汽車電子技術(shù)應(yīng)用研究

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引言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們生活中重要的工具。汽車在改變?nèi)祟惿罘绞降耐瑫r(shí)，也引發(fā)了嚴(yán)重的安全性問題。資料顯示，交通事故每年會(huì)奪去上百萬人的生命，并且造成數(shù)十億的經(jīng)濟(jì)損失。由于事故的不斷發(fā)生，現(xiàn)代電子技術(shù)逐漸應(yīng)用于汽車之上，大大改善了車輛的安全性。汽車電子技術(shù)的普遍使用也使得交通事故引發(fā)的死亡比率呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。因此，現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展為車輛安全性能的改善提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

1汽車安全性的內(nèi)容及影響因素

1．1汽車安全性的內(nèi)容

汽車安全性的內(nèi)容主要包括主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性、事故后安全性和生態(tài)安全性。主動(dòng)安全性主要是指汽車正常行駛狀態(tài)下的駕駛、操作性能以及事故將要發(fā)生時(shí)良好的制動(dòng)、轉(zhuǎn)向能力。被動(dòng)安全性指的是車輛對(duì)車內(nèi)外人員的保護(hù)能力，是一種事故發(fā)生時(shí)用來降低損失的被動(dòng)能力。事故后安全性主要是指事故發(fā)生過后減輕或消除后果以及避免后續(xù)新事故發(fā)生的能力。生態(tài)安全性主要是指車輛本身降低尾氣、噪音和電磁波等對(duì)于生態(tài)環(huán)境影響的能力。

1．2汽車安全性的影響因素

汽車安全性的影響因素主要包括人、汽車、道路和環(huán)境。人是造成交通事故的最主要原因，一般跟交通參與者的經(jīng)驗(yàn)和狀態(tài)有關(guān)。汽車因素主要是指車輛本身的結(jié)構(gòu)和技術(shù)狀況。道路因素是引發(fā)交通事故的重要原因，主要包括路線、路面、交通信號(hào)等。環(huán)境因素主要是指環(huán)境條件對(duì)于駕駛員精神狀態(tài)和汽車物理性能的影響。在所有的影響因素之中，汽車因素是潛在危害最大、急需提高改善的環(huán)節(jié)。

2汽車電子技術(shù)的應(yīng)用

近些年，汽車的擁有量不斷增加，汽車安全性也逐漸成為人類關(guān)注的問題。為了減少汽車事故的發(fā)生，政府相關(guān)部門出臺(tái)了相應(yīng)的交通法規(guī)，以滿足人們對(duì)汽車安全性的要求。國內(nèi)外汽車廠商采用了多種措施來提高車輛安全性，其中最為重要的方法就是汽車電子技術(shù)。目前用于提高汽車安全性的電子技術(shù)主要分為主動(dòng)安全性電子技術(shù)、被動(dòng)安全性電子技術(shù)和事故后安全性電子技術(shù)。

2．1主動(dòng)安全性電子技術(shù)

主動(dòng)安全性電子技術(shù)指的是在事故發(fā)生前的用于改善車輛舒適程度、提高車輛操作性能等的電子技術(shù)，主要包括防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子控制制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）、電控懸架系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）、電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）、主動(dòng)安全避撞系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2．1．1防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是各系統(tǒng)中開發(fā)周期最長(zhǎng)、應(yīng)用最迅速廣泛的。汽車制動(dòng)時(shí)，車輪有可能發(fā)生抱死，導(dǎo)致方向盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車失去轉(zhuǎn)向能力，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。該系統(tǒng)可以通過控制系統(tǒng)增大車輪與地面之間的縱向和側(cè)向附著系數(shù)，從而防止車輪抱死，進(jìn)而保障車輛的操作性能，大大降低了事故發(fā)生的概率。

2．1．2電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要是用來保持或改變汽車行駛方向的系統(tǒng)。車輛行駛過程中，有時(shí)會(huì)遇到來自路面的沖擊，導(dǎo)致正常方向的改變，引發(fā)事故。該系統(tǒng)主要是通過控制系統(tǒng)接收各傳感器反饋信息，借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液體動(dòng)力給車輛提供相應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力，從而保證車輛的正常方向。

2．1．3電子控制制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）電子控制制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）是一種汽車電子輔助控制系統(tǒng)。當(dāng)路面狀況不好或車輛重心發(fā)生改變時(shí)，車輪的抓地能力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而導(dǎo)致車輪的附著力和地面摩擦力不同，引發(fā)打滑或側(cè)傾事故。該系統(tǒng)通過控制裝置實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)不同車輪的制動(dòng)載荷，從而避免打滑的發(fā)生，提高制動(dòng)能力和車輛安全性能。

2．1．4電控懸架系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng)是用于改善車輛使用舒適度和操作穩(wěn)定性的系統(tǒng)。車輛行駛過程中，需要降低懸架的剛度使人們感覺乘坐過程中的舒適性能，同時(shí)需要提高懸架的剛度來增強(qiáng)車輛的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。該系統(tǒng)通過電子控制裝置接收車高、車速、轉(zhuǎn)向角度及制動(dòng)信息，合理分配懸架的剛度參數(shù)以及減震器的阻尼系數(shù)，進(jìn)而達(dá)到舒適性與穩(wěn)定性的共同要求。

2．1．5驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）是對(duì)于ABS的一種補(bǔ)充。當(dāng)車輛行駛過程中車身速度小于輪子的運(yùn)轉(zhuǎn)線性速度時(shí)，車輪和地面就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，這種相對(duì)滑動(dòng)會(huì)降低車輪的地面附著能力，從而降低汽車的安全性能。該系統(tǒng)主要是通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或控制驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)來減少車輪的打滑現(xiàn)象。

2．1．6電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）主要是ABS和ASR的配套支援系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)車輛行駛途中不同傳感器傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并將糾正命令反饋給其他系統(tǒng)，從而保持系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)性。該系統(tǒng)功能在轉(zhuǎn)向過度或不足時(shí)效果非常明顯。

2．1．7主動(dòng)安全避撞系統(tǒng)主動(dòng)安全避撞系統(tǒng)是用于發(fā)現(xiàn)汽車存在撞擊危險(xiǎn)并加以規(guī)避的車輛安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過測(cè)距傳感器和路況檢測(cè)傳感器采集信息，當(dāng)采集信號(hào)達(dá)到危險(xiǎn)閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以及相應(yīng)的剎車制動(dòng)命令，從而起到躲避碰撞、提高安全性能的作用。

2．1．8胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用于監(jiān)測(cè)汽車輪胎內(nèi)部壓力的系統(tǒng)。車輛行駛途中，車胎內(nèi)部壓力太低會(huì)造成車胎爆裂，車胎內(nèi)部壓力太高會(huì)降低車胎的抓地力，因此胎壓過高或過低都會(huì)嚴(yán)重影響汽車的安全性能。該系統(tǒng)主要是在輪胎內(nèi)部安裝胎壓檢測(cè)傳感器，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，預(yù)防交通事故的發(fā)生，同時(shí)起到延長(zhǎng)輪胎使用壽命的作用。

2．2被動(dòng)安全性電子技術(shù)

被動(dòng)安全性電子技術(shù)是指事故發(fā)生時(shí)用于保護(hù)駕駛員和乘客、降低損失的被動(dòng)電子技術(shù)。主動(dòng)安全性電子技術(shù)的應(yīng)用盡管有效減少了事故的發(fā)生，然而交通事故總是不可避免的，因此被動(dòng)安全性電子技術(shù)的應(yīng)用具有重要的作用。目前被動(dòng)安全性電子技術(shù)主要是防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)（SRS），一般是由傳感器、防撞氣囊和電子控制單元構(gòu)成。車輛行駛途中遇到撞擊，相應(yīng)傳感器探測(cè)到撞擊信號(hào)，電子控制單元就會(huì)發(fā)出指令控制氣體發(fā)生器迅速產(chǎn)生大量氣體充入氣囊之中，人員與車輛前部形成吸收沖擊載荷的彈性氣墊，從而有效降低碰撞事故中人員受到的沖撞傷害。目前，安全氣囊系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域使用廣泛，其與安全帶配合使用，能夠?yàn)檐嚿先藛T提供更為有效的保護(hù)。

2．3事故后安全性電子技術(shù)

事故后安全性電子技術(shù)是指事故發(fā)生過后用來保證傷員得到及時(shí)救援、并避免后續(xù)事故發(fā)生的電子技術(shù)。目前，事故后安全性電子技術(shù)主要包括GPS應(yīng)急救援系統(tǒng)和門鎖應(yīng)急釋放系統(tǒng)。

2．3．1GPS應(yīng)急救援系統(tǒng)GPS應(yīng)急救援系統(tǒng)是指事故發(fā)生后確定車輛方位的系統(tǒng)。有時(shí)事故發(fā)生地點(diǎn)較為偏僻或救護(hù)人員對(duì)方位不熟悉，不能及時(shí)到達(dá)事故地點(diǎn)，傷員的救助會(huì)被耽誤，通過GPS應(yīng)急救援系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確進(jìn)行衛(wèi)星定位，明確事故發(fā)生地點(diǎn)，為傷員救援爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間，有效降低事故損失。

2．3．2門鎖應(yīng)急釋放系統(tǒng)門鎖應(yīng)急釋放系統(tǒng)是指事故發(fā)生后自動(dòng)釋放門鎖的系統(tǒng)。事故發(fā)生時(shí)，碰撞傳感器發(fā)出信號(hào)，系統(tǒng)接收信號(hào)發(fā)出釋放門鎖的指令。該系統(tǒng)的應(yīng)用能贏取寶貴的救助時(shí)間，降低事故損失。

3結(jié)語

現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，為提高汽車安全性能提供了強(qiáng)有力的保障。然而人類對(duì)于車輛安全性能的追求永遠(yuǎn)不會(huì)停止，汽車電子技術(shù)無論是主動(dòng)性方面還是被動(dòng)性方面，都需要不斷地發(fā)展完善，為事故的避免和預(yù)防發(fā)揮重要的作用。未來的汽車必定是各種電子技術(shù)全副武裝的產(chǎn)品，同時(shí)現(xiàn)代電子技術(shù)也必定是各類汽車不可或缺的可靠助手。

作者：陳道齊 單位：福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系