汽車安全之主動安全系統與技術篇

汽車安全之主動安全系統與技術篇

為預防汽車事故的發生，避免人員受到傷害而采取的安全設計，稱為主動安全設計。譬如ABS、EBD、TCS、LDWS等都是主動安全設計。它們的特點是提高汽車行駛的安全性和穩定性，盡一切可能防止車禍發生。除此之外，還有其它的輔助設置，如：高位剎車燈、前后霧燈，后窗除霧等也是主動安全設計。目前主動安全技術在不斷地被完善和改進，有更多的安全技術將被開發并得到應用。

主要系統配置

ABS防抱死制動

ABS是Anti-lock Braking System縮寫。大多數轎車都裝有ABS，在遇到急剎車時，需要立刻停車。但人為大力剎車容易造成車輪鎖死的意外情況，就是說如果前驅動輪鎖死引起汽車失去轉彎能力，后驅動輪鎖死容易發生甩尾等事故。安裝ABS主要是為了解決剎車時車輪鎖死的問題，從而提高剎車時汽車的穩定性，甚至是較差路面條件下的汽車制動性能。簡言之，就是在汽車制動狀態下，仍能保持轉向，保證制動方向的穩定性，使汽車輪胎處于即將靜止與未靜止之間。ABS的廣泛使用，大大降低了緊急情況下發生的事故的頻率。

AWS防碰撞預警

防碰撞預警AWS是Advance Warning System縮寫。AWS是指意外事故預防和緩和的駕駛輔助系統，在危險發生前給駕駛員提供及時的聲音和視覺報警。公路交通事故已成為全球范圍內日益嚴重的公共安全問題。統計資料表明，其中駕駛員的人為因素導致的公路交通事故率最高。無論是事故數量還是傷亡人數均分別高達各自總數的90%左右，并且在導致這些公路交通事故的駕駛員的人為因素中，疲勞和精神分散駕駛是重要原因之一。

駕駛員如果在3秒內注意力不集中，便會造成交通事故的發生，這有80%的可能性，其主要表現為車道偏離和追尾事故。國內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多的探索，在雷達、激光、超聲波、紅外線、機器視覺和傳感器技術方面都取得了巨大的突破。經過長期的研究和實踐，人們逐步認識到采用單目視覺技術，僅使用一臺攝像機，只能在一定程度上實現對前方道路環境、車輛探測及車距的監測功能。車元素研究顯示，若在公路交通事故發生前的1.5s給駕駛員發出預警，則可避免90%的此類事故發生。因此，通過在汽車上安裝汽車碰撞預警系統，利用技術手段分析車道、周圍車輛的狀況等駕駛環境信息，一旦當駕駛員發生疲勞及精神分散、汽車出現無意識的車道偏離及汽車間車距過近。當遇到追尾情況時，能及時給予駕駛員主動預警，是減少公路交通事故有效的技術方式。

LCA變道輔助

LCA（lane change assist），又稱變道輔助系統。因為汽車在變道行駛時有時會有視野盲區，所以車輛在變道的時候就容易產生危險，LCA就采用24Ghz雷達傳感器檢測后面盲區接近的車輛，并通過前方后視鏡旁的指示燈報警提示，起到提醒駕駛員注意的功能。

EBD電子制動分配

EBD能夠在汽車制動時自動調節前、后軸的制動力分配比例，并配合ABS提高制動穩定性。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與計算，根據不同的情況用不同的方式和力量制動，并不斷調整，保證車輛的安全平穩行駛。

EBA緊急剎車輔助系統

電腦根據剎車踏板上偵測到的剎車動作，來判斷駕駛員對此次剎車的意圖，如屬于緊急剎車，則指示剎車系統產生更高的油壓使ABS發揮作用，從而使剎車力更快速的產生，縮短剎車距離。

LDWS車道偏離預警系統

該系統提供智能的車道偏離預警，在無意識（駕駛員未打轉向燈）偏離原車道時，能在偏離車道0.5秒之前發出警報，為駕駛員提供更多的反應時間，大大減少了因車道偏離引發的碰撞事故，此外，使用LDWS還能糾正駕駛員不打轉向燈的習慣，該系統其主要功能是輔助過度疲勞或長時間單調駕駛引發的注意力不集中等情況。

TCS牽引力控制

TCS又稱循跡控制系統。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。TCS依靠電子傳感器探測車輪驅動情況，不斷調節動力的輸出，從而使車輪不再打滑，提高加速性與爬坡能力。

ESP 電子穩定裝置

電子穩定裝置（Electronic Stability Program）是一種牽引力控制系統，不但控制驅動輪，而且可以控制從動輪。如后輪驅動汽車常出現的轉向過度的情況，此時后輪會失控而甩尾，ESP便會通過對外側的前輪的適度制動來穩定車輛。轉向不足時，為了校正循跡方向，ESP則會對內后輪制動，從而校正行駛方向。

隨著電子科技的發展，各種汽車智能安全系統也開始發展起來，主要是通過由雷達和攝像機組成的“預知傳感器”，對行車危險進行判斷并幫助駕車者進行處理。這一系統能夠在汽車與其它物體發生碰撞前的瞬間，自動進行干預以保證安全。

盤式制動器

盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉動。分泵固定在制動器的底板上固定不動，制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側，分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發生摩擦制動，動作起來就好像用鉗子鉗住旋轉中的盤子，迫使它停下來一樣。

盤式制動器散熱快、重量輕、構造簡單、調整方便。特別是高負載時耐高溫性能好，制動效果穩定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多小孔，以加速通風散熱和提高制動效率。

技術配置

隨著社會發展，安全不僅僅是防碰撞的代名詞，財產安全也應算到中間一條，所以安全系統已經被融入到各個配置當中，如果細分的話那將數不勝數，下面我們來介紹幾種在中高檔轎車上出現且也不太多見的。

夜視輔助

這項新的研發成果能提供更大的視野范圍，而且不會讓逆向的車輛感到晃眼。由于采用了夜視輔助系統，可以提前看清近光燈照不到的黑暗中的 交通標牌、彎道、行人、汽車、丟失的貨物或者道路上其他可以造成危險的事物。這樣，駕駛者可以及時采取制動或者避讓措施。此外，這個系統能減輕駕駛者在夜間開車的緊張和勞累，保持精神飽滿的狀態，從而能夠在緊要關頭迅速而正確地做出反應。配備了夜視輔助系統的車輛裝有兩個額外的紅外線前照燈，可以照到前方大約200m的距離。

由于夜視輔助系統的前照燈在可見光波長范圍之外進行工作，因此不會對人類的視線產生影響。在擋風玻璃內側，一個小型紅外線攝像機可以記錄車輛前方的環境，并將其顯示在駕駛艙儀表板的顯示屏上。

當車速超過每小時15km時，駕駛者就可以啟動夜視輔助系統。將前照燈打開，然后只需按下儀表板上的一個按鈕，通常情況下顯示速度的8 英寸顯示器就被切換為攝像機圖像的狀態。

胎壓監控

胎壓監測系統可分為兩種：一種是間接式胎壓監測系統，是通過輪胎的轉速差來判斷輪胎是否異常；另一種是直接式胎壓監測系統，通過在輪胎里面加裝四個胎壓監測傳感器，在汽車靜止或者行駛過程中對輪胎氣壓和溫度進行實時自動監測，并對輪胎高壓、低壓、高溫進行及時報警，避免因輪胎故障引發的交通事故，以確保行車安全。駕駛者可以通過車內提示警告系統來判斷輪胎胎壓情況是否正常，首先避免了因輪胎虧氣出現的行車跑偏，其次在高速行駛時也對乘坐者安全是一種保障。

防眩目后視鏡

防眩目后視鏡一般安裝在車廂內，它由一面特殊鏡子和兩個光敏二極管及電子控制器組成，電子控制器接收光敏二極管送來的前射光和后射光信號。如果照射燈光照射在車內后視鏡上，如后面燈光大于前面燈光，電子控制器將輸出一個電壓到導電層上。導電層上的這個電壓改變鏡面電化層顏色，電壓越高，電化層顏色越深，此時即使再強的照射光照到后視鏡上，經防眩目車內后視鏡反射到駕駛員眼睛上則顯示暗光，不會耀眼。鏡面電化層使反射i11根據后方光線的入射強度，自動持續變化以防止眩目。當車輛倒車時，防眩目車內后視鏡防眩功能被解除，右外后視鏡自動照射地面。

倒車警告/倒車影像/車外攝像頭

倒車警告這項技術用于在駕駛期間以及駐車時，針對您盲區中的轎車或物體向您發出警告。通常，該系統會在您行車時已經進行響應；它可能會使后視鏡內的一個警告標示進行閃爍，同時會發出聲音警告，該系統是一個短程檢測系統。比如：當一輛汽車內配備了此功能，反光鏡左邊會有一個車體形狀的圖標，前、后雷達在偵測障礙物時，警告標示會給駕駛者以視覺和聽覺上的警告。

倒車影像和后視攝像機是一體，不僅保護您的轎車，還能夠避免在倒車時意外傷及兒童和動物。倒車情況已經從向下傾斜的后視鏡中顯現，也會發出聲音警告便于車主實時查看。新一代技術包括一個攝像機，它可以與導航系統協同工作，對您身后的一切進行廣角拍攝，然后反映在車內屏幕上，從而幫助您倒車或掛接拖車。

高位制動燈

一般的制動燈（剎車燈）是裝在車尾兩邊，當駕車人踩下制動踏板時，制動燈即亮起，并發出紅色光，提醒后面的車輛注意，不要追尾。當駕車人松開制動踏板時制動燈即熄滅。高位制動燈也稱為第三制動燈，它一般裝在車尾上部，以便后方車輛能及早發現前方車輛而實施制動，防止發生汽車追尾事故。由于汽車已有左右兩個制動燈，因此人們習慣上也把裝在車尾上部的高位制動燈稱為第三制動燈。

雨量傳感器

雨量傳感器暗藏在前風擋玻璃后面，它能根據落在玻璃上雨水量的大小來調整雨刷的動作，因而大大減少了開車人的煩惱。雨量傳感器不是以幾個有限的擋位來變換雨刷的動作速度，而是對雨刷的動作速度做調節。它有一個被稱為LED的發光二級管負責發送遠紅外線，當玻璃表面干燥時，光線幾乎是100%地被反射回來，這樣光電二級管就能接收到很多的反射光線。玻璃上的雨水越多，反射回來的光線就越少，其結果是雨刷動作越快。

芯片防盜系統

人身安全無疑是頭等重要的，而財產安全在今天也受到了人們的高度重視。假設一部幾十萬的轎車被偷盜會讓車主蒙受巨大的損失。因此，廠家也絞盡腦汁為轎車加入更多的安全防范系統。例如某汽車品牌不僅在點火鑰匙上加入Passkey III安全防盜系統，還針對后行李箱結構進行了改進，變為遙控開啟無鎖芯防盜模式，大大減低了被盜被撬的幾率，給車主財產方面的最大保護。

智能鑰匙

所謂智能鑰匙是指能發射出紅外線信號，既可打開一個或兩個車門、行李箱和燃油加注孔蓋，也可以操縱汽車的車窗和天窗。更先進的智能鑰匙則像一張信用卡，當司機觸到門把手時，中央鎖控制系統便開始工作，并發射一種無線查詢信號，智能鑰匙卡作出正確反應后，車鎖便自動打開。只有當中央處理器感知鑰匙卡在汽車內時，發動機才會啟動。

汽車主動安全系統的弊端

雖然現代汽車已采用了大量的安全技術及防范措施，但并不等于駕車或乘車就進入了保險箱，也就是說，安全汽車也只是相對而言，它仍然存在許多不安全的因素，表現在以下幾方面。

一、 各種干擾因素對安全系統的影響

汽車行駛的環境和工作狀況一直是變化多端的，汽車行駛的環境不可能一直是平坦沒有阻礙的公路。在一些干擾因子的影響下，安全系統可能無法發揮其效用可能會給出錯誤的提示。

二、安全系統所使用的電子元件容易損壞

在雨天或泥水路中行駛時，電子設備有可能被水浸濕而受潮，在冬季還有可能結冰，直接影響電子設備的正常工作；在高海拔地區，大氣壓力的降低也會引起某些傳感器的工作性能變壞，這些環境因素都對汽車的安全性能產生極大的影響。

三、 電腦病毒極大危害安全系統

眾所周知，電腦也會出現病毒和硬件工作失效的問題，應用到汽車上當然也不例外。在正常使用條件下，各種電子元件都有失效的可能；如電阻開路、電容漏電、集成電路內部損壞、傳感器損壞等。車用電腦的硬件越多，失效的概率就越大，可靠性也就越差。另外，眾多的電磁干擾也直接影響電子系統軟件對數據的采集和整理，從而影響到程序的運行、指令的發出，導致控制失常。

四、 電子信息系統使駕駛者分散精力

先進的電子信息系統雖然能彌補駕駛員人為的一些失誤，但它也有可能會分散駕駛員的注意力，增加駕駛員操作疲勞，造成交通事故。盡管汽車生產商保證操作這些設備的風險很低，甚至有的設備不需要人工操作，但安全專家還是對精力分散的嚴重危害發出了警告。他們指出，即便是聲控電腦，也會常常造成駕駛員分散精力，不注意道路。因為他們在駕車過程中需要努力分辨電腦發出的各種聲音，這比與乘客說話耗費的精力還要大。據有關資料顯示，如果前面行駛的汽車實行緊急制動，駕駛員收聽電腦講話所花的反應時間要比不聽的多30%。另外，美國國家公路交通安全局最近的統計報告也指出，在美國每年發生的600萬起車禍中，25%則是由于駕駛員精力不集中造成的。

五 、完備的安全系統使駕駛員放松警惕

一輛裝配有各式安全系統的汽車會使駕駛員對這輛汽車的安全性能擁有很大的信心，從而降低了對車禍發生的警惕性。在行車過程中，由于智能系統并不具備思考的能力，并且容易發生故障，起主要控制作用的仍然是駕駛員。智能安全系統的作用主要是在汽車遇到潛在危險的時候代替駕駛員作出決定，彌補人控制的疏忽，想要完全代替人的控制，仍需要更加深入的研發。如果駕駛員過度依賴于安全系統，便會降低人對汽車的控制作用，相對于沒有裝配安全系統的汽車來說，反而更不安全。

由于行車安全并不僅僅是涉及到一個人、一輛車或一條路的問題，而是涉及到整個行車動態的。例如，行駛路面的千差萬別、行車流量的瞬息萬變，以及駕駛員的文化、心理和身體素質等都不盡相同。因此僅靠汽車的先進信息系統或某些安全設施，并不能從根本上消除行車中的安全隱患，安全行車系統并非絕對可靠。

綜述

汽車主動安全系統的發展，與科技的進步息息相關，它是人類社會進步的體現。由于近年來車禍發生率的高居不下和其造成的死亡人數逐年攀升，人們意識到需要使用各種科技手段來提升汽車的性能，降低車禍發生的可能性。在未來，一定還會有更加智能可靠的新型安全系統出現并為人們廣泛使用，也可能會出現可以無人駕駛的汽車，但究其根源，這些輔助的安全系統為了使駕駛員的駕駛更加方便而產生的，需要我們好好利用，不能過度依賴這些系統。在駕駛過程中，仍然需要集中注意力，并且注意提升自己的駕駛水平，這樣才能做到真正的安全。