汽車主動安全系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

汽車電子系統(tǒng)?傳感器?主動安全
汽車作為高速交通工具一直伴隨著較高的危險(xiǎn)性，汽車的安全性也一度是人們關(guān)注的重點(diǎn)。用戶在購買汽車時(shí)，安全性可能是其最關(guān)心的問題之一，從車身的重量、車身抗沖擊能力、材料的強(qiáng)度等物理因素，到安全氣囊的個(gè)數(shù)，都是人們高度重視的要求。

今天，安全帶、氣囊等被動式安全防護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足下一代車輛設(shè)計(jì)的需求，而傳感器、控制單元及內(nèi)部軟件算法等構(gòu)成主動式安全保護(hù)機(jī)制的引入讓用戶的駕駛體驗(yàn)得到更有效的安全保障。

汽車主動式安全系統(tǒng)

軍事專家在討論各國武器防御系統(tǒng)風(fēng)格的迥異之處時(shí)，經(jīng)常涉及到所謂被動型系統(tǒng)和主動型系統(tǒng)，汽車安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上也處處體現(xiàn)了這種思路。

汽車被動式安全系統(tǒng)的代表即為傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠、安全帶、安全氣囊等，主要目的是在意外發(fā)生時(shí)能盡量降低事故對車內(nèi)人員的傷害程度。與之相對的主動式安全系統(tǒng)則考慮的是如何避免這種事故的發(fā)生。

實(shí)現(xiàn)對意外的主動避免和預(yù)防需要各種傳感和探測系統(tǒng)，如前后視雷達(dá)、夜視系統(tǒng)、紅外線探測、測距、CMOS/CCD影像監(jiān)視，以及胎壓自動監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）等。主要的工作原理即傳感器從外界獲得所需的物理模擬信號值，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后再交由特定的控制單元進(jìn)行分析，并進(jìn)行有效的決策和預(yù)防措施。

圖一　汽車安全系統(tǒng)從被動向主動方式發(fā)展的趨勢圖
1. 預(yù)碰撞系統(tǒng)

汽車交通事故大都由于相對高速運(yùn)動狀態(tài)物體間的碰撞，而引起碰撞的原因大多與違反交通規(guī)則、駕駛?cè)艘暰€受阻和精力不集中有關(guān)，如酒后駕車、疲勞駕駛、駕駛期間接打電話和聊天等。目前許多廠家都在研究預(yù)碰撞（Pre-Crash）安全系統(tǒng)作為應(yīng)對。

預(yù)碰撞安全系統(tǒng)可分為對車內(nèi)人員（駕駛員和乘客）的保護(hù)和車外人員（車外行人和車輛）的保護(hù)兩類，但安全保障的核心都是對碰撞動作的積極準(zhǔn)備和防護(hù)措施。對于車內(nèi)預(yù)碰撞安全系統(tǒng)，當(dāng)相關(guān)傳感器或雷達(dá)探測到潛在的碰撞危險(xiǎn)，會首先向車內(nèi)駕駛員發(fā)出警告，如警告無效則在0.6秒前啟動自動剎車系統(tǒng)，根據(jù)駕駛員的剎車力量增加輔助油壓以充分降低車速，避免碰撞。同時(shí)，預(yù)碰撞安全系統(tǒng)也會在車內(nèi)為被動防護(hù)提供支持，如關(guān)閉車窗、調(diào)整座椅角度或安全帶松緊程度以減輕碰撞強(qiáng)度和讓安全氣囊發(fā)揮更大作用等。在車外，預(yù)碰撞安全系統(tǒng)也可通過一系列措施盡量保護(hù)被撞對象的安全。如碰撞不可避免，安全系統(tǒng)會打開與行人受撞擊面相對的外部安全氣囊（如保險(xiǎn)杠、風(fēng)擋玻璃等處），盡量減少對其頭、胸、腰等脆弱和致命部位的撞擊力。