智能网联汽车制动系统关键性技术探究

覃文周 欧卫新 刘建军 吕杰

摘 要：随着汽车保有量的不断增加，环境污染、能源短缺、交通拥堵、事故频发等现象日益突出，成为汽车产业可持续健康发展的限制因素。智能网联汽车被看做是解决这些社会问题的有效方案，因此智能网联汽车受到了更多人的关注。我国智能网联汽车技术正处在不断研究发展的阶段，智能网联汽车的研究逐渐的专业化、产业化。制动系统对于智能网联汽车的发展有着重要的作用，在一定程度上能够决定智能网联汽车是否可以被高效的应用。本文主要对智能网联汽车和制动系统进行简要介绍，分析了智能网联汽车制动系统关键技术的研究情况，并探究了智能网联汽车制动系统进一步发展的作用，希望能够使智能网联汽车被更加高效的使用，推动汽车技术的发展。

关键词：智能网联汽车 制动系统 关键性技术 探究

Abstract：With the continuous increase in car ownership， environmental pollution， energy shortages， traffic jams， frequent accidents and other phenomena have become increasingly prominent， which have become limiting factors for the sustainable and healthy development of the automotive industry. Smart connected cars are seen as an effective solution to these social problems， so smart connected cars have attracted more attention. China's intelligent networked vehicle technology is in a stage of continuous research and development， and the research of intelligent networked vehicles is gradually specialized and industrialized. The braking system plays an important role in the development of intelligent networked vehicles， and to a certain extent can determine whether intelligent networked vehicles can be efficiently applied. This article mainly introduces the intelligent networked vehicle and braking system， analyzes the research situation of the key technology of the intelligent networked vehicle braking system， and explores the role of the further development of the intelligent networked vehicle braking system， hoping to efficiently promote the development of automotive technology.

Key words：intelligent connected vehicle， braking system， key technology， exploration

從目前的发展情况进行分析，智能网联汽车的发展，需要有一套优良的制动系统作为技术支持。随着汽车技术研究的不断进步以及环境问题、能源短缺、交通事故的形势越发严峻，研究和应用智能网联汽车是汽车行业未来的研究发展方向。制动系统作为智能网联汽车的关键技术之一，必须要对其进行创新，适应当前智能网联汽车的应用发展，促进汽车新技术的发展。

1 智能网联汽车的定义

智能网联汽车和传统的汽车有着较大的差异，智能网联汽车使用的是最新的技术，使汽车的控制技术出现了改变，是一种新型汽车。智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、行人、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现车辆“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。

2 智能网联汽车制动系统的技术分析

2.1 传统汽车制动系统

传统的汽车制动系统是依靠驾驶员的体力作为制动能源，驾驶员对汽车制动踏板施加一定的力，该力经过一系列专门装置最后作用在汽车车轮上，从而对汽车进行一定程度的强制制动。汽车制动系统的主要作用使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行减速甚至停车。传统汽车的制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器这几部分组成。

2.2 智能网联汽车制动系统技术的关键问题

智能网联汽车制动系统与传统汽车的制动系统有着较大的差别，传统汽车主要依靠驾驶员的操作进行制动，从当前的情况来进行分析，智能网联汽车主要是面向智能化、自动化发展，利用新技术实现智能自动驾驶。当前智能自动驾驶技术主要还是按照“传感器→控制器→执行器”的基本原理进行控制，利用先进的传感器进行外界信息的感知与接受，然后传感器把接收到的信号传给控制单元进行分析处理，之后控制单元再把分析处理的结果发给相应的执行器，执行器根据发来的指令进行工作，从而达到相应的控制目的。对于智能网联汽车制动系统而言，要想实现对汽车的智能制动，首先其要有对外界环境信息感知的能力，即汽车本身要了解自身周围的环境情况，以及可以确定汽车自身位置的能力，另外还要具备与通讯网络设备进行信息的互交，车辆控制模块根据这些接收到的信息再进行分析处理最后发出相应的制动指令给制动执行器，实现汽车的制动功能。

第一，外界环境的感知能力。只有了解了外界的环境情况，车辆智能制动系统才知道外界有没有阻碍，是否可以继续行驶，对外界环境的感知相当于智能汽车的“眼睛和耳朵”，它性能的优良将会决定智能汽车驾驶能否适应复杂多变的交通环境，是否可以准确的进行制动，智能驾驶程度越高，对于环境感知能力的要求也就越高。环境感知的主要对象有车辆、道路、行人、交通标志、交通信号指示以及各种障碍物等，这些对象的动态不一，有移动的也有静止的。对于移动中的对象，不仅需要感知检测，还需要对其运动的轨迹进行跟踪分析，预测该对象下一步运动的轨迹。环境感知能力的强弱与现环境的差别对于智能驾驶汽车的运行及制动至关重要。

第二，车辆自身的定位能力。要想车辆运行或者准确制动，就要确认车辆所处的具体位置和环境，要将传感器所感知接受到的周围外界的环境信息进行分析处理。准确度高的定位能力是智能汽车运行和制动的核心关键技术之一，想要获取准确的定位，需要优良稳定的传感器。当前智能汽车广泛用到的定位方法有：视觉定位法、激光雷达定位法和GPS定位法等。

第三，车辆的控制能力。随着汽车驾驶智能化水平的不断提高，对车辆自主决策能力提出了新的要求，汽车不仅需要在某个具体工况进行决策规划，如制动、超车和跟车等工况，还需要具备在复杂的道路交通环境和不可预知的工况里有一定的控制能力。了解车辆当前所处的具体位置，实现对车辆进行控制，智能驾驶汽车决策规划出行驶路径，由底盘执行机构实现汽车状态控制和轨迹跟踪，这一过程，控制执行技术起着至关重要的作用。在智能汽车制动系统中，如何实现对汽车的制动，何时要对汽车进行制动，这与对车辆的控制能力密却相关。

第四，交互通信技术。智能网联汽车制动系统的制动实现，交互通信技术是制动系统工作时关键技术，只有融合了通信信息制动系统的制动能力才会更加准确智能的进行制动。交互通信技术主要包括人机交互、V2X通信（车对外界的信息交换）、车载通信模块等多种技术。其中人机交互包括驾驶员监控、手势控制、语音交互等，主要依靠深度学习和大数据等技术实现;V2X通信技术强调的是车辆在行驶环境中与其他交通参与者实时互联通讯，获得交通信号参数，对传输速度、延时性和丢包率等均有较高的要求。车载通信模块具有通信网关和防火墙机制，支持报警、服务类功能、远程车辆操控类功能、车辆信息反馈类功能和基于位置的服务类等信息控制功能。

第五，云计算平台。云计算平台通过以太网络与车辆、路侧设备进行远程通信，实现远程监控、车辆追踪、调度管理和路径规划等功能，同时还能够利用云计算和大数据处理，为自动驾驶控制策略、智能交通控制管理的研究提供数据依据。智能网联汽车在运行中需要一定的云计算平台，用于建立与外部的信息互通。制动系统作为智能网联汽车重要的组成部分，它的制动需要云计算平台的数据。

3 智能网联汽车出现的原因

随着我国汽车行业技术发展的进步，综合实力的不断增强，人们对生活的品质有了更高的需求，希望出行能够更加的便捷，安全，方便。因此更多人倾向于选择越来越智能的汽车，体验更简单、快捷、安全的生活。但是，在当前的传统汽车中，由人工驾驶的汽车在不同的工况中能源消耗、尾气排放、路线选择以及交通安全都无法达到最优状态等原因，导致当前汽车的发展已无法满足现代化人们对汽车的需要。智能网联汽车在这一背景下出现了，目前包括我国在内的世界各国非常重视对于智能网联汽车的研发，并掌握了相关技术。在国家的大力支持下，更多的企业及研究机构都加入到对于智能网联汽车的研发和推广中。智能网联汽车是新一轮科技革命背景下的新兴产品，可改善交通安全、实现节能减排、减缓交通拥堵、提高交通效率，并可以拉动汽车、电子、通信、服务、社会管理等协同发展，对促进汽车产业转型升级具有重大战略意义。

4 智能网联汽车对于制动系统的应用发展情况

制动系统是车辆使用过程中不可缺少的一部分，制动系统对于智能网联汽车有着关键性的作用，其在汽车的应用发展中较为常见。但是，将制动系统应用到智能网联汽车中，达到智能驾驶，智能制动还存在一定的技术问题。目前智能汽车常用的制动系统是AEB系统（自动紧急制动）。该系统是基于环境感知传感器（如毫米波雷达或视觉传感器）感知前方可能与车辆、行人或其他交通参与者所发生的碰撞风险，并通过系统自动触发执行机构来实施制动，以避免碰撞或减轻碰撞程度的先进驾驶辅助系统。但是在AEB系统应用过程中，因其系统对传感器以及控制器要求比较高，还需要不断提升对传感器、控制器的技术突破，从而提高汽车行驶中的安全性。

5 总结

根据目前情况分析，我国交通安全、交通拥挤、资源短缺等问题形式越发严峻。智能网联汽车的出现，可以改善交通安全、实现节能减排、减缓交通拥堵、提高交通效率，使汽車行业得到更好发展。而对于智能网联汽车行业来说，符合要求的智能制动系统有着关键性的作用。但是，从现实情况分析，虽然部分技术进行了创新发展，但并没有对其进行转化应用到智能网联汽车中，还有部分技术还需要进一步创新发展，为此，对智能网联汽车进行研究的过程中一定要重视制动系统这一技术，加大力度对智能传感器、优良稳定的控制器、以及对网络通讯技术的融合进行研究。使得在现实使用的过程中智能网联汽车能够实现智能制动，提高改善交通安全、实现节能减排、减缓交通拥堵、提高交通效率，提升智能网联汽车的技术水平。

基金资助：北海职业学院2021年度院级科研类课题《基于智能网联技术的汽车制动系统的应用研究》，编号：2021YKY09。

参考文献：

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[4]王洪涛，王芳，叶忠杰.汽车线控制动系统关键技术研究分析[J].现代信息科技，2019，3（9）：155-157.

作者简介

覃文周：（1992.01—），男，汉族，广西宾阳人，本科，职称：讲师。研究方向：汽车控制技术。