汽车主动安全装置全解析

汽车的主动安全性是指事故将要发生时，操纵制动或转向系统避免事故发生的能力，以及汽车正常行驶时保证其动力性、操纵稳定性、驾驶舒适性、信息性正常的能力。

1.制动系统

（1）防抱死制动系统（ABS）。ABS是Antilock Braking System的缩写。在汽车制动过程中，ABS通过轮速传感器实时检测各车轮的转速，当车轮出现抱死、滑动趋势的现象时，ABS的电控单元根据轮速传感器送来的信号实时调节对应车轮的制动力，以避免车轮发生抱死或者滑动，进而提高车辆紧急制动情况下的转向操纵性及行驶稳定性，并缩短在大多数情况下的紧急制动距离，减少车祸的发生，如图1-11所示。

图1-11 防抱死制动系统（ABS）

（2）电子制动力分配装置（EBD）。EBD是Electric Brake Distribution的缩写，或称EBV，其作用是在汽车制动的瞬间，高速计算出4个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值的不同，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和安全。它是ABS的辅助装置，可以改善ABS的功效。

（3）驱动防滑系统（ASR）。ASR是Anti-Slip Regulation的缩写，或称TCS，其作用是当汽车起步或加速时将滑移率控制在一定的范围内（5%～15%），防止驱动轮快速滑动，从而提高汽车的驱动力。它是对ABS的完善和补充。ASR保证了汽车行驶过程中（起步、加速时）方向的稳定性和可操纵性。

（4）电子稳定程序（ESP）。ESP是Electronic Stability Program的缩写，ESP由电子控制单元ECU、带ECU的液压调节器、轮速传感器、转向角传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器等组成。如图1-12所示，当车辆在各种不稳定状态下（在转向过度或转向不足的情况下效果更加明显），ESP能够同时精确测量四个车轮的制动力，并按照25次/s的频率检测驾驶人的行驶意图和车辆的实际行驶情况。如果车辆不按照转向意图行驶，ESP迅速反应，通过液压调节器，调节每个车轮的制动力，如有可能，还会干预发动机和传动系统，车辆就可以被“拉”回正确的行驶轨迹上。ESP整合了ABS和ASR的功能。

图1-12 电子稳定程序（ESP）工作原理

（5）制动助力系统。丰田普锐斯轿车配置了制动助力系统，如图1-13所示。分别在以下情况下起作用：

1）在紧急制动情况下。驾驶人往往会惊慌失措而不能用力踩制动踏板。制动防滑控制ECU根据总泵压力传感器和制动踏板行程传感器的信号，计算制动踏板作用的速度和程度，然后判定驾驶人紧急制动的意图。如果ECU判定驾驶人确实想紧急制动，则系统就会启动制动执行器来增大制动液压。也就是说，制动助力系统将急踩制动踏板视为紧急制动，此时，如果驾驶人踩制动踏板的力不足，系统也会产生制动力。

图1-13 制动助力系统

2）车辆满载时。即使不提供快速制动，也需要很强的制动力。因此，也要使用制动助力系统。

（6）发动机牵引力矩调整（EBC）。EBC是Engine Braking Control的缩写，也称MSR，其作用是防止发动机突然出现较大阻力后，如发动机制动时（加速踏板突然松开或者挂入低档时）出现驱动轮抱死。

（7）电子差速锁止（EDL）。EDL是Electronic Differential Lock的缩写，其作用是当车辆处于附着力不同的路面时，通过对空转的车轮（单侧车轮打滑）施加制动实现车辆起步行驶。

（8）车身稳定控制系统（VSC）。VSC是Vehicle Stability Control的缩写，该系统是以ABS为基础发展而成的。系统主要在大侧向加速度，大侧偏角的极限工况下工作，它利用左右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象，如在弯道行驶中，因前轴侧滑而失去路径跟踪能力的驶出现象及后轴侧滑甩尾而失去稳定性的激转现象等危险工况。

（9）弯道制动控制（CBC）。CBC是Curve Braking Control的缩写，其作用是当正在转弯的时候，如果使用制动系统，CBC会根据你的切弯程度来控制制动系统，不会让过弯动作因制动造成侧滑。CBC只有在弯道上制动才会启用。

2.转向系统

（1）电控动力转向系统（EPS）。EPS是Engine Control Power Steering的缩写，也叫电控随速转向助力，如图1-14所示。其作用是在各种不同的速度状况下，通过电控单元自动调整转向盘的操纵力。在低速行驶和车辆摆放时，驾驶人只需较小的力就能灵活地进行转向；在高速时，能自动调整使操纵转向盘的力加大。既提高了驾驶舒适性及转向灵活度，又能克服转向“发飘”的弊病，使驾驶操作时有显著的转向感，保证了高速行驶时的稳定性和安全性。

图1-14 电控动力转向系统（EPS）

EPS根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。

液压式EPS是在传统的液压动力转向系统（HPS）的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。

电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，当汽车转向时，转矩（转向）传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，电动机会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，产生助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于休眠状态等待调用。

通过将装有EPS和装有HPS的车辆对比看出，在不转向的情况下，EPS能降低2.5%的燃油消耗；而在使用转向情况下，燃油消耗更是降低了5.5%。此外，EPS可根据车速自动控制转向助力力度，有效解决一直困扰着传统转向系统的方向盘“轻”和“灵”的难题，提高了行驶安全性。

（2）可变传动比（齿比）主动转向系统

车轮的转向通过转向盘控制，车轮的转向角与转向盘的转向角是有一定比例的，这就是转向传动比，一般轿车的传动比是固定的，一般为1∶12～1∶20。

但是固定的传动比不是很理想，例如在原地掉头时，需要传动比小一点，这样转向盘就可以少转两圈；而高速行驶时，需要传动比大一点，保证车辆行驶的稳定性。

可变齿比主动转向系统就能够实现这一点，在不同的情况下，将传动比在1∶14与1∶22之间进行调节。如宝马、奔驰轿车上配置有该装置。

3.行驶系统

（1）自适应空气悬架系统（CDC）。CDC是Continuous Damping Control的缩写，该系统是通过调节悬架的刚度、减振器阻尼和车高控制，使悬架在不同的条件下具有不同的弹簧刚度和阻尼减振，防止汽车前倾、后倾等不稳定状态，从而满足行驶平顺性要求和操纵稳定性要求，同时又能达到安全行驶的目的，如图1-15所示。

图1-15 自适应空气悬架系统（CDC）

例如，一汽奥迪A8轿车的自适应悬架系统有“automatic”（自动）模式（基本高度）、“dynamic”（运动）模式（-20mm）、“comfort”（舒适）模式（基本高度）、“lift”（提升）模式（+25mm）。

（2）定速巡航系统（CCS）。CCS是Cruise Control System的缩写，该系统在启动后，可以按照驾驶人的设定速度，不用踩加速踏板就自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶（图1-16）。这个装置在高速公路上长时间行车时非常实用，驾驶人不用控制加速踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。

专业人士表示：原则上定速巡航要在高速公路或全封闭路上使用。

图1-16 定速巡航系统（CCS）

注意：如果您的爱车装有CCS，在维修车辆时，提醒维修人员注意，不要无意间对该系统造成干扰或损坏。

（3）自适应雷达巡航控制（ACC）。

1）ACC（Adaptive Cruise Control）系统是定速巡航系统的升级品，是一种自动调节前后两辆行驶汽车之间距离和相对速度的辅助系统，也叫电子自动驾驶仪（图1-17）。ACC系统由ABS、ASR、ESP及带信号处理和调节单元的雷达探测器组成。

2）ACC系统通过自动提速、收加速踏板或制动而使车速自动与交通条件相适应。它可以认出前头跑得较慢的车，并通过自动（而非驾驶人主动）制动自行减低车速，以便与前车保持较安全的距离。如果前车速度改变时，自动巡航控制车的车速和距离也都相应地随之改变。当前方有足够的安全距离时，车辆又会自动恢复初始的设定速度。

图1-17 自适应雷达巡航控制（ACC）

（4）驾驶模式选择系统。如果您买车既需要舒适又需要运动，就选择配置有驾驶模式选择系统的车型。

一般配置有驾驶模式选择系统的车型至少都有三种模式可以选择：舒适、自动、运动。通过三种模式的选择，可以对车辆的各种特征进行调节，以适应您的需求。(https://www.xing528.com)

一般的驾驶模式选择系统可以调节变速器的换档特征和转向盘的转向特征。复杂点的可以调节发动机的动力输出以及悬架的特征。如果是越野车，还可以调节底盘的高低。

例如奥迪A5轿车，可选装驾驶模式选择系统，该系统由可调运动悬架和动态转向系统组成。

（5）轮胎压力监测系统（TPMS）。TPMS（Tire Pressure Monitoring System）由轮胎气压传感器和轮胎气压监测模块组成。系统不断监测四个轮胎的气压，压力传感器周期性地测量实际轮胎气压，压力信息通过射频（RF）通信，传送至轮胎气压监测系统模块。轮胎气压监测系统模块解译收到的射频信号，将数据格式化，然后经由车身控制模块（BCM）将数据传送至组合仪表多功能显示屏（MFD）。这样驾驶人可方便地获取轮胎气压值，在轮胎气压不稳时，对轮胎气压进行调节，如图1-18所示。

图1-18 轮胎压力监测系统（TPMS）

（6）铝合金轮毂。由铝合金材质制成的轮毂，具有质量轻、散热快、安全、节能、舒适性好和外观漂亮等优点。

（7）车身运动套件。包括前后保险杠、进气格栅、轮拱、侧边裙、尾翼等。车身运动套件质量都比较轻，能减少汽车的空气运动阻力和提高车身行驶稳定性。

也有的汽车只装配尾翼（扰流板），主要作用是减少车辆高速行驶时尾部的升力。如果车尾的升力比车头的大，则后轮的抓地能力减小，容易导致车辆甩尾、侧滑等，使高速行驶稳定性变差。

4.抬头显示系统（HUP）

HUP（Heads Up Display）又叫平视显示系统（图1-19），它可以把重要的信息，如车速、导航信息等映射在前风窗玻璃上，使驾驶人不必低头，就能看清重要的信息。从而避免分散对前方道路的注意力。

图1-19 抬头显示系统（HUP）

图1-20 主动转向前照灯（AFS）

5.照明和夜视系统

（1）主动转向前照灯（AFS）。AFS（Adaptive Front-lighting System）又叫做自适应转向前照灯系统（图1-20），它能够根据汽车转向盘角度、车辆偏转率和行驶速度，不断对前照灯进行动态调节，适应当前的转向角，保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶人提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。

（2）电子感光防眩目后视镜。防眩目后视镜与普通后视镜相比，能有效减少夜间因后车灯光过强而对汽车驾驶人造成的眩目光，从而保持行车安全。

镜面由一面特殊镜子、两个光敏二极管和电子控制器组成。当强光照在后视镜上时，镜上的传感器把光信号传送给电脑，经过信号处理，控制电路会使镜面颜色变深，以吸收后车带来的强光，起到防眩目的作用。

（3）能够产生弯曲灯光效果的前照灯。当车速低于70km/h且已打开转向灯或转动转向盘时，就会有一个附加的前照灯打开。该附加前照灯将照亮汽车前面与行驶方向呈90°的右侧或左侧区域。

（4）主动式弯道照明灯。借助一个电动机，能够在12°范围内转动，以便让驾驶人在转弯时能够看清前方弯道的路面。

（5）夜视系统。通过车内的显示屏将车外看不清的障碍物显示出来，使驾驶人在黑夜里看得更远更清楚（图1-21）。现在的夜视系统主要采用红外线技术或热感技术。

提醒：夜视系统只是一种辅助装置，不能代替车灯。

（6）前照灯清洗装置。在前照灯的下方有一出水口，随时可以清洗前照灯的灰尘及污垢。通常高级一些的车型都具备此功能，如图1-22所示。

图1-21 夜视系统

6.汽车视野

先进的汽车视野设计可以给驾驶人提供一个对路面和周围车道的无阻碍视野和最好的视见度。这种技术包括：

（1）眼位传感器。用眼位传感器测定驾驶人眼睛的位置，据此确定、调节座椅的位置。

（2）电动座椅。电动机将座椅自动升降到最佳高度，为驾驶人提供能够掌握路面状况的最佳视线；电动机自动调整转向盘、踏板、中央控制台，甚至地板高度，提供尽可能舒适的驾驶位置。

图1-22 前照灯清洗装置

（3）摄像系统。安装在汽车上的摄像系统，使驾驶人能够绕过大型车辆提前看到隐蔽处的汽车或行人，提供增强的侧方视野，并可以获得车后的全景视野。

图1-23 人机工程视野

（4）人机工程视野（Ergovision）。将人机工程特征以及最佳的视野融为一体的系统，如图1-23所示。

如Volvo YCC，驾驶位置是通过对驾驶人身体扫描后所得到的数据确定的。这个位置以数字形式存储在钥匙单元中。坐进驾驶人座椅后，把钥匙靠近中央控制台，座椅、转向盘、踏板、头枕以及安全带将会自动调整以适应你的个人体形，使你获得最佳坐姿和最佳视野。如果想改变储存的座位设置，可以先改变系统中对不同汽车部件的设置，然后把这一系列数据存储到钥匙单元中。如果你的视野不正确，系统将通过小型全息摄影装置发出警报，一个“眼睛”标示将显示在风窗玻璃和车门间的A柱上。

（5）感应式自动刮水器。感应式自动刮水器能通过雨量传感器感应雨滴的大小，自动调节刮水器运行速度，为驾驶人提供良好的视野，从而提高雨天驾驶的方便性和安全性。

（6）变道辅助系统。变道辅助系统（图1-24）通过车外后视镜下方探头，可以更加准确和及时地探测到两侧盲区内的车辆，当车辆开启转向灯准备变道驾驶时，通过车内A柱位置，或者是后视镜外壳内侧的提示灯亮启闪烁来警示驾驶人在盲区内有其他车辆。

图1-24 变道辅助系统

图1-25 自动泊车系统

图1-26 可视倒车系统

（7）自动泊车系统。自动泊车系统（图1-25）包含车头和车尾各四个传感器，以及左右两侧前轮轮眉上的两个PLA传感器，在车头两侧几乎180°的位置各设计了一个雷达探头。运用超声波传感器扫描路面两侧，通过比较停车的空间和车辆的长度，自动寻找合适的停车位。找到合适位置后，驾驶人就只需控制制动，加速踏板和转向盘都进入自动模式，你会看到转向盘在自动泊车系统的指挥下来回修整，很快便可将车停进停车位，并且液晶屏会有相应的显示，目前这一系统暂时还只能支持侧方停车。

（8）可视倒车系统。原厂配置的可视倒车系统（图1-26），其视角与车体后平面呈一定夹角，可以与自己车尾后保险杠边沿作参照。操作方面也更加人性化，如奥迪车型提供倒车划线的功能，也就是说，根据驾驶人转向盘转动的角度，自动在图像上划出按照这个角度车辆未来的倒车路线，从而给驾驶人以指引，很轻松地倒入车位。如英菲尼迪等高端车型还能通过安装在车身前后和两侧后视镜下的多达四个摄像头，模拟车顶鸟瞰视角，实现360°的无盲区可视倒车。

对于加装的可视倒车系统，只要车内拥有DVD系统等液晶屏幕，车主们都可以自行在车尾加装摄像头，实现可视倒车，但其视角是平行的。