駕駛員協(xié)助系統DAS在商用車(chē)中的應用
對商用車(chē)與乘用車(chē)本身,存在著(zhù)很大的差別。首先這兩種車(chē)型的使用要求和技術(shù)狀態(tài)不同,其次在經(jīng)濟觀(guān)念上它們之間也存在著(zhù)很大的差異。
從車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,商用車(chē)有較高重心高度、質(zhì)量分配變化大、帶有掛車(chē)、較長(cháng)的制動(dòng)距離、較低的最高車(chē)速,所以他們對空氣動(dòng)力學(xué)要求不是很高。同時(shí),重型商用車(chē)都配備了標準備的電子控制助力制動(dòng)系統EBS(Electronically controlled energy-assisted Brake System),他們已經(jīng)滿(mǎn)足了DAS對安全性能的基本需要。
在駕駛員看來(lái),商用車(chē)占有的交通地位要比乘用車(chē)更高,因為商用車(chē)對車(chē)輛后部和副駕駛員側,缺乏直接觀(guān)察視野。另外,在重型商用車(chē)上裝用的一些系統,在乘用車(chē)上目前基本沒(méi)有應用或很少應用,然而在有些情況下這些系統能對DAS能起到很重要的作用,如附加緩速制動(dòng)系統(緩速器)、空氣懸掛、附加冷卻系統、某些液壓系統等就是如此。還有一些在乘用車(chē)上應用較為廣泛的系統,如被動(dòng)安全系統的安全氣囊等,在商用車(chē)應用不是很多。
乘用車(chē)的用戶(hù)大部分都是業(yè)主,所以他們更關(guān)心車(chē)的安全而商用車(chē)則是代表了資金的投資,最原始的判斷方法是看它能否賺錢(qián)。它的駕駛員大都是受雇用的專(zhuān)業(yè)駕駛員,所以對車(chē)輛沒(méi)有自主權,雖然花在DAS上的成本與整車(chē)成本相比,特別是與整車(chē)壽命期間的成本相比是一個(gè)很小的數字,如果法規沒(méi)有規定,也很少有車(chē)主肯在這上面花費。只有當法規強制規定后,DAS才能成為車(chē)輛的標準配置,ABS就是如此。
從許多統計數據來(lái)看,安裝在商用車(chē)上DAS成本要比安裝在乘用車(chē)上的要稍高些,這是因為DAS目前安裝率還比較低;另外在可靠性和強度方面,在商用車(chē)上有更嚴格的要求。
對乘用車(chē)來(lái)說(shuō),駕駛員(業(yè)主)主導了DAS的發(fā)展趨勢,逐漸走向了以安全和舒適為主導的方向;而對商用車(chē)來(lái)說(shuō),這種趨勢是由法規和汽車(chē)制造商來(lái)決定的,他們的工作就是要提高用戶(hù)的安全意識。在多數情況下,客車(chē)出現的事一故比商用車(chē)少得多,但一旦出現,后果將更加嚴重。
三、DAS目前的技術(shù)狀態(tài)
根據功能分類(lèi)的DAS在.圖I中已經(jīng)列出;各種系統的具體性能特點(diǎn)如自動(dòng)化程度、起作用的時(shí)間、事故后果和緊急情況下的作用見(jiàn)圖5的DAS的系列產(chǎn)品現狀概況圖,圖中分別以“駕車(chē)任務(wù)”和“自動(dòng)化程度”為橫豎坐標軸。
DAS目前的技術(shù)狀態(tài)可概括為如下點(diǎn)。
A.多通道數據總線(xiàn)信號傳輸系統目前都還是各自獨立的系統。從功能上講,還沒(méi)有充分集成到整車(chē)線(xiàn)路系統中。
B.只有很少的一些DAS在市場(chǎng)上應用比較廣泛,如ABS。
C.應用在傳動(dòng)系上的柴油機電控系統EDC(Electronic Diesel Control)和自動(dòng)變速器AT(Automated Transmission)、應用在制動(dòng)系統上的電氣制動(dòng)系統EBS(Electro-pneumatic Braking System)和應用在底盤(pán)系統上的電子空氣懸架EAS(Electronic Air Suspension)和翻轉控制系統RC(Roll Control)等都已實(shí)現了基本功能的相互聯(lián)系,并且也完全能夠實(shí)現無(wú)限電子控制。
D.在商用車(chē)上,電子控制轉向系統是正在研發(fā)的新技術(shù)。該項技術(shù)在2003年寶馬(BMW)公司推出的Golf客車(chē)上首次開(kāi)始應用。與它應用在乘用車(chē)上相比,商用車(chē)上的電子控制轉向系統動(dòng)力消耗很大,要到很久以后,才有可能投入批量生產(chǎn)。
E.在傳動(dòng)系統和制動(dòng)系統上,帶有主動(dòng)調節的車(chē)輛動(dòng)力控制系統ESP相對來(lái)講是比較先進(jìn)的,車(chē)輛的縱向和橫向導航系 統如巡航控制CC(cruise control)、自適應巡航控制ACC和車(chē)輛變道報警系統LDW等,當前的狀態(tài)仍然局限在為用戶(hù)提供方便或作為報警功能上。
F.關(guān)于人機接口MM工,視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的聯(lián)系目前已占有絕對的主導地位;而有關(guān)觸覺(jué)反饋系統如各種踏板和語(yǔ)音控制系統等仍處在概念階段。
G.DAS發(fā)展過(guò)程中,軟件已成為其主要的制約因素之一。另外來(lái)自機電系統復雜化引起的DAS的功能更加強大,在實(shí)際應用中的要求更加嚴格,安全要求更高,并伴隨著(zhù)逐漸增加的降成本壓力。所以,機電系統、傳感器、硬件和軟件相互作用促進(jìn)了DAS的快速發(fā)展。我們從DAS快速增大的軟件內存空間可以看出這種趨勢,如ABS的內存32K,而EBS為2M。
四、DAS的關(guān)鍵技術(shù)
DAS除了應用一些在本領(lǐng)域比較特殊的技術(shù)外,在其它領(lǐng)域應用的幾種基礎技術(shù)對DAS的研究也是很重要的。
(一)傳感器技術(shù)
傳感器技術(shù)是具有特別重要的地位,因為識別行車(chē)環(huán)境和駕駛員行為是幾乎所有高級DAS的基本構成部分。目前,DAS不再使用單個(gè)傳感器,而是將幾個(gè)傳感器組合使用來(lái)達到預期功能,如雷達和視頻等。這種傳感器集成和位置識別技術(shù)要求傳感器功能更加強大、價(jià)格更便宜的計算機硬件,來(lái)構成微控制器、數字信號處理器。它包括車(chē)輛傳感器、外界傳感器和駕駛員異常狀態(tài)傳感器等。
(二)有線(xiàn)(CAN、Flexray)和無(wú)線(xiàn)(藍牙)數據傳遞技術(shù)
隨著(zhù)傳感器構成的集成電子技術(shù)的發(fā)展和車(chē)內外越來(lái)越多的系統用網(wǎng)絡(luò )連接在一起,無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)傳輸技術(shù)如CAN、Flexray、的光線(xiàn)傳輸和藍牙傳輸技術(shù)及UMTS等的應用更加頻繁。
(三)計算機技術(shù)
發(fā)展趨勢為綜合化、智能化、高速化、小型化和高可靠性。
(四)系統和安全工程
把具有不同功能的軟件系統組合到一個(gè)完整的系統中是特別重要的。這就是“集成”的思想,它逐漸占有了主導地位。車(chē)輛制造商和供應商對系統和軟件工作的過(guò)程進(jìn)行掌握,根據產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本和定時(shí)來(lái)達到預期的目標,這對系統能否成功起到?jīng)Q定性的作用。
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