智能安全下的汽車電子技術發展及對策
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摘要：首先闡釋了汽車智能安全電子技術的內涵，介紹了其基本原理及實現功能，綜合國內外最新的研究成果，厘清關于汽車智能安全電子技術的研究進展，并且對該技術的未來發展進行預測，立足本國實際，針對汽車智能安全電子技術的發展問題制定有效的應對策略。
關鍵詞：智能安全電子；協同式安全技術；駕駛輔助系統
1概述
智能化汽車主動安全系統不斷吸收了先進的控制技術、信息技術等，從而在實踐中發揮出更大作用，并朝向高安全性、高集成化的方向發展。除了傳統的攝像機、雷達等環境信息獲取方式以外，還創新出了GIS、GPS等新型手段，在控制目標方面，除了要求實現安全這一基礎目標以外，還希望同步實現舒適、節能等更高目標，此外，智能化汽車主動安全系統的應用環境逐步從良好路況拓展至更為復雜的路況。為了滿足現代社會及未來社會對于汽車安全的更高要求，在汽車智能安全電子系統的研發工作中必須攻克以下關鍵問題：控制產品成本，頒布相關法規及標準；精準辨別危險狀態，做出正確的安全決策；提高對多源信息的分析能力，確保復雜行車環境識別的準確度；創建適配的系統性能評價機制，提出有效的評價方法；提高駕駛員對系統的可接受程度。
2汽車智能安全電子最新發展狀況
2.1走-停型車輛ACC技術
為了滿足車距近、車速低行駛情況的應用需求，人們對車輛ACC系統進行了功能擴展，并且研發出了具有走-停功能的車輛ACC系統，不僅具備強大的近距離探測能力，而且表現出優越的控制性能，比如響應速度快、信號處理高效、魯棒抗強等。相較于常規ACC，車輛走-停巡航控制系統表現出時滯、非線性、干擾的動力學特征，這是由其運行工況所決定的，即行使于城市擁擠的交通線路中，需要頻繁地走或停，對車間相對距離、相對速度的控制精度要求高，期望車間距離小，車速一般介于0～40km/h區間內。目前，國內外學者高度關注于走-停巡航控制系統的應用實效，并且取得了較快的研究進展。
2.2彎道ACC技術
為了滿足彎曲道路工況的應用需求，人們對常規ACC進行了功能拓展，由此研發出的彎道ACC系統能夠對彎道中的目標車輛進行精準識別。當車輛行駛至彎道，雷達提供自車、前車的相對速度、方位角等信息，據此實時掌握前車在彎道工況下的行駛狀態，比如速度、換道等；此外，分析前車與自車的橫向間距，可以認識自車的相鄰車道中的車輛情況。彎道ACC系統與DYC系統共享一個制動執行器，這樣能夠降低系統成本，并且節省內部空間，可是這種設計可能誘發特定工況下的控制沖突。為了解決這一問題，DYC期望的附加橫擺力矩與ACC期望的縱向驅/制動力共同控制車輪的目標滑移率，此外，ACC期望的縱向驅/制動力是縱向力模型的輸入，由滑移率控制器產生的附加制動力是制動力分配模塊的輸入，由此控制節氣門的開度和輪缸的制動壓力，這種設計能夠有效規避ACC系統與DYC系統因為共享執行器而誘發的矛盾。
2.3協調化集成式汽車主動安全電子控制技術
對于常規的汽車主動安全系統來說，通過調控車輪及其部件來改變車輪-路面的作用力，所以，各種汽車主動安全系統并非獨立運作，而是相互關聯、相互影響的。當汽車主動安全系統不斷擴增，獨立設計的策略難以為繼，而設計研發的工作量又是巨大的，相反地，如果實現多種汽車主動安全系統的融合，這樣雖然能夠減少設計工作量，但是卻可能出現部分控制功能相互沖突的情況，有悖于主動安全控制的初衷。對此，行之有效的策略是在設計過程中實現集成式、多層面的全局優化控制，如此既能夠降低設計研發難度，又能夠實現正常的主動安全控制功能。
2.4車道偏離預警及車道保持輔助電子控制技術
車道偏離預警系統對于保障行車安全具有重要意義，它也是交通運輸安全保障技術體系的重要部分。回顧過往發生的交通事故，由于駕駛員自身因素造成的交通事故案例可謂不勝枚舉，在部署應用車道偏離預警系統以后，能夠在因駕駛員困覺、精神渙散、疏忽大意等情況下出現車輛偏離車道時，及時地向駕駛員發出警告，從而降低事故發生率。
2.5車-路協同式汽車主動安全控制技術
以ACC為代表的車載式駕駛安全輔助控制技術，其功能實現過程是接收由車載傳感器感知到的行車環境信息，并且對接收到的信息進行綜合分析，通過對行駛中的車輛進行主動安全控制，從而防范出現行車事故。可是，現有的自主式主動安全控制技術遭遇信息不足的壓力，這是因為探測行車環境的路徑較少，不能全面掌握與現車安全相關的信息，尤其在復雜交通環境中的控制效果較差，這成為當前技術研發的重點。車-路協同式汽車主動安全控制技術能夠對大量行車過程因素進行一體化控制，從而向車載安全控制系統輸入更多地行車環境信息，不及能夠適應復雜路況下的控制要求，而且有效遏制了事故頻發的問題。目前，車-路協同式汽車主動安全控制技術已經成為現代交通領域的研究熱點，人們期望借助于這一技術來達成“安全、暢通、環保”的控制效果。
2.6車-車協同式汽車主動安全控制技術
在此技術的支撐下，搭建起車-車信息交互局域網，進一步提高了車輛控制程度，有利于維護道路行車安全。基于車-車協同式汽車主動安全控制技術，若前車在行駛過程中遇到障礙物或者車禍現場，借助于車-車信息交互局域網向后車發出告警，警示后車行車注意安全。此外，緊急停靠的車輛也會通過信息交互局域網向靠近自車的行進車輛發出提醒，行進車輛主動規避危險區域。車-車通信還可應用于安全超車、車隊管理以及轉彎速度控制等工況中。
客觀來講，雖然我國汽車工業的體量較大，但是汽車智能安全電子行業尚處于起步階段，汽車安全電子行業只能夠生產少量汽車安全電子產品，而不具備完整的專業化生產能力，無法支撐大批量生產任務。本文提出以下對策，用以加強汽車智能安全技術的研發實力，同步推動汽車智能安全行業的產業化進程。
3.1明確合適的技術發展路線
技術研發是保持汽車安全電子行業生命活力的根本，而技術研發的關鍵在于找到適當的技術發展路線。參照發達國家的發展經驗，立足于我國的發展現狀，本文認為國內企業應當著力推動相關技術的實用化進程，以自主式智能安全電子技術為代表，逐步實現成熟產品的產業化；其次，針對關鍵技術進行專項研發，建立具有實用價值的示范測試系統；在加快技術研發的過程中，還應兼顧技術的標準化，制定出業內通行的技術標準體系；最后，腳踏實地，堅實基礎，積極參與國際合作，助力于開發更高水準的智能車輛系統。
3.2確立發展戰略
從戰略高度來認識安全電子技術，能夠為國內安全電子行業的發展提供有益指導，并且為安全電子技術的發展提供引領。目前，安全電子技術是中國汽車產業與國際先進水平的重要分水嶺，加大安全電子技術的研發力度，不僅能夠降低交通事故率，還能夠助力于我國汽車產業的現代化發展。安全電子是汽車關鍵核心技術，它代表了汽車領域的最高技術水平，因此成為國際汽車市場的重要競爭領域。可是，國內對于安全電子的理解不夠深入，尚未形成專門的發展戰略。對此，我國應當優化調整現行的發展戰略，在不影響行業整體發展進程的前提下，逐步制定出正確的、適配的發展戰略。
3.3技術上結合我國國情
由于研發資源有限，技術基礎薄弱，我國在發展汽車安全電子技術時，尤其在攻克核心技術難題時，必須堅守產業化的策略。此外，國內企業在進行汽車安全電子技術研發時，不能脫離于我國道路交通的行駛工況，還要考慮本土駕駛員的行為特征，這樣才能確保研發出的技術產品具有市場。
3.4推動汽車產業與交通、電子信息產業的融合
無論從技術特點還是從產業結構來看，汽車智能安全電子產業的發展離不開電子信息產業、交通產業的支持，只有實現三大產業的產學研合作和協調發展，才能促進汽車智能安全電子產業的長遠進步。對此，以國家重大項目為契機，整合各方研發資源，聯合創辦人才培養中心，著力培育高素質復合型人才，為汽車安全電子技術的研發及實用化提供人力支持。在行業內建立汽車電子標準平臺，相關企業培育自主研發能力，加強企業合作，緊跟國際步伐，重視人才培養，提升綜合研發實力。
4結語
相較于發達國家的汽車安全電子行業，國內的汽車智能安全電子行業正處于起步階段，在設計研發和產業化進程方面仍有明顯差距。對此，我國亟須頒布相關標準，相關企業除了要重視自主研發，還應加強企業合作，協力構建行業信息平臺，致力于培養高精尖人才，從而為國內汽車智能安全電子行業的穩健發展奠定基石，并且在發展中不斷積累經驗，逐漸培育核心競爭力，積極融入國際采購體系，在國際市場搶占更大份額。隨著汽車安全電子產業的大發展，也將為我國汽車工業的進步注入力量，最終實現協同發展和可持續發展的喜人局面。
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作者：王曼 梅友忠 單位：上海汽車電驅動有限公司
