主动安全控制技术
摘要：本文通过查阅相关文献，简单介绍了各类车用主动安全控制技术特点，总结了这些车用主动安全控制技术主要优势，对比了各大车企主动安全控制技术的应用情况。
关键词：汽车主动安全控制技术
前言
随着人们物质生活水平的提高,汽车保用量以惊人的速度增长,但交通事故发生量也随之增加。汽车碰撞安全已经引起人们的高度重视,如何改进技术,减少汽车的损耗和驾乘人员的伤亡,已经引起了汽车行业内的关注。汽车主动安全控制系统不仅能够积极主动避免安全事故发生的性能，提高了预防安全事故发生的能力。而且可以帮助驾驶者在轻松和舒适的驾驶条件下避免事故的发生[1-4]。因此，各大公司和研究机构加大了对汽车主动安全控制系统的研究。汽车主动安全控制系统指以提高汽车的主动安全性能为主要目标的控制系统。可理解为“防患于未然”。重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度,尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性,减少行车时所产生的偏差[5,6]。
1.两种安全控制系统
主动安全控制系统:为预防汽车发生事故，避免人员受到伤害而采取的安全设计（避免车祸），称为主动安全设计。（ABS，EBD，TCS，LDWS等）特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生。
被动安全控制系统：被动安全装置是指在交通事故发生后能尽量减小人身损伤的安全装置，包括对乘客和行人的保护。（被动安全装置不能防止或避免事故的发生，但是，它们可以在事故发生时，最大程度地减轻人身伤害程度。）（安全玻璃、安全带、折叠安全座椅、折叠安全气囊、折叠安全车身等）
2.常见的几种主动安全控制系统
⑴ABS（抱死制动系统）
它通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死）。对ABS 功能的正确认识：能在紧急刹车状况下，保持车辆不被抱死而失控，维持转向能力，避开障碍物。在一般状况下，它并不能缩短刹车距离。[7]
图2.1ABS 工作示意图[8]
⑵EBD（电子制动力分配系统）
EBD 它必须配合ABS 使用，在汽车制动的瞬间，分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出摩擦力数值，根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力，避免因各轮刹车力不同而导致的打滑，倾斜和侧翻等危险。
图2.2电子制动力分配系统工作示意图
⑶TCS(TractionControlSystem):牵引力控制系统
根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者(驱动轮转速)大于后者（传动轮转速）时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。（防止车轮滑转）
⑷ASR(AccelerationSlipRegulation):驱动（轮）防滑系统
它属于汽车主动安全装置。又称牵引力控制系统防止车辆尤其是大马力车在起步、在加速时驱动轮打滑现象，以维持车辆行驶方向的稳定性。(防止汽车驱动
轮在加速时出现打滑)
⑸ESP（ElectronicStabilityProgram):车身电子稳定系统(博世)
ESP 系统实际是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。(ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR （驱动防滑转系统），是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP 称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。)[9]
图2.3EPS 控制示意图
⑹VSA（VehicleStabilityAssist）:车辆稳定性控制系统(本田)
VSA 系统除具备了传统的制动防抱死（ABS）功能和牵引力控制（TCS）功能外，还增加了防侧滑控制（SkidControl）功能。
⑺VSC（VehicleStabilityControl）:车身稳定控制系统（丰田）
由丰田汽车公司开发的一种主动安全系统。与其功能相近的系统还有宝马的DSC 动态稳定控制、博世的ESP 电子稳定程序。它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制。当传感器检测出车辆侧滑时，系统能自动对各车轮的制动以及发动机动力进行控制。
优点：
①实时监控：VSC系统能够实时监控驾驶者的操控动作（转向、制动和油门等）、路面信息、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。
②主动干预：ABS 等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。VSC系统则可以通过主动调控发动机节气门，以调整发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。
③事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，VSC 系统会用警告灯警示驾驶者。
⑻DSC（Dynamicstabilitycontro）：动态稳定控制系统（宝马）
对车身姿态的修正：当车辆在高速入弯瞬间，在特定的条件下，有可能发生转向不足的情况。DSC系统会根据当时的车速，侧向加速度，车身的转角速率及方向盘转向角度等信息。针对转向内侧的后轮单独实施制动，并调整发动机的扭矩输出，让车身姿态维持在理想的过转弯轨迹上，将转向不足情况修正到最低。（对汽车高速转弯制动特别有效）
3.总结及展望
虽然人们采用各种方法来保证驾驶员的安全，但是如何避免事故发生才是我们对于未来车辆安全的讨论重点。因为只有最大程度地减少事故发生率，才能最好地体现车辆安全。可以预见，主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。在不断完善被动安全系统的同时，逐渐地发展和应用主动安全系统，尽量避免事故的发生，结合行人保护的概念和技术的引入，完善对行人的保护是当今汽车安全的发展趋势。在汽车业群雄逐鹿的今天，中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向，在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。目前国内主动安全技术的研发还比较滞后，但广阔的前景不言而喻。
参考文献
[1]郭烈, 高龙, 赵宗艳.基于车载视觉的行人检测与跟踪方法[J].西南交通大学学
报,2012,47(1):19-25.
[2]金智林, 张鸿生, 马翠贞. 基于动态稳定性的汽车侧翻预警[J].机械工程学
报,2012,48(14):128-133.
[3]杨建森,李飞,丁海涛,等.基于广义预测控制的汽车横摆稳定性控制[J].农业机械学
报,2012,43(1):1-5,36.
[4]储颖,肖献强,朱家诚.基于驾驶行为及意图的汽车主动安全技术研究[J].机械设计与制
造,2011(1):266-268.
[5]孙仁云,郭辛,龙行现.基于门限值控制的汽车ABS 控制器的研制[J].西南交通大学学
报,2003,38(4):408-413.
[6]王良模,安丽华,吴志林,等.基于模糊PID 控制策略的ESP 控制系统仿真[J].江苏大学学
报（自然科学版）,2011,32(3):266-271.
[7]齐志权,刘昭度,时开斌,等.基于汽车ABS/ASR/ACC集成化系统的ABS 参考车速确定方法
的研究[J].汽车工程,2003,25(6):617-620.
[8]刘军,陶昌岭,余节发,等.基于汽车主动安全的车载嵌入式平台的研究[J].电子技术应
用,2014,40(7):21-23,26.
[9]陈无畏, 周慧会, 刘翔宇.汽车ESP 与ASS 分层协调控制研究[J].机械工程学
报,2009,45(8):190-196.
主动安全控制技术
摘要：本文通过查阅相关文献，简单介绍了各类车用主动安全控制技术特点，总结了这些车用主动安全控制技术主要优势，对比了各大车企主动安全控制技术的应用情况。
关键词：汽车主动安全控制技术
前言
随着人们物质生活水平的提高,汽车保用量以惊人的速度增长,但交通事故发生量也随之增加。汽车碰撞安全已经引起人们的高度重视,如何改进技术,减少汽车的损耗和驾乘人员的伤亡,已经引起了汽车行业内的关注。汽车主动安全控制系统不仅能够积极主动避免安全事故发生的性能，提高了预防安全事故发生的能力。而且可以帮助驾驶者在轻松和舒适的驾驶条件下避免事故的发生[1-4]。因此，各大公司和研究机构加大了对汽车主动安全控制系统的研究。汽车主动安全控制系统指以提高汽车的主动安全性能为主要目标的控制系统。可理解为“防患于未然”。重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度,尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性,减少行车时所产生的偏差[5,6]。
1.两种安全控制系统
主动安全控制系统:为预防汽车发生事故，避免人员受到伤害而采取的安全设计（避免车祸），称为主动安全设计。（ABS，EBD，TCS，LDWS等）特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生。
被动安全控制系统：被动安全装置是指在交通事故发生后能尽量减小人身损伤的安全装置，包括对乘客和行人的保护。（被动安全装置不能防止或避免事故的发生，但是，它们可以在事故发生时，最大程度地减轻人身伤害程度。）（安全玻璃、安全带、折叠安全座椅、折叠安全气囊、折叠安全车身等）
2.常见的几种主动安全控制系统
⑴ABS（抱死制动系统）
它通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死）。对ABS 功能的正确认识：能在紧急刹车状况下，保持车辆不被抱死而失控，维持转向能力，避开障碍物。在一般状况下，它并不能缩短刹车距离。[7]
图2.1ABS 工作示意图[8]
⑵EBD（电子制动力分配系统）
EBD 它必须配合ABS 使用，在汽车制动的瞬间，分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出摩擦力数值，根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力，避免因各轮刹车力不同而导致的打滑，倾斜和侧翻等危险。
图2.2电子制动力分配系统工作示意图
⑶TCS(TractionControlSystem):牵引力控制系统
根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者(驱动轮转速)大于后者（传动轮转速）时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。（防止车轮滑转）
⑷ASR(AccelerationSlipRegulation):驱动（轮）防滑系统
它属于汽车主动安全装置。又称牵引力控制系统防止车辆尤其是大马力车在起步、在加速时驱动轮打滑现象，以维持车辆行驶方向的稳定性。(防止汽车驱动
轮在加速时出现打滑)
⑸ESP（ElectronicStabilityProgram):车身电子稳定系统(博世)
ESP 系统实际是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向。(ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR （驱动防滑转系统），是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP 称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。)[9]
图2.3EPS 控制示意图
⑹VSA（VehicleStabilityAssist）:车辆稳定性控制系统(本田)
VSA 系统除具备了传统的制动防抱死（ABS）功能和牵引力控制（TCS）功能外，还增加了防侧滑控制（SkidControl）功能。
⑺VSC（VehicleStabilityControl）:车身稳定控制系统（丰田）
由丰田汽车公司开发的一种主动安全系统。与其功能相近的系统还有宝马的DSC 动态稳定控制、博世的ESP 电子稳定程序。它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制。当传感器检测出车辆侧滑时，系统能自动对各车轮的制动以及发动机动力进行控制。
优点：
①实时监控：VSC系统能够实时监控驾驶者的操控动作（转向、制动和油门等）、路面信息、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。
②主动干预：ABS 等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。VSC系统则可以通过主动调控发动机节气门，以调整发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。
③事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，VSC 系统会用警告灯警示驾驶者。
⑻DSC（Dynamicstabilitycontro）：动态稳定控制系统（宝马）
对车身姿态的修正：当车辆在高速入弯瞬间，在特定的条件下，有可能发生转向不足的情况。DSC系统会根据当时的车速，侧向加速度，车身的转角速率及方向盘转向角度等信息。针对转向内侧的后轮单独实施制动，并调整发动机的扭矩输出，让车身姿态维持在理想的过转弯轨迹上，将转向不足情况修正到最低。（对汽车高速转弯制动特别有效）
3.总结及展望
虽然人们采用各种方法来保证驾驶员的安全，但是如何避免事故发生才是我们对于未来车辆安全的讨论重点。因为只有最大程度地减少事故发生率，才能最好地体现车辆安全。可以预见，主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。在不断完善被动安全系统的同时，逐渐地发展和应用主动安全系统，尽量避免事故的发生，结合行人保护的概念和技术的引入，完善对行人的保护是当今汽车安全的发展趋势。在汽车业群雄逐鹿的今天，中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向，在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。目前国内主动安全技术的研发还比较滞后，但广阔的前景不言而喻。
参考文献
[1]郭烈, 高龙, 赵宗艳.基于车载视觉的行人检测与跟踪方法[J].西南交通大学学
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[2]金智林, 张鸿生, 马翠贞. 基于动态稳定性的汽车侧翻预警[J].机械工程学
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[3]杨建森,李飞,丁海涛,等.基于广义预测控制的汽车横摆稳定性控制[J].农业机械学
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[4]储颖,肖献强,朱家诚.基于驾驶行为及意图的汽车主动安全技术研究[J].机械设计与制
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[5]孙仁云,郭辛,龙行现.基于门限值控制的汽车ABS 控制器的研制[J].西南交通大学学
报,2003,38(4):408-413.
[6]王良模,安丽华,吴志林,等.基于模糊PID 控制策略的ESP 控制系统仿真[J].江苏大学学
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[7]齐志权,刘昭度,时开斌,等.基于汽车ABS/ASR/ACC集成化系统的ABS 参考车速确定方法
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[8]刘军,陶昌岭,余节发,等.基于汽车主动安全的车载嵌入式平台的研究[J].电子技术应
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[9]陈无畏, 周慧会, 刘翔宇.汽车ESP 与ASS 分层协调控制研究[J].机械工程学
报,2009,45(8):190-196.