3.8.1 发动机安全辅助电子系统
1.电子限速
电子限速的作用是限制车速过快，防止因车速过快造成事故，如图3-65所示。电子限速器可以实时监测车辆的速度，当车速达到一定值的时候，它就会控制供油系统和发动机的转速，这时即使踩下油门踏板，供油系统也不会供油。
图3-65 电子限速
一些汽车由于安全方面的考虑将最高时速进行了限制，比如德国的奔驰、宝马以及奥迪的部分车型都将最高车速限定在250 ｋm/h。
2.电子功率控制
电子功率控制（Electronic Power Control，EPC）全称发动机电子功率控制系统，如图3-66所示，很多人也称它为电子节气门（Electronic Throttle Control，ETC）。该系统由一些传感器、控制器等元件组成。当某传感器出现故障或感知到不正常的情况时，控制系统就会根据设置好的程序采取相应的措施。
以往驾驶员根据发动机的动力需求来操控加速踏板，加速踏板通过钢丝拉线控制节气门开度。在EPC系统中，取消以前的油门拉线而用踏板装置的传感器来取代，发动机控制单元（ECU）根据踏板装置传感器反馈的位置数据经过计算得到最佳目标节气门开度并发送一个信号给节气门驱动电动机使节气门旋转到这个角度。
图3-66 电子功率控制
这种方式优于拉线式加速控制，因为电子油门通过对来自加速踏板位置输人信号的计算、分析，得知发动机的动力需求，并将这些信息通过各个执行器转变成发动机的转矩。由于安全、燃油消耗等原因，发动机的转速需要调整时，发动机控制单元可以不通过加速踏板来调节节气门的位置。这种结构的优点是控制单元能根据各种需求来限定节气门的位置。
EPC指示灯在大众车中比较常见。打开钥匙门后，车辆开始自检，EPC指示灯会点亮数秒，随后熄灭。如车辆起动后仍不熄灭，说明车辆机械与电子系统出现故障。一般来说，EPC灯亮有两种可能：一种是节气门脏了，应进行清洗；另一种是制动灯不亮，需要检查制动开关以及线路。另外，由于油品质量问题，EPC故障灯也会点亮。
3.发动机起停
发动机起停系统就是在车辆行驶过程中临时停车（如等红灯）的时候，自动熄火，当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机的一套系统，如图3-67所示。
图3-67 发动机起停系统
发动机起停系统是近几年来发展较迅速的汽车环保技术，特别适用于走走停停的城市路况。2012年，欧洲新上市的车中已有50%配备起停系统。该系统在城市工况下可达到15%左右的节油能力。
使用方法：行驶中只要直接踩制动踏板，车辆完全停止大概2 s后发动机就会自动熄火，一直踩着制动踏板，发动机就会保持关闭。只要一松开制动踏板或者转动方向盘，发动机又会马上自动点火，立即又可以踩加速踏板起步，整个过程都处于D挡状态。
3.8.2 底盘安全辅助电子系统
1.防抱死制动系统（ABS）
ABS中文译为“防抱死制动系统”，它是一种具有防滑、防抱死等优点的汽车安全控制系统。ABS是在常规制动装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装ABS系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮抱死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，如图3-68所示。
图3-68 ABS系统
2.电子差速锁（EDS）
电子差速锁英文全称为Electronic Differential System，它是ABS的一种扩展功能，用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力，从而对汽车的打滑车轮进行控制，如图3-69所示。
图3-69 电子差速锁
EDS的工作原理比较容易理解。因为差速器允许传动轴两侧的车轮以不同的转速转动，如果传动轴某一侧的车轮打滑或者悬空，会造成另一侧车轮完全没了动力，当EDS电子差速锁通过ABS系统的传感器，自动探测到由于车轮打滑或悬空而产生的两侧车轮转速不同的现象时，就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动，从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮，保证汽车平稳起步。当车辆的行驶状况恢复正常后，电子差速锁立即停止作用。
当汽车驱动轴的两个车轮分别在不同附着系数的路面起步时，例如一个驱动轮在干燥的柏油路面上，另一个驱动轮在冰面上，EDS电子差速锁则会通过ABS系统的传感器自动探测到左右车轮的转动速度，由于车轮打滑而产生两侧车轮的转速不同时，EDS系统就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动，从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮，保证汽车平稳起步。
3.电子稳定控制系统
很多品牌的汽车上都有电子稳定控制系统，只是各厂家的叫法不同而已，比如大众称其为ESP、本田叫VSA、丰田叫VSC，广义上的电子稳定控制系统称为ESC，如图3-70所示。
图3-70 电子稳定控制系统
汽车电子稳定控制系统是车辆新型的主动安全系统，是汽车防抱死制动系统（ABS）和牵引力控制系统（TCS）功能的进一步扩展，并在此基础上增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器，通过ECU控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。
该系统由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成，通过电子控制单元监控汽车运行状态，对车辆的发动机及制动系统进行干预控制。典型的汽车电子稳定控制系统在传感器上主要包括4个轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、制动主缸压力传感器等，执行部分则包括传统制动系统（真空助力器、管路和制动器）、液压调节器等，电子控制单元与发动机管理系统联动，可对发动机动力输出进行干预和调整。
这套系统主要对车辆纵向和横向稳定性进行控制，保证车辆按照驾驶员的意识行驶。电子稳定控制系统的基础是ABS制动防抱死功能，该系统在汽车制动情况下轮胎即将抱死时，1 s内连续制动上百次。如此一来，在车辆全力制动时，轮胎依然可以保证滚动，滚动摩擦的效果比抱死后的滑动摩擦效果好，且可以控制车辆行驶方向。
另一方面该系统会与发动机ECU协同工作，当驱动轮打滑时通过对比各个车轮的转速，电子系统判断出驱动轮是否打滑，立刻自动减少节气门进气量，降低发动机转速从而减少动力输出，对打滑的驱动轮进行制动。这样便可以减少打滑并保持轮胎与地面抓地力之间最合适的动力输出，此时无论如何踩油门踏板，驱动轮都不会发生打滑现象。
该系统在保证车辆横向稳定性方面体现在：当系统通过转角传感器、横向加速度传感器及轮速传感器的信号发现车辆发生了转向不足或过度时，系统会控制单个或多个车轮进行制动来调整汽车变换车道或在过弯时的车身姿态，使汽车在变换车道或是过弯时能够更加的平稳和安全。
目前，世界范围内主要供应电子稳定控制系统的供应商有六家，分别是博世、天合、电装、爱信精机、大陆、德尔福，众厂家的系统也基本都是从这几家采购而来，再冠以不同的名字。不过，即使是同一系统，在不同车型上功能也会有所不同，这里我们只说最基本的功能。常见品牌汽车电子稳定控制系统见表3-1。
表3-1 常见品牌汽车电子稳定控制系统
虽然名称不同，但各厂家车辆电子稳定控制系统的原理基本一致。丰田VDIM和宝马DSC系统与其他厂家有些许的不同，VDIM系统加人了对转向系统的干预，使驾驶员对行车轨迹的修正变得更轻松；宝马上的DSC系统则加人了可调功能，减小了对驾驶乐趣的影响。此外，ESC系统并不是孤立的，还可以以它为基础延伸出一系列主动安全和方便驾驶的功能。
1）ESP
博世是第一家把电子稳定程序（ESP）投人量产的公司。因为ESP是博世公司的专利产品，所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称为ESP。在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如丰田的VSC和宝马的DSC等。ESP全称是Electronic Stability Program，包含ABS和ASR，是这两种系统功能上的延伸。
ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。
有ESP的汽车与只有ABS和ASR的汽车相比，它们之间的差别在于ABS和ASR只能被动地做出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。
当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾驶员盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保证其安全。
2）ESC
ESC（Electronic Stability Control）是通用公司对电子稳定控制系统的称呼，通用旗下各品牌国产车型均配备ESC系统，如别克君威、雪佛兰迈锐宝，另外还有福特翼虎、翼搏等。ESC与ESP系统的原理和控制方式相同，德尔福和天合生产的系统都被命名为ESC。
ESC主要作用是对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑左拐过度转向（转弯右侧甩尾）时产生滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。
3）DSC
它的性能类似德国博世公司的ESP，它可以确保车辆行驶的稳定性，并在起动或加速时保证所有车轮的牵引力。它能探测到过度转向或不足转向的最初迹象，DSC将做出动作，防止车辆发生甩尾现象。
4）VSC
VSC的全称为Vehicle Stability Control，是丰田公司对车身稳定控制系统的称呼。VSC作为车辆的辅助控制系统，可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制。当传感器检测出车辆侧滑时，系统能自动对各车轮的制动以及发动机动力进行控制。
VSC可在车辆行驶时随时监测由各传感器所提供的车辆动态信息，以了解车辆目前的状况。当车身打滑，各传感器信息与平稳行驶的数据不同时，系统据此判断出车辆出现打滑情况，自动介人车辆的操控，以油门和制动控制器来修正车辆的动态。由于所有打滑现象均是因为部分车轮超过了该车轮所能承载的附着力造成的，因此针对打滑问题而开发的VSC系统可提供高标准的主动安全。
当前轮或后轮的抓地力达到极限时，汽车转向的稳定性就会受到极大的影响。车辆转弯行驶时，如前轮首先达到抓地极限，则会引起转向不足，此时驾驶员怎么打方向盘也不能减小转弯半径，从而难以循踪行驶，出现转向失灵。如果后轮首先达到附着极限，则将造成甩尾现象，车辆本身会变得不稳定。VSC系统通过对不同车轮独立地实施制动，使车辆产生相应的回转力矩，以避免推头或甩尾的现象发生。
为抑制前轮的侧滑，首先制动后轮，以产生向内旋转运动，然后对四个车轮制动，使车速降到某一水平，以平衡旋转运动，使转向在转弯力的范围内进行。当出现后轮侧滑时，外前轮被制动，以产生向外旋转的运动，确保汽车的稳定性。
5）VSA
VSA是Vehicle Stability Assist英文缩写，是本田和讴歌对电子稳定控制系统的称呼，其作用和原理与ESC是一样的，让汽车在变换车道或是过弯时能够更加的平稳和安全。
6）VSM
VSM是韩国现代对电子稳定控制系统的称呼，其作用和ESC一样，只是现代厂商称呼它为VSM。VSM车辆稳定控制系统是将ESC和MDPS（现代的电动助力转向系统称呼）两个系统结合在一起，根据道路状况及ESC工作状态，通过MDPS给方向盘施加正确的助力。
7）PSM
PSM是保时捷对车身稳定控制系统的称呼，其全称是保时捷稳定管理系统（PSM），即使在动态性能接近极限时也能使车辆保持稳定。传感器持续监控车辆的行驶方向、车速、摇摆速度和横向加速度。PSM可以利用这些信息计算出任何给定时间的实际行驶方向。如果车辆开始出现过度转向或不足转向，PSM会对车轮进行选择性制动，以使车辆恢复稳定。
8）VDIM
VDIM是Vehicle Dynamics Integrated Management的缩写，它是丰田汽车上的汽车动态综合管理系统，属于电子稳定控制系统中的一种。其原理是把现有的ABS、TRC和VSC等分别单独控制的功能整合成一个系统，进行统一控制，使汽车同时拥有理想的运动性能和很高的主动安全性。
VDIM系统从诸多安置在车内每个关键角落的感应器中获取数据，掌握如车轮转速、制动阻力以及车身移动等行车信息。车辆动态综合管理系统整合应用多个稳定与安全系统，如防抱死制动系统、电子制动力分配系统、牵引力控制系统、汽车稳定系统、电子助力转向系统等，它能实现单一设置独立运转所无法比拟的最佳状态。
例如，汽车在湿滑的路面转弯时容易发生侧滑，这时通过控制发动机的输出功率以及进行制动控制，就可以控制打滑并且通过主动转向协调控制，VGRS可变齿数比转向系统将会控制前轮转向角，使车辆保持稳定姿态。
9）Stabili Traｋ
Stabili Traｋ是通用公司对车辆电子稳定控制系统的另一种称呼方式，实际上与ESC原理基本相似。
10）Advance Trac
带防侧翻稳定控制技术Advance Trac是福特公司的电子稳定控制系统技术的称呼，该系统包括防抱死系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、电子稳定控制系统（ESC）和防侧翻稳定的控制系统（RSC），这套系统能有效避免车辆打滑和侧翻，全方位保护驾驶员的安全。
4.陡坡缓降（HDC）
陡坡缓降系统也被称为斜坡控制系统，这是一套用于下坡行驶的自动控制系统，在系统起动后，驾驶员无须踩制动踏板，车辆会自动以低速行驶，并且能够逐个对超过安全转速的车轮施加制动力，从而保证车辆平稳下坡，此时制动踏板只是被动用于防止打滑，如图3-71所示。
5.牵引力控制（TCS）
图3-71 陡坡缓降系统
牵引力控制系统（Traction Control System，TCS），也称为ASR或TRC，它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机，利用计算机检测4个车轮的速度和方向盘转向角，当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大，计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号以减少发动机的供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮的滑转率。计算机通过方向盘转角传感器掌握驾驶员的转向意图，然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差，从而判断汽车转向程度是否和驾驶员的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足（或过度转向），计算机立即判断驱动轮的驱动力过大，发出指令降低驱动力，以便实现驾驶员的转向意图，如图3-72所示。
图3-72 牵引力控制
牵引力控制系统能防止车辆在雪地等湿滑路面上行驶时驱动轮的空转，使车辆能平稳地起步、加速。尤其在雪地或泥泞的路面，牵引力控制系统能保证流畅的加速性能，防止车辆因驱动轮打滑而发生横移或甩尾。
6.制动辅助（EBA）
制动辅助一般称为EBA或BAS，它的工作原理是传感器通过分辨驾驶员踩制动踏板的情况，识别并判断是否引人紧急制动程序。该系统能立刻激发最大的制动压力，以达到可能的最大的制动效果，达到理想的制动效果以避免交通事故的发生。
工作原理：
ABS能缩短制动距离，并能防止车辆在制动时失控，从而减少事故发生的可能性。但是在紧急制动的情况下，驾驶员往往由于制动不够果断或踩踏力不足而无法快速触发ABS而浪费了制动时间，从而达不到预期的效果。为此，汽车工程师们设计了制动辅助，即让现有的ABS具有一定的智能，当踩制动动作快、力量大时，EBA就判断驾驶员在紧急制动并让ABS工作，迅速增大制动力。
制动辅助有机械式和电子控制式两种。机械式制动辅助实际上是在普通制动加力器的基础上稍加修改而成，在制动力量不大时，它起到加力器的作用，随着制动力量的增加，加力器压力室的压力增大，起动ABS。电子控制式制动辅助的制动加力器上有一个传感器，向ABS控制器输送有关踏板行程和移动速度的信息，如果ABS控制器判断是紧急制动，它就让加力器内螺线阀门开启，加大压力室内的气压，以提供足够的助力。
7.制动优先（BOS）
制动优先系统（Braｋe Override System，BOS）是指让驾驶员在踩下加速踏板且加速踏板踩到底的情况下，仍然能够通过踩下制动踏板将车停下的系统，也就是说制动优先系统在探测到驾驶员试图实施制动没有成功时，会自动将发动机工作切换到怠速状态。
制动优先系统的工作原理：在油门工作状态先于制动时才能起动，也就是说车辆行驶过程中，我们先踩下加速踏板并保持深度，随后用右脚踏下制动踏板，此时电脑才会将信号传递到节气门传感器，并将喷油信号降至最低。这套系统分为配合拉线油门的机械式和电子油门的电控式，但无论是怎样的实现形式，最终的效果都一样，避免制动和加速踏板“打架”，导致制动失灵。以拉线式加速踏板为例，在发动机顶部有油门开关，一个半圆形的上面有钢丝拉着，这个钢丝就直接通往加速踏板。当踩下加速踏板时，这个钢丝就拉着那个油门开关把油门打开。但实际上连接油门开关的钢丝有两根：一根通往加速踏板，另一根被一个油门缓冲器拉着。如果没有缓冲器，当脚放开加速踏板时，油门立刻回到怠速状态，这时在车内就会感到“咯噔”一下窜车，非常影响车的舒适感。当松开加速踏板时，由于油门缓冲器的作用，油门不会一下子下来，而是缓慢下来。加速踏板被踩下的力度越大，油门缓冲器的作用越明显。所以当松开加速去踩制动时，制动刹的不仅仅是车子的惯性，还有高速运转的发动机，因为油门还没有完全回到怠速位置。制动优先系统可以让油门的供油系统立刻回到怠速位置，哪怕另一只脚去踩加速踏板或者油门卡住了，也不会给发动机加油。即使是正常制动（不是同时踩油门制动这种极端条件下），带有制动优先系统的车辆与没有这套系统的车辆相比，制动距离也会有明显缩短，车辆安全性能有很大提高。
8.上坡辅助（HAC）
上坡辅助系统（Hill-start Assist ControL，HAC），是在ESP系统基础上衍生开发出来的一种功能，它可让车辆在坡上起步不适用手刹情况下时，右脚离开制动踏板车辆仍能继续保持制动几秒，这样便可让驾驶员轻松地将脚由制动踏板转向加速踏板，以防止溜车而造成事故，并且还不会让驾驶员感到手忙脚乱，如图3-73所示。
上坡辅助系统的起动条件：首先，排挡杆未处于P挡位置（自动挡车型）并且不要踩下加速踏板，此时车辆还需处于静止状态；操控者未将手刹（脚刹或电子制动）开启。满足以上这些条件时，操控者进一步踩下制动踏板上坡辅助系统便会自动起动。另外，在坡路上倒车时该系统同样起作用。
图3-73 上坡辅助系统
9.制动力分配（EBD）
制动力分配（Electronic Braｋe force Distribution，EBD）实际上是ABS的辅助功能，是在ABS的控制电脑里增加一个控制软件，机械系统与ABS完全一致。它只是ABS系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。当发生紧急制动时，EBD在ABS作用之前，可依据车身的质量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此差异程度必须被调整时，制动油压系统将会调整传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化的制动力分布。
工作原理：在制动的时候，车辆四个车轮的制动卡钳均会动作，以将车辆停下。但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的制动系统会平均将制动总泵的力量分配至四个车轮。从上述可知，这样的分配并不符合制动力的使用效益。
EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，快速计算出四个轮胎由于附着力不同而导致的摩擦力数值，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，使制动力与摩擦力（牵引力）相匹配，以保证车辆的平稳和安全。在紧急制动车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移并缩短汽车制动距离。
10.差速器及差速器锁
1）差速器
布置在前驱动桥或后驱动桥的差速器，分别称为前差速器或后差速器，它们都是轮间差速器。如果将它布置在四驱汽车的中间传动轴上，用来调节前轮和后轮之间的转速，则称为中央差速器。中央差速器的种类主要有开放式中央差速器、多片离合器式差速器、托森差速器和黏性联轴节式差速器。
2）差速器锁
为了克服差速器可能造成车轮打滑而无法脱困的缺点，人们发明了差速器锁。但是，当中央差速器的锁死装置在分离和接合时，会影响汽车的行驶稳定性，许多四驱汽车在锁死差速器时都要求降低车速甚至停车后才能操作。后来人们又发明了限滑差速器（LSD），它的起动更柔和，对行驶稳定性和舒适性较为有利，城市SUV和四驱轿车基本都采用限滑差速器。限滑差速器壳体中有多片离合器，通过这些多片离合器，中央差速器可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。一旦某一组车轮打滑，利用轮速差的作用，限滑差速器会自动把部分动力分配给不打滑的那组车轮。不过，限滑差速器往往是通过摩擦片来实现动力分配的，所以在重负荷、高强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会产生高温，从而影响到可靠性。因此即使配备了限滑差速器的四驱汽车，也会再配置一个中央差速器锁，在高强度、重负荷的越野路况时使用。
3）中央差速器锁
当然，只有中央差速器还不够，由于差速器的特性是把动力传递给受阻力较小的车轮，那么对于装备了前、中、后三个差速器的全时四驱车来说，一旦有一个车轮打滑或者悬空，那么整个发动机的动力都会传递给这个打滑的车轮，这样即便其他的三个车轮还有抓地力，车子也无法动弹。
这样的四驱显然是没有任何越野价值的，所以为了提高全时四驱的通过性，往往在中央差速器上还需要配备各种限滑机构，最常见的就是中央差速器锁，如图3-74所示。驾驶员通过驾驶室中的4WD LOCK按钮来锁死中央差速器。当中央差速器锁死后，四驱系统会按照前后50∶50的固定比例分配动力，而不是把动力一味地传递给阻力小的车轮。这种情况就跟分时四驱挂上了4WD模式一样。如果后桥有一个车轮打滑，那么前桥提供的50%的驱动力还能把车拉出抛锚的困境。
图3-74 中央差速器锁
4）LSD限滑差速器
LSD限滑差速器通过一系列布置在差速器壳体中的多片离合器来实现限滑的目的，如图3-75所示。通过这些多片离合器，中央差速器可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。一旦某一组车轮打滑，那么LSD会自动把动力分配给不打滑的车轮。不过，LSD往往是通过摩擦片来实现动力分配的，所以在重负荷、高强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会产生高温影响到可靠性，因此，即便配备了LSD限滑差速器的四驱车，也会再配置一个中央差速器锁，在高强度、高负荷的越野路况下使用。不过配备了LSD限滑差速器的四驱车在易于驾控、主动安全、越野等性能方面都有着卓越的性能。
图3-75 LSD限滑差速器
为了应对差速器的这个弱点，解决方案之一是采用限滑差速器（LSD），减小差速器的作用；另一种方案就是干脆将差速器锁死，不让它起丝毫的差速作用。如果将轮间差速器锁死，左右两个车轮则会同速旋转；如果将轴间差速器（又称中央差速器）锁死，前轮和后轮则保持同样转速。如能将四驱车的前差速器、后差速器和中央差速器全部锁死，那么，即使有3个车轮打滑，汽车也能摆脱困境。
11.电子差速制动
电子差速制动是另外一种通过电脑控制差速器制动力分配的手段，如图3-76所示。由于差速器的特征是把动力分配给受阻力小的车轮，那么当一个车轮打滑时，电脑可以通过给
图3-76 电子差速制动
打滑轮制动（通过ABS的EBD功能给单个车轮制动）的方式增加阻力，让动力能够传递到有附着力一侧的车轮。这种方式更加主动，对于让车辆摆脱抛锚困境十分有效。通常由于LSD限滑差速器成本过高，并且摩擦片的限制不太适合在前后差速器上使用，为了解决左右车轮打滑的问题，往往一些配备了LSD限滑差速器的车型会通过电子差速制动来向左右车轮分配动力。这样，即便只有一个车轮有附着力，也能让车脱困。
3.8.3 其他安全辅助电子系统
1.车道偏离预警系统
车道偏离预警系统是一种通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统，如图3-77所示。
图3-77 车道偏离预警系统
车道偏离预警系统提供智能的车道偏离预警，在驾驶员无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道0.5 s之前发出警报，或方向盘开始振动以提醒驾驶员目前车辆偏离的状况，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。
车道偏离预警系统主要由HUD抬头显示器、摄像头、控制器以及传感器组成，当车道偏离系统开启时，摄像头（一般安置在车身侧面或后视镜位置）会时刻采集行驶车道的标识线，通过图像处理获得汽车在当前车道中的位置参数。当检测到汽车偏离车道时，传感器会及时收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由控制器发出警报信号，整个过程在0.5 s内完成，为驾驶员提供更多的反应时间。如果驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，那么车道偏离预警系统不会做出任何提示。
目前，各厂商所配备的车道偏离预警系统均基于视觉（摄像头）方式采集数据的基础上研发，但它们在雨雪天气或能见度不高的路面时，采集车道标识线的准确度会下降。为了解决这一难题，开发了红外线传感器的采集方式，一般将其安置在前保险杠两侧，并通过红外线收集信号来分析路面状况，即使在恶劣环境的路面，也能识别车道标识线，便于在任何环境的路况下均能及时提醒驾驶员汽车道路偏离状态。
2.堵车辅助系统
堵车辅助系统适用于拥堵环境的自动跟车，车辆可完全停止，如图3-78所示。
图3-78 堵车辅助系统
①—开启车道保持系统；②—激活主动定速巡航
主动巡航功能（ACC）已经被越来越多的车友所熟悉，它可以由驾驶员自行设置与前车的距离，车辆会自动进行加速或者制动的动作来保持车距。车道保持功能有两种：一种是车辆自动检测行驶车道，偏离时给予方向盘振动或者声音提示，比较被动；另一种是可以主动纠正方向盘角度，以确保车辆在正确的车道上行驶。将主动巡航和主动车道保持结合在一起，便构成了堵车辅助系统。
大众CC的车道保持与主动巡航不同：大众CC的顶配车型也可以在主动巡航的状态下主动干预方向盘调整角度。不同点在于，此系统是专为城市堵车路况设计的，也就是说车辆可以完全停止再重新起动，而大众CC必须在车速大于30 ｋm/h才能起动。
3.定速巡航
定速巡航用于控制汽车的定速行驶，汽车一旦被设定为巡航状态时，发动机的供油量便由电脑控制，电脑会根据道路状况和汽车的行驶阻力不断地调整供油量，使汽车始终保持在所设定的车速行驶，无须操纵油门踏板从而减轻了疲劳程度，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。一般情况下，当驾驶员踩下制动踏板或离合器时定速巡航会被自动解除。定速巡航控制区域一般在方向盘后方或者集成在多功能方向盘上，如图3-79所示。
定速巡航的使用条件：
（1）原则上定速巡航要在高速公路或全封闭路上使用。因为在非封闭路上，复杂的路况不利于交通安全。
（2）雨天和冰雪天禁用。
（3）盘山路或弯路过多，要禁用。因为在正常出弯路的情况下，要适当加油提供更大的转向力。定速巡航状态下车辆自动维持车速恒定，节气门（油门）由行车电脑控制，往往给弯路行车带来危险。在这种条件下，应适当控制车速。
图3-79 定速巡航
（4）道路上车辆太多，也不适合定速巡航。
4.开门警示系统/开启车门警告
开门警示系统是奥迪专有的技术，利用侧向辅助雷达传感器，当驾驶员试图打开车门时，系统将检查车后是否有汽车或自行车快速地接近，如图3-80所示。如果有，门把手处会亮起红色的警示标志告诉你后面有物体靠近。这个功能对于驾驶员在视线受限的情况下开门下车有非常大的帮助。
图3-80 开门警示系统
从研发到现在，这套系统已经成熟，但是需要更深一步地进行强化，比如再加人声音提示，或者开门时能够提供逆向的阻力来防止危险的发生。
5.拖车辅助系统
拖车目前在国内使用极少，但在欧洲很流行，国外公路上甚至经常能见到一些轿车后面挂着拖车。带拖车倒车是非常困难的，除了方向要反打之外，与车体的角度还不能过大，即便是直线倒车方向盘也需要不断地修正，转弯就更不用说了。
拖车辅助系统可大大降低拖车的倒车难度，对于现代人来说是很实用的，而且只要车辆有倒车雷达就能加装，如图3-81所示。目前，此系统已经比较成熟且具备量产的能力。
6.全景摄像头
为了解决倒车影像系统不能全面照顾周围视角的问题，而开发了全景摄像头，如图3-82
图3-81 拖车辅助系统
所示。这套系统的核心就在于在车头、车侧增加了多个摄像头，从而能够获取车辆周边的实时影像。
图3-82 全景摄像头
这些图像数据会先被回传给图像处理单元，在图像处理单元中，电脑将对它们进行变形、拼接处理，从而形成一张从车顶鸟瞰的俯视图。这样独特的视角可以很好地帮助缺乏“车感”的驾驶员掌握自己的走向和位置。
如果怕鸟瞰图影响对细节的观察，还可以通过切换画面在显示器中选择其他方向独立的视图。这就保障了在倒车时可以兼顾多个方向的情况，再辅以雷达测距，倒车人位的难度大大降低。
7.夜视系统
有数据显示，60%左右的交通事故都发生在夜间及天气不好的情况下，主要是由驾车的视线比较差，加以车速比较快引起的。尤其是夜间在没有路灯的道路上行驶时，受汽车大灯照射距离的限制，夜间行车会有很大的隐患。
目前，汽车夜视系统主要使用的是热成像技术，也被称为红外线成像技术，其原理是：任何物体都会散发热量，不同温度的物体散发的热量不同。人类、动物和行驶的车辆与周围环境相比散发的热量要多。夜视系统就能收集这些信息，然后转变成可视的图像，把本来在夜间看不清的物体清楚地呈现在眼前，增加夜间行车的安全性，如图3-83所示。
图3-83 夜视系统
车载夜视系统给驾驶员带来了极大的安全感。实验表明，一般汽车只能照射100 m左右，而夜视系统至少可看到450 m以外的路况信息，耗电量却是前照灯的1/4。如果汽车行驶前方有一个成年行人，一个视力好的驾驶员用近光灯可以在距他88 m处看到他，用远光灯可达到164 m，而用夜视系统却能在458 m外发现前方的行人，尽管它在屏幕上只是一个小发光点。另一方面，即使打开汽车前灯也不影响图像的显示，迎面驶来汽车的强烈车灯光也不会使夜视系统致盲。此外，夜视系统是全天候的电子眼，在雨雪、浓雾天气公路上的物体及路旁的一切也都能尽收眼底，大大提高了汽车行驶的安全性。
8.主动制动/城市安全系统
1）主动制动
主动制动功能是指车辆在非自适应巡航的情况下正常行驶，如车辆遇到突发危险情况时能自身主动产生制动效果让车辆减速（但具备这种功能的车辆并不一定能够将车辆完全停止）从而提高行车安全性的一种技术，如图3-84所示。目前各个汽车厂商对这项技术的命名并不统一，例如丰田的预碰撞安全系统（Pre-Collision System，PCS）、本田的CMBS（Collision Mitigation Braｋe System）以及奔驰的pre-safe系统等。
2）城市安全系统
城市安全系统（City Safety）是由沃尔沃汽车公司推出的防撞技术，城市安全系统作为一项最新的主动安全技术，能够帮助驾驶员避免城市交通常见的低速行驶时的追尾事故，如图3-84所示。沃尔沃汽车公司估计这项技术能够避免一半的追尾碰撞事故，也可以最大限度避免损失。
图3-84 主动制动/城市安全系统
工作原理：有数据显示，75%的追尾事故都发生在大约30 ｋm/h的速度下，而沃尔沃的这项“城市安全”系统则可以减少这类事故发生。当车辆的速度达到30 ｋm/h时，这套系统就会自动起动，通过前风挡玻璃上的光学雷达系统监视交通状况，尤其是车头前6 m内的情况。当前车制动、停止或者有其他障碍物的时候，这套系统首先会自动在制动系统上加力，以帮助驾驶员做出动作前缩短制动距离；或者它还可以通过调整方向盘，来改变车辆行驶路径，以避开障碍物。当然，如果距离障碍物已经很近，这套系统会自动紧急制动而无须驾驶员的操作。
据数据显示，该系统的分析计算速度达到每秒50次，可以根据距离和车速等方面准确地分析出需要在什么时候制动才能够避免事故的发生。而且这套系统在白天和夜间都可以正常使用，不过和其他一些雷达装置一样，在有雾、下雨和下雪的时候都会受到一定的限制。
（1）奔驰pre-safe。
奔驰是最早进行安全研究的汽车公司之一，因此在预碰撞安全系统方面也有很高的成就。目前，著名的pre-safe预碰撞安全系统已经普及C级、E级和S级，如图3-85所示。
图3-85 奔驰ｐre-safe预碰撞安全系统
奔驰在安全方面有两个相似的词：“pro-safe”和“pre-safe”。pro-safe代表的是“整体安全理念”，这一理念将车辆安全性分为四个阶段：第一阶段，主动安全系统减少事故发生的概率；第二阶段，如果检测到了危险，多项预防性措施都会降低伤害风险；第三阶段，事故发生时，被动安全系统为驾驶员提供保护；第四阶段，包括事故后采取的进一步措施，方便救援工作展开。
而pre-safe系统属于整个pro-safe安全理念的第二阶段。这套系统最早出现在2003款奔驰S级上，它通过ESP监测车辆转向角度、横向加速度和制动力度等数据。当检测到驾驶员在规避危险时，pre-safe可以预先收紧安全带，并把座椅调节到碰撞损伤最低的角度。之后的pre-safe也进行了升级，增加了微波探测器和制动辅助，在检测到即将发生碰撞时制动系统可以自动施加最大0.4 g（g是地球重力加速度，9.8 m/s2）的减速度，同时车窗自动关闭。
（2）丰田PCS。
丰田的预碰撞安全系统称为Pre-Collision System，简称PCS。凭借在电子技术方面的优势，丰田不仅是最早将预碰撞安全系统装备在量产车上的品牌之一，而且一直都处于世界领先水平，如图3-86所示。
图3-86 丰田预碰撞安全系统（PCS）
丰田的预碰撞安全系统最早出现在2003年，装备在雷克萨斯LX和RX车型上，这套系统的传感器是装在车头的一个毫米波雷达。该雷达能自动探测前方障碍物，测算出发生碰撞的可能性。若系统判断碰撞的可能性很大，则会发出警报声，提示驾驶员规避，此时其他主动安全设备也将被整合起来，制动辅助（BA）会进人准备状态，协助驾驶员给车辆制动。
经历了几年的发展，丰田的PCS也进行了一定的改进，一部分车型在微波雷达的基础上还增加了摄像机，使得系统的灵敏度进一步提高。如今该系统主要由4个系统组成：预碰撞座椅安全带、预碰撞制动、预碰撞辅助制动和悬架控制。制动系统可以实现即使驾驶员还没踩制动踏板，便可以施加一部分制动力。悬架控制系统可以抑制车辆在全力制动时的点头现象。
（3）沃尔沃CWAB。
沃尔沃一向以安全著称，在预碰撞安全系统方面自然不会少。这套系统称为CWAB，翻译成中文为碰撞警告和自动制动系统。这套系统最早运用在2006年的沃尔沃S80轿车上，当时这套系统被称作“Collision Warning with Braｋe Support”，并不带自动制动功能。它的工作原理是通过车辆头部的雷达监测前方交通状况。如果有发生碰撞的危险，前挡风玻璃上会投射出警示信号，提示驾驶员立即制动，同时制动卡钳会推动制动片接近制动盘，但并不会施加制动力，而是为驾驶员的制动动作提供最快的反应速度，如图3-87所示。
图3-87 沃尔沃CWAB预碰撞系统
2007年这套系统进行了升级，成了现在所说的“Collision Warning with Braｋe Assist”，按理说应缩写成“CWBA”，但沃尔沃官方缩写为“CWAB”。这套系统与之前系统的差别在于增加了自动制动功能，也就是当驾驶员对警示没有反应时，系统检测到与前车的碰撞已经在所难免时，车辆会自动实施制动。最终的效果是，车辆会以一个相对较低的速度与前车发生碰撞。
（4）本田CMBS。
本田的CMBS（Collision Mitigation Braｋe System）系统最初研发始于2003年，最初装备于美版雅阁车型，随后开始在讴歌的部分车型上（包括RL、MDX和ＺDX）装备。这套由本田自己开发的“碰撞缓解制动系统”的主要原理是，当毫米波雷达探测到前方行驶的车辆，判断有追尾的危险时用警报的方式提醒驾驶员，继续接近前车时轻轻制动，以身体感受进行警告。当判断出难以避免追尾时，CMBS会采取强烈制动措施和驾驶员自身的制动一起降低追尾车速，以便有效地帮助驾驶员避免和降低一旦追尾时的损伤，如图3-88所示。
当驾驶员所在车辆的车距大于15 ｋm时，CMBS系统起动，通过车头的传感器探测与前车之间的距离；当系统认为有可能导致追尾时，除提醒驾驶员要制动之外，也会自动收紧安全带（E-Pretensioner系统），确保对前排乘员的约束作用。同时，在车辆自动制动时，也会点亮制动灯，提示后车保持安全距离。当本车与前车的车距小于15 ｋm时，这套系统将不起作用。
图3-88 本田CMBS预碰撞系统
由于信息采集自前置传感器，因此前面探头上的冰雪、泥泞必须及时清洁，也不能用其他物体覆盖，不然CMBS系统会自动关闭。在异常拥堵、越野、山路等极端情况下，CMBS系统也可以手动关闭并在仪表盘上面显示。同时，当VSA等主动安全系统关闭之后，CMBS也会处于关闭状态并有所显示。
本田在2011法兰克福车展上推出了欧版第九代思域，除更为运动的前脸和掀背式造型设计之外，它还装备了本田的CMBS系统，可以有效提高车辆的行车安全性。
9.自适应巡航
自适应巡航也可称为主动巡航，自适应巡航类似于传统的巡航控制，系统包括雷达传感器、数字信号处理器和控制模块。驾驶员设定所希望的车速，系统利用低功率雷达或红外线光束得到前车的确切位置，如果发现前车减速或监测到新目标，系统就会发送执行信号给发动机或制动系统以降低车速，使车辆和前车保持一个安全的行驶距离，如图3-89所示。当
图3-89 自适应巡航
前方道路没车时又会加速恢复到设定的车速，雷达系统会自动监测下一个目标。主动巡航控制系统代替驾驶员控制车速，避免了频繁的取消和设定巡航控制，使巡航系统适用于更多的路况，为驾驶员提供了一种更轻松的驾驶方式。但是不同的车型对于开启自适应巡航操作是有相应的车速要求的。
10.无钥匙起动系统
无钥匙起动系统（Keyless Start System），即起动车辆不用拧钥匙，把钥匙放在包内或口袋里，按下车内按键或拧动导板即可使发动机点火，如图3-90和图3-91所示，更加便捷，更加安全。
图3-90 按键式无钥匙起动系统
图3-91 拧动式无钥匙起动系统
工作原理：该系统采用最先进的无线射频识别（RFID）技术，通过驾驶员随身携带的智能卡里的芯片感应自动开关门锁，也就是说当驾驶员走近车辆一定距离时，门锁会自动打开并解除防盗；当驾驶员离开车辆时，门锁会自动锁上并进人防盗状态。一般装备有无钥匙进人系统的车辆，其车门把手上有感应按钮，同时也有钥匙孔，以防智能卡损坏或没电时，驾驶员仍可用普通方式开启车门。当驾驶员进人车内时，车内的检测系统会马上识别您的智能卡，经过确认后车内的电脑才会进人工作状态，这时只需轻轻按动车内的起动按钮（或者是旋钮），就可以正常起动车辆了。也就是说无论在车内还是车外，都可以保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶员。
其按照使用方法可分为两类：
（1）按钮式：点火按钮位于中控台伸手可及之处，因此也称“一键起动”，例如宝马、奔驰等。
（2）旋钮式：一般就位于原始的钥匙插口处，但是无须插车钥匙，直接拧动旋钮即可起动，例如日产、马自达等。
优点：无钥匙起动系统除了使用方便以外，对车辆防盗、安全性也有很大帮助。
（1）当车主上车起动车辆后，第一脚制动，四门将会自动落锁。城市堵车或夜晚独行时，防止拎包等意外事件发生，做到万无一失。
（2）当驾驶员进人车辆时，车辆能辨认出真正的车主，如果车主不在车内，车辆将无法起动并马上报警。
（3）完备的密码身份识别器（电子钥匙），加密系统无法复制。采用第四代的射频识别技术（RFID）芯片，完全达到了无法复制的要求。目前，市面上已有的芯片式防盗器和原车配置芯片防盗器基本上是第二代或第三代芯片，并没有完全解决被复制的问题。
（4）整车防盗——通过对电路、油路、起动三点锁定，即使防盗器被非法拆除，车辆照样无法起动。
（5）不误报警——产品采用最先进防冲突技术，极大地增强了系统的可靠性。
（6）锁车后自动关闭车窗。当驾驶员下车后，如果忘记关闭车窗，无须重新起动发动机逐个关闭车窗，车辆安全系统会自动升起车窗，大大地提高了汽车的安全防范水平，不会因忘记关闭车窗而发生淋雨等意外事件，智能钥匙系统让驾驶员不用每次离开车辆时总是担心忘记锁车门。
注意事项：
（1）不要和电子装置放在一起。由于智能钥匙使用低强度无线电波，因此在有磁场干扰的情况下可能无法正常工作。如果智能钥匙接收高强度无线电波，可能会过度消耗电量。
（2）不要乱抛乱扔。对于智能钥匙来说，最害怕的就是由高空摔落在地，因为钥匙内部线路抗冲击力较弱，遇到剧烈碰撞时容易损坏。
（3）智能车钥匙进水后会烧坏内部的线路，造成失灵。一旦遇到智能钥匙进水，应将外壳打开平放，并用吹风机吹干，然后再送到维修店检查。千万不要拿着钥匙使劲地甩，这样最容易使水流到其他重要线路上，也不要立刻用遥控开锁，因为这样可能会烧坏电路板。
（4）不能将智能钥匙暴露于高温直射环境中，例如，仪表板或者发动机罩上。
（5）不要将备用钥匙放车内。如果汽车钥匙保管不善丢失，就会带来许多麻烦，尤其是智能车钥匙，一旦丢失不仅需要重新打造，还要和电脑进行重新匹配。据了解，每家制造商对其售后服务部门都制定了严格的无钥匙开启车门和配钥匙的流程，所以提醒车主尽量保护好备用钥匙，不要将备用钥匙和现用钥匙放在一起，也不要将备用钥匙放车内。
（6）不要用错电池。智能车钥匙的电池寿命大约为1年。由于车钥匙使用的频率不同，电池的消耗量也就不同；不同距离使用车钥匙，耗费的电量会有所不同。给智能车钥匙换电池要很慎重，一旦出现差错，钥匙中的电路板就会烧坏。同时，要注意钥匙底部的密封圈，不要在更换中损坏，否则就会烧坏电路板。
（7）不要接触金属物品。在汽车行驶时的颠簸跳跃中，钥匙上过多的坠物会使锁芯对电门开关的限位元件和接触点产生磨损，导致其松弛和过早损坏，久而久之会造成发动机起动不灵或行驶中因断电而熄火。更何况，若与其他钥匙放在一起，由于钥匙是金属制品，智能钥匙与金属物品相接触或者被金属物品所覆盖有可能出现工作失灵。
11.并线辅助
对于新手甚至经常开车的人来说，行车过程中并线盲区都是很难消除的，由于车身设计的缘故，反光镜所能提供给我们的视觉范围总会有一些盲区存在，驾驶员的头部又不能总是扭来扭去，这样反而会增大行车危险。因此人们想到了并线辅助装置，其原理很简单，与我们常见的倒车雷达类似。
并线辅助也可以称为盲区监测，这一装置的形式是在左右两个后视镜内或者其他地方提醒驾驶员后方来车。
沃尔沃的BLIS（盲点信息系统）在左右两个反光镜下面内置有两个摄像头，将后方的盲区反馈到行车电脑的显示屏幕上，并在后视镜的支柱上有并线提醒灯提醒驾驶员注意此方向的盲区。
奥迪相对应的系统是侧向辅助系统，在反光镜里面内置了一个小灯来提醒驾驶员，而数据是靠车辆雷达来获得的，根据雷达的数据判断后方来车的速度和位置。
1）BLIS
沃尔沃的并线辅助叫盲点信息系统，简称BLIS，位于外后视镜根部的摄像头会对距离3 m宽、9.5m长的一个扇形盲区进行25帧/s的图像监控。如果有速度大于10 ｋm/h，且与车辆本身速度差在20～70 ｋm/h的移动物体（车辆或者行人）进人该盲区，系统对比每帧图像，当系统认为目标进一步接近时，A柱上的警示灯就会亮起，防止出现事故，如图3-92所示。
图3-92 沃尔沃的并线辅助
但是，类似BLIS这样的系统也有自己的缺点。由于基于可见光成像系统采集图像，当能见度极差时（比如大雾或者暴风雪），系统便无法工作，不过此时BLIS系统也会对驾驶员有相应提示。同时，如果驾驶员确认安全（如非常拥挤的路段），也可以手动关闭BLIS系统。
2）侧向辅助系统
奥迪的并线辅助叫侧向辅助系统（Audi Side Assist），这套系统会在车速超过60 ｋm/h时介人，依靠传感器的帮助，奥迪侧向辅助系统可以探测到侧后方最远50 m处的车辆，若此时并线有潜在危险，后视镜上就会亮起警示灯。如果驾驶员在警示灯亮了之后仍打转向灯，警示灯会增加亮度并开始闪烁。在城市行驶时，这套系统确实很有帮助，能够提醒驾驶员注意后方的车辆以免发生危险，尤其对于新手的行车安全很有帮助，如图3-93所示。
图3-93 奥迪的并线辅助
12.疲劳监测系统
日常行车时驾驶员可能遇到前一天睡眠时间过少，睡眠质量过差；道路条件甚好致使路面情况单一；风沙、雨、雾、雪天气状况；长时间、长距离行车；车速过快或过慢；到达目的地有时间限制等情况，这些都会是诱发疲劳驾驶的因素，甚至车辆自身或车外噪声和振动严重、座椅调整不当等原因都会造成疲劳驾驶，从而诱发交通事故。
当驾车时出现换挡不及时、不准确时，说明已经处于轻微疲劳状态；当出现操作动作呆滞，有时甚至忘记将要进行的操作时，说明已处于中度疲劳；当出现下意识操作或出现短时间睡眠现象时，说明已处于重度疲劳，往往清醒时便已酿成大祸。在危急情况发生之前，疲劳驾驶的最初迹象是可以被探测出来的，这时响起的警报声往往就是将其拯救出来的最佳时机。
市面上常见的疲劳监测系统根据其监测原理不同，将其分为两类：一种是基于DSP红外线条件下对驾驶员多特征的疲劳监测，另一种是基于驾驶员操作行为或车辆实时轨迹的监测方法。
1）疲劳驾驶预警系统
比亚迪装备的疲劳监测系统被称为疲劳驾驶预警系统（BAWS），它是基于驾驶员生理图像反应，由ECU和摄像头两大模块组成，利用驾驶员的面部特征、眼部信号、头部运动性等推断驾驶员的疲劳状态，并进行报警提示和采取相应措施的装置，如图3-94所示，对驾驶员给予主动智能的安全保障。
2）疲劳识别系统
大众汽车装备的疲劳监测系统被称为“疲劳识别系统”，它从驾驶开始时便对驾驶员的操作行为进行记录，并能够通过识别长途旅行中驾驶操作的变化，对驾驶员的疲劳程度进行判断。驾驶员转向操作频率变低，并伴随轻微但急骤的转向动作以保持行驶方向是驾驶精力不集中的典型表现。根据以上动作的出现频率，并综合诸如旅途长度、转向灯使用情况、驾驶时间等其他参数，系统对驾驶员的疲劳程度进行计算和鉴别，如果计算结果超过某一定值，仪表盘上就会闪烁一个咖啡杯的图案，提示驾驶员需要休息，驾驶员疲劳识别系统将驾驶员注意力集中程度作为衡量驾驶员驾驶状态的重要考虑因素，以致力于道路安全的提高。
图3-94 疲劳驾驶预警系统
此外，只要打开疲劳识别系统，无论系统是否进行监测，每隔4 h都会提醒驾驶员需要休息了，如图3-95所示。
图3-95 疲劳识别系统
3）注意力辅助系统
奔驰装备的疲劳监测系统称为“注意力辅助系统”，这套系统会不断监测驾驶员的行车方式。车辆上有71个传感器，在80～180 ｋm/h的车速范围内检测纵向和横向加速度的方向盘和踏板传感器，系统可以感知到驾驶员正在疲劳驾驶，之后提示应适当休息，如图3-96所示。
4）驾驶员安全警告系统
沃尔沃装备的疲劳监测系统称为“驾驶员安全警告系统（DAC）”，这套系统在车辆进人容易使驾驶员进人放松状态的笔直、平坦的道路，容易使驾驶员分神和打盹的环境，以及车速超过65 ｋm/h，均会被激活。驾驶员安全警告系统由一个摄像头、若干传感器和一个控制单元组成。摄像头装在风挡玻璃和车内后视镜之间，不断测量汽车与车道标志之间的距离，通过数字摄像机发出的信号以及来自方向盘运动的数据监测车辆行驶的路线，DAC可把异常行驶状况和正常驾驶风格进行对比，传感器记录汽车的运动，控制单元储存该信息并计算是否有失去对汽车控制的危险。如果检测到驾驶行为有疲态或分心的迹象，评估的结果是高风险时，立即通过声音信号向驾驶员发出警示。此外，在仪表盘上还显示一段文字信息，用一个咖啡杯的符号提示驾驶员应休息一会儿，如图3-97所示。
图3-96 注意力辅助系统
图3-97 驾驶员安全警告系统
13.胎压监测
胎压监测，按其功能来讲它可算是安全性配置当中比较重要的一项，只是在很长的一段时间内都不被人们所重视。试想一下，无论发动机或者底盘性能有多出色，其终究要通过轮胎与地面的接触才能表现出来，而不正确的轮胎压力往往导致车辆性能不能完全发挥。有数据表明，由爆胎引起的车祸在恶性交通事故中所占的比例非常高，而所有会造成爆胎的因素中胎压不足当属首要原因。
当胎压过高时，会减小轮胎与地面的接触面积，而此时轮胎所承受的压力相对提高，轮胎的抓地力会受到影响。另外，当车辆经过沟坎或颠簸路面时，轮胎内因为没有足够空间吸收振动，除了影响行驶的稳定性和乘坐舒适性外，还会加大对悬挂系统的冲击力度，由此也会带来危害。所以合适的胎内气压，不仅有助于行车舒适性，更是对安全行车的极大保障。
胎压监测系统，它主要包括直接式胎压监测系统和间接式胎压监测系统两种。
1）直接式胎压监测装置
直接式胎压监测装置是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警，如图3-98所示。
图3-98 直接式胎压监测装置
直接式胎压监测系统的好处是：在每一个车轮上都安装有压力传感器和传输器，如果任何一个轮胎胎压低于驾驶员手册上推荐轮胎胎压的25%时，便会警示驾驶员，其警示信号比较精确。如果轮胎被刺破，胎压快速降低时，直接式胎压监测系统也能立即提供警示。
另外，即便是车胎缓慢地撒气，直接式胎压监测系统也能透过行车电脑感知到，直接让驾驶员从驾驶座上检视目前四只轮胎胎压数字，从而实时了解到四个车轮的真实气压状况。例如，别克新君威及吉普指南者上装备的就是这种胎压监测装置。
2）间接式胎压监测装置
间接式胎压监测装置的工作原理是：当某个轮胎的气压降低时，车辆的质量会使该车轮的滚动半径变小，导致其转速比其他车轮快，这样就可以通过比较轮胎之间的转速差，达到监视胎压的目的。间接式轮胎报警系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径对气压进行监测的，如图3-99所示。
图3-99 间接式胎压监测装置
间接式胎压监测装置成本要比直接式低得多，它实际上是利用汽车ABS制动系统上的速度传感器来比较四只轮胎的转动次数，如果其中一只轮胎胎压较低，这只轮胎的转动次数会和其他轮胎不同，如此采用ABS系统同样的传感器和感测信号，只要车内计算机在软件上做调整，便可以在行车计算机上建立新功能，警告驾驶员一只轮胎和其他三只相比胎压较低的信息。
这样使用间接式胎压监测装置的车辆就会出现两个问题，一个是绝大多数采用间接式胎压监测装置的车型都不能具体指示出具体是哪一只轮胎胎压不足；另一个是如果四只轮胎的胎压同时在下降，那么这种装置也就失效了，而这种情况一般在冬天气温下降时尤其明显。此外，当车子驶过弯路时，外侧轮转动次数会大于内侧轮转动次数，或者轮胎在沙地或冰雪路面打滑，特定轮胎旋转数会特别高，所以这种计算胎压的监测方法有很多局限性。
3）胎压监测系统的主要作用
（1）预防事故发生。
胎压监测系统属于主动安全设备的一种，它可以在轮胎出现危险征兆时及时报警，提醒驾驶员采取相应措施，从而避免严重事故的发生。
（2）延长轮胎使用寿命。
有了胎压监测系统，我们就可以随时让轮胎都保持在规定的压力、温度范围内工作，从而减少车胎的损毁，延长轮胎的使用寿命。有资料显示，在轮胎气压不足时行驶，当车轮气压相比正常值下降10%时，轮胎寿命会减少15%。
（3）使行车更为经济。
当轮胎内的气压过低时，就会增大轮胎与地面的接触面积，从而增大摩擦阻力，当轮胎气压低于标准气压值30%时，油耗将上升10%。
（4）可减少悬架系统的磨损。
轮胎内气压过足时，就会导致轮胎本身减振效果降低，从而增加车辆减振系统的负担，长期使用对发动机底盘及悬架系统都将造成很大的伤害；如果轮胎气压不均匀，还容易造成制动跑偏，从而增加悬架系统的磨损。
轮胎智能监控系统（TPMS）介绍：
TPMS是Tire Pressure Monitoring System的英文缩写形式，也就是我们所说的直接式轮胎压力监测系统。TPMS第一次作为专用词汇是在2001年7月，当时美国运输部和国家高速公路安全管理局（NHTSA）为响应美国国会对车辆安装TPMS立法的要求，联合对现有的两种轮胎压力监测系统（TPMS）进行了评价，并确认了直接式TPMS优越的性能和准确的监测能力。因此，TPMS汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（ABS）一起被大众认可并受到应有的重视。
由于受安装成本高及中国消费者对汽车安全的认识还不够成熟的因素限制，国内大多数汽车厂家还没有把胎压监测系统作为标准配置。但随着中国汽车市场国际化进程的加快，国内的用车环境正在飞速成熟中，行车安全、道路交通的问题也越来越受到管理机构和驾驶员的重视，目前国内已经有相关部门准备对胎压监测系统制定行业标准。
14.GPS导航系统
GPS导航系统如图3-100所示。
图3-100 GPS导航系统
GPS导航系统功能介绍。
（1）车辆跟踪。
利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。
（2）提供出行路线规划和导航。
提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要辅助功能，它包括自动规划线路和人工设计线路。自动规划线路是由驾驶员确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计算。人工设计线路是由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立路线库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计路线，并同时显示汽车运行路径和运行方法。
（3）信息查询。
为用户提供主要目标（如旅游景点、宾馆、医院等）数据库，用户能够在电子地图上显示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询，车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。
（4）话务指挥。
指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。
（5）紧急援助。
通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
15.主动保护功能
车辆起步后（车速在18 ｋm/h以上）会立即启用主动保护功能，并自动微调系紧安全带，如图3-101所示。它通过前方雷达检测到碰撞的危险，或者车辆传感器有强烈迹象表明车辆将发生侧滑时，将协助驾驶员全力起动制动系统。如果驾驶情况非常危险，系统便会增大前排安全带的张力，同时关闭侧窗和天窗。
图3-101 主动保护功能
如果碰撞不可避免，系统则会自动应用车辆的制动系统，使车辆立即停止。这样便可减少（或者在理想情况下完全消除）二次或后续碰撞的可能性及其产生的不良后果。
16.主动式头枕
主动式头枕是一种纯机械系统，上方的衬垫支撑是由一条连杆连接至座椅靠背内的压力板，当汽车遭后方追撞时，乘员的身体因撞击力的作用，会撞向靠背，将压力板往后推，促使头枕往上往前推动，以便在头颈猛烈晃动之前托住乘员的头颈，防止或降低受伤的可能性，如图3-102所示。主动式头枕的另一项优点是在动作完成后，自动恢复到原来位置，以备下次使用，无须进行维修，其设计目的则是提供充分的头颈保护。其显著效果已在碰撞调查中获得充分的证明。据调查显示，配备主动式头枕时，可降低75%由追撞所造成的颈椎伤害。
图3-102 主动式头枕
当遭到后方来车撞击时，最常发生的伤害部分就是颈椎，即使在低速亦然。虽然原因及受伤位置尚难确定，不过医学研究多认为这些颈背伤害的关键因素是在后方追撞中，头部相对于身体的剧烈晃动。
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