汽車,無可厚非是現(xiàn)代社會很重要的交通工具,隨著生產(chǎn)裝配技術(shù)的成熟,不僅帶來了速度,更賦予人們對品質(zhì)生活的推崇和追求。與此同時也帶來了諸多安全隱患,不管怎樣,汽車安全都是我們不可忽視的一個重大問題。
汽車安全主要分為主動安全和被動安全。主動安全就是盡量自如的操縱控制汽車。直線上的制動、加速、左右打方向都應(yīng)該盡量平穩(wěn),不至于偏離既定的行進路線,而且不影響司機的視野與舒適性。這樣的汽車,當(dāng)然就有著比較高的避免事故能力,猶其在突發(fā)情況的條件下保證汽車安全。被動安全是指汽車在發(fā)生事故以后對車內(nèi)乘員的保護,如今這一保護的概念以及延伸到車內(nèi)外所有的人甚至物體。國際汽車界對于被動安全有非常詳細的測試細節(jié)的規(guī)定,因此在某種程度上,被動安全是可以量化的。下面為大家一一介紹:
一、主動安全
主動安全系統(tǒng)防止碰撞的發(fā)生:最佳的保護,就是防止碰撞的發(fā)生。 30多年來,博世一直在研發(fā)主動安全系統(tǒng),雖然提高通信量,卻顯著地減少了撞擊次數(shù)。 防抱死制動系統(tǒng) ABS、牽引力控制系統(tǒng) TCS 或電子穩(wěn)定程序 ESP? 等主動安全系統(tǒng)會在碰撞發(fā)生前介入并防止碰撞的發(fā)生。
1.1 制動防抱死系統(tǒng)(Anti-lockedBraking System,簡稱ABS)
工作原理:在緊急制動情況中,駕駛員施加的制動力可能會大于輪胎所能接受的力度:此時,車輪會鎖死。此后,輪胎便不能再傳輸任何橫向牽引力。 因為車輪不會再對駕駛員的轉(zhuǎn)向操作做出任何反應(yīng),所以車輛會變得不穩(wěn)定和無法控制。 在裝備了防抱死制動系統(tǒng)的車輛中,輪速傳感器會測量車輪的旋轉(zhuǎn)速度并將此信息傳輸?shù)?ABS 控制單元。 如果 ABS 控制單元探測到一個或多個車輪將要鎖死,它會在毫秒之間介入,調(diào)節(jié)每個車輪的制動壓力。如此一來,ABS 便能夠防止車輪鎖死并確保安全的制動:車輪保持轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性。 一般情況下,制動距離也會隨之而縮短。
汽車在剎車時,由輪胎提供摩擦力讓汽車停止運動。又由于靜態(tài)摩擦力(輪胎轉(zhuǎn)動)遠遠大于滑動摩擦力(輪胎打滑),所以ABS系統(tǒng)能夠讓汽車獲得更大摩擦力 使其更快停止。汽車制動防抱死制動系統(tǒng)(ABS)是汽車在任何路面上緊急制動時,汽車智能電子系統(tǒng)接收到車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號,自動控制和調(diào)節(jié)車輪的制動力,使車輪處于轉(zhuǎn)動與滑動的臨界狀態(tài),防止車輪完全抱死,使車輪獲得最大制動摩擦力,獲得最佳制動效果。從而避免制動過程中的跑偏、側(cè)滑、和喪失轉(zhuǎn)向操縱 能力等,提高了汽車汽車操縱性能和穩(wěn)定性能(如圖1所示)。同時,汽車還能獲取最大制動力,縮短30%的制動距離,提高汽車的制動性能,對保證汽車安全具有重要意義。
總之,“人工點剎”的時代已經(jīng)過去,高智能的ABS在行車安全上給予我們很多保障。縮短30%的剎車距離無疑能夠在很多時候成為救命稻草,剎車保證方向可控更是提供了駕車保障。
1.2 驅(qū)動防滑系統(tǒng)(AccelerationSlip Regulation,簡稱ASR)
工作原理:通過減少節(jié)氣門開度來降低發(fā)動機功率或者由制動器控制車輪打滑來達到對汽車牽引力的控制。裝有ASR的車上,從油門踏板到汽油機節(jié)氣門(柴油機噴油泵操縱 桿)之間的機械連接被電控油門裝置所代替,當(dāng)傳感器將油門踏板的位置及輪速信號傳送至控制單元時,控制單元就會產(chǎn)生控制電壓信號,伺服電機依此信號重新調(diào)整節(jié)氣門的位置(或者柴油機操縱桿的位置),然后將該位置信號反饋至控制單元,以便及時調(diào)整制動器。
汽車在起步或加速時,特別是下雨、下雪、冰雹、路凍等摩擦力較小的特殊路面上行駛時,往往會發(fā)生驅(qū)動輪打滑現(xiàn)象,這在山路上非常危險的。為了保證汽車行駛安全穩(wěn)定性,控制車輪不出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象,主要通過汽車車載智能控制單元接收到輪速傳感器信號,控制發(fā)動機電子點火部分和供油,通常通過改變節(jié)氣門開度和點火提前角的方式調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩,確保車輪與地面之間最大附著力和牽引力,使車輪的滑移率達到最佳范圍內(nèi)(15%~20%)。如果車輪打滑得不到控制,車子就會失控。所以,別以為只有剎車時車輪抱死會出危險,起步時車輪打滑一樣會出問題。
1.3 車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ElectronicStability Program,簡稱ESP)
工作原理:ESP? 始終開啟。 微型計算機監(jiān)控 ESP? 傳感器發(fā)出的信號,每秒檢查 25 次,以確認(rèn)駕駛員轉(zhuǎn)向是否與車輛實際的移動方向相符。 如果車輛向其他方向移動,ESP? 檢測會認(rèn)為是發(fā)生了緊急情況并立即做出反應(yīng) – 無需駕駛員干預(yù)。 它會使用車輛的制動系統(tǒng),使車輛穩(wěn)定。憑借這些有選擇性的制動介入,ESP? 產(chǎn)生需要的反作用力,車輛便會做出反應(yīng),就像是駕駛員做出反應(yīng)一般。 ESP? 不僅做出制動介入,還可以減少發(fā)動機扭矩以減慢車速。 因此,在有限的物理功能內(nèi),盡量確保車輛在行駛道路上的安全。
車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)(EPS)當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向、制動或打滑時,電子控制單元ECU接收到包括來自轉(zhuǎn)向角度傳感器(檢測方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、輪速傳感器 (監(jiān)測各個車輪的轉(zhuǎn)動速度)、G(側(cè)滑)傳感器(監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài))、橫擺率(橫向加速度)傳感器(測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力)、減速度傳感器,對車輛的的運行狀態(tài)進行分析、計算和判斷然后發(fā)出指令,把制動執(zhí)行器內(nèi)的壓力泵產(chǎn)生的的液壓傳送到相應(yīng)的車輪制動器的輪缸。從而實現(xiàn)對前輪側(cè)滑和后輪側(cè)滑的控制,使車輛不偏離正確的行駛軌跡。例如,當(dāng)汽車后輪出現(xiàn)側(cè)滑時,ESP系統(tǒng)立即把制動力加到正在轉(zhuǎn)彎的外前輪上,迅速制動前輪使汽車產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩,以保證汽車在原來的車道上行駛;當(dāng)汽車前輪出現(xiàn)“飄動”現(xiàn)象時。ESP系統(tǒng)把制動力施加到兩個后輪上,迅速制動后輪使汽車保持在原來的車道上行駛。不難看出車輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)(EPS)是傳統(tǒng)ABS(防抱死剎車系統(tǒng))、ASR(驅(qū)動防滑系統(tǒng))的進一步擴展,ESP最重要的特點就是它的主動性,如果說ABS是被動地作出反應(yīng),那么ESP卻可以做到防患于未然。更智能化提升了汽車的穩(wěn)定性能和安全性能。
1.4 緊急制動輔助系統(tǒng)(ElementalBattle Academy,簡稱BAS)
由于大度數(shù)駕駛員在緊急情況下會優(yōu)柔寡斷,不能有效的采取制動措施。制動系統(tǒng)性能不能有效發(fā)揮,制動距離明顯延長。為了縮短縮短在緊急制動的情況下的剎車距離,梅賽德斯-奔馳公司研制了制動輔助系統(tǒng)(BAS)。從1997年開始,這個系統(tǒng)成為所有梅賽德斯-奔馳轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝配。具體的工作流程如下圖所示。
梅賽德斯-奔馳對制動輔助系統(tǒng)(BAS)的功能和作用方式已做了詳盡的試驗。例如:在駕駛模擬器中:在這里,駕駛員會不經(jīng)警告而遇到危險情況,此時他們必須實施緊急制動。在干燥的路面上,如果沒有使用制動輔助系統(tǒng),大多數(shù)測試者最多需要達73米的制動距離,才能把速度為每小時100公里的汽車完全停下。而利用這個系統(tǒng)時,僅僅經(jīng)過40米后汽車就完全停下了。這相當(dāng)于制動距離縮短大約45%.
裝配上這個系統(tǒng)的新車在撞車事故方面,使事故發(fā)生的頻率降低了百分之八,在行人事故方面,使事故發(fā)生的頻率降低了百分之三十。
1.5 安全氣囊防護系統(tǒng)(SupplementalInflatableRestraintSystem,簡稱SRS)
汽車與阻礙物的撞擊為第一次碰撞,人與汽車上相應(yīng)部件的撞擊為第二碰撞,一般在第一次碰撞發(fā)生的60ms發(fā)生碰撞,人的傷亡由第二次碰撞造成。當(dāng)汽車第一次碰撞發(fā)生后,第二次碰撞發(fā)生前,傳感器感受汽車碰撞強度并將其傳給控制器,SRS的ECU接收與處理傳感器的信號,當(dāng)SRS的ECU判斷有必要打開氣囊時,立即發(fā)出點火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器,氣體發(fā)生器點火后迅速產(chǎn)生大量氣體并快速展開氣囊(氣囊的整個充氣過程大約需要30ms),完成安全氣囊整個工作過程,阻擋乘員(主要有正面、側(cè)面、膝部、頭部)與車內(nèi)相應(yīng)構(gòu)件之間可能發(fā)生的碰撞,通過氣囊上的排氣節(jié)流空的阻尼作用吸收乘員的動能,從而打到保護乘員的目的。
1.6 汽車電子防撞系統(tǒng)
國家統(tǒng)計局網(wǎng)站公布的2012年統(tǒng)計公報獲悉,中國2012年末全國民用汽車保有量達 12089萬輛(包括三輪汽車和低速貨車1145萬輛),比上年末增長14.3%.道路上行駛的汽車密度越來越大,碰撞事故與日俱增。為了防止高速行駛車輛之間或者行駛車輛與與路邊車輛之間的碰撞,現(xiàn)已研制和開發(fā)出一種自動控制的防汽車追尾系統(tǒng)--汽車電子防撞系統(tǒng)。當(dāng)汽車正常行駛時,該系統(tǒng)處于非工作狀態(tài),當(dāng)后車車頭非常接近前車車尾、障礙物時,該系統(tǒng)裝有測距傳感器,由該傳感器利用光線、激光或超聲波,測得汽車與障礙物間的距離,將這個距離信號和車速信號以及車輪轉(zhuǎn)角傳感器的信號送入ECU,通過計算求出汽車和前方車尾實際距離以及相互接近的相對速度,并向駕駛員發(fā)出預(yù)告會車、超車的警告,顯示前方物體的距離;當(dāng)快要撞車時,ECU向制動器和節(jié)氣門控制電路發(fā)出控制指令,即可使汽車及時制動,從而有效的避免追尾、撞車。
1.7 電子駐車制動系統(tǒng)(Electrical ParkBrake,簡稱EPB)
大多駕駛初學(xué)者在上坡起步都會面臨一件非常棘手的難題--倒溜,有時由于與后車保留的安全距離不足造成不必的擦掛。
電子駐車制動系統(tǒng)(EPB)能夠有效的預(yù)防這樣的事故。這個系統(tǒng)在上坡起步時主要通過坡度傳感器監(jiān)測出坡度然后將信號傳輸?shù)紼CU并計算給出準(zhǔn)確的駐車力,智能調(diào)節(jié)制動力,在上坡起動時,駐車控制單元通過離合器距離傳感器,離合器捏合速度傳感器,油門踏板傳感器等提供的信號通過計算,當(dāng)驅(qū)動力大于行駛阻力時自動釋放駐車制動,從而使汽車能夠平穩(wěn)起步。能夠避免車輛不必要的滑行,簡單的說就是車輛不會溜后,保障上坡起步安全。
1.8 輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(Tire PressureMonitor System,簡稱TPMS)
也許你會問,爆胎在各種交通事故中的比率真的很高嗎?我們通過一組數(shù)據(jù)來向您證明,1998-2000年之間,廣東省交通部門在廣深高速公路上共統(tǒng)計 2484起交通事故,其中848起交通事故出現(xiàn)爆胎情況,爆胎發(fā)生概率達到34.14%,而所有會造成爆胎的因素中胎壓不足當(dāng)為首要原因。所以廣大的有車一族,我們要經(jīng)常檢查輪胎胎壓力,TPMS就是專門檢測輪胎壓力保證行車安全的系統(tǒng)。一種是直接式(Pressure-Sensor Based TPMS,簡稱PSB),顧名思義,這種系統(tǒng)要在每個輪胎里安裝壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓,利用無線射頻發(fā)射器將壓力信號從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器上,然后對每個輪胎氣壓數(shù)據(jù)進行顯示。當(dāng)輪胎氣壓低于門限值或漏氣時,系統(tǒng)會發(fā)出警報。另一種為間接式(Wheel-Speed Based TPMS,簡稱WSB),這種系統(tǒng)是通過共享汽車ABS系統(tǒng)的輪胎轉(zhuǎn)速傳感器信號通過處理器計算,來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別,以達到監(jiān)測胎壓的目的。還有一種為復(fù)合式(TPMS),該系統(tǒng)是將直接式輪胎壓力檢測系統(tǒng)(PSB)和間接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(WSB)結(jié)合而成,吸取了前兩種系統(tǒng)的優(yōu)點,提供更安全穩(wěn)定的胎壓數(shù)據(jù)。
1.9 再生制動系統(tǒng)
利用電機的電氣制動產(chǎn)生反向力矩使車輛減速或停車。對于感應(yīng)電機來說,電氣制動有反接制動、直流制動和再生制動等。其中,能實現(xiàn)將剎車過程中能量回收的只有再生制動,其本質(zhì)是電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率超過電機的電源頻率,電機工作于發(fā)電狀態(tài),將機械能轉(zhuǎn)化為電能通過逆變器的反向續(xù)流二極管給電池充電。
嚴(yán)格的國際排放法規(guī)和有限的石化燃料使得替代駕駛概念的產(chǎn)生成為必然。這也是博世為什么堅持同等重視柴油與汽油發(fā)動機和動力傳動電氣化的開發(fā)。電動動力傳動系統(tǒng)在未來的可行性極大地取決于它們的行駛距離和電池蓄電能力。 在只使用高效電池、智能能源管理和制動能回收的情況下,電動車輛的行駛距離足夠滿足日常使用要求。
此外,精確的數(shù)據(jù)也會帶來可靠的車輛功能。主動安全系統(tǒng)保證車輛在緊急情況中的操控性和轉(zhuǎn)向性。 要實現(xiàn)此目的,這些系統(tǒng)需要可靠的傳感器信息。
二、被動安全
被動安全裝置是指在交通事故發(fā)生后能盡量減小人身損傷的安全裝置,包括對乘客和行人的保護。它雖然不能防止或避免事故的發(fā)生,但是,它們可以在事故發(fā)生時,最大程度地減輕人身傷害程度。大略可以分為主動安全措施(防止事故發(fā)生)和被動安全措施(減小事故后果)。
在被動安全方面,博世充分利用每一秒的時間:憑借超過 30 年的經(jīng)驗,博世開發(fā)并制造了先進和可靠的乘客和行人保護電子系統(tǒng),它能夠在撞擊或碰撞時準(zhǔn)確地觸發(fā)安全氣囊和安全帶預(yù)張緊裝置等被動安全系統(tǒng)。我們通過此方式,幫助整車制造商為車輛乘客和其他道路使用者提供更好的保護。
中央安全氣囊控制裝置會評估傳感器信號,以識別沖擊的力度和方向,并觸發(fā)車輛的保護設(shè)備和系統(tǒng),為乘客提供更好的保護的同時,也為行人提供了主動保護。
2.1 乘員保護
有需要時,電子乘員保護系統(tǒng)會激活車內(nèi)保護系統(tǒng),如安全帶預(yù)張緊裝置和安全氣囊。從事故發(fā)生前到事故實際發(fā)生,可能只是眨一下眼的功夫。在如此短暫的時間內(nèi),傳感器和處理系統(tǒng)必須具備強大的性能以保證乘員安全。
在許多案例中,乘員保護電子系統(tǒng)都需確保只需千分之五秒內(nèi)便可完成測量、分析和響應(yīng)。只是這幾毫秒的時間便決定了人的生死,所以我們必須盡可能高效地利用這短暫的時間:在后果發(fā)生前,提前思考和預(yù)測潛在危險。博世開發(fā)和制造電子系統(tǒng),通過更快的響應(yīng)時間以提高乘員保護。這些系統(tǒng)能幫助整車制造商提供更高程度的安全性。
2.2 行人保護
在交通事故中,行人和騎自行車的人尤其危險。他們在交通意外死亡人數(shù)中占有相對較高的比重。 為了減少該圖中,立法行人保護計劃或已生效的一些國家。
被動解決方案涉及到對車輛設(shè)計進行修改,以最大程度地減小行人受傷害風(fēng)險。或者,主動行人保護系統(tǒng)也能夠輕松地滿足要求。
2.3 聯(lián)網(wǎng)工作是新安全功能的關(guān)鍵
聯(lián)網(wǎng)工作是智能地利用以前相互之間獨立運作的組件和系統(tǒng)的關(guān)鍵。這是進一步提高車輛乘客和其他道路使用者安全的新功能的基礎(chǔ)。
通過安全氣囊控制系統(tǒng)與電子穩(wěn)定程序(ESP?)或攝像頭、雷達傳感器等環(huán)境傳感器的聯(lián)網(wǎng),產(chǎn)生了可提前識別危險事故的若干新功能。這些功能為車內(nèi)乘員保護系統(tǒng)提前觸發(fā)而贏得寶貴的時間。因此,在危險的碰撞事故發(fā)生之前,車輛乘員保護既已得到了優(yōu)化。
此外,為及早提供與碰撞事件有關(guān)的信號,外圍傳感器會被安裝在車輛側(cè)面和前部。也可以將外圍傳感器安裝在車輛后部。 所有傳感器數(shù)據(jù)都會交由中央安全氣囊電控單元處理。 安全氣囊電控單元的觸發(fā)決策是基于來自內(nèi)部和外圍傳感器的信息。
結(jié)束語
自電子技術(shù)在汽車安全方面得到應(yīng)用后,整車的安全性能便得到很大提高,但是能否安全行車,不僅僅由汽車安全配置的好壞決定,如若酒后違規(guī)駕車,麻痹大意,開車打電話,高速飆車等違法駕車行為,即使安全性能再高的汽車,也不能保障行車安全。因此廣大車主只有具備了安全意識,堅決不酒后駕駛,不疲勞駕駛,不超速,不搶道,文明駕車才能做到真正意義上的汽車安全。汽車安全為了自己和車上最親最愛的人,更為了道路上更多的人。
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