)車(che)輛(liang)位(wei)於(yu)車(che)道(dao)中(zhong)心(xin)線(xian),如(ru)果(guo)駕(jia)駛(shi)者(zhe)不(bu)知(zhi)不(bu)覺(jiao)地(di)偏(pian)離(li)車(che)道(dao)的(de)中(zhong)心(xin)線(xian),則(ze)駕(jia)駛(shi)者(zhe)就(jiu)會(hui)接(jie)收(shou)到(dao)觸(chu)覺(jiao)報(bao)警(jing)或(huo)轉(zhuan)向(xiang)盤(pan)振(zhen)動(dong),以(yi)提(ti)醒(xing)駕(jia)駛(shi)者(zhe)恢(hui)複(fu)到(dao)車(che)道(dao)中(zhong)心(xin)線(xian)。此(ci)外(wai),電(dian)動(dong)動(dong)力(li)轉(zhuan)向(xiang)係(xi)統(tong)有(you)助(zhu)於(yu)自(zi)動(dong)修(xiu)正(zheng)轉(zhuan)向(xiang)輸(shu)入(ru)力(li),但(dan)是(shi)必(bi)須(xu)提(ti)醒(xing)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)隻(zhi)是(shi)向(xiang)駕(jia)駛(shi)者(zhe)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)輔(fu)助(zhu)功(gong)能(neng),而(er)不(bu)能(neng)誤(wu)認(ren)為(wei)它(ta)就(jiu)是(shi)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)儀(yi)。
主動安全係統與被動安全係統的集成
TRW的主動控製安全帶卷收器(ACR)展示出主動安全係統與被動安全係統集成的概念。ACR作為主動安全係統的一個組成部分,由於其卷收功能而起到了主動安全係統的功能。第一代ACR采用簡單的開/關控製,而當車輛進入危險的行駛之況時,這種ACR作動速度遠遠遲於“車輛穩定極限”階段。這時乘員在座位上承受的最大安全帶收緊力達到250N,如果碰撞沒有發生,那麼安全帶隻經過幾秒時間就鬆開。
TRW的第二代ACR覆蓋較大的使用範圍。由於安全帶卷收器具有自由調節卷收力的特點,它在“舒適性模式”階段能夠工作。但是在進入“動態支持”階段的較強製動操作時,ACR的卷收力增強。最大收緊力出現在“穩定極限”階段,類似於第一代ACR。
通過車輛數據總線使相關傳感器信息提供給ACR,這些信息根據車輛的行駛工況,由專用於ACR的狀態管理算法進行處理。圖10表示通過在車速60km/h緊急製動時向前位移量曲線比較所獲得的ACR性能圖。通過比較有助於采用ACR改進安全性能。按照乘員的乘坐位置,一個座位向後移的乘員經受向前位移量縮減80mm,也就是說從沒有ACR功能的120mm到有ACR功能的40mm,如果座椅位於中間位置,則其平均向前位移從105mm縮減到35mm。如果座位完全向前移動,則相應值從65mm減少到35mm。
傳感器功能的擴展
考慮到安全性優點,自適應巡航控製雷達傳感器提供有關相對速度和距離的信息。而ACR利li用yong這zhe些xie信xin息xi在zai發fa生sheng車che輛liang碰peng撞zhuang事shi故gu中zhong最zui大da限xian度du保bao護hu乘cheng員yuan。電dian子zi穩wen定ding控kong製zhi技ji術shu在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia也ye利li用yong這zhe些xie信xin息xi以yi便bian獲huo得de所suo要yao求qiu的de附fu加jia製zhi動dong力li。
雷達傳感器也提供地麵速度信息,這些信息有助於改善現有安全係統的功能,諸如防抱製動係統(ABS)、ACR和安全氣囊控製。這些信息也同樣有助於新功能的擴展,如直接式輪胎氣壓監測器(TPM),車道改變支持和發揮製動助力功能。
非常清楚,雷達係統通過與主動和被動安全係統集成的組合能夠向駕駛者報警而有可能顯著降低車輛後部碰撞。
今後展望
當(dang)今(jin)大(da)多(duo)數(shu)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)的(de)統(tong)計(ji)指(zhi)出(chu),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)安(an)全(quan)戰(zhan)略(lve)以(yi)降(jiang)低(di)交(jiao)通(tong)事(shi)故(gu)和(he)人(ren)員(yuan)傷(shang)亡(wang)的(de)數(shu)量(liang)。相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)指(zhi)出(chu),主(zhu)動(dong)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)和(he)被(bei)動(dong)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)的(de)集(ji)成(cheng)提(ti)供(gong)了(le)高(gao)度(du)改(gai)進(jin)性(xing)能(neng)的(de)可(ke)能(neng)。在(zai)這(zhe)場(chang)新(xin)技(ji)術(shu)競(jing)爭(zheng)中(zhong),“傳感器融合”qizhezhuyaodezuoyong。tongguozuhekeyiyingyongdechuanganqixinxiranhoutigonggeizhudonganquanxitonghebeidonganquanxitong。zhudonganquanxitongdejichengzhuyaojizhongyujiaotongshigudebimian,erzhudonganquanxitonghebeidonganquanxitongdejichengzejizhongyujiangdijiaotongshigudeyanzhongxinghejiaotongshigudehouguo。congliangzhongxingshidejichengshiliyanzhenglezhexiecuoshidegaoduyouxiaoxing。jinyibuyanjiubixujinxingxiaqu,yinweizuizhongpingjiajiangzhengshiqitajichengjihuicunzai。yiyanyibizhi,anquanxitongdexinjishuyanjiushichangqidezhanlveketi。