汽车新技术

近年电子技术在底盘控制系统的应用愈来愈普遍，电子系统的价值/成本预料上升至占整车的15%左右。在本文的第二部分将介绍汽车主动安全性产品和技术的主要发展趋势，包括自动行驶、碰撞报警和碰撞避免系统的功能及特点。

主动安全系统的发展和市场趋势

自动行驶(ACC)、碰撞报警和碰撞避免系统在内的汽车主动安全性产品和技术的市场发展趋势，主要来源於以下三方面：

-消费者对汽车安全性的要求。目前，公众对汽车事故的发生愈来愈关心和重视，对汽车安全性的要求提高，普遍存在要求降低汽车事故和增强汽车安全性的呼声。根据 SAE 在2002年底的一份调查，65%的人认为汽车安全性技术是对顾客最重要的电子技术；根据最近 TRW 在200374%?

-{zx1}安全法规的制定。为了减少汽车事故发生，很多国家已经制定了各种法规，对汽车的安全性作出了具体的要求，如安装ABS、汽车侧翻、轮胎气压监测等。这些新出台的法规对推动汽车安全性产品和技术的市场化往往具有决定性的作用；

-有些新技术的应用使驾驶员分心。现代电子技术使汽车愈来愈豪华舒适，车子象办公室，人们在车上一面开车一面打电话的情景时时都能看到，有的车内带有传真机和现代导航系统，甚至在车内可以看电影和上网。不可否认，这些条件给人们的日常生活和工作带来不少方便，但好事往往会

根据美国国家公路交通安全署(NHTSA)的统计，交通事故的发生情况总体上可以分五大类，如图1所示。

由图1可见，在交通事故中，很大比例的事故是由汽车之间的碰撞造成，所以开发使用能够帮助驾驶员降低或避免这种汽车事故的技术产品显得十分重要。事实证明，早期的报警会大大降低事故的发生。

碰撞报警/避免系统的研发早在50年代已经开始，但由於受制於电子和雷达技术的成本和功能等原因，开发生产经济实用的产品比较困难。然而，随着当前电子技术的迅速发展，得到价格便宜性能很强的电控元件和传感设备已不是困难的事情。所以，近年在这方面的发展十分迅速。从汽车应

自动行驶、碰撞报警和避免系统的基本功能

自动行驶、碰撞报警和碰撞避免系统均属於汽车主动安全性系统，又称作驾驶员辅助系统。自动行驶系统、碰撞报警和碰撞避免系统的开发应用，主要目的是为了减少车与车之间碰撞而引发的事故。不可否认，这种安全性系统的产生，其另外一大目的也是为了帮助减轻驾驶员的紧张和疲劳，提高驾驶的舒适性。当然， 这反过来也有助降低汽车事故的发生。

研究表明，装备这些系统的车辆，因碰撞造成的事故可以减少一半以上。如果驾驶员能够得到0.5秒额外的报警时间，60%的前方碰撞可以避免。1.0秒的额外报警时间可以帮助驾驶员避免90%这样的事故。有研究表明，在汽车上装备自动行驶系统有助於改善道路上的车流。

自动行驶系统

自动行驶系统属於一期驾驶员辅助系统，是汽车主动安全系统的一部分。其主要功能是帮助驾驶员保持一定的行车速度和与前面车辆的行车距离。

在系统中，汽车前方装有车辆/障碍物探测装置，探测前方车辆/物体的距离和速度。根据与前面车辆间的距离和预先设定的行驶车速，自动行驶系统能使汽车自动加速或减速，从而使汽车保持设定的行驶速度和与前车的行驶距离，并在必要时紧急制动干预。

如果前方车辆/物体的速度慢於设定的行驶速度，使距离间隔小於设定值，发动机或制动器就得到信号自动减速，直到与前方车辆保持预先设定的距离。然後，如果前方道路条件允许，车辆就自动加速到先前设定的行驶速度。具有加强功能的ACC系统，能够在紧急情况下制动停车，然後在条件允许时自动起动(如TRW的ACC系统)。

一般的减速可以通过控制发动机来实现。但在比较紧急的情况下，汽车的减速必须由自动控制的制动器来达到。根据需要，制动的减速度可达到0.3~0.4g。由此可见，要使这个系统在车上实现，整车在系统上必须具有两个必不可少的条件：

-整车系统必须具有自动制动的能力。如汽车上已经配置了VSC(汽车稳定性控制)系统的液压控制单元及其电控单元；

-系统与发动机控制和制动控制系统之间必须存在网络通讯和信号交流的能力。

碰撞报警系统

碰撞报警系统是碰撞避免系统发展的初级阶段。当该系统探测到有可能与其周围的车辆/物体出现碰撞危险时，它就向驾驶员发出警报，从而使驾驶员有时间作出相应的反应，以避免车祸的发生。报警可以通过声音或图像信号来实现，信号强度随紧急程度而变。该系统只会报警，不会自动减

目前在市场上或在开发中的碰撞报警系统有多种形式。在有些系统中，汽车前方装有物体探测装置，测量本身车辆与前方车辆/物体的距离。当该汽车与前面车辆的距离处於危险?围，表示碰撞将有可能发生，系统就向驾驶员发出报警。在有些系统汽车两侧面装有传感器，探测本身车辆与两边邻近行车道上车辆/物体的距离，加强驾驶员换道时的安全性，一般称为盲区探测系统。在换道时，如果邻近的行车道上在危险区域内存在其它车辆/物体，系统就以某种方式向驾驶员发出警告。这种盲区探测系统对在停车场倒车也很有辅助作用。显然，盲区探测系统的作用对大卡车和大客车更有效。

有些系统在汽车前方和两边都装有传感装置，探测车辆与前面和两边邻近行车道上车辆/物体的距离。所以，在汽车前行和换道时都能够帮助驾驶员。有些系统也装有摄像机，具有实现图象识别的功能。这种系统不仅能够识别行车道的分隔线，也能识别行驶前方的弯道，从而能够准确判断前

倒车辅助系统可以说是最简单并且是最早得到应用的碰撞报警系统。这种系统只在汽车的後面装有传感器，探测汽车尾部与其它物体之间的距离，仅仅在汽车倒车时工作。报警一般是通过声音来实现，而且声音的频率随着距离的靠近变得愈发急促。

由於报警系统不具备控制车速的功能，也不会主动帮助驾驶员改正行车方向，所以它不需要与别的系统联网交流，因此不需依赖其它控制系统独立存在，并往往在售後服务站作为附件安装。当然，碰撞报警系统也可以是自动行驶系统功能的扩展。譬如，TRW{zx1}的ACC系统就带有碰撞报警的功能。

碰撞避免系统

碰撞避免系统是目前正在开发更高一级的主动安全系统，是基於自动行驶系统和碰撞报警系统发展起来的。在必要时，该系统能够主动地辅助驾驶员，达到避免与其它汽车碰撞或偏离行车道的目的。

当系统监测到有可能出现碰撞危险时，它不仅能够象自动行驶系统一样辅助驾驶员控制车速，同时也能够帮助驾驶员改正行车方向，使之避免与前面或两边的汽车/物体发生碰撞。还有，汽车在驾驶员不小心驶离行车道时，该系统也会辅助驾驶员主动防止这种情况的发生。

在这种系统，汽车各部都有传感器，如图2所示。具体来说碰撞避免是通过以下方式实现：

-当汽车可能与前方的车辆发生碰撞时，系统就要求本身车辆自动减速，这与自动行驶系统的功能原理一致；

-但当系统根据计算发现通过紧急制动已经难以避免与前方车辆的碰撞，系统一方面给驾驶员紧急报警，另一方面，如果驾驶员已经?取了通过转向躲避的措施，系统就会辅助驾驶员进行转向助力控制。如果驾驶员还没有?取措施，系统就会实行对方向盘的主动控制，使汽车进入临近的安全行车道；

-在倒车时(如系统装备後视雷达或其它类型的传感器)将发生碰撞前，系统能使汽车停车。这是倒车辅助系统的宽展；

-在公路上正常行驶时，如由於驾驶员打瞌睡或其它不小心的原因使汽车驶离路面或进入临近车道，系统在发出报警的同时协助驾驶员改正行驶方向。当然，要实行这一功能，道路必须有明显的行车道分隔线；

-更高级的系统，当碰到前方同一条行车道的汽车行驶速度太慢或突然减速时，在道路条件允许的情况下，会使汽车自动实现减速-换道-加速-超车-返回原车道这一系列动作；

-因为主动安全性是以安全为{zg}目标，所以对方向盘的主动控制是在迫不得已时才进行。

为了实现碰撞避免这一辅助功能，整车系统必须具备实现ACC系统的两个必要条件。除此之外，汽车还必须具备可以实现电子控制的转向系统，如电动助力转向或电线转向系统各系统之间的联网交流，从而在一定程度上实现对转向的主动控制。

传感测距装置/图像识别和算法

传感测距装置/图像识别和算法是碰撞避免系统中最关键的技术之一，基本要求包括：

-区分前面的车辆与其它路障或路标；
-确定前面或两边车辆的方位和速度；
-识辨弯道和车道分隔线；
-辨别同一行车道上的车辆还是邻近车道上的车辆，尤其是在弯道上；
-在各种天气和道路条件下工作可靠；
-主动碰撞避免系统要求对车辆/物体的探测更可靠，更xx；
-系统的敏感度和可靠性-尽量减少误报。

以下为几种不同类型的传感测距/图像识别装置：
-红外线传感系统测距。这种传感系统依赖好的天气，在雾天和雨天工作就不可靠；
-远距离雷达式传感系统；
-激光测距；
-摄像设备和图像处理系统，用於识别道路的弯道和车道分隔线等；
-超声波测距(一般用於倒车辅助系统)。

TRW的自动行驶系统

TRW在这一领域的开发已经有15年的历史， 也是在市场上{dy}个应用远距离雷达式的自动行驶系统。

TRW的自动行驶系统能在所有天气和道路条件下跟踪前方超过150米远的车辆。即使在弯道上，TRW系统也能比较可靠地测得邻近车辆的距离、角度位置和相对速度。TRW的{dy}代系统(AC10)，被大众选用在四种中xx车型上，其中包括2002年投产的Phaetonxx车。现在正在开发第二代系统(AC20)，尺寸更小，成本更低，功能更强，将被应用在北美一家主要汽车公司2005年上市的中xx小轿车上。

TRW正在开发设计中的{zx1}驾驶员辅助系统(DAS)能够测量行车道的宽度，汽车在行车道上的位置，前方道路的弯度，用来车道偏离报警(Lane Departure Warning)， 辅助驾驶员使汽车保持行车道(Lane Guidance)等。