??????? 目前國際上領(lǐng)先的底盤電控產(chǎn)品供
??????? 應(yīng)商和汽車制造商均開始推廣這一技術(shù)，但不同公司所 選擇的技術(shù)路徑或稍有差異。主流的集成方案有兩種： 一是基于 ESP 的集成控制方案。該方案集成了ABS， TCS，AYC 技術(shù)，實現(xiàn)了制動、驅(qū)動和轉(zhuǎn)向聯(lián)合控制， 此外，在一些商用車上進(jìn)一步集成了防側(cè)翻控制功能。
??????? 圖 4 底盤一體化控制系統(tǒng)
??????? 與此同時，隨著一體化控制的發(fā)展，底盤各電控 子系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、傳動控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向電控系 統(tǒng)，以及車載電子等多系統(tǒng)間信息共享和協(xié)調(diào)控制對通 訊問題提出了迫切的要求。如電子穩(wěn)定程序（electronic stability program，ESP） 雙 離 合 變 速 箱（dual clutch 、 transmission，DCT） 機(jī) 械 式 自 動 變 速 器（automatic 、 mechanical transmission， AMT） 等控制中需要和發(fā)動機(jī) 聯(lián)合控制扭矩輸出。因此整車電控技術(shù)需輔以完備的 汽車控制系統(tǒng)通訊 （高速通訊） 協(xié)議。當(dāng)前國際上主流 車型均建有完備的通訊體系，底盤各單元電控產(chǎn)品可以 根據(jù)需要從通訊網(wǎng)絡(luò)中獲取所需信息，進(jìn)行系統(tǒng)控制 的集成。 2.2.3 智能安全輔助控制技術(shù) 駕駛安全輔助控制技術(shù)利用現(xiàn)代電子信息技術(shù)、 傳感技術(shù)來擴(kuò)展駕駛?cè)藛T的感知范圍，將感知技術(shù)獲 取的外界信息 （如車距、其它障礙物距離） 傳遞給駕駛 人員；同時在路況與車況的綜合信息中辨識是否構(gòu)成安 全隱患；在緊急情況下 ，能自動采取措施控制汽車，使 汽車能主動避開危險，或在發(fā)生事故瞬間能有保護(hù)乘 員的輔助裝置，保證車輛及人員的安全。
??????? 1）Eye Car 技術(shù)：沃爾沃的 Eye Car 系統(tǒng)可以將不 同身高的駕駛員的視線都保持在最佳高度系統(tǒng)，會根 據(jù)每個人的特點對座椅進(jìn)行調(diào)節(jié)，使駕駛員視野不受 任何限制?？纱_保任何體型駕駛員都能保持最佳的坐 姿，擁有最佳的觀察視野和舒適度。 2）CamCar 技術(shù)： CamCar 技術(shù)旨在幫助提高駕駛 員的感知能力。多個鉛筆大小的攝像機(jī)和三個可切換 的視頻顯示屏為駕駛員提供了前、后視視線，這樣既 可方便泊車時的操作，又可在擁擠的交通中提高行駛 的安全性。 3） SensorCar 技術(shù)：交通傷亡事故中碰撞行人占有 很大的比例。馬自達(dá) SensorCar 概念車中采用的碰撞預(yù) 警系統(tǒng)技術(shù)主要是為了減少追撞和傷害行人的事故，對 于今后在事故防范方面取得進(jìn)展具有重要的意義。 4） 預(yù)防駕駛疲勞：日本先鋒公司防止司機(jī)開車打瞌 睡的系統(tǒng)它可通過心跳速度的變化，監(jiān)測司機(jī)是否打 瞌睡，在睡意來臨 15 min 前提醒司機(jī)注意，防止發(fā)生 事故。 5）防碰撞安全系統(tǒng)：日本豐田公司在其汽車防碰 撞安全系統(tǒng) （precrash safety system） 加入了可以監(jiān)測駕駛員狀態(tài)的攝像頭。攝像頭不僅可以偵測駕駛者頭部的 動作，還可以透過鏡頭直接測量駕駛者的上下眼皮距 離，來判斷是否打瞌睡，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)駕駛者的眼睛 處于 “關(guān)閉狀態(tài)” 以及存在發(fā)生碰撞的可能性時便會提 出警告。 目前，中國在智能安全控制技術(shù)領(lǐng)域也開展了多年 的研究，部分汽車企業(yè)和科研院所都在積極地推動相 關(guān)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。這其中就包括中國第一汽車集 團(tuán)公司、東風(fēng)汽車公司、廈門金龍客車有限公司等汽 車企業(yè)，以及清華大學(xué)、吉林大學(xué)、交通部公路科學(xué) 研究所等多家科研院所。雖然，中國在智能駕駛安全 輔助系統(tǒng)方面的應(yīng)用工作落后于國外發(fā)達(dá)國家，但隨著 國家對汽車主動安全技術(shù)的日益重視，越來越多科研 工作人員的參與，人們對汽車安全性要求的不斷提高， 汽車企業(yè)及配套企業(yè)觀念的轉(zhuǎn)變，中國交通和汽車行 業(yè)的快速發(fā)展，駕駛安全輔助系統(tǒng)的工程化技術(shù)開發(fā) 及產(chǎn)業(yè)化工作將會加速發(fā)展，越來越多的汽車智能化 安全系統(tǒng)必將成為車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置，具有很好的市場 前景 [19]。 2.2.4 基于人-車危險狀態(tài)監(jiān)控的安全預(yù)警技術(shù) 基于人-車危險狀態(tài)監(jiān)控的主動安全預(yù)警與干預(yù) 技術(shù)主要包括行車環(huán)境與車輛狀態(tài)的全向感知技術(shù)、 基于駕駛?cè)吮O(jiān)控與行為辨識技術(shù)的安全駕駛策略優(yōu)化 技術(shù)、基于交通環(huán)境和駕駛?cè)藸顟B(tài)的適應(yīng)式干預(yù)技術(shù) 等關(guān)鍵技術(shù)。 由于造成交通事故的原因復(fù)雜，涉及到交通活動 的各個環(huán)節(jié)，主要包括： 駕駛員警覺性的降低、不合理 的駕駛行為、行車環(huán)境的復(fù)雜性和突發(fā)性以及車輛自 身存在的安全隱患等。行車安全狀態(tài)識別是利用現(xiàn)代 電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)來拓展駕駛員的認(rèn)知局限性， 在人-車-路的綜合信息中辨識是否存在安全隱患。 開發(fā)高性能的行車安全狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)和信息服務(wù)平臺， 可為駕駛員提供有效的駕駛輔助，有效降低交通事故 的發(fā)生率。 由于這類技術(shù)在事故預(yù)防方面的顯著效果，已成 為世界各國重點研究的汽車主動安全技術(shù)之一。世界各大汽車公司、科研機(jī)構(gòu)在政府的支持下 ，紛紛開展 這方面的研發(fā)工作，部分產(chǎn)品已開始進(jìn)入市場。例如 梅賽德斯 - 奔馳公司在 2009 年推出的新 E 級車上首次 裝配了駕駛員注意力支持系統(tǒng)-- “Attention Assist” 系 統(tǒng)， 通過匯集 70 多組與注意力相關(guān)的操控動作參數(shù) （如 方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速的變化） ，來監(jiān)測駕駛?cè)说淖⒁饬?態(tài)。日產(chǎn)公司在北美銷售的 Infinite FX35 具有四周觀 測功能，輔助駕駛員安全泊車等。美國的 SAVE-IT 項 目通過監(jiān)控道路環(huán)境、車輛和駕駛員狀態(tài)，對車內(nèi)信 息進(jìn)行系統(tǒng)管理，達(dá)到提高駕駛安全性的目的；日本的 ASV 項目監(jiān)控駕駛員狀態(tài)、操作及車輛動作，對潛在 危險狀態(tài)及行為進(jìn)行預(yù)警由于交通事故的原因越來越復(fù)雜和多樣化，使得 通過對簡單、明顯的危險因素采取措施很難解決問題。 因此，需要改進(jìn)對這些措施的基礎(chǔ)性研究，在開展人、 路、車 3 個基本因素的相關(guān)研究之外，更加注重 3 個 因素之間協(xié)調(diào)作用的研究工作。 由于人的因素較為復(fù)雜， 將來的研究在一定時期內(nèi)還會主要集中在車路協(xié)調(diào)控 制方面。也就說，除自主式的車載安全裝置外，還輔 之以車路協(xié)調(diào)合作方式，即通過車車以及車路通信技 術(shù)獲取道路環(huán)境信息，從而更有效的評估潛在危險并 優(yōu)化車載安全系統(tǒng)的功能。 2）智能公路。 智能公路是基于目前的汽車安全系統(tǒng)，如車載導(dǎo) 航系統(tǒng) （vehicle information and communication system， VICS） 不 停 車 收 費 系 統(tǒng) 、 （electronic toll collection， ETC） 車 載 輔 助 安 全 系 統(tǒng) 、 （supplemental restraint system，SRS）） ， 和先進(jìn)輔助巡航公路系統(tǒng) （automated highway system，AHS） ，與道路基礎(chǔ)設(shè)施 （如路上檢測 系統(tǒng)、可變信息板、信標(biāo)、數(shù)字地圖、光纖網(wǎng)絡(luò)以及專 用短程通信系統(tǒng)等） 進(jìn)行集成，形成一個開放共用的基 礎(chǔ)平臺，將車載裝置一元化并實現(xiàn)車路一體化協(xié)調(diào)，提 供多種多樣的智能運輸系統(tǒng) （intelligent transportation system， ITS） 服務(wù)。 3） 基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究。 汽車安全技術(shù)的發(fā)展離不開各個子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 的突破，因此在未來的一段時期內(nèi)，關(guān)鍵零部件的研 究仍然是汽車安全技術(shù)的研究重點。例如汽車穩(wěn)定性 控制中的液壓單元、關(guān)鍵傳感器技術(shù)的突破、被動安 全碰撞中的人體模型等。只有在這些基礎(chǔ)性技術(shù)相對 成熟的技術(shù)上，汽車安全技術(shù)才會有更加長足的發(fā)展。
??????? 。
??????? 近些年來，中國在行車環(huán)境感知、危險駕駛行為 辨識和異常狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方面取得 了很大進(jìn)步，已經(jīng)形成了部分核心技術(shù)，積累了大量成 果和數(shù)據(jù)。但前期主要集中在對交通要素的分立研究， 沒有將交通活動視為全程的、完整的行為模式進(jìn)行探 討，缺乏對各交通要素之間關(guān)聯(lián)性的論證和對安全隱 患致因因素的模糊性、隨機(jī)性、交錯性、互動性的分 析。從目前國際上研究現(xiàn)狀來看，綜合考慮人-車-路 各個環(huán)節(jié)的綜合的安全狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)代表了未來的發(fā) 展方向，各發(fā)達(dá)國家在該方面也處在起步階段，它的 研究成功將會大幅降低交通事故發(fā)生率，產(chǎn)生重大的 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
??????? 3
??????? 汽車安全技術(shù)的展望
??????? 汽車安全與節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前國際汽車高新技術(shù)發(fā)
??????? 展的兩大主題。研制先進(jìn)安全汽車既是高效安全交通 運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時也是人民生命財產(chǎn)保證的必要 選擇。隨著汽車保有量迅猛增加，交通運輸系統(tǒng)日趨 復(fù)雜，再加上地區(qū)不穩(wěn)定因素及國際恐怖活動加劇， 在國家安全、社會經(jīng)濟(jì)安全方面對汽車安全提出了更 高的現(xiàn)實要求。先進(jìn)安全汽車技術(shù)的研究也成為了汽 車安全技術(shù)的核心任務(wù)。 所謂先進(jìn)安全汽車是指具有先進(jìn)的車載安全結(jié)構(gòu) 和裝置，集成了整車安全性設(shè)計、被動安全和主動安 全系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，能有效預(yù)防交通事故的發(fā)生并能顯 著降低交通事故中人員傷害的高安全性汽車。所謂先 進(jìn)安全汽車技術(shù)指應(yīng)用現(xiàn)代汽車設(shè)計、電子控制及交 通工程等領(lǐng)域中的先進(jìn)理論和方法對汽車在行駛過程 中產(chǎn)生的重大安全問題進(jìn)行診斷和控制，將交通事故 發(fā)生率及事故中人員傷害降到最低限度的高新技術(shù)。 具體而言，有以下 3 個發(fā)展方向： 1）車路協(xié)調(diào)控制。
??????? 參考文獻(xiàn)
??????? (References)
??????? [1] 世界衛(wèi)生組織 . 預(yù)防道路交通傷世界報告 [R]. 日內(nèi)瓦 : 世 界衛(wèi)生組織，2004. World Health Organization. World report on road traffic injury prevention [R]. Geneva: WHO, 2004. (in Chinese) [2] 王笑京 . 智能交通與道路交通安全－發(fā)展動態(tài)及建議 [C]// 2008 年第四屆中國智能交通年會論文集 , 2008. WANG Xiaojing. The review of ITS for traffic safety [C]// 2008 Fourth China Intelligent Transport Annual Meeting Thesis, 2008-09. (in Chinese) [3] 聯(lián)合國大會第 58 屆會議 . 全球道路安全危機(jī)決議 [R]. A/58/PV.84. 2004-04-14. GA/10236. Resolutions Adopted by the General Assembly at its 58th Session. Improving global road safety [R]. A/58/PV.84. 2004-04-14. GA/10236. (in Chinese)
??????? 106
??????? 汽車安全與節(jié)能學(xué)報
??????? 2010 年 第 1 卷 第 2 期
??????? [4] NAGAI Masao. 基于先進(jìn)控制技術(shù)的車輛主動安全領(lǐng)域 1(1): 14-22. (in 研究展望 [J]. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報 , 2010， English). NAGAI Masao. The Perspectives of Research for Enhancing Active Safety Based on Advanced Control Technology [J]. J Automotive Safety and Energy, 2010, 1(1): 14-20. [5] 劉翔 , 趙曉麗 , 張輝 . 基于動態(tài)序列圖像的汽車碰撞分析 系統(tǒng)的實現(xiàn) [J]. 計算機(jī)應(yīng)用與軟件 , 2008, 28(6): 171-173. LIU Xiang, ZHAO Xiaoli, ZHANG Hui. Implementation of vehicle impact analysis system based on dynamics image sequence [J]. Computer Appl and Software, 2008, 28(6): 171-173. (in Chinese) [6] King A I. 加快中國汽車安全發(fā)展的建議 [J]. 汽車安全與 節(jié)能學(xué)報 , 2010, 1(1): 1-5. (in English). King A I. A Suggestion for making rapid advances in automotive safety in China [J]. J Automotive Safety and Energy, 2010, 1(1): 1-5. [7] 喬維高 . 汽車被動安全研究現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]. 汽車科技 , 2008(4): 1-4. QIAO Weigao. Status and development about automobile passive safety research [J]. Auto Mobile Scie & Tech, 2008(4): 1-4. (in Chinese) [8] 鄒冬華 , 劉寧國 , 申杰 , 等 . 汽車碰撞中乘員損傷成因分析 與計算機(jī)仿真研究 [J]. 法醫(yī)學(xué)雜志 , 2006, 26(8): 261-263, 267. ZOU Donghua, LIU Ningguo, SHEN Jie, et al. Computer simulation by passenger wound analysis of vehicle collision [J]. J Forensic Medicine, 2006, 26(8): 261-263, 267. (in Chinese) [9] 劉福全 . 汽車安全控制新技術(shù) [J]. 交通科技與經(jīng)濟(jì) , 2008 (4): 62-63. LIU Fuquan. New Vehicle safety control technology [J]. Technology & Economy in Areas of Communications, 2008(4): 62-63. (in Chinese) [10] Shibahata Y, Shimada K, Tomari T. Improvement of vehicle maneuverability by direct yaw moment control [J]. Vehicle System Dynamics, 1993, 22: 465-48l. [11] YAMAMOTO Masaki. Active control strategy for improved handling and stability [R]. SAE paper, No 911902. [12] YASUI Yoshiyuki, TOZU Kenji, HATTORI Noriaki, et al. Improvement of vehicle directional stability for transient steering maneuvers using active brake control [R]. SAE paper, No 960485. [13] Gunther Buschmann, Hans-Thomas Ebner and Wieland Kuhn. Eleclronic Brake Force Distribution Control-A Sophisticated Additon to ABS [R]. SAE paper, No 920646.
??????? [14] 李強(qiáng) , 施國標(biāo) , 林逸 , 等 . 主動前輪轉(zhuǎn)向控制技術(shù)研究現(xiàn) 狀與展望 [J]. 汽車工程 , 2009, 3(7): 629-633. LI Qiang, SHI Guolin, LIN Yi, et al. Status and prospect of the research on active front steering control technology [J]. Automotive Eng, 2009, 3(7): 629-633. (in Chinese) [15] National Highway Traffic Safety Administration. ESC_ FR_03_2007 [S]. National Highway Traffic Safety Administration Federal Motor Vehicle Safety Standards, 2007. [16] 楊秀芳 , 張新 , 常桂秀 , 等 . 汽車主動安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn) 狀及趨勢 [J]. 重慶工學(xué)院學(xué)報 : 自然科學(xué)版 , 2008, 22(4): 15-17, 30. YANG Xiufang, ZHANG Xin, CHANG Guixiu, et al. Development status and trends of automobile active safety technology [J]. J Chongqing Institute of Technology: Natural Science, 2008, 22(4): 15-17, 30. (in Chinese) [17] 李亮 , 宋健 , 祁雪樂 . 汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究現(xiàn) 狀及發(fā)展趨勢 [J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報 , 2006, 37(2): 141-144. LI Liang, SONG jian, QI Xuele. Investigation and development of vehicle dynamics stability control system [J]. Trans Chinese Soc for Agricultural Machinery, 2006, 37(2): 141-144. (in Chinese) [18] 初長寶 . 汽車底盤系統(tǒng)分層式協(xié)調(diào)控制研究 [D]. 合肥 : 合肥工業(yè)大學(xué) , 2008. CHU Changbao. Research on Vehicle Chassis System Based on Layered Coordinated Control [D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2008. (in Chinese) [19] 劉威 . 智能交通系統(tǒng)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀與對策 [J]. 中國 科技財富 , 2009(6): 136. LIU Wei. The development status and countermeasure of intelligent transportation system in China [J]. Fortune World, 2009(6): 136. (in Chinese) [20] 郭瑋，晉艷艷 . 智能交通在各國現(xiàn)狀以及我國智能交通 的發(fā)展趨勢 [J]. 科技傳播 , 2009(5): 41-42. GUO Wei, JIN Yanyan. The global status of Intelligent Transportation and development trend of intelligent transportation in China [J]. Public Communication of Science & Technology, 2009(5): 41-42. (in Chinese)
??????? 宋健
??????? 清華大學(xué)教授，汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任， 主要從事汽車主動安全、汽車動力學(xué)等研究。
??????? SONG Jian
??????? Professor of Tsinghua University, deputy director of State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, engaged in the research of automotive active safety and vehicle dynamics.
???