傳感器在汽車安全中的應(yīng)用研究綜述

1、 合肥工業(yè)大學(xué)技術(shù)文件寫作 與交流課程作業(yè)文獻(xiàn)綜述題 目：傳感器在汽車安全中的應(yīng)用研究綜述學(xué) 院：機(jī)械與汽車工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化13-1班成 員： 完成時(shí)間：2015年3月25日星期三傳感器在汽車安全中的應(yīng)用研究綜述 （合肥工業(yè)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，合肥 230601）摘要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和人民生活水平的提高，國民汽車保有量持續(xù)增加，隨之而來的汽車安全問題越來越受到廣泛重視，人們也從被動(dòng)安全向主動(dòng)安全轉(zhuǎn)變。同時(shí)在汽車安全技術(shù)發(fā)展中，傳感器的作用不可小覷，也是目前推動(dòng)汽車安全發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。在信息處理技術(shù)的推動(dòng)和微處理器的廣泛應(yīng)用中，傳感器逐漸成為汽車安全控制系統(tǒng)中

2、的重要部件，有著深遠(yuǎn)影響。論文從時(shí)間的維度分析了傳感器在汽車安全技術(shù)方面的應(yīng)用和發(fā)展，也對(duì)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)進(jìn)行橫向比較，深刻剖析汽車安全中傳感器的發(fā)展脈絡(luò)，把握未來傳感器技術(shù)在汽車安全方面的發(fā)展趨勢(shì)，為汽車安全技術(shù)發(fā)展提供有效參考。關(guān)鍵詞：汽車 安全技術(shù) 傳感器 研究現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)Introduction of sensor application in automotive safety(Hefei University of Technology School of Machinery and Automobile Engineering, Hefei 230601)Abstract: Wi

3、th the development of social productivity and the improvement of peoples living standards, the national automobile ownership continues to increase, with more and more widely attention to security issues following by and people also focus more on from passive safety to the active safety.Besides, in t

4、he development of automotive safety technology, the role of the sensor is greatly reckoned, and its also the important link to promote the development of automotive safety. And in the impact of information processing technology and the wide application of microprocessor, the sensor has gradually bec

5、ome an important part in automotive safety control system, having its far-reaching influence. This article through analyzing the sensors application and development in automotive safety technology from the dimension of time and reviewing the related technologies at home and abroad in transverse comp

6、arison, deeply analyzed the development of sensors in automotive safety, to grasp the future development trend of sensor technology in automotive safety, and provide effective reference for it.Keywords: automotive; security technology; sensor; current research status; development trend傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技

7、術(shù)，許多國家已經(jīng)將傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)列為同等重要的位置，稱為信息技術(shù)的三大支柱之一。傳感技術(shù)是自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)的重要組成部分。同時(shí)在自汽車誕生至今的百余年間，汽車產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，隨著居民生活水平的提高，全國乃至全球的汽車保有量逐年攀升，在滿足人們基本的交通需求外，汽車的安全也越來越受到重視。汽車技術(shù)發(fā)展最大的特征就是科學(xué)技術(shù)含量不斷提高，越來越多的部件采用電子協(xié)助控制，而傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的主要信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，對(duì)汽車安全技術(shù)的發(fā)展起著尤為重要的作用。所以分析研究傳感器在汽車安全方面應(yīng)用的發(fā)展對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展具有理論指導(dǎo)意義，并且對(duì)把握科研趨

8、勢(shì)有相應(yīng)的價(jià)值。1 傳感器簡(jiǎn)介及其發(fā)展梗概傳感器是能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號(hào)的器件或裝置，是實(shí)現(xiàn)傳感功能的基本部件。最初的傳感器起源于仿生研究。每一種生物由于自身的要求,要完成自己的生命周期,需要經(jīng)常與周圍環(huán)境交換信息,因此都有自己的感知周圍環(huán)境的自身的器官和組織,如人有眼、耳口、鼻、皮膚等,能夠分別獲取視覺、聽覺、味道、嗅覺、觸覺等方面信息。人們往往把傳感器比作為人的感官,如圖1所示。圖1 傳感器與人的感官之間的關(guān)系人類必須通過五官才能取得外界的信息,同樣,一個(gè)操作系統(tǒng)則需要通過傳感器對(duì)某一特定對(duì)象進(jìn)行測(cè)量才能得到信息,獲得的信息必須通過電子信號(hào)轉(zhuǎn)換后才能輸出。1.1傳

9、感技術(shù)的發(fā)展歷程基于仿生研究的傳感技術(shù),自古以來就滲透到人類的生產(chǎn)活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活的各個(gè)方面,如計(jì)時(shí)、產(chǎn)品交換、氣候和季節(jié)的變化規(guī)律等;由于各學(xué)科之間的相互融合和各行各業(yè)的需求,傳感技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并快速發(fā)展,其大體經(jīng)歷了3代歷程。1.1.1第1代結(jié)構(gòu)型傳感器它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。例如:電阻應(yīng)變式傳感器,它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時(shí)電阻的變化來轉(zhuǎn)化電信號(hào)的。1.1.2 第2代固體傳感器這種傳感器是20世紀(jì)70年代開始發(fā)展起來的,由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成,是利用材料的某些特性制成的,比如利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳

10、感器等。70年代后期,隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)集成傳感器。集成傳感器包括2種類型:傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化,例如:電荷耦合器件()、集成溫度傳感器(590)、集成霍爾傳感器(3501)等。1.1.3第3代智能傳感器智能傳感器是20世紀(jì)80年代剛剛發(fā)展起來的,其對(duì)外界信息具有一定檢測(cè)、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力,是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀(jì)80年代智能化測(cè)量主要以微處理器為核心,把傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路、微計(jì)算機(jī)、存貯器及接口集成到一塊芯片上,使傳感器具有一定的人工智能;20世紀(jì)90年代智能化測(cè)量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高,

11、在傳感器一級(jí)水平實(shí)現(xiàn)智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測(cè)量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。當(dāng)今世界傳感器市場(chǎng)正在以持續(xù)穩(wěn)定的增長之勢(shì)向前發(fā)展。2 國內(nèi)外發(fā)展概況2.1 國外汽車傳感器現(xiàn)狀目前,全世界約有40個(gè)國家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā),研發(fā)機(jī)構(gòu)達(dá)6 000余家,其中以美、日、俄等國實(shí)力較強(qiáng),他們建立了包括物理量、化學(xué)量、生物量三大門類的傳感器產(chǎn)業(yè),研發(fā)生產(chǎn)單位有4000余家、產(chǎn)品有20000多種,對(duì)應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn),大企業(yè)的年生產(chǎn)能力達(dá)到幾千萬支到幾億支。比較著名的傳感器廠商有美國霍尼韋爾（Honeywell)公司、福克斯波羅(Foxboro)公司、英國BellHo

12、well公司、荷蘭飛利浦、俄羅斯熱工儀表所等。世界各國對(duì)汽車傳感器的理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都相當(dāng)重視，技術(shù)進(jìn)步非常迅速。一些發(fā)達(dá)國家不斷研發(fā)新型傳感器并且提高其精度，使汽車性能大大提高。2010年前后，國外敏感元件與傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)是小型化、集成化、陣列化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國競(jìng)爭(zhēng)將加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。2.2國內(nèi)汽車傳感器現(xiàn)狀汽車傳感器市場(chǎng)增長主要來自于工業(yè)電子設(shè)備和汽車電子、通信電子等，其中前兩者是電子信息產(chǎn)業(yè)中增長最快，也是傳感器應(yīng)用最多的行業(yè)。隨著國家汽車安全法規(guī)的實(shí)施，ABS、安全氣囊的傳感器將

13、成為增長率最快的電子產(chǎn)品。但由于中國產(chǎn)品技術(shù)水平偏低，產(chǎn)品質(zhì)量無法達(dá)到汽車市場(chǎng)的要求，因此汽車傳感器中的高端產(chǎn)品依然無法自給，每年高性能汽車傳感器的進(jìn)口量就在50萬套以上。國內(nèi)汽車傳感器由于起步晚，還沒形成系列化、配套化，尚未形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，仍依附于汽車儀表行業(yè)，無自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)水平較低。如車速傳感器采用的是電磁式或霍爾式，存在著信號(hào)精度、分解能力、匹配性、抗干擾性、耐環(huán)境能力差等問題，而國外同類產(chǎn)品采用的是光電式，不存在上述問題。我國核心總成控制系統(tǒng)所需要的傳感器在應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)上還相差12個(gè)數(shù)量級(jí)，還難以完成惡劣環(huán)境的檢測(cè)。國內(nèi)現(xiàn)有最高水的汽車傳感器產(chǎn)品比國外同類產(chǎn)品落后10多

14、年。伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長,今后幾年國內(nèi)汽車工業(yè)對(duì)傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加,實(shí)現(xiàn)汽車傳感器國產(chǎn)化勢(shì)在必行。為適應(yīng)這一形勢(shì),應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器,盡快為汽車工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、空調(diào)排污系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車傳感器對(duì)整車廠而言,是二級(jí)配套產(chǎn)品,必須以系統(tǒng)形式進(jìn)入整車廠配套。一級(jí)系統(tǒng)配套商的實(shí)力關(guān)系到主機(jī)廠的品牌,所以必須建立系統(tǒng)平臺(tái),以系統(tǒng)帶動(dòng)傳感器的發(fā)展。3 傳感器應(yīng)用于汽車安全的技術(shù)發(fā)展隨著傳感器及其控制技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)汽車性能要求的提高，各種安全技術(shù)廣泛地用于汽車上，汽車的安全性可以分為被動(dòng)安全性和主動(dòng)安全性兩大

15、類：被動(dòng)安全性指是指在發(fā)生意外碰撞事故時(shí)，如何及時(shí)通過碰撞信息的判斷和傳遞對(duì)汽車司機(jī)和乘客進(jìn)行保護(hù)，盡量減少其所受傷害，主動(dòng)安全性指汽車避免發(fā)生意外事故的能力，主動(dòng)安全技術(shù)是應(yīng)用新技術(shù)來避免交通事故的發(fā)生，是以現(xiàn)代電子技術(shù)尤其是傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)的，已成為提高汽車安全性能的主要技術(shù)。此外，充分利用先進(jìn)的信息與通信技術(shù)(ICT)，加快安全系統(tǒng)的研發(fā)與集成應(yīng)用，為道路交通提供全面的安全解決方案。除了被動(dòng)式和自主式的車載安全裝置外，還須考慮車路協(xié)調(diào)合作方式，即通過車車以及車路傳感和通信技術(shù)獲取道路環(huán)境信息，從而更有效地評(píng)估潛在危險(xiǎn)并優(yōu)化車載安全系統(tǒng)的功能。3.1基于傳感器的被動(dòng)安全技術(shù)常

16、用和有效的被動(dòng)安全技術(shù)大致可以概括為以下幾個(gè)方面 : 3.1.1碰撞傳感器車用碰撞傳感器早期使用機(jī)械觸發(fā)式，主要應(yīng)用慣性原理，利用傳感器中元件的慣性力克服彈簧力實(shí)現(xiàn)信號(hào)的獲取和分析。機(jī)械式在加速度較低時(shí)不對(duì)安全裝置（當(dāng)時(shí)主要是安全氣囊）進(jìn)行機(jī)械觸發(fā)；但該傳感器只能單點(diǎn)傳感，對(duì)機(jī)械部件的品質(zhì)、精度和耐磨性要求極高。后來的機(jī)電式傳感器采用機(jī)電結(jié)合的方式，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，再利用電子信號(hào)控制觸發(fā)相關(guān)安全控件。之后融合了機(jī)械式和機(jī)電式的壓電晶體式傳感器，既具有機(jī)械式的優(yōu)點(diǎn)，又能克服機(jī)械式傳感器本身存在的缺陷，安裝在車身上任何位置，以便得到較好的減速信號(hào)，而且能夠在同一位置安裝多個(gè)傳感器，防止電

17、子信號(hào)的錯(cuò)誤判斷，提高準(zhǔn)確性和可靠性?；谝陨蟼鞲衅鞯募夹g(shù)發(fā)展，碰撞傳感器在汽車安全方面開始得到較好的應(yīng)用和效果。3.1.2安全帶系統(tǒng)從20世紀(jì)50年代開始為了保障駕駛和副駕駛成員在發(fā)生意外時(shí)的人身安全，防止因慣性因素造成更大的傷害，在車輛前排加裝安全帶，起到了較好的作用。隨著傳感器技術(shù)和電子控制技術(shù)的發(fā)展，安全帶也進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，座椅位置配備三點(diǎn)式蜷縮安全帶和安全帶預(yù)張緊器，前座椅安全帶還配備張緊力限制器。這種安全帶的特點(diǎn)是與碰撞傳感器的控制裝置連接，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故的瞬間乘員尚未向前移動(dòng)時(shí)通過傳感器的信號(hào)處理和控制，驅(qū)動(dòng)拉緊織帶，立即將乘員緊緊地綁在座椅上，然后鎖止織帶防止乘員身體前傾，

18、整個(gè)過程控制在0.1秒之內(nèi)，有效保護(hù)乘員的安全。3.1.3安全氣囊起始于20世紀(jì)70年代末的安全氣囊技術(shù)應(yīng)用到汽車安全系統(tǒng)上來，在汽車行駛過程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度和加速度變化等信息，由控制裝置（中央控制器）對(duì)這些 信息加以分析、計(jì)算和判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量等相關(guān)指標(biāo)超過預(yù)定值，則控制裝置向氣體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令或傳感器直接控制點(diǎn)火，點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生 N2 或?qū)?chǔ)氣罐中壓縮氮?dú)忉尫懦鰜沓錆M內(nèi)置于方向盤、副駕駛以及車體側(cè)面的碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時(shí)，通過氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量，達(dá)到保護(hù)乘員的目的。3.1.4安全輔助裝置當(dāng)預(yù)測(cè)車輛發(fā)生碰撞不可避免時(shí), 傳

19、感器會(huì)通過分析計(jì)算并把相關(guān)信號(hào)發(fā)送到機(jī)載微計(jì)算機(jī),微計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行安全輔助操作，如立即釋放門銷 ,避免因?yàn)榕鲎苍斐傻钠囬T窗無法打開而影響及時(shí)逃生或救援；還可以連接警示光源信號(hào)和音頻信號(hào)，提醒乘員做出相應(yīng)的自我保護(hù)準(zhǔn)備。3.1.5多軸加速度傳感器常規(guī)碰撞感應(yīng)加速計(jì)僅可從1個(gè)角度測(cè)量加速度數(shù)據(jù)，如正面碰撞時(shí)的縱向加速度（ X 軸）或側(cè)面碰撞時(shí)的橫向加速度（ Y 軸）。而多軸加速度傳感器技術(shù)既可以在同一殼體中增加多個(gè)單軸傳感器，也可以直接使用多軸傳感器，都能從多個(gè)方位同時(shí)測(cè)量加速度。還有在發(fā)生側(cè)翻時(shí)提供必要的技術(shù)保護(hù)。此外還有空氣流量傳感器、抽液壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感

20、器、曲軸位置傳感器等，都是為了保障汽車出于最優(yōu)的性能，在一定程度上保證駕駛的安全性。3.2基于傳感器的汽車主動(dòng)安全由于傳統(tǒng)意義上的被動(dòng)安全技術(shù)對(duì)駕駛員所提供的安全預(yù)警和輔助作用有限，更多的是在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)降低傷害程度，而不能及時(shí)避免汽車行駛安全事故的發(fā)生。所以隨著汽車電子信息交互技術(shù)和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，作為智能汽車安全的重要應(yīng)用技術(shù)之一，以事故預(yù)防為主要目的的主動(dòng)安全技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由此所形成的多種安全電子技術(shù)已不斷應(yīng)用到市場(chǎng)上，成為相對(duì)更合理的汽車主動(dòng)安全裝置。3.2.1防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）首先，通過速度傳感器檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速并由計(jì)算機(jī)計(jì)算出滑移率，這種檢測(cè)可以幫助車載微型電腦了解車輪是否抱

21、死；然后，按照檢測(cè)結(jié)果分析判斷并命令執(zhí)行裝置調(diào)整制動(dòng)壓力，從而使車輪處于一種臨界的理想制動(dòng)狀態(tài)。裝有ABS 的汽車，當(dāng)車輪即將到達(dá)下一個(gè)抱死點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)在1s 內(nèi)可作用60120次，相當(dāng)于不停地制動(dòng)、放松，即類似于機(jī)械式“點(diǎn)剎”，大大增加制動(dòng)效率。這種功能的正確使用，可以幫助我們?cè)诰o急剎車狀態(tài)下，是車輛維持轉(zhuǎn)向能力，在避開障礙物的前提下，而不至于因車輪抱死而失控，提高緊急情況下汽車的安全性能。3.2.2電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）這是一個(gè)需要與ABS系統(tǒng)配合使用的系統(tǒng)，汽車制動(dòng)的瞬間，傳感器分別對(duì)個(gè)輪胎所附著的不同地面情況及時(shí)作出感應(yīng)和計(jì)算，從而得出摩擦力數(shù)值，然后迅速對(duì)各車輪合理分配相應(yīng)的剎車

22、力，對(duì)平衡各車輪不同的摩擦力起到了作用，從而避免了車輛因各車輪因剎車力不同而造成的打滑、傾斜甚至側(cè)翻等危險(xiǎn)情況發(fā)生，進(jìn)一步保證乘員的安全。3.2.3牽引力控制系統(tǒng)（TCS）當(dāng)汽車在冰雪、濕滑、泥濘等路面行駛時(shí)進(jìn)行制動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致車輪打滑、方向失控乃至發(fā)生事故。這個(gè)系統(tǒng)依靠傳感器的檢測(cè)，如果從動(dòng)輪速度低于驅(qū)動(dòng)輪速度時(shí)，就會(huì)向控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)，使系統(tǒng)及時(shí)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間、減小油門、減小氣門開度、降擋或者適當(dāng)制動(dòng)車輪，避免車輪過度打滑。這個(gè)系統(tǒng)可以提高行駛穩(wěn)定性，降低或避免因加速過度和車輛甩尾失控的危險(xiǎn)情況發(fā)生。3.2.4電子穩(wěn)定程序（ESP）該系統(tǒng)也是一種牽引力控制系統(tǒng)。相比于其它牽引力控制系統(tǒng)，它既控制

23、驅(qū)動(dòng)輪，也協(xié)調(diào)從動(dòng)輪。它能夠主動(dòng)干預(yù)危險(xiǎn)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)車輛安全平穩(wěn)行駛。譬如：后輪驅(qū)動(dòng)的汽車通?？梢娹D(zhuǎn)向過 多、后輪失控甩尾的情況，而該系統(tǒng)的作用參與會(huì)使外側(cè)的前輪穩(wěn)定汽車。而在轉(zhuǎn)向過少的時(shí)候，該系統(tǒng)可以及時(shí)矯正循跡方向，放慢內(nèi)后輪。3.2.5緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA） 該系統(tǒng)可以促使剎車力的快速產(chǎn)生，從而縮短剎車 距離。傳感器根據(jù)從駕駛員作用于剎車踏板上的動(dòng)作，檢測(cè)到其緊急剎車的意圖，便會(huì)及時(shí)對(duì)剎車系統(tǒng)發(fā)出指令，產(chǎn)生足夠高的油壓并使 ABS系統(tǒng)發(fā)揮作用。3.3傳感器技術(shù)應(yīng)用于汽車安全的智能集成化的起步隨著信息技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)的發(fā)展，智能化汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)正逐漸向集成化程度更高、安全

24、作用能力更強(qiáng)的方向發(fā)展。其環(huán)境信息不單單由傳感器、雷達(dá)或攝像機(jī)等獲取，也可通過 GPS、GIS 等手段獲取更多的信息，而控制目標(biāo)也可設(shè)定為協(xié)調(diào)安全、節(jié)能、舒適等多目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用環(huán)境也將會(huì)從目前的良好路況逐漸向更復(fù)雜的路況拓展。面對(duì)人們?nèi)找嬖鲩L的安全需求，新型的汽車智能安全電子系統(tǒng)需著重解決的問題主要體現(xiàn)在: 基于多源信息提高復(fù)雜行車環(huán)境識(shí)別的準(zhǔn)確度 ; 提高危險(xiǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)的準(zhǔn)確性與安全決策的合理性；提高駕駛員對(duì)系統(tǒng)的可接受性；具備對(duì)系統(tǒng)性能科學(xué)高效的評(píng)價(jià)方法和措施。所以當(dāng)前先進(jìn)的汽車安全技術(shù)更多的。3.3.1車體自身安全技術(shù)集成化各種常規(guī)汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)都是對(duì)車輪及其周圍部件產(chǎn)生作用，從而

25、影響車輪和路面之間力的關(guān)系，所以它們之間不是彼此獨(dú)立的，而是互相影響、互相聯(lián)系和互相依賴的。在汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)日益增多的情況下，如果分別獨(dú)立地去考慮和設(shè)計(jì)各種主動(dòng)安全系統(tǒng)，然后再將它們?nèi)诤掀饋?，難免會(huì)出現(xiàn)某些控制功能不兼容甚至是沖突的現(xiàn)象，這與汽車主動(dòng)安全控制的目標(biāo)是背道而馳的，而且造成了控制資源的浪費(fèi)，系統(tǒng)可靠性降低。所以，將各種汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)綜合起來，實(shí)現(xiàn)多層面集成式的全局優(yōu)化控制，是十分重要且十分必要的。然而目前的汽車安全技術(shù)集成還處于研究和部分嘗試階段，未來的協(xié)調(diào)化全方位汽車主動(dòng)安全控制還將融合各種其它的主動(dòng)安全控制子功能，如汽車主動(dòng)懸架及車身控制、汽車自動(dòng)避撞系統(tǒng)等。這需要建立一個(gè)

26、處于最高級(jí)別的控制層，它的主要功能是利用車載傳感器系統(tǒng)和車載高速網(wǎng)絡(luò)獲知駕駛員操縱指令和整車運(yùn)動(dòng)特征，自行判別駕駛員意圖和汽車行駛周圍環(huán)境，并實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車運(yùn)行狀態(tài)。未來的協(xié)調(diào)化全方位汽車主動(dòng)安全控制更能夠?qū)崿F(xiàn)汽車的全局協(xié)調(diào)集成控制。3.3.2車-路協(xié)同式汽車安全控制技術(shù)目前，國內(nèi)外車載式駕駛安全輔助控制技術(shù)如主動(dòng)避撞系統(tǒng)、ACC 等，都是通過車載傳感器（如攝像機(jī)、雷達(dá)等）感知行車環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)車輛的主動(dòng)安全控制，保證行車安全。但這種自主式主動(dòng)安全控制技術(shù)由于信息來源單一，探測(cè)行車環(huán)境方法局限，無法在較為復(fù)雜的交通環(huán)境中及時(shí)有效地探測(cè)各種與行車安全有關(guān)的信息，所以控制效果相對(duì)較差，不能適應(yīng)現(xiàn)代交

27、通的發(fā)展要求。車-路協(xié)同式汽車安全控制技術(shù)是通過車路之間信息的交互與協(xié)同控制實(shí)現(xiàn)交通要素之間的一體化控制，擴(kuò)大了車載安全控制系統(tǒng)的信息來源渠道，是解決事故頻發(fā)、道路擁堵以及由此帶來的污染加重等目前道路交通存在的嚴(yán)重問題的有效手段。3.3.3車-車協(xié)同式汽車主動(dòng)安全控制技術(shù)在當(dāng)前復(fù)雜多變的交通環(huán)境中，依靠單一車輛的信號(hào)采集系統(tǒng)，無法全面、有效、及時(shí)地探測(cè)各種道路狀況信息，從而容易引發(fā)交通安全事故和導(dǎo)致交通擁堵情況的發(fā)生。將行駛在一定區(qū)域內(nèi)道路上的車輛連成 1 個(gè)局域網(wǎng)，使在這個(gè)局域網(wǎng)中的車輛進(jìn)行信息共享，則能大大提高汽車安全控制系統(tǒng)獲取行車環(huán)境信息的能力，提高行車安全性。4 汽車安全技術(shù)發(fā)展的展

28、望汽車安全技術(shù)涉及的范圍越來越廣越來越細(xì),但任何單一技術(shù)都或多或少存在不盡人意之處，而且僅僅依靠某一項(xiàng)技術(shù)己很難使汽車整體安全性能得到很大提高。因此, 如何提高汽車安全性, 滿足人們對(duì)汽車安全性能越來越高的需求, 變得越來越急迫。為了進(jìn)一步提高汽車安全性, 要做好兩個(gè)方面的工作: 一是不斷完善各項(xiàng)單一技術(shù)本身; 二是搞好各項(xiàng)單一技術(shù)之間的協(xié)同, 這一點(diǎn)更重要, 它直接影響到第一項(xiàng)工作的最終成敗, 即傳感器在汽車安全中的應(yīng)用應(yīng)朝著集成化、智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。4. 1 集成化集成化是使傳感器和測(cè)控儀器具有多種敏感元件、數(shù)字信號(hào)輸出、信息儲(chǔ)存和記憶、邏輯判斷、雙向通信、決策、自檢、自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償

29、、數(shù)值處理等功能的集成。集成化的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單項(xiàng)技術(shù)所有作用的簡(jiǎn)單總和?？v觀汽車安全技術(shù)的發(fā)展, 在主動(dòng)安全和被動(dòng)安全方面均有體現(xiàn)集成化趨勢(shì)的實(shí)例。在主動(dòng)安全方面, 車輛底盤綜合電子控制裝置綜合考慮汽車動(dòng)力性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)定性, 將各系統(tǒng)集成在一起, 使汽車安全性得到極大提高。在被動(dòng)安全方面,自適應(yīng)乘員安全保護(hù)系統(tǒng)（M R I S ) 利用一系列傳感器來監(jiān)測(cè)駕駛員座椅位置、安全帶使用情況、前排乘員乘座質(zhì)量和位置及碰撞烈度和碰撞力的方向等信息,再根據(jù)具體的碰撞特點(diǎn)對(duì)每個(gè)前排乘員氣囊的展開進(jìn)行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)可進(jìn)一步減少由于氣囊展開不對(duì)乘員造成的傷害, 特別是對(duì)于身材較小的前排乘員, 它不僅緩解

30、了安全氣囊技術(shù)自身的問題, 還為依靠集成化提高汽車被動(dòng)安全性樹立了典范。若將汽車主動(dòng)安全技術(shù)與被動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)行融合, 會(huì)得到更好的安全保護(hù)效果。4.2 智能化智能化是多傳感器系統(tǒng)能夠在復(fù)雜多變的環(huán)境中迅速、有效、準(zhǔn)確地獲取、分析、處理和綜合傳感器信息，它們基于多傳感器信息融合模式來做出正確的描述和決策。隨著電子信息等技術(shù)的飛速發(fā)展, 形形色色的智能技術(shù)在汽車上得到廣泛應(yīng)用, 安全技術(shù)逐步走向智能化，這些幾乎全部依賴于傳感器來實(shí)現(xiàn)其功能。如GPS ( 全球定位系統(tǒng)) 技術(shù)、智能避撞系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)、智能輪胎、智能懸架、智能安全氣囊等將在汽車上發(fā)揮越來越大的作用。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)運(yùn)算

31、速度的加快及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步, 也會(huì)有越來越多的新型智能化安全技術(shù)裝置將出現(xiàn)在現(xiàn)代車輛上, 這些智能裝置具有一定的識(shí)別、判斷能力, 在各種情況下都能自動(dòng)協(xié)助或自行控制駕駛汽車, 確保行車安全。汽車智能化的前期工作是用汽車的駕駛輔助系統(tǒng)彌補(bǔ)人的感知、判斷甚至操縱方面的不足, 等到相關(guān)技術(shù)如智能汽車操縱性能設(shè)計(jì)和人機(jī)工程設(shè)計(jì)等技術(shù)進(jìn)一步成熟后,可進(jìn)一步推動(dòng)汽車安全智能化。4 .3 系統(tǒng)化以整體的觀點(diǎn), 將汽車、道路、人作為一個(gè)系統(tǒng)來分析研究, 讓三者相互協(xié)調(diào), 達(dá)到各自性能的最佳匹配, 才能實(shí)現(xiàn)駕駛員行為特征、車輛機(jī)械特性及道路設(shè)施和交通法規(guī)之間的最優(yōu)協(xié)調(diào), 才能追求系統(tǒng)整體的最佳效益。傳感器技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代通訊技術(shù)、電子控制技術(shù)與IST, 可將使汽車達(dá)到幾乎不出現(xiàn)交通事故的水平。5 結(jié)語汽車安全已經(jīng)不僅是個(gè)技術(shù)問題, 在某種程度上也是一個(gè)重要的社會(huì)問題。它越來越受到汽車生產(chǎn)企業(yè)、政府管理部門和消費(fèi)者的重視。汽車傳感器對(duì)汽車安全具有非常重要的作用，對(duì)汽車的安全行駛起到了保駕護(hù)航的作用。目前我國的汽車業(yè)迅猛崛起，必將導(dǎo)致傳感器及其配套設(shè)施的需求大大增加。但是，目前我國汽車傳感器產(chǎn)品和技術(shù)水平總體上與國外相比存在很大的差距,主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的品種規(guī)格少、質(zhì)量差、制造成本高;高新技術(shù)應(yīng)用較少,工藝相對(duì)落后,整體水平較低;傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)與