摘要：汽车的安全性能， 与电子技术的发展直接相关， 汽车上使用了大量的电子原件和控制程序， 确保汽车技术状况良好， 减少交通事故的发生， 减少事故造成的人员伤亡和财产损失。本文简要讨论了汽车主动和被动安全技术， 认为电控技术的发展可以有效提高汽车的安全性能。
关键词：电控技术； 主动安全; 被动安全; 发展;
引言
近半个世纪， 电子科技发展迅速， 其成果应用于各个领域， 大量的电子技术已被应用到汽车上, 汽车作为现代社会不可缺少的交通工具， 它不仅给人们带来和便利的同时，也带来了大量的交通事故， 人们越来越重视汽车的安全性能， 因此，电子控制技术被广泛应用于提高汽车安全性能。
1 汽车电子控制技术的发展历程
汽车电控技术的发展， 四个阶段： (1) 七十年代以前是第一阶段， 是汽车电子控制技术发展的初级阶段。主要用于电子点火控制器、交流发电机电子电压调节器、电子闪光器、汽车收音机、数字时钟等。 (2) 八十年代是第二阶段， 是汽车电子控制技术快速发展的阶段， 集成电路和16位以下的微处理器广泛应用于汽车。主要用于电控门锁系统、超速报警系统、车辆防盗系统、故障自诊断系统等。 (3) 九十年代是第三阶段， 也是微型计算机在汽车上应用日趋成熟并向智能化发展阶段。主要用于牵引控制系统、四轮转向控制系统、声合成识别系统、数字油压表、蜂窝电话、加热挡风玻璃、倒车报警、自动后视镜系统、道路状态指示系统等。 (4) 二十世纪以后是第四阶段， 是汽车电子控制技术向智能化发展的先进阶段。主要用于多路传输系统、32位微处理器、动力优化控制系统、通信导航系统、安全驾驶检测报警系统、自动防追尾碰撞系统、自动驾驶系统、电子地图等。
2 电子控制技术在汽车中的具体应用
汽车电子控制技术主要用于主动安全和被动安全， 还有对汽车的全面控制。汽车主动安全技术主要包括：制动防抱死系统、电子制动力分配系统、驱动防滑系统、电子稳定系统、智能巡航控制系统；汽车被动安全技术主要包括安全带和安全气囊保护系统。
2.1 汽车主动安全技术
2.1.1 制动防抱死系统 (Anti―lock Braking System, 简称ABS)
制动防抱死系统又称制动防抱死系统。系统的基本功能是在实时状态下感知车轮的运动状态， 并对其进行调整， 使车轮的滑动率在最佳范围内 (15%~20%) , 防止车轮抱死造成事故。统计数据显示， 轿车, 重型卡车和公共汽车正在安装中ABS系统后, 交通事故发生率分别下降了8%， 15%和5%。通常， 防抱死系统能显著提高车轮运动状态下的安全性， 并在很大程度上减少事故的发生。
2.1.2 电子制动力分配系统 (Electric Brake force Distribution, 简称EBD)
汽车制动时，电子制动力分配系统的工作原理是， 用传感器测量每个车轮的转速， 当四个轮胎接触路面时，控制单元计算出不同的摩擦值， 根据数据提供相应的制动力分配方案， 调整制动力的分配， 制动力分配系统常被视为防抱死系统的辅助系统。EBD前轴和后轴制动力的分配比例可调节， 从而保证汽车的制动性能， 电子制动力分配系统也可与防抱死系统相结合， 提高汽车制动的稳定性。
2.1.3 驱动防滑系统 (Acceleration Slip Regulation, 简称ASR)
驱动防滑系统又称牵引控制系统， 以防抱死系统为基础， 驱动轮是否打滑取决于驱动轮的转速和从动轮的转速， 若发现驱动轮的转速高于从动轮， 系统自动发出控制命令， 一种控制系统速的控制系统， 它与ABS作用模式非常相似， 两者都使用传感器测量转速并将信号传输给控制单元， 收集信号计算、比较和处理后，控制单元发出控制指令，使汽车制动调节器工作。主要防止车辆在启动、加速或降低档位时驾驶轮打滑。 从而保证汽车驾驶的稳定性。
2.1.4 车辆电子稳定系统 (Electronic Stability Program, 简称ESP)
车辆电子稳定系统又称电子稳定程序。ESP基于制动防抱死系统， 方向盘的旋转角度、侧向加速度等信息通过汽车上的传感器收集， 这些数据信息将传输到微型计算机控制系统， 通过微处理器将存储的标准状态数据与新接受的数据进行比较， 判断汽车目前是否处于不稳定运行状态， 一旦发现汽车运行不稳定， 控制单元发出指令， 使液压调节器控制车轮制动器， 纠正侧滑。ESP系统包含ABS (制动防抱死系统) 及ASR (驱动防滑系统) , 这两种系统功能的延伸， 制动时不仅可以防止车轮抱死和打滑， 还能防止车辆侧滑。汽车经常转向过度， 此时后轮失控，甩尾， ESP制动减缓外部前轮以稳定汽车；当转向不足时， 校正运行方向， ESP内后轮制动减慢， 从而校正驾驶方向。此外, ESP驾驶员的驾驶意图和实际驾驶情况也可以以25次/秒的频率进行检测， 随时待命控制车辆侧滑， 确保驾驶员和乘客的驾驶安全。
2.1.5 智能巡航控制 (Intelligent Cruiser Control, 简称ICC)
与普通巡航装置不同，智能巡航控制， ICC可充分考虑日常驾驶的不同情况， 可设置多个自动调整项目。通过前红外雷达随时监控前车距离 (车速在40-140Km/h的工况下, 有效距离达120M) , 及时采取制动措施， 提醒并帮助司机避免追尾危险。车辆防碰撞电子控制装置由曾九明发明， 2008年获得国家专利， 该装置采用红外接收头和凸透镜聚焦原理， 安装在车辆前端， 大范围的信号可以接收， 并接收到一定距离外的障碍物信号后， 启动装置内的预警和减速制动装置。该装置的最小危险距离可设置为2米， 最大可设置为20米， 可有效防止追尾碰撞的发生, 该产品正在推广应用。
2.2 汽车被动安全技术
2.2.1 安全带系统
安全带系统的作用是在汽车紧急制动或碰撞时快速收紧预紧装置， 同时，安全带固定乘员， 防止乘员与物体碰撞造成伤害。撞车影响减弱时， 自动松开安全带。大量事故案件证明， 在90%的事故中，安全带可以减少或防止伤害。安全带控制装置有两种：一种是电子控制装置， 另一种是机械控制装置。常见的电子控制预拉紧装置是爆燃式的， 由气体引发剂、气体发生剂、导管、活塞、绳索和驱动轮组成。当汽车受到碰撞时预拉紧装置受到激发后, 密封导管底部的气体引发剂立即自燃， 在同一密封导管中引爆气体发生剂， 气体发生剂立即产生大量气体膨胀， 迫使活塞向上移动拉绳， 绳索驱动驱动轮旋转， 驱动轮旋转卷收器卷筒， 织带卷在卷筒上， 将织带拉回来。最后, 卷收器紧急锁定织带， 固定乘员身体， 防止身体前倾，避免与方向盘、仪表板和玻璃窗碰撞。
2.2.2 安全气囊防护系统 (Supplemental Inflatable Restraint Sys-tem, 简称SRS)
一些安全气囊防护系统也被称为安全气囊防护系统Air Bag”。汽车安全气囊， 通常设置在方向盘、前面、侧面和车顶。当汽车发生碰撞事故时， 汽车与障碍物的碰撞是第一次碰撞， 人与车上相应部件的碰撞是第二次碰撞， 第二次碰撞造成人员伤亡。汽车第一次碰撞后， 第二次碰撞发生前， 传感器感受汽车碰撞信号并将其传输给控制器， SRS的ECU接收传感器信号， 当需要打开安全气囊来判断碰撞强度时， 点火信号立即触发气体发生器， 点火后，气体发生器迅速产生大量气体，迅速展开气囊。 气囊的整个充气过程大约需要30个ms, 安全气囊充满气体后， 又通过气囊上的排气节流阻尼放气作用吸收乘员的动能, 防止乘员前、侧、膝、头与车内相应部件发生碰撞， 以保护乘员。
3 电控技术对汽车安全性能的展望
随着使用的电子设备越来越多， 电子控制技术的综合应用越来越强， 从发动机电气控制到汽车底盘电气控制系统，从传动系统控制到电源管理系统和仪表报警系统，从汽车舒适系统到安全保证系统，形成一个庞大而复杂的系统。典型的现代控制单元 (ECU) 管理电控燃油喷射系统 (Electronic Control Fuel Injection System) 、无级自动变速器系统 (ECVT) 、双离合器无级变速系统 (DSG) 、电子悬架系统 (ECS) 、电子防盗系统 (PATS) 、防抱死制动系统 (ABS) 、防滑控制系统 (ASR) 、车辆电子稳定系统 (ESP) 、安全气囊防护系统 (SRS) 、智能四轮全时四轮驱动系统 (HALDEX) 等等。智能交通管理系统 (ITS) 快速发展， 以3G (GPS、GIS和GSM) 新型电子通信产品的出现， 要集中控制管理， 车载局域网 (Controller Area Network, 简称CAN) , 局域网系统作为一种可靠的汽车计算机网络总线系统可以胜任次项任务。汽车计算机控制单元可通过CAN总线共享所有的信息和资源, 如车载局域网系统图所示， 所有电子控制单元通过总线与网关连接， 统一处理信号和发送指令， 简化布线，减少传感器数量，避免重复控制功能，提高系统可靠性和可维护性，更好地匹配和协调各控制系统。CAN总线已开始应用于高档汽车， 灵活性高，扩展简单，抗干扰性好，处理错误能力强， 大大提高了汽车的动力、操作稳定性、舒适性和驾驶安全性。
4 结束语
人们对电子控制技术的探索和创新永远不会停止。汽车上使用了许多成就， 安全性能是汽车技术的重要组成部分， 汽车技术将随着人类科技的进步而全面推进， 朝着更高的品味， 更先进的技术方向发展， 确保汽车行驶安全。
参考文献
[1]覃新居.基于CAN总线技术在汽车中的实际应用[J].大众科技, 2012, 8.
[2]王兴祥.汽车安全技术的研究现状及前景[J].科技论坛, 2013, 6.
[3]张琨林.汽车电控制技术在汽车安全领域的应用[J].电子技术, 2013, 4.
[4]谢晓鹏, 王喜顺.现代汽车安全技术综述[J].汽车运用, 2005 (5) .
[5]王勤.浅谈电子技术对汽车安全行驶的作用[J].黑龙江科技信息, 2011 (8) .
[6]杨翠萍, 官慧峰.高速公路汽车防撞系统的安全行车距离研究[J].自动化仪表, 2008, 29.