近年來，汽車工業(yè)在世界范圍內(nèi)掀起浪潮，汽車的保有量也隨之增多。如何減少汽車安全事故的發(fā)生頻率，尤其是最大程度地降低因交通事故而造成的人員傷亡，是目前汽車發(fā)展道路上的最大障礙。在此背景之下，世界上眾多知名汽車廠商開始陸續(xù)著手汽車的安全系統(tǒng)開發(fā)工作，也收獲了可喜的研發(fā)成果，例如傳感器融合技術(shù)。傳感器融合技術(shù)是“系統(tǒng)集成技術(shù)”的一種，它融合了主動技術(shù)與被動技術(shù)，并且通過主被動技術(shù)的完美結(jié)合，創(chuàng)造出一種適用于車上成員人身安全以及車輛安全駕駛的全面駕駛策略。

關(guān)鍵詞：主被動集成；安全；駕駛

作者：陳杰

單位：西華大學

來源：無線互聯(lián)科技

隨著汽車工業(yè)的快速進步，越來越多的功能被集成到汽車中，正因如此，汽車中的按鍵控制也隨之增多，而這些控制按鍵的空間分布無法做到非常集中。所以，很多司機都覺得，汽車三角式安全帶的束縛很大程度上限制了他們?nèi)ゲ倏仄噧?nèi)的按鍵，因此不愿意使用三角式安全帶。除此之外，公交車、大巴車、大貨車司機則經(jīng)常處于長途駕駛狀態(tài)下，而長時間精神高度緊張地駕駛車輛非常費神，容易致使駕駛員精神疲勞，注意力分散，遇到緊急情況時反應(yīng)不及時甚至打瞌睡，難以及時應(yīng)對臨時緊急情況，這可能導致災(zāi)難和交通意外。相關(guān)的交通數(shù)據(jù)顯示，困倦駕駛是造成交通事故的最重要原因之一。因此，防止疲勞駕駛已成為當今世界的研究重點。為了防止人為干擾，避免因長時間駕駛得不到休息等因素而釀成嚴重的交通安全事故，本文開發(fā)并設(shè)計了一種集成主動被動安全系統(tǒng)（IAPS），該系統(tǒng)將可逆預(yù)緊安全帶（RPSB）、前撞預(yù)警系（FCWS）、車道偏離警告系統(tǒng)（LDWS）和高級駕駛員輔助系統(tǒng)（FDMS）（高級駕駛員輔助系統(tǒng)，ADAS）集成在一起[1]。

01、主動安全系統(tǒng)與被動安全系統(tǒng)相結(jié)合

交通事故的順序始于“進入模式”階段。當乘員系緊安全帶帶扣后，安全帶系統(tǒng)會逐漸變?yōu)椤笆孢m模式”階段，如有必要，會變?yōu)椤皠討B(tài)支撐”階段。當超過“控制點”時，“車輛穩(wěn)定極限”階段進入“預(yù)碰撞”階段。在此階段，使用先進的執(zhí)行器和傳感器來縮小兩者之間的間隙非常有用[2]。在“碰撞”發(fā)生之時，能夠展現(xiàn)出已被知曉的被動約束系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢，例如：被動約束系統(tǒng)對駕駛?cè)说娜松戆踩鸬搅伺e足輕重的作用，并且它還能夠憑借自身先進的技術(shù)和攜帶的傳感器支撐主動安全系統(tǒng)與被動安全系統(tǒng)二者之間的交互和結(jié)合。

02、遠近雷達與傳感器的巧妙融合

遠近雷達與傳感器之間的巧妙結(jié)合能夠獲取路面以及汽車控制狀態(tài)的完整信息，遠程雷達的作用就是確定角度和偵測到前面汽車的相對距離。短距離雷達（SRR）在碰撞前提供其他信息，并有助于改變車道。這些傳感器也可用作倒車攝像頭，以輔助停車。這3個傳感器的組合也稱為“傳感器融合”。由于其覆蓋范圍廣且測量精度高，因此可提供必要的信號重復(fù)功能，從而在緊急制動中發(fā)揮作用[3]。如上所述，可以通過“集成”顯著改善單個安全系統(tǒng)的優(yōu)勢。

某電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)工作模式分析

03、主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)的集成

因為預(yù)先由制動系統(tǒng)提供了相關(guān)道路狀況（路面上的不同摩擦系數(shù)），在汽車開始采取制動措施時，穩(wěn)定控制系統(tǒng)就會立即激活反向轉(zhuǎn)向力的介入[4]。結(jié)果，在路邊產(chǎn)生具有高摩擦系數(shù)的大制動力，這將大大減少汽車的制動距離。

04、可逆預(yù)緊式安全帶結(jié)構(gòu)

可逆預(yù)緊安全帶主要由直流電動機、傳動機構(gòu)、牽開器和電子控制單元（ECU）組成。傳動機的組成結(jié)構(gòu)不僅包含了傳動齒輪，還包含了單向離合器。單向離合器使用棘輪和棘爪機構(gòu)實現(xiàn)鎖定狀態(tài)[5]?？赡骖A(yù)緊式安全帶與FCWS、LDWS和FDMS集成為一體，其邏輯結(jié)構(gòu)可逆預(yù)緊式安全帶的ECU根據(jù)FCWS、LDWS監(jiān)測到的行車信號，經(jīng)過算法識別當前的危險等級，進而控制電機進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)危急提醒、碰撞預(yù)緊、解除預(yù)緊等功能[6]。當LDWS檢測到車輛沒有打開轉(zhuǎn)向信號并異常偏離車道時，或者FCWS檢測到碰撞時間（TTC）時，即當兩輛汽車發(fā)生碰撞時，如果初始的速度差始終不變，當碰撞開始之后一直到發(fā)生碰撞的時間內(nèi)Tc 小于1.385 s，IAPS得以激活，之后就能夠達到突發(fā)警示的目的。自從沖突警示提醒來自FCWS，Tc小于等于1.385 s時，車內(nèi)的安全帶就會自動執(zhí)行初級預(yù)警功效，它的目標則是清除三角式安全帶和駕駛員二者之間的距隙，此時它能夠起到非常引人注目的警示作用；當Tc小于0.69 s時，三角式安全帶便會自動開啟中級預(yù)警功效，它的目標則是達到最大程度上的駕駛員保護功效，駕駛員將被最大程度上地安置在汽車座椅上；當Tc大于 1.385 s時，IAPS它會自動確認現(xiàn)在的汽車駕駛狀態(tài)是否安全，以此控制汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速并將其釋放[7]。

05、傳感器的功能擴展

出于對安全角度的考慮，ACC自動巡航雷達傳感器能夠根據(jù)距離自行計算行車速度，ACR利用此信息在發(fā)生車輛碰撞時最大限度地保護乘員。在這種情況下，電子穩(wěn)定性控制技術(shù)也會使用傳感器上捕捉的指示來達到制動效果[8]。雷達傳感器還提供地面速度信息，這可以幫助改善現(xiàn)有安全系統(tǒng)的功能，例如防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、ACR和安全氣囊控制[9]。該信息還有助于擴展新功能，例如直接輪胎壓力監(jiān)測器（TPM），換道支持和制動輔助功能。很明顯，結(jié)合主動和被動安全系統(tǒng)的雷達系統(tǒng)可以警告駕駛員，并且可以顯著減少車輛后方碰撞。

06、結(jié)語

現(xiàn)如今，很多交通事故數(shù)據(jù)都表明需要新的安全策略來減少道路事故和死亡人數(shù)。從很多研究中能夠看出，主動安全系統(tǒng)以及被動安全系統(tǒng)的相互融合確實能夠大大地提高汽車的制動安全性能。現(xiàn)如今，在主被動集成系統(tǒng)中，傳感器與主被動技術(shù)三者之間的相互融合更加適用于現(xiàn)在的汽車市場。被動安全系統(tǒng)與主動安全系統(tǒng)集成的主要作用是能夠預(yù)防交通事故，而主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)的集成則是偏向于一定程度上降低交通事故的嚴重性和隨之帶來的后果。使用兩種類型的集成示例可以確認這些措施的高效率。由于最終評估確認還有其他集成選項，因此需要進行深入研究。綜上所述，研究新的安全系統(tǒng)技術(shù)是一項長期的戰(zhàn)略問題。

【參考文獻】

[1]程川泰，王軍年，褚宏森，等.改善乘員側(cè)向被動安全的自傾斜式汽車座椅設(shè)計與響應(yīng)試驗[J].機械設(shè)計，2020（7）：1-7.

[2]景潤申.淺談被動安全系統(tǒng)對汽車安全性能的作用及未來發(fā)展趨勢[J].時代汽車，2020（3）：92-93.

[3]田富剛.第八屆汽車被動安全技術(shù)及標準法規(guī)國際研討會在南昌成功召開[J].中國汽車，2019（9）：7-14.

[4]賈紅，趙瑞妮，邱兆文.汽車被動安全部件結(jié)構(gòu)安全性風險評價研究[J].汽車零部件，2019（5）：1-6.

[5]祝小康，李夢帆，蘇秀榮.CAE分析在汽車被動安全設(shè)計中的應(yīng)用[J].智能制造，2018（9）：52-55.

[6]宋志強，曹立波，歐陽志高，等.集成主被動式安全帶的性能評估及優(yōu)化分析[J].中國機械工程，2019（21）：2567-2576.

[7]謝偉平，穆國寶，何凱欣，等.淺談被動安全系統(tǒng)對汽車安全性能的作用及未來發(fā)展趨勢[J].汽車零部件，2018（7）：90-93.

[8]夏永佳，任寶學.汽車被動安全裝置在事故安全中的運用探究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（4）：140，142.

[9]楊妙梁.主動安全系統(tǒng)與被動安全系統(tǒng)的集成[J].輕型汽車技術(shù)，2007（1）：32-35.