奥迪主动安全技术

第一篇：奥迪主动安全技术

目录

保证安全 提供乐趣 奥迪主动安全技术体验..............................................................1 奥迪现有安全技术：泊车辅助系统............................................................................3 奥迪现有安全技术：预防式整体安全系统..................................................................8 奥迪未来安全技术：堵车辅助/路口辅助....................................................................9 奥迪未来安全技术：泊车引导/倒车警示..................................................................13 奥迪未来安全技术：开车门警告/拖车辅助...............................................................17 奥迪未来照明技术：LED灯组/矩阵式照明..............................................................21 奥迪未来照明技术：智能尾灯/激光灯/OLED...........................................................27 奥迪未来安全技术：线控转向/线控刹车..................................................................31

保证安全 提供乐趣 奥迪主动安全技术体验

如果问你驾驶车辆首先要做到什么，答案或许会有好多，诸如舒适性，娱乐性等。其实最应该做到的就是保证安全，在目前所作的调查中约90％的交通事故是由于人的原因造成，因此我们需要以安全的驾驶方式来操控车辆。做到这一点之后才能享受车辆提供的舒适性和娱乐性。不过，也许你发现了即便完全避免人为因素，我们也无法完全避免交通事故的发生。剩下10％的事故发生率可能是自然环境影响，也可能是车辆本身的机件故障导致。对于自然环境我们还无力进行控制，不过提高车辆本身的安全性却是可以实现的。奥迪就为我们展现了他们在车辆安全领域的研发方向和成果。

主动式车道保持（active lane assist）

奥迪主动式车道保持功能是奥迪目前正在提供的辅助系统之一，大部分配备电子机械式转向助力的奥迪车型都能配备这一功能。当车速超过60公里/小时，奥迪主动式车道保持功能利用安装在车内后视镜前的摄像头检测车道标记。摄像头可覆盖汽车前方超过50米的距离以及约40度视场的道路范围，每秒提供25幅高清晰图像。

车载软件负责从图像中监测出车道标记以及在两条车道标记中的车道。如果在没有打转向灯的情况下汽车偏向某一侧车道标记，该系统将通过对电子机械式转向系统进行微小而有效的干预帮助汽车驶回“正道”。驾驶者可以通过MMI确定这个干预行为的反应速度，以及是否结合方向盘振动警示。如果驾驶者选择早期干预，系统可保持汽车在车道的中央行驶。

侧向辅助（side assist）

侧向辅助是一种并线辅助系统，它可以向所有奥迪车型提供。该功能能够监测汽车后方的交通情况，并在危险变道前向驾驶者发出警告。

在汽车达到某一设定的速度，奥迪侧向辅助系统将被激活。两个位于车外后视镜、频率为24千兆赫的雷达传感器负责监测汽车后方70米范围内的情况，其数据经电脑分析。当检测到有汽车出现在危险区域内——比如本车的后视镜盲区内或者正在快速从后方接近本车——这时系统进入所谓的“提示”阶段。此时，外后视镜支架上的黄色LED指示灯会点亮，但不会干扰驾驶。

如果此时本车驾驶者打转向灯准备变道，外后视镜支架上的指示灯亮度会陡然增强并多次闪动。这时系统是进入了“警示”阶段，这样的警示信号会让本车驾驶者难以忽视。因为LED指示灯光是指向驾驶者的，其亮度可以根据环境照明亮度变化，也可通过MMI操控终端进行单独设置。

奥迪现有安全技术：泊车辅助系统

泊车辅助（park assist）

奥迪为全系车型提供各种不同的泊车系统。这些系统或采用超声波、声光信号，或采用能够通过车载显示器显示图像的后视摄像头。这其中，泊车辅助可谓是一个特别方便的解决方案。当驾驶者倒车入位时，泊车辅助系统负责完成所有相关的转向操控，这既适用于垂直泊车，也适用于平行侧向泊车。当汽车以较慢的速度行驶时，系统会通过侧面的超声波传感器以二维方式扫描路边的空荡并定位适合的泊车位。系统找到合适的车位后会通过显示屏通知驾驶者。

如果驾驶者希望泊车入位并挂上倒挡，泊车辅助系统将自动激活，并在电子机械转向助力系统的协助下完成所有相关的转向操控。驾驶者则必须继续负责加速、换挡和制动。系统还通过视觉和声音信号提供支持。当进行平行侧向泊车时，只需停车位长度超出汽车长度的约0.8米就可完成。如有必要，泊车辅助系统将进行多次向前向后“移库”来完成泊车，当驶离泊车位时，系统也能提供类似的支持。

奥迪在该领域的最新成果是配备360°全方位摄像头的增强型泊车系统。位于一体式散热格栅、车尾以及侧后视镜支架上的四个小摄像头负责记录汽车四周环境的图像。

驾驶者可以通过车载显示器选择不同视角的图像观测汽车四周的真实环境，其中包括俯视视角。配备360°全方位摄像头的增强型泊车系统不仅在泊车时提升了安全性，而且能够在狭窄的路口确保安全。该系统提供特殊视角，以显示车前和车后的实时情况，让驾驶者看清前后路口的交通状况。

奥迪现有安全技术：预防式整体安全系统

奥迪预防式整体安全系统（Audi Pre sense）

当车速低于65公里/小时且追尾前车的事故即将发生的情况下，pre sense city系统通过短促的制动对驾驶者给予警告。如果驾驶者没有反应，系统将在碰撞发生前约1秒进行全力制动，从而降低撞击速度达30公里/小时。

pre sense city系统的另一个重要功能是保护行人，PMD传感器可检测到20米范围内的物体和行人。如果传感器报告有危险情况，比如行人走上马路，系统将决定是否有必要进行全力制动。

如果有必要，系统也将在碰撞前约1秒的时候进行全力制动。最高可降低30公里/小时的撞击速度。这意味着在某些情况下，汽车完全可以及时停下来。pre sense city预防式整体安全技术对行人和骑车人提供了良好的保护。

同时，这一智能系统也可以在迅速减速的过程中对车上乘客产生良好的保护。以上都是奥迪目前已经投放市场的主动安全技术成果。随后我们将为您介绍还处在研发阶段新技术，这个环节您需要一点想象力。

奥迪未来安全技术：堵车辅助/路口辅助

堵车辅助（Traffic jam assistant）

堵车辅助系统是一种能在驾驶已经没有什么乐趣时——比如缓慢行驶或者完全拥堵的时候——分担驾驶者工作的技术。当车速在0至60公里/小时范围内时，该系统在一定限制下帮助驾驶者进行自主转向、加速以及制动等操控。无论是高速公路还是城市交通，只要路线不是过于复杂，堵车辅助功能都可以使用。

该系统以配备stop & go功能的自适应巡航控制系统为基础，增加了用于侧面引导的全新组件，三套传感系统紧密配合。两个最新一代的雷达传感器分别覆盖21度视角、250米范围内的扇形区域。一个广角摄像头负责监测车道标记，也可探测其他汽车、行人或者护栏等物体。

8个超声波传感器监视汽车前方和边角区域。这些数据主要用于保持安全车距，并对摄像头获得的信息予以补充完善。

如果ACC自适应巡航功能处于打开状态，堵车辅助功能将不间断地分析本车以及周围其他车辆的行驶速度。这一功能在车速低于60公里/小时时或者数据显示交通处于拥堵状态时方可使用，这时，如果驾驶者按下按钮激活该功能，堵车辅助系统将实现对部分操控的接管。在加速和制动时，堵车辅助系统的行为与ACC系统完全一样，并且也能对并线车辆做出反应。

路口辅助（Kreuzungsassistent）

路口辅助系统利用两个雷达传感器和一个广角摄像头扫描汽车正面和两侧区域。其中，雷达传感器数据发挥主要作用，摄像头提供参考数据。如果传感器探测到有汽车从侧面驶来，系统会以不同等级向驾驶者发出警告和通知。

奥迪还在开发另外的辅助系统，作为基于传感器技术的路口辅助系统的扩展。它基于car-x技术，具体来说，这套系统是基于可能发生事故的两车之间的无线电联系。在一些事故多发的交叉路口，通过调制解调器报告交通信号灯的状态是另外一种可能性。根据汽车WLAN（无线局域网802.11p）标准，这些数据传输可以通过无线电完成。

虽然距离实现广泛应用的路程还很遥远，但car-x技术拥有很多优势，包括在路口传感器视线受阻时也能发挥作用。该技术能够覆盖很大的距离并传输汽车的详细信息，从而可以根据其他汽车的重量等情况调整安全气囊的打开。car-x技术与车载传感器结合，可以大大提高安全性能。

奥迪未来安全技术：泊车引导/倒车警示

泊车引导（Piloted parking）

狭小的垂直停车位、机动车/非机动车混停的车库——泊车位往往都很紧凑，驾驶者泊车后下车也会变得很困难，还有可能在开门时损坏车门。泊车引导技术作为奥迪未来的辅助系统将解决这些问题。

凭借源于奥迪原型车的技术，驾驶者可以在泊车前在车库外下车，然后通过无线钥匙或智能手机发出命令，让汽车自行完成泊车。在超声波传感器的帮助下，汽车将自动停入车位或车库。

如果系统检测到障碍物则会立刻停车。当达到最终位置后，系统会自动关闭发动机、关闭点火钥匙门和车门，最后向驾驶者发送确认信息。

倒车出位警示系统（Backing out of parking spaces warning system）从垂直泊车位倒车出来往往非常棘手。驾驶者无法看到车后的交通情况，只能被迫谨慎地凭“感觉”提心吊胆地驾驶。奥迪另一项未来解决方案——倒车出位警示系统将简化这一过程。

该系统采用安装在车尾的两个奥迪侧向辅助雷达传感器，测量、评估距离、车速以及被侦测到的车辆的可能行驶路径等，并告知驾驶者可能存在的碰撞风险。

奥迪未来安全技术：开车门警告/拖车辅助

开启车门警告（Warning when opening the door）

下车警示系统同样利用奥迪侧向辅助雷达传感器。这对于在视线受限情况下开门下车是一个很大的帮助。当驾乘者试图打开车门时，系统将检查是车后是否有汽车或自行车快速地接近。

危险情况下，系统将通过车门处明亮的灯光信号并伴随声音信号对驾乘者发出警告。此外，奥迪还计划通过触觉警告告知驾乘人员正面临危险。

拖车辅助（Trailer maneuvering assistant）

拖车辅助系统是一项在汽车拖挂车辆时为倒车提供支持的未来技术。系统自动进行转向操控，减轻了驾驶者不断修正转向的负担。

该系统借助拖车挂接装置上的传感器进行转向操控，确保牵引车和挂车之间摆角保持稳定。驾驶者无需用方向盘来操控，而是更多地使用MMI控制系统的大旋钮。

拖车辅助系统必须在规定的速度范围内工作，通过限定最大摆角防止牵引车与挂车发生碰撞。系统还可根据拖车的大小进行自动调整。

奥迪未来照明技术：LED灯组/矩阵式照明

LED灯组

奥迪在LED前大灯技术领域远远领先于竞争对手。这项技术在2008年首次应用于奥迪R8超级跑车中。

LED灯光的色温为5,500开尔文，类似于日光，因此不易造成视觉疲劳。LED无需维护，使用寿命长于车辆。其低能耗的特点也是LED的高效的得分点之一。例如，LED近光灯的能耗大约只有40瓦/单位，甚至低于已经非常高效的氙气大灯。

LED前大灯技术不断创新，现在已经有了全新的设计。以奥迪A8为例，其近光灯包含10个单独的镜头模块，横幅跨越整个大灯总成，并形成独特的弧形，位于被称为“飞翼”的镀铬轮廓之下。正下方是由22个白色LED和22个黄色LED构成的另一个弧形，即日间行车灯和转向灯。其均质厚壁技术使它们展现出更为均匀、更为连贯的光带。

由两个强大的四芯片LED和自由形式反射系统组成的远光灯位于“飞翼”的上方。其中，额外的高功率LED提供了高速公路灯和转向灯的照明，单独辅助功能负责远光与近光之间的切换。

由于LED不会产生特别高的温度，所以红色LED的最高温度可以达到约120摄氏度，白色LED为150摄氏度，远远低于卤素大灯产生的400摄氏度的高温。因此，奥迪设计师有针对性地对大灯玻璃罩进行了设计，确保了LED热量能够有效地传递至大灯玻璃罩，确保冬季不会积雪或起雾。

矩阵式照明

矩阵式照明是奥迪未来大灯技术的名称。其原理是将LED分成许多不同的光源。与透镜或反光镜配合使用的独立LED在任何情况下均提供出众的照明，无需旋转机关，只需按照照明需求简单地打开、关闭或变暗。

矩阵光束大灯通过摄像头、导航系统或附加传感器获取所需信息。如果摄像头检测到其他车辆或前方出现楼宇密集区的灯光，这一创新的技术就会自动调节，远光灯逐渐淡出。该技术还能够识别道路的地形，也可根据天气情况改变照明，例如有雨或有雾。

奥迪未来照明技术：智能尾灯/激光灯/OLED 智能尾灯（Intelligent rear lights）

奥迪除了将LED发光二极管作为光源引入尾灯总成外，未来还将推出被称为“智能尾灯”的新技术。目前现有的车辆尾灯照明亮度保持不变，对于环境变化的适应能力非常有限。奥迪智能尾灯则可通过车内外传感器检测环境亮度的变化，从而调整尾灯亮度。

例如当外界环境处于大雾笼罩下时，现有的尾灯所能警示的范围将大大减小，这就很容易导致追尾事故的发生。而应用智能尾灯技术后，系统将在此种条件下自动提高尾灯亮度，让其照射范围加大，起到更好的警示作用，尽可能降低事故的发生概率。

激光后雾灯（Laser rear fog light）

激光后雾灯同样是为了提高尾灯性能而研发的一项全新技术。工程师将一个激光发生器安置于现有尾灯总成内部，雾天行驶时激光发生器将会投射出扇形激光光束，在车辆后方划定出安全距离。

由于激光光束穿透力较强，为避免对后车驾驶者的视线造成负面影响，因此设计师将光束倾斜投向车尾下方，当光束接触路面后将形成一条红线用于警示后车。这条线的宽度取决于后车与前车的车距，例如，从30米远的距离看上去，这条线与车辆同宽，就像一个“停止”线，明确警示后车保持安全车距。

这种设计相对于传统高亮度雾灯对于后车的影响更小，但安全性更高。目前此项技术已经完全满足量产条件，只需等到法规允许后便可投放市场。

OLED技术（OLED technology）

OLED技术是奥迪在车辆照明领域开拓创新的又一例证。OLED是“有机发光二极管”（Organic Light Emitting Diode）的缩写。与目前使用的由半导体晶体组成的LED不同，OLED是由有机材料制成的。

这种材料在初始状态下只是一种在绝对平坦的平面上（例如高度抛光的显示屏玻璃）延展得很薄的糊状物，其涂层厚度仅仅不到0.01毫米。通电后，糊状物的分子发出光子，OLED平面因此被点亮。通过调整电量输入的分布，照明效果既可以是均匀的，也可产生明暗效果，甚至是动态效果。

OLED平面只能微微弯曲，因此其在车身表面的应用受到一定限制。但另一方面，OLED技术非常适用于车内或尾灯。奥迪工程师们打造了由数个直立的OLED平面前后排列构成的实验单元，实现了引人入胜的三维效果。由于OLED材料只能承受80摄氏度的温度，因此OLED灯的热管理尤为重要。

奥迪致力于采用OLED技术设计外部车灯，这种车灯既智能，又富有吸引力。例如，你可以设想这样一个场景，灯光对走向车辆的驾驶者作出反应，追随他或她的动作，突出车辆主要轮廓或车门把手。当驾驶者进入车辆，OLED照明完全激活。

奥迪未来安全技术：线控转向/线控刹车

线控技术（By-wire technology）

线控技术直观来说就是依靠电缆将控制机构与执行机构相连，摒弃了现有的机械连接。目前，线控技术在航空领域应用较为广泛，而在汽车领域线控技术也有所涉及，电子油门就是线控技术的体现。

奥迪目前正在研发的则是基于线控技术的线控转向和线控刹车系统。

线控转向系统省去了传统的转向机等部件，设计师可以有更大的空间进行发挥，左/右舵转换也会变得异常方便。

没有转向机的限制后，连接方向盘的转向柱可以随意调节角度，甚至为了方便上下车还可以进行折叠。当事故发生时，没有可侵入乘员舱的转向机，这在一定程度上可以降低碰撞事故对车内乘员造成的伤害程度。

布置在发动机舱内的转向执行机构在布置上也更加自由，只需根据发动机舱内现有布局灵活进行调整即可，甚至可以将转向执行机构布置在前轴之前。

没有了机械连接的线控转向技术毫无疑问会将路感过滤得一干二净，这可是热衷驾驶者的梦魇，没有人愿意像玩模拟游戏那样驾驶车辆。路感的丧失也会对驾驶安全有负面影响，驾驶者不能通过方向盘的反馈去了解车辆抓地力等信息，在驾驶过程中就容易出现误操作，从而导致事故的发生。

奥迪在研发线控转向技术的时候就已经想到以上不足，相应的它们也作出了针对性的解决方案。奥迪研发中心的工程师表示目前处于研发阶段的线控转向系统可以模拟出实际路况所产生的路面信息，然后将影响舒适度的信息过滤后通过方向盘回馈给驾驶者。

除了线控转向，奥迪另一个研发课题就是线控制动技术。此项技术通过模拟器实现制动踏板与刹车系统分离。好处在于可以根据需要设置刹车踏板行程，在急踩刹车并激活ABS防抱死刹车系统后，踏板不会有打脚感，提升了驾驶舒适性。装备线控刹车技术的车辆可以灵活实现动态驾驶辅助功能，车辆的制动系统不再以一个整体形式运转，车载电脑可根据道路条件对不同车轮的制动力进行分配。

线控转向及线控刹车由于取消了机械连接，因此其可靠性也是人们所关注的重点。如果系统失灵那驾驶者对于车辆就完全没有控制能力，这与提升车辆安全的理念是背道而驰的。而电缆的使用寿命和对于极端环境的适应能力也需要在大量实验中进行论证。官方表示为了保证线控系统的安全可靠，他们在关键部分采用了两套甚至多套电子元件。当一套系统失灵时，后备系统还能继续发挥作用，保证车辆始终处于驾驶者的操控之下。

工程师表示线控系统与普通机械部件在使用寿命方面没有明显区别，电缆也能对极端环境有着良好的适应能力。另外一个我们比较关心的问题就是线控系统省去大量机械元件后，制造成本会不会明显降低。遗憾的是线控系统现在还处于研发阶段，成本评估还没有开始。不过，工程师也表示当线控系统投入市场并大规模生产时，规模效应会使其生产程度逐步得到降低。

以上这一系列主动安全技术无疑都是为了降低事故发生概率，从奥迪的研发理念中我们可以看出他们并不希望完全依靠技术去剥夺驾驶者操控车辆的权利，相反奥迪还在想方设法的为驾驶者提供应有的驾驶乐趣。我们不应该过度依赖科技所带来的便利及安全，归根到底它们目前都只属于辅助系统的范畴，真正能够保证安全的更多还是要靠我们自己。所以，梳理安全驾驶意识，合理驾驶车辆才能避免事故。如果当这些辅助系统都开始发挥作用时或许为时已晚。最后为大家奉上奥迪主动安全技术演示片，看看大家能从中发现多少全新技术。

第二篇：奥迪技术

“突破科技 启迪未来”对奥迪来说不仅仅是个口号，更是奥迪精神的具体体现，一项项领先科技无不在证明着令人叹为观止的非凡体验。

奥迪FSI技术能够提升动力并节约燃油，简而言之：更加充分的发挥每一滴油的能量。S tronic直接换档变速箱：

直接换档变速箱让你享受不间断的动力传输以及众多的驾驶乐趣。这种创新性变速箱融合了手动变速箱的运动性以及自动变速箱的优势。因此，你可以自由体验非凡的运动性、经济性或者融合运动性和经济性的个性化组合。Multitronic变速器：

奥迪的multitronic®是全新一代变速箱，融合了手动变速箱的动态性和经济性以及自动变速箱的便利性。态性更高，油耗更低。由于采用了无级变速和自适应图谱控制，奥迪Multitronic®始终利用具有最高扭矩的发动机转速范围。因此，与传统的自动变速箱和手动变速箱相比，奥迪multitronic®提供了更加出色的加速度。由于这种控制接近最佳运行状态，油耗在大多数情况中都低于手动变速箱。Quattro®全时四轮驱动：

1980年，奥迪的工程师以quattro®全时四轮驱动，在驱动技术领域树立了里程碑。如今，有1/4的奥迪客户在各种行驶状态中信赖quattro®全时四轮驱动能够提供更加出色的驾驶乐趣、通过性和安全性。进一步了解这种卓越驱动概念的性能和技术。原理并不复杂：四个制动器确保更加出色的制动效果，四个驱动轮同样实现更加出色的加速度和更高的转弯稳定性。奥迪quattro®全时四轮驱动是对这种基本物理原理的系统化应用。

然而，这并非全部：视行驶状态和路面而定，quattro®全时四轮驱动技术也在前轴和后轴之间持续地分配驱动力。特别是在湿滑路面，这意味着更加出色的牵引力和安全的行驶，即便在两个驱动轮都失去抓地力的情况下。作为四轮驱动技术先锋，奥迪以quattro®双门轿车，在1980年树立了基准。在世界各地的拉力赛中取得的众多胜利证明了这种驱动概念的功效。ASF奥迪全铝车身框架结构：

在轻量化铝质结构领域中，奥迪是开拓者和技术领先者。十多年来，铝材及轻量设计中心在奥迪所取得的成就中一直扮演着重要角色。新一代奥迪空间框架结构（ASF）构成了奥迪A8L和奥迪A2铝制车身的基本结构，这种车身结构的重量远远低于钢制车身。因此，在这些车型中，驾驶员和乘客将得益于极高的主动安全性和动态操纵性以及经济的燃油消耗量。

第三篇：汽车主动安全技术

汽车主动安全技术

目录

概述

主动安全技术将成未来汽车的研发重点 现代汽车主动安全技术的发展趋势 汽车主动安全系统 汽车主动安全技术 综述 概述

主动安全技术将成未来汽车的研发重点 现代汽车主动安全技术的发展趋势 汽车主动安全系统 汽车主动安全技术 综述

展开

概述

随着社会的发展，交通安全问题越来越凸显，传统的汽车安全理念也在逐渐发生变化，传统的安全理念很被动比如安全带、安全气囊、保险杠等多是些被动的方法并不能有效解决交通事故的发生，随着科技的进步，汽车的安全被细化，目前汽车安全分为主动安全、被动安全两种概念。

主动安全技术将成未来汽车的研发重点

交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，因此汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全更显得非常重要。而传统的被动安全已经远远不能避免交通的事故发生，因此主动安全的概念慢慢的行成并不断的完善。

现代汽车主动安全技术的发展趋势

汽车安全设计要从整体上来考虑，不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的机率，而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶员避免事故的发生。现代汽车的安全技术包括主动安全技术和被动安全技术两方面。而被动安全技术和主动安全技术是保证汽车乘员安全的重要保障。过去，汽车安全设计主要考虑被动安全系统，如设置安全带、安全气囊、保险杠等。现在汽车设计师们更多考虑的则是主动安全设计，使汽车能够主动采取措施，避免事故的发生。在这种汽车上装有汽车规避系统，包括装在车身各部位的防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达等传感器、盲点探测器等设施，由计算机进行控制。在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下随时以声、光形式向驾驶员提供汽车周围必要的信息，并可自动采取措施，有效防止事故发生。另外在计算机的存储器内还可存储大量有关驾驶员和车辆的各种信息，对驾驶员和车辆进行监测控制。例如，根据日本政府“提高汽车智能和安全性的高级汽车计划”，由日本丰田公司研制成功的“丰田高级安全汽车”即具有驾驶员瞌睡预警系统、轮胎压力监测警告系统、发动机火警预报系统、前照灯自动调整系统、盲区监控系统、汽车间信息传输系统、道路交通信息引导系统、自动制动系统、紧急呼叫(SOS)停车系统、灭火系统以及各向安全气囊系统等，其中有些单项设备已投放市场。

汽车100多年的发展史中，有关汽车的安全性能的研究和新技术的应用也发生了日新月异的变化，从最初的保险杠减振系统、乘客安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、车轮防抱制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全性能正日趋完善。特别是近几年，随着科学技术的迅速发展，越来越多的先进技术被应用到汽车上。目前，世界各国都在运用现代高新科，加紧研制汽车安全技术，一批批有关汽车安全的前沿技术、新产品陆续装车使用，使未来的汽车更加安全。

未来汽车电子控制的重要发展方向之一是汽车安全领域，并向几个方向发展：利用雷达技术和车载摄像技术开发各种自动避撞系统；利用近红外技术开发各种能监测驾驶员行为的安全系统；高性能的轮胎综合监测系统；自适应自动巡航控制系统；驾驶员身份识别系统；安全气囊和ABS/ASR。随着更加先进的智能型传感器、快速响应的执行器、高性能电控单元、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通信技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化方向发展。

汽车主动安全系统

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，称为主动安全设计，如ABS，EBD，TCS，LDWS等都是主动安全设计。它们的特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生。其它像高位刹车灯，前后雾灯，后窗除雾等也是主动安全设计。目前安全技术逐渐在完善，有更多的安全技术将被开发并得到应用。

汽车主动安全技术

ABS（防抱死制动系统）

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。

EBD（电子制动力分配系）

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。

ESP（电子稳定程序）

它实际上也是一种牵引力控制系统，与其它牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且控制从动轮。它通过主动干预危险信号来实现车辆平稳行驶。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便会放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则会放慢内后轮，从而校正行驶方向。

EBA（紧急刹车辅助系统）

电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作，来判断驾驶员对此次刹车的意图，如属于紧急刹车，则指示刹车系统产生更高的油压使ABS发挥作用，从而使刹车力更快速的产生，缩短刹车距离。

LDWS(车道偏离预警系统）

该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道0.5秒之前发出警报，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故，此外，使用LDWS还能纠正驾驶员不打转向灯的习惯，该系统其主要功能是辅助过度疲劳或长时间单调驾驶引发的注意力不集中等情况。

胎压监控

美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)已经做出要求，截止2003产品年车重小于或达到4536公斤的所有美国乘用车辆都必须配备胎压监控系统，事后宝马公司就已经把该系统用在全系轿车中。驾驶者可以通过车内提示警告系统来判断轮胎胎压情况是否正常，首先避免了因轮胎亏气出现的行车跑偏，其次在高速行驶时也对乘坐者安全是一种保障。?

所用车型：奥迪、宝马、上海通用别克君越、凯迪拉克、雷克萨斯、迈巴赫、梅塞德斯奔驰、沃尔沃等

倒车警告/倒车影像/车外摄像头

倒车警告这项技术用于在驾驶期间以及驻车时，针对您盲区中的轿车或物体向您发出警告。通常，该系统会在您行车时已经进行响应；它可能会使后视镜内的一个警告标示进行闪烁，同时会发出声音警告，该系统是一个短程检测系统。如：上海通用别克君越车内后视镜就配备此功能，反光镜左边会有一个车体形状的图标，前/后雷达在侦测障碍物时警告标示会给驾驶者以视觉和听觉上的警告。

倒车影像和后视摄像机是一体，不仅保护您的轿车，还能够避免在倒车时意外伤及儿童和动物。倒车已经从向下倾斜后视镜或发出声音警告到实时查看。新一代技术包括一个摄像机，它可以与导航系统协同工作，对您身后的一切进行广角拍摄，然后反映在车内屏幕上，从而帮助您倒车或挂接拖车。

所用车型：雷克萨斯、上海通用别克君越、梅塞德斯-奔驰等

芯片防盗系统

财产安全也被人日益关注，一部几十万的轿车被偷盗会让车主受到很大的损失。厂家也绞尽脑汁为轿车加入更多的安全防范系统。通用别克君越不仅在点火钥匙上加入Passkey III安全防盗系统，还针对后行李箱结构进行了改进，变为遥控开启无锁芯防盗模式，大大减低了被盗被撬的几率，给车主财产方面的最大保护。

自动感应大灯和/或夜视辅助系统

自动感应大灯随车辆周边环境光线影响，系统会自动识别判断。雨雾天气光线不够，大灯会自动亮起给驾驶者提供更安全的行车环境。后期厂家又延伸到自适应大灯系统，这更高级的系统会因方向而调节(在车辆转向时会转动灯光)。它们也可以是车速感应式车灯(可以改变光束的长度或高度)，或者对环境光进行补偿。

夜视系统可以有不同的形式，如基本的红外线大灯或热成像摄像机。但是无论采用何种科技，作用都一样：在夜间或者视线不明的情况下，帮助您看清更远处的路面并且辨别接近1000 英尺外道路上的动物、人或树木。图像在驾驶室中的显示屏上形成，使肉眼难于看清的障碍物体提前被驾驶者掌控，目前博世公司开发的夜视系统则具有以上功能，但价格很是昂贵，即使是超豪华轿车目前也基本为选配系统。相信不久将来这一更高级的系统也会被中高级轿车所选用。

所用车型：凯迪拉克、雷克萨斯、林肯、梅塞德斯-奔驰S系等 相关运用车型

(ASR奔驰/TCS凯迪拉克/TCR丰田/DCT宝马、电子稳定控制系统（ESP博世/DSC宝马/VSC丰田/VDC日产/VSA本田)、陡坡缓降系统（HDC）、自动驻车/上坡辅助系统、高位刹车灯（第三刹车灯）等这些都属于汽车主动安全配置产品。除了以上这些在操控性方面的主动安全设施外，还有基于图像处理技术以及雷达感应技术，可以提前预防和缓解交通事故的汽车主动安全用品。其中以基于图像处理技术原理的碰撞预警系统为目前汽车主动安全产品中的领航者。

最新汽车主动安全技术

驱动防滑控制系统

VSC车辆稳定控制系统

四轮转向控制技术

卫星导航与车距控制系统

自动刹车系统

LWDS车道偏离预警系统

LNVS夜视系统

FCWS前碰撞预警系统

HMWS车距监控系统

HUD抬头显示系统

最新主动安全产品运用车型

1、VOLVO-XC60 城市安全系统，自动刹车。

2、奔驰公司，自动报警、自动锁定车速刹车。

3、福建东南汽车工业集团----东南（三菱君阁）旗舰版已经配套车道偏离预警系统。

4、(VOLVO-S80)配套车道偏离预警；

5、(BMW-X5)配套车道偏离预警和HUD抬头显示系统；

6、(宝马-745)配套被动式红外夜视系统；

7、新（奔驰-E350）带车道偏离预警和主动夜视系统上市；

8、新（凌志）LS460和E350已经配套视觉和雷达结合防撞系统；

9、现代顶级豪车（雅科仕）带车道偏离预警上市；

10、(雪铁龙C4)配套车道偏离预警系统；

11、英菲尼迪顶级版和起亚k7北京车展也展示带车道偏离警报器系统的车；

12、欧洲2012年新车必须强制安装车道偏离预警（LWDS）。

国际市场运用

国际市场运用

编辑本段综述

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。通过数据总线进行系统集成，可以将汽车安全的很多方面，例如防驾驶瞌睡装置、轮胎压力监测报警装置、行人碰撞保护装置集成在一起，提高汽车的安全性能。未来智能行人保护系统(IPPS)、高级驾驶员辅助系统、保持车道状态系统、夜视系统、高灵敏度雷达传感器和激光雷达技术的应用将大大提高汽车主动安全的水平。欧盟委员会和日本政府已颁布了新法规来保护行人和其他易受伤的道路使用者。相信随着技术和立法的不断完善，汽车主动安全技术将成为未来汽车安全技术发展的重点。它将与被动安全技术一起发挥作用，保证驾驶员和行人的安全。汽车安全性已经不仅是个技术问题，在某种程度上也是一个重要的社会问题。汽车的主动安全性因其定位于防患于未然，所以有着广阔的发展前景，越来越受到汽车生产企业、政府管理部门和消费者的重视。

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。当然主动安全的意识要不断的推广普及，让更多的人加入主动安全的行列中。更希望涌现一批像南京运泰汽车自动防撞器销售有限公司这样的以（关爱生命，造福人类）为主旨致力于推广主动安全事业的单位。

第四篇：浅谈汽车主动安全技术的应用

汽车主动安全技术概述

主动安全性又称“积极安全性”,所谓主动可理解为防范于未然。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。汽车主动安全技术的具体应用

汽车安全技术随着科技的发展有了较大提高,在当代的汽车上安全性成为衡量一辆汽车相当重要的指标。主动安全技术发展至今已经有了很大的完善,比如现在很成熟的电子控制防抱死制动系统(ABS)还有电控驱动防滑系统(ASR)、ESP等等。2.1 电子控制防抱死制动系统(ABS)(1)ABS的概述:ABS是Anti-lockBrakingSystem缩写。世界上最早的ABS系统是首先在飞机上应用的,后来又成为高级轿车的标准配备,现在则大多数轿车都装有ABS。众所周知,刹车时不能一脚踩死,而应分步刹车,一踩一松,直至汽车停下,但遇到急刹时,常需要汽车紧急停下来,很想一脚到底就把汽车停下,这时由于车轮容易发生抱死不转动,从而使汽车发生如前轮抱死引起汽车失去转弯能力,后轮抱死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为解决刹车时车轮抱死这个问题的,装有ABS的汽车,能有效控制车轮保持在转动状态而不会抱死不转,从而大大提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面涤件下的汽车制动性能。

(2)ABS的工作原理:无论是液压制动系统还是气压制动系统,电子控制防抱死系统(ABS)的组成均由传感器、电子控制单元(ECU)和执行器三部分组成。由传感器感测车速和轮速的状况传给电子控制单元,再由电子控制单元控制执行器(电磁阀)。电子式ABS是运用电脑对各种数据进行分析运算从而得出结果的。电子式ABS由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件构成。能根据每个车轮的轮速传感器的信号,电脑对每个车轮分别施加不同的制动力,从而达到科学合理分配制动力的效果。

目前,装备在车辆上最常见的是四传感器四通道ABS系统,每个车轮都由独立的液压管路和电磁阀控制,可以对单个车轮实现独立控制。这种结构能实现良好的防抱死功能。

(3)ABS的使用常识:现在基本上所有的乘用车都加装了ABS系统,对提升车辆的主动安全性能起到了很大的作用,但若使用不当,效果也会大打折扣。在这里,我们对ABS的使用原则归纳为“四要、七不要”。

四要:(1)要始终踩住制动踏板不放松,这 样 才能 保证足够和 持续的制动力,使ABS有效地发挥作用。(2)要保持足够的安全车距。一般情况下,最小车距不应低于50m,当车速超过50km/h时,最小车距与车速 数 值 相 同,如100km/h时 最 小 车 距 为100m。

(3)要事先熟悉ABS,使自己对ABS工作时的制动踏板抖动有准备和适应能力。(4)要事先阅读汽车驾驶员手册。

七不要:(1)不要认为有了ABS就可以随心所欲地驾驶。ABS也不是绝对保险的,在车速过高和转弯过急的情况下,若车辆制动得过急过猛,则汽车仍然会产生侧滑。

(2)不要采用“点刹”制动。装上ABS后,由于ABS能自动调整制动力,因此在实施紧急制动时,可一脚将踏板踩到底而不松开,不要担心车轮抱死打滑,否则将大大延长制动距离。

(3)不要被ABS的抖动吓住。ABS在起作用时,会听到它发出的噪音,该噪音是由液压控制系统中的电磁阀和液压泵工作时产生的,不可将脚从制动踏板上移开,仍然要将制动踏板踩死而不去管它。

(4)不可忽视ABS指示灯的检查。正常情况下,按通点火开关后,此灯应亮;大约3秒后自动熄 灭。这一过程,实质上是电子控制装置在按自检程序对车轮传感器、液压调节器的控制阀进行通电检查,若此灯一直不亮,说明ABS有故障。

(5)ABS指示灯不熄灭时不必恐慌。当行车中ABS出现故障时,防抱死制动系统自动将原制动系统的油路接通,汽车上的原制动系统仍然工作, 只是没有了ABS,注意检修就可以了。(6)不可私自拆换ABS的电脑单元。如果电脑发现故障,应更换整个电脑单元。(7)对装配了ABS,但是希望改装的车辆,请勿拆装制动管路与ABS单元连接的螺母。电控驱动防滑系统(ASR)(1)ASR的概述:ASR是防滑调节系统(anti—spinregulation),其目的就是要防止车辆尤其是大马力的汽车在起步、加速情况下驱动车轮打滑的现象,以维持车辆行驶的方向性和稳定性,保持好的操控以及适当的驱动力,保证良好的行车安全。

(2)ASR的功用及原理:当汽车加速时ASR将车轮的滑动力控制在一定的范围内,从而防止驱动车轮加速时滑动。它的功能一是提高牵引力,二是保持汽车的行驶稳定性。行驶在易滑的路面上,没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑,如果是后轮驱动的车辆容易发生甩尾;如果是前轮驱动的车辆容易方向失控。有ASR时,汽车在加速时就不会有或者说能减轻这种现象, 即:在转弯时,如果发生驱动轮打滑,则会导致整个车辆向一侧偏移。当有ASR时,就会使车辆沿着正确的路线转向。4 车辆电子稳定装置(ESP)(1)ESP的 概 述 :ESP电 子 稳 定 装 置(Electronic Stablity Program)是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的。ESP实际上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。

(2)ESP的工作原理:ESP系统通常是支援ABS及ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、ASR发出纠偏指令,来帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。目前ESP有3种类型:能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统;能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统;能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。

通过这次对汽车主动安全技术的分析与思考,使我们对汽车安全技术有了更深刻的认识,同时,也要提醒我们有车一族的朋友们,即使汽车安全技术再发展,再完善,我们还是要谨慎驾驶,遵循我国的交通规则,速度不要太快,汽车安全技术再提高也不是万能的,因为它们也无法对抗物理学定律,如果汽车跑得太快,在某些情况下仍可能出事故。

第五篇：基于智能交通系统的汽车行驶主动安全技术

基于智能交通系统的汽车行驶主动安全技术

摘要：汽车行驶主动安全技术是智能交通系统的重要研究内容之一。本文针对智能交通系统环境下车辆行驶主动安全所涉及的主要内容，研究了车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法、车辆行驶危险或安全状态的动态辨识方法、汽车主动避撞控制及执行技术等关键技术问题，并开发了相关系统。文中通过仿真及实验结果验证了各相关技术的正确性及合理性。

关键词：智能交通系统 汽车主动安全 汽车主动避撞

利用信息感知、动态辨识、控制等技术与方法于一体提高汽车的主动安全性，是ITS 的主要研究内容之一。世界各大汽车公司在政府的支持下，都在开展这方面的研究开发工作，例如：日本由各大汽车公司及大学等研究机构参与的先进安全汽车（ASV）项目，通过概念设计、单元技术实用化及系统综合技术研究开发、试验车制作、实车试验的实施等步骤，已取得实用化成果[1][2]。美国交通部（DOT）主导的 ITS 中的 AHS（Automated Highway Systems）开发项目结束后，于1998 年开始了以主动避撞系统CAS(Collision Avoidance System)为中心的初级智能汽车IVI(Intelligent Vehicle Initiative)项目,并取得阶段成果[3][4]。国内对智能交通环境下汽车行驶主动安全技术的研究起步较晚，只对其中涉及的局部技术进行了一些尝试性的探讨 [5][6]。

本文针对智能交通系统环境下车辆行驶主动安全技术所涉及的关键内容进行了研究。研究了车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法，解决了探测雷达信号处理中的干扰和实时性问题；研究了车辆危险或安全状态的动态辨识方法，提出了基于驾驶员感觉的安全距离确定方法；研究了汽车主动避撞控制技术及控制执行技术，针对车辆纵向控制系统中存在的问题，设计了控制算法及控制执行器系统。通过对各关键单元技术的研究，系统解决了智能交通系统环境下车辆行驶主动安全的关键技术问题。通过相应的仿真及实车实验结果，对各关键技术的研究成果进行了验证。基于智能交通系统的汽车行驶主动安全系统

基于智能交通系统的汽车行驶主动安全系统指利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶人员的感知能力，将感知技术获取的外界信息（如车速、其它障碍物距离）传递给驾驶人员，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患；在紧急情况下，能自动采取措施控制汽车，使汽车能主动避开危险，保证车辆安全行驶，也就是通常所说的汽车主动避撞系统。国内外对车辆行驶主动安全技术的研究主要集中于车辆行车信息感知及行车安全状态辨识技术、车辆主动避撞系统控制技术及车辆控制执行技术等方面。系统中所涉及到的关键技术及相互关系如图1 所示。

图1 汽车主动避撞系统关键技术 汽车行驶主动安全关键技术研究

2.1 车辆行车信息感知及安全状态动态辨识技术

车辆行车信息感知及安全状态动态辨识技术，就是利用安装于汽车上的各种传感器，实时的对车辆运行参数进行检测，并通过必要的信号处理及信息融合获得车辆的行车安全状态的动态信息。测距雷达信号处理技术和行车安全距离动态算法是其中最关键的技术。

2.1.1 测距雷达信号处理技术

经测距雷达传来的目标物距离信号含有随机误差，必须要对原始数据进行处理，才可以在系统计算中应用。另外测距雷达传来的只是车辆间的距离信息，必须从这些距离信息中比较准确的提取出车辆间的相对速度以及相对加速度信息。过去采用的办法是直接对距离信号取微分，得相对速度值，再对相对速度值取微分得相对加速度值，这种方法经实践证实是不可行的。问题主要有两点：一是距离误差对相对速度以及相对加速度的影响较大，实际计算得到的相对速度及相对加速度值难以应用。二是由于算法所限，系统实时性不好。在控制工程中常用的Kalman 滤波算法是一种实时滤波算法，并可以得到系统状态向量的平滑估计，本研究将Kalman 滤波算法应用于汽车主动避撞系统的雷达信号处理，可以有效地弥补上述两点不足。

图2 是对一次试验记录数据的滤波结果对比图。首先，Kalman 滤波由于是实时滤波，保证了系统处理的实时性。其次，从相对距离对比图中可以非常直接的看出，经Kalman 滤波处理后，由测量误差带来的距离值的突变得到了有效地抑制。从相对速度对比图可以看出，采用对距离值直接微分的方法得到的相对速度值波动非常巨大，实际计算中根本无法使用，而用Kalman 滤波方法得到的相对速度值则去掉了相对速度值的大的波动，反映了实际相对速度值的变化情况。

图2 Kalman 滤波结果对比图

2.1.2 行车安全距离动态算法

传感器正确获取车辆行车信息之后，需要进行各种信号的融合，进行车辆危险或安全状态的实时辨识。需要确定的是当前情况下的行车安全距离。本研究提出了一种基于驾驶员模型的安全距离确定方法。实际行车时，驾驶员总是要对车辆的运行进行一下预测，以决定当前的操作[7]，本系统所采用的驾驶员模型以此行为为基础。驾驶员预测t 秒后车间距离，将此车间距离与驾驶员认为的界限车间距离Xlim 进行比较，如认为车间距离将小于Xlim，则在当前时刻制动，当前时刻的车间距离即为极限安全距离。即

（1）

其中，Xsa 为极限安全距离；ΔV 为相对速度（Vc-Vt）；Vc 为自车速度；Vt 为目标车辆速度；at 为目标车辆减速度； 接近静止目标时：

（2）

（3）

接近运动目标时：

其中，thw 表示驾驶员的主观车头时距；ac 为驾驶员主观认为的自车最大制动减速度，其取值与路面附着系数有关；at、ΔV、Vc 通过传感器测量或信号处理得到，t，ac 以及thw 通过实验获得。这样，通过上述公式（2）、（3）、（4）、（5）就可以进行安全距离的计算。本模型的优点是通过实验手段，获得驾驶员主观特点数据，避免了由于路面附着系数不准确等因素带来的较大的安全距离计算误差。

2.2 汽车主动避撞控制技术

纵向汽车主动避撞系统对车辆进行控制的目的是将自车到前车的距离保持在安全水平。整个汽车主动避撞系统控制结构由上位控制器和下位控制器两部分构成，如图3 所示。要进行上位和下位控制的研究，建立车辆纵向动力学模型是基础，因此，车辆主动避撞控制技术包括车辆模型的建立、上位控制及下位控制策略的确定。

图3 汽车主动避撞系统控制结构图

图4 车辆纵向模型

2.2.1 车辆纵向动力学模型

车辆控制方法的评价是基于系统仿真及实验的结果，作为仿真评价的基础，首先需要建立比较准确的车辆动力学模型。本研究使用的实验车辆是某型自动变速器轿车，发动机排量1.8L。汽车纵向动力学总成包括：发动机、液力耦合器、自动变速器及车辆驱动系。各总成的特性参数及相互间的动力传递如图4所示。针对车辆纵向动力学各单元总成的特性，运用混合建模技术，得到整车纵向动力学仿真模型。基于Matlab/Simulink 软件平台的车辆模型如图5 所示。此模型的输入量有两个：节气门位置和制动压力，输出量是车辆速度和加速度。

图5 车辆仿真模型

为验证车辆纵向动力学模型的准确性，设计实车实验对车辆模型进行了验证，实验条件如表1所示。

表1 车辆模型验证实验条件表

分别记录各实验的节气门输入信号、制动压力输入信号、车辆的速度及加速度输出信号，按相同条件，进行车辆的模型仿真实验，记录仿真模型的速度及加速度输出，并将实验及仿真结果进行对比，得到对比图如图6 所示。

图6 实车实验结果与仿真结果对比图

2.2.2 上位控制方法研究

目前，国内外对上位控制器的设计已经做了很多工作[8][9]，PID 方法、LQ 理论，滑模理论以及模糊理论都被应用于上位控制器的设计，但基于以上方法的上位控制器基本以提高系统某一性能为目标，未能使控制精度和响应时间两方面都得到改善。本研究提出了基于混合策略的上位控制器设计方法，理论分析和仿真试验结果表明，该方法满足主动避撞系统对安全性和驾驶舒适性两方面要求的同时，降低了系统的响应时间。

所谓基于混合策略的上位控制器是指结合了LQ 方法和基于时间－能量最优控制方法优点的控制器。控制规律如图7 所示。基于LQ 方法的上位控制器取状态误差和控制量的二次型作为性能指标，所以该控制器的稳态误差小，控制过程中加速度也相对较小，但是由于性能指标没有直接体现系统的响应时间，所以系统响应相对较慢。基于时间－能量最优的上位控制器以响应时间和控制量的大小作为性能指标，较基于LQ 方法的上位控制器响应速度有所提高，但是该控制器不能稳定在原点。基于混合策略的上位控制器将LQ 控制稳态误差小和基于时间－能量最优控制响应速度快的特点结合，获得了较好的控制效果。

图7 基于混合策略的上位控制规律

针对汽车主动避撞对象的LQ 控制方法、基于时间－能量最优的控制方法以及基于混合策略的控制方法的仿真结果如图8 所示。从仿真结果可见，基于混合方法的上位控制器针对汽车主动避撞系统的特点，巧妙地结合了上述两种控制器的优点，即在保证良好的稳态精度的同时，改善了系统的响应速度。虽然该控制器的控制量相对较大，但仍然在舒适性的要求范围内。

a）车间距离响应曲线 b）被控车速响应曲线 c）被控车加速度响应曲线

图8 三种控制器的仿真曲线

2.2.3 下位控制方法研究

由于车辆制动、驱动力特性中含有强烈的非线性，同时车辆质量变动、道路坡度及风阻等外部干扰因素的存在，车辆下位控制器设计时控制系统的鲁棒跟随性和鲁棒稳定性往往不能得到兼顾[10]。针对这一问题，本研究设计了基于模型匹配方法的二自由度控制器来实现车辆主动避撞系统下位控制的控制性能。控制器结构如图9 所示。此处的二自由度控制器是指参考输入信号和控制对象的输出信号情报分别独立使用，就是既有反馈又有前馈的控制器。此控制器的特征是闭环目标值应答特性可以通过反馈特性的设计来独立设定。在这种情况下，利用前馈补偿器设定目标值的应答特性即模型匹配特性，利用反馈补偿器的设计实现反馈特性即系统的鲁棒跟随特性和鲁棒稳定特性。

图9 二自由度模型匹配控制器

针对汽车主动避撞系统下位控制模型匹配控制器性能，进行了如表2 所示内容的实车实验。实验结果如图10 所示。从实验对比结果可见，对于车辆及环境中存在的不确定因素对控制结果的干扰，模型匹配（MMC）控制器能在一定范围内予以消除，使系统具有很好的鲁棒跟随性及鲁棒稳定性。

表2 下位控制器性能验证实验条件表

a）实验1 结果对比图 b）实验2 结果对比图

图10 下位控制器控制效果对比图

2.3 车辆控制执行技术

汽车主动避撞系统所用执行器有两个：节气门伺服执行器和制动作动器。对于节气门伺服执行器，采用脉宽调制（PWM）控制的直流电机来实现。对于制动作动器由于制动系统的好坏直接关系到驾驶员的生命安全，所以要求自动制动系统响应要快，可靠性要高；由于目前汽车内可用空间较好，所以要求自动制动系统体积尽量小；为能够直接、迅速、广泛地在国内轿车上得到应用，要求自动制动系统对原车的改动要尽量小。在汽车行驶过程中，仍然以人为主，只当汽车间距小于安全距离而人又没有采取措施时自动制动系统才会起作用。在自动制动作用过程中，只要人一踩制动或加速踏板，则控制权便交给驾驶员，自动制动系统不起作用。所以在自动制动系统和原制动系统之间应当有电控切换装置。本研究设计的自动制动系统采用液压系统，原理图如图11 所示。本系统输出压力的控制采用高速开关阀结合脉宽调制（PWM）

控制来实现。

图11 液压自动制动系统原理图 结束语

使汽车具有主动安全性，集信息感知、动态辨识、控制等技术与方法于一体是ITS 的主要研究内容之一。世界各大汽车公司，都在开展这方面的研发，目前日本、欧美汽车企业在汽车主动避撞技术方面已取得实用化成果。这些技术虽然其理论研究成果可以借鉴，但涉及具体技术属于公司保密范围，国内企业难以得到具体技术资料，且中国的道路及驾驶习惯与国外不同，不能直接引进使用国外技术。本研究在车辆运动中对周围障碍物的感知技术和方法、车辆行驶危险或安全状态的动态辨识方法、汽车主动避撞控制及执行技术等关键技术问题的研究方面取得了一定的突破和创新，为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题，提供了理论及技术支撑。

参考文献 水越 雅司．自動運転の現状と将来．日本自動車技術, 1999,Vol.53(1):27-32 安間 徹，罔林 繁，村本 逸朗等．大型トラツクの追突警报装置．自動车技術会学术演讲会前刷集881，昭和63－5:105-108 Masayoshi Tomizuka．Advanced Vehicle Control System(AVCS)research for automated highway systems in California PATH.1994 vehicle navigation & information systems conference proceedings, 1994：41～45 Richard Bishop．Intelligent vehicle application worldwide．IEEE intelligent systems, January/February 2000：78～81 5 屠大维．用于车辆防撞控制的行车环境传感研究．中国机械工程第10 卷第6 期，1999 年6 月：701～703 6 李晓霞，李百川，侯德藻等．汽车追尾碰撞预警系统研究．中国公路学报第14 卷第3 期，2001 年7 月: 93～95 橋本 佳幸，里中 久志，重松 崇．衝突回避シスたムの開発．自動车技術会学術講演会前刷集943，1994 年5 月：57～60 Shinjiro Endo, Hiroshi Ukawa, Kazushi Sanada,etc．A study on speed control law for automated driving of heavy-duty vehicles considering acceleration characteristics．JSAE Review 20,1999:331～336 Matsumura S, Omatu S, Higasa H．Improvement of speed control performance using PID type neurocontroller in an electric vehicle system．IEEE World Congress on Computational Intelligence,1994 大前 学．プラトウーン走行の高度化を実現するための制御システムに関する研究.日本东京大学: 1999 年12 月 孙增圻．计算机控制理论及应用．北京：清华大学出版社，1989(end)