我國商用車主動安全性能分析

張鵬 胡金奎

摘 要：商用車的安全性分為主動安全性和被動安全性，其中被動安全的發展已經陷入瓶頸，很難有較大的發展，主動安全的發展迎來黃金時期。文中通過文獻查閱，介紹了主動安全的發展歷程、發展前景、商用車的安全性能分類、主動安全性能的評價指標、國內外商用車主動安全性能的現狀、商用車主動安全性能的發展趨勢，詳細分析了主動安全系統的作用以及在商用車中的應用情況，為我國未來商用車主動性能的發展提供一定的理論依據以及相關資料。

關鍵詞：商用車;主動安全;應用;性能

1概述

汽車在發明之初并沒有汽車主動安全性這種說法，直到汽車發展越來越成熟的時候人們才認識到主動安全性對汽車的重要性。一方面主動安全性是在事故發生前規避事故的，從源頭上避免了事故的發生，另一方面還可以在事故放生后減少事故造成的人生傷亡和財產損失，對推動汽車的發展起到了重要作用。其中，汽車主動安全系統的發明對汽車主動安全性的發展功不可沒，大部分主動安全性能的提升都是和汽車主動安全系統的發明和優化有關，可以說沒有主動動安全系統，就沒有現在汽車這么優秀的主動安全性能。

陳天殷認為電子穩定程序（ESP）、驅動防滑系統（ASR）、 驅動控制系統（TCS）、電子制動力分配系統（EBD）和感載比例閥裝置（SABS）等并稱為汽車最重要的5項主動安全裝置[1]，受限于篇幅和作者的能力限制，本文僅簡單介紹ABS、ASR、EBD和ESP的功能原理和安全性能，詳細分析其在商用車上應用情況并預測我國商用車未來主動安全性能的發展趨勢。

2 商用車的特點及安全需要

商用車主要是大型車輛，而且因其數量巨大，每年發生的車禍也不少，下圖2.1所示為2009-2014年營運客車事故統計圖。

圖2.1 2009-2014年營運客車事故統計圖（萬輛）

上圖可以看出雖然每年營運車輛的死亡人數、事故起數、營運客車死亡人數占營運車輛死亡人數比例和營運客車事故起數占營運車輛事故起數比例呈現下降趨勢，但每年所造成的死亡人數仍然非常龐大?？梢韵胂?，商用車每年因為交通事故會造成多大的人身傷亡和財產損失。因此，主動安全技術的發展和應用將成為商用車安全性能提高的重要保證。

3 主動安全系統分析

3.1 ABS功能及應用分析

3.1.1ABS功能原理

制動防抱死系統（antilock brake system）簡稱ABS。作用就是在汽車制動時，采用計算機自動控制各車輪制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態，以保證車輪與地面的附著力在最大值，獲得最佳的制動效果[2]。下圖3.1為有無ABS剎車效果對比圖。

圖3.1 有無ABS剎車效果對比圖

3.1.2 ABS在商用車上的應用分析

盡管我國在2004年就對安裝ABS的車型和時間作了規定，但在商用車特別是貨車、卡車等領域這一規定落實情況卻并不理想。楊冠宇等人認為我國輕卡競爭過于激烈，ABS對于多數輕卡企業來說成本過高[3]。賀繼紅認為個體戶對車輛的價格比較敏感，對ABS的作用認識嚴重不足導致個體戶的車輛安裝較少，各地方對ABS強制安裝執法力度不統一導致法規效果難以實現[4]。據了解，好一點的品牌的ABS大約五千元左右，因此一般的輕卡廠商在加裝ABS之后很難在價格上與競爭對手競爭，部分買家也不愿為了安全而多掏錢，而且不少車主表示ABS維修比較困難，很多卡車司機根本找不到可以維修的地方。綜上所述，ABS雖然功能強大，安全性能提升明顯，但在我國商用車上的應用遠未達到理想水平。

ABS作為主動安全性能提升最基礎和最有效的系統，在減少交通事故方面的能力和作用非常明顯，據德國漢諾威交通事故研究所對182起商用車交通事故的分析表明使用 ABS 能夠完全避免 7.1%的交通事故，減輕13.9%的材料損失和 17.4%的人員傷害[5]。但我國受制于各種因素仍未讓這種系統應用在每一輛商用車上，這意味著我國每時每刻都在遭受本可以避免的損失。針對這種現象，本文特提出以下幾點建議加速推動ABS在中國商用車上應用：

1）對小型輕卡企業進行整合，對資源重新進行配置，降低生產成本和無用的競爭消耗，提升企業的利潤率，使企業有足夠的資金對生產車輛加裝ABS。

2）針對ABS的作用進行宣傳，包括在駕照考試中加入相應的題目，加強駕駛人對ABS安全性能的了解，提升駕駛人的安全意識。

3）在全國范圍內統一強制安裝ABS的執法力度，使車輛在中國任何地方都有一個相同的安全標準，使駕駛人在任何一個地方都有可能被因為安全性能不達標而遭到處罰。

3.2 ASR在商用車上的應用分析

3.2.1 ASR功能原理

ASR，其全稱是Acceleration Slip Regulation，即驅動防滑系統，又叫牽引力控制系統TCL（Traction Control System），其作用是防止車輛在起步、加速過程中打滑，以維持車輛行駛方向的穩定性，特別是防止汽車在非對稱路面上或轉彎時驅動輪的空轉，保持良好的驅動性和操縱穩定性，提高汽車行駛的安全性能[2]。

3.2.2 ASR在商用車上的應用分析

汽車行駛在易滑路面上，ASR將驅動輪的滑移率控制在一定的范圍內，從而防止驅動輪的過度滑轉，避免發生驅動輪過度打滑導致的牽引性和安全性降低。

ASR有很多元器件和ABS相同，這些元器件都可以和ABS共用，比如說輪速傳感器和壓力調節器等。因此實際應用中可以將兩者集成在一起，形成ABS/ASR集成系統。

為了使驅動防滑系統能在我國大規模應用，本文特提出以下幾點建議加速推動ABS在我國商用車上應用：

1）由于ASR是基于ABS發展而來，所以應出臺政策推動我國企業對ABS技術自研的投入，使ABS和徹底國產化，進而促進ASR技術的發展。

2）加大對ASR研發的支持，使ASR盡早國產化，依靠國內的工業實力優勢，以較低成本生產出低成本的具有競爭力的ASR。

3）鼓勵ABS/ASR集成技術的發展，進一步降低商用車主動安全系統的成本。

4）將ABS/ASR系統與自動巡航控制裝置ACC集成，最大限度的利用車上的每一個零件，使之更具性價比。

3.3 EBD在商用車上的應用分析

3.3.1 EBD功能原理

電子制動力分配系統（Electric Brakeforce Distribution），簡稱EBD。是一種能夠根據由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩定性的系統。EBD作為提高ABS功效的輔助系統，在車輛制動瞬間分別計算出各個輪胎摩擦力數值，然后通過調整制動裝置，達到制動力與摩擦力的匹配。EBD是在ABS作用前工作的，依據車輛的重量分布和路面條件有效分配制動力，以使4個車輪得到更接近理想化的制動力分布[2]。

3.2.2 EBD在商用車上的應用分析

從ABS和EBD的工作原理和特點可以看出，ABS+EBD就是在ABS的基礎上平衡每一個輪的附著力，改善剎車力的平衡，防止出現甩尾和側滑。EBD在ABS的基礎上工作并沒有增加新的元件，利用ABS的調節器及內部的電磁閥，再附加控制邏輯于ABS即將控制的程序作適當變更，即可通過軟件升級或改變電腦的程序實現EBD的功能。因此，在有ABS的基礎上增加EBD功能并不需要很高的成本。

目前商用車中客車和重型貨車由于其事故危害性極大基本標配都有ABS甚至ESP，所以EBD在商用車上應用的難點并不在客車和重型貨車而在于輕小型貨車這一塊。輕小型貨車通常作為家用貨車，很少跑長途上高速，因此平常行駛速度會比較慢，因此很多車主認為家用貨車用不到也不值得花錢安裝各種主動安全系統，甚至法律也未對皮卡等貨車作強制安裝規定，導致ASB+EBD在輕小型貨車上應用緩慢。其實，皮卡更需要ABS+EBD，皮卡和家用轎車的底盤十分相近，但皮卡的車身重量分配不均勻，在空載的情況下剎車更容易失控，所產生的危害也要大于家用轎車，因此皮卡等中小型貨車更需要ABS+EBD這套主動安全系統。

根據以上分析，EBD在商用車中完全推廣應用，必須首先跟進ABS的推廣，畢竟車上沒有搭載ABS是無法加裝EBD的。第二，EBD的自主研發也要提上日程，雖然EBD在硬件上完全是使用ABS的，EBD本身只是一個軟件，或者說一段程序，但即使是這樣用別人的也要交錢，交專利費，這樣無助于車企和車主降低成本。第三，輕型貨車在我國有著高達1728.53萬輛的保有量，及時更新強制安裝ABS+ABD法律法規對我國道路交通安全有重要意義。

3.4 ESP

3.3.1 ESP功能原理

ESP，全稱Electronic Stability Program，意思是電子穩定程序，也即是車身電子穩定系統，因為生產廠家的不同ESP還有其它的名稱。由于ESP是一個主動的安全系統，可以實時監控車輛行駛狀態，必要時可以向一個或多個輪施加制動力，而且它還可以主動調節發動機的轉速和驅動輪上的驅動力，以修正過度轉向和轉向不足。在ABS和ASR的共同作用下，ESP能最大限度的保證車輛不甩尾、不側翻、不跑偏[2]。如圖3.2所示為有無ESP在轉向不足和轉向過度效果對比。

3.2有無ESP在轉向不足和轉向過度效果對比

3.3.2ESP在商用車上的應用分析

ESP功能強大，包含ABS和ASR，是這兩種系統功能上的衍生，或者說是主動安全功能的集成。ESP相對于傳統的ABS/ASR增加了不少元件，因此成本上高了不少，但這些成本帶來的安全性是非常大的。據美國高速公路安全安全管理局調查顯示，ESP減少了 34%的乘用車和59%SUV的碰撞事故，還有效預防了71%的乘用車和84%的SUV發生翻車事故[6]。因此，搭載ESP帶來的安全性能提升遠大于所付出的成本。

可事實上，ESP在我國的應用并不廣泛，造成的原因有兩個：一是我國對汽車電子系統的研究起步較晚，導致現在的技術大大落后于西方，部分高校和企業展開過相關研究，但研究大多停留在理論層面，沒有產品級的EPS出現;二是我國政策法規沒有將商用車全部納入強制規定，歐盟早在2014年就將EPS納入全部新車強制標配系統，而我國到2017年才在《機動車安全技術》中將部分商用車納入強制搭載標準。

為了更廣泛的應用，必需從零件廠商、整車廠、消費者和法律法規四個方面入手，才能更加全面快速的達成期望。首先是配件廠商，配件商需要加大力度推動ESP技術的國產化，這將解決國外廠商的壟斷，大大降低ESP的成本，推動ESP在我國商用車上的應用。然后是整車廠，整車廠需要增加對安全性的重視，自己意識到消費者或者說購車人現在相比于價格更重視于車輛的安全性，沒有可靠安全性的車將會被淘汰。第三是消費者，消費需要增加對安全知識的了解，提高安全意識，倒逼整車廠應用。最后，法律法規對各個環節都有影響，需要合理出臺政策。

[參考文獻]

[1]陳天殷.汽車電子制動力分配系統EBD [J].汽車電器，2014，7：1-3.

[2]郭榮春，曹鳳萍.汽車安全工程[M].北京：中國水利水電出版社.2016.

[3]楊冠宇，范春華，沈永峰. ABS、ESP在中國商用車及乘用車領域應用現狀分[J].汽車工業研究，2010.

[4]賀繼紅，我國商用車ABS 生產和使用現狀[J]。專用汽車，2009，4：44-45.

[5]劉建宏.商用車防抱死制動系統的電子控制單元研究與開發：[D].長春：吉林大學，2008.

[6]李興國，大型客車電子制動及電子穩定控制硬件在環系統研究[D].長春：吉林大學，2016.

（作者單位：黃河交通學院，河南 焦作 350108）