汽车制动灯与行车安全

摘要：制动灯是机动车预防事故发生、确保行车安全的重要信号装置之一，传统的制动灯已经不能满足现代行车安全的需求，为进一步提高行车安全、预防事故的发生，本文主要介绍融入了智能化技术的现代制动灯与行车安全。

关键词：智能控制 制动灯 行车安全

在改革开放的今天，我国正从汽车大国逐渐转变为汽车强国，到2010年，吉利成功收购沃尔沃，我国汽车年产销量均超1300万辆，城市汽车的保有量在快速增长，如2005年贵阳市的车辆保有量仅为22万辆，至今已有50余万辆，其他大城市达几百万辆。因此，确保行车安全就显得特别重要。车辆上影响行车安全的总成和部件很多，制动灯是机动车预防事故发生、确保行车安全的重要信号装置之一。传统的制动灯是通过与制动踏板联动制动灯开关控制，发出亮与灭的制动信号，向在道路上行驶的车辆和行人指明该车是否处于制动状态。随着汽车性能提高和道路的发展，道路上行驶车辆的密度越来越高，行车速度越来越快，传统的制动灯已经不能满足现代行车安全的需求，以传统制动灯为基础、融入了智能化技术的现代制动灯开始在汽车中呈现，为进一步提高行车安全、预防事故的发生提供了技术保障。

一、采用紧急制动信号，能有效预防追尾事故

在车辆密度高、行驶速度快的高速公路中，紧急制动是产生恶通事故的重要原因之一，采用先进的制动信号，尽可能降低后车驾驶者对前车制动行为的反应时间，则是预防事故发生的重要措施。1992年奔驰公司公布的研究报告中指出采用普通制动灯、普通制动灯与危急信号灯组合和普通制动灯与高位闪烁制动灯组合等方式进行实验，人们的平均反应时间分别为2秒、1.75秒和1.5秒。对于以120公里/小时行驶在高速公路的汽车来说，1秒钟的行驶距离约为33.33米，当发现前车紧急制动时，如果后车能提前0.25秒采取制动措施，则相当于与前车增大了8.33米的距离。而世界上装备最先进制动系统的汽车与装备普通制动系统汽车在100公里/小时行驶速度下，其制动距离之差也不到10米。因此采取适当的紧急制动信号，能有效地预防高速公路追尾事故的发生。

采用先进制动信号虽然能有效地降低人们对制动信号的反应时间，但在实施过程中却遇到一系列技术障碍。首先是如何识别紧急制动与非紧急制动。传统的制动灯是由与制动踏板联动一个电器开关控制的，它不管车辆处于什么样的制动状态，只要脚一踏上制动踏板，制动灯就亮。降低人们对制动信号反应时间的实质是采用强光和闪烁制动信号来提高人们的注意力，如果这些措施使用不当，会使人们长期处于高度紧张状态。将上述方法直接引入到传统的制动灯中，将在行车环境中产生大量使人神经高度紧张的制动信号，影响正常的交通秩序，反而会增大交通事故的发生概率。在装备了高级ABS和ESP系统的汽车中，车辆的减速度是ABS和ESP的主要控制输入参数，该参数通常在车载网络中传输，通过车载网络协调车辆制动、变速、发动机和悬挂等系统的工作。因此制动控制系统也需要从车载网络获取相应的减速度信号，并根据减速度信号的特性控制制动灯的工作模式和危急信号灯的开启。

二、采用新型电光转换元件，实施紧急制动信号

在解决了识别紧急制动与非紧急制动的问题后，另外一个问题是紧急制动信号的产生问题。在三种紧急制动信号模式中，除了紧急制动时同时开启制动灯和危急信号灯外，不管是增加制动灯指示面积和亮度、优化制动灯的闪烁频率都要改变制动灯的驱动模式。由于传统的制动灯采用灯丝灯泡，灯丝灯泡的响应时间与驱动功率直接相关，在不超过额定功率的条件下，驱动功率越小，响应时间越长。降低制动灯亮度实际上是降低制动灯的驱动功率，结果使制动灯的响应时间变得更长。而改变制动灯的闪烁频率，对于采用热发光的灯丝灯泡来说，同样意味着降低制动灯的驱动功率，结果也是使制动灯的响应时间变长。制动灯响应时间的变长，等同于增加了人们对制动信号的反应时间，它与采用紧急制动信号提高行车安全的目的是相违背的。如果不采用新型电光转换元件取代传统的灯丝灯泡，紧急制动信号仍不可实施。

在研究紧急制动信号的同时，另一项电光转换器件LED已开始代替传统的灯丝灯泡作为车辆的制动灯。和灯丝灯泡相比，LED是一种冷光源，它不仅寿命长，而且响应时间非常快。因此LED制动灯与紧急制动控制技术结合已逐渐开始取代传统的制动灯控制技术和灯丝灯泡。2004年初，奔驰公司开始在其新S级轿车上装备了每秒闪烁7次的紧急制动信号灯。据称，该技术能为后车争取0.2秒的反应时间。宝马几乎与奔驰同步，也开始在宝马5系列轿车中采用增加制动灯指示面积和亮度的紧急制动信号灯。

三、自动识别环境制动灯，提高行车安全

车辆的制动不仅可分为紧急制动与非紧急制动，而且非紧急制动过程中，制动灯还可以根据行车环境不同划分为白天和夜晚而呈现不同的亮度。根据GB5920-1999的规定，在一个发光等级中，制动灯发光强度的范围是40cd～100cd。在两个发光等级中，白天制动灯的发光强度的范围是130cd～520cd，夜晚制动灯的发光强度的范围是30cd～80cd。显然两个发光等级的制动灯在白天要比一个发光等级的制动灯的发光强度大。在只有一个发光等级的制动灯中，要使制动光信号在环境光强度大的白天醒目，则需要增加制动光信号的发光强度，而在白天醒目的制动信号在环境光强度弱的夜晚就会使车辆后方的人员感到耀眼，影响行驶安全。而适合夜间使用的发光强度的制动信号，在环境光强度大的白天，制动信号就显得很弱，也会影响行驶安全。因此采用两个发光等级的制动灯是提高行车安全的一项重要措施。

四、制动性能和零部件的智能化与行车安全

汽车的制动性能合格与否需严格参照GB7258（《机动车安全运行技术条件》）的相关标准，制动性能合格是行车安全的前提。持续改善车辆的安全措施、预防事故的发生是促进现代汽车技术发展的动力。利用电子信息技术改造传统汽车零部件、用新型电子器件代替传统汽车零部件是增强汽车安全性能的重要措施之一。我们在关注现代汽车各种新奇技术概念时，还应注重传统汽车零部件的智能化改造。同时，随着电子特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(Brake-By-Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。BBW是未来制动控制系统的发展方向。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间，确保行车安全。

参考文献:

[1]李春生.现代汽车技术.人民交通出版社.

[2]客车技术研究.2006，(6).