汽車,無可厚非是現代社會很重要的交通工具,隨著生產裝配技術的成熟,不僅帶來了速度,更賦予人們對品質生活的推崇和追求。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、左右打方向都應該盡量平穩,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,當然就有著比較高的避免事故能力,猶其在突發情況的條件下保證汽車安全。被動安全是指汽車在發生事故以后對車內乘員的保護,如今這一保護的概念以及延伸到車內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的規定,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
主動安全系統防止碰撞的發生:最佳的保護,就是防止碰撞的發生。 30多年來,博世一直在研發主動安全系統,雖然提高通信量,卻顯著地減少了撞擊次數。 防抱死制動系統 ABS、牽引力控制系統 TCS 或電子穩定程序 ESP? 等主動安全系統會在碰撞發生前介入并防止碰撞的發生。
1.1 制動防抱死系統(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向操作做出任何反應,所以車輛會變得不穩定和無法控制。 在裝備了防抱死制動系統的車輛中,輪速傳感器會測量車輪的旋轉速度并將此信息傳輸到 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,調節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:車輪保持轉向性和穩定性。 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。又由于靜態摩擦力(輪胎轉動)遠遠大于滑動摩擦力(輪胎打滑),所以ABS系統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(ABS)是汽車在任何路面上緊急制動時,汽車智能電子系統接收到車輪轉速傳感器信號,自動控制和調節車輪的制動力,使車輪處于轉動與滑動的臨界狀態,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、側滑、和喪失轉向操縱 能力等,提高了汽車汽車操縱性能和穩定性能(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 驅動防滑系統(AccelerationSlip Regulation,簡稱ASR)
工作原理:通過減少節氣門開度來降低發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,控制單元就會產生控制電壓信號,伺服電機依此信號重新調整節氣門的位置(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,往往會發生驅動輪打滑現象,這在山路上非常危險的。為了保證汽車行駛安全穩定性,控制車輪不出現滑轉現象,主要通過汽車車載智能控制單元接收到輪速傳感器信號,控制發動機電子點火部分和供油,通常通過改變節氣門開度和點火提前角的方式調節發動機的輸出轉矩,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(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 車輛電子穩定系統(ElectronicStability Program,簡稱ESP)
工作原理:ESP? 始終開啟。 微型計算機監控 ESP? 傳感器發出的信號,每秒檢查 25 次,以確認駕駛員轉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? 檢測會認為是發生了緊急情況并立即做出反應 – 無需駕駛員干預。 它會使用車輛的制動系統,使車輛穩定。憑借這些有選擇性的制動介入,ESP? 產生需要的反作用力,車輛便會做出反應,就像是駕駛員做出反應一般。 ESP? 不僅做出制動介入,還可以減少發動機扭矩以減慢車速。 因此,在有限的物理功能內,盡量確保車輛在行駛道路上的安全。

車輛電子穩定系統(EPS)當車輛在轉向、制動或打滑時,電子控制單元ECU接收到包括來自轉向角度傳感器(檢測方向盤的轉向角度)、輪速傳感器 (監測各個車輪的轉動速度)、G(側滑)傳感器(監測車體繞垂直軸線轉動的狀態)、橫擺率(橫向加速度)傳感器(測汽車轉彎時的離心力)、減速度傳感器,對車輛的的運行狀態進行分析、計算和判斷然后發出指令,把制動執行器內的壓力泵產生的的液壓傳送到相應的車輪制動器的輪缸。從而實現對前輪側滑和后輪側滑的控制,使車輛不偏離正確的行駛軌跡。例如,當汽車后輪出現側滑時,ESP系統立即把制動力加到正在轉彎的外前輪上,迅速制動前輪使汽車產生一種相反的轉矩,以保證汽車在原來的車道上行駛;當汽車前輪出現“飄動”現象時。ESP系統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定系統(EPS)是傳統ABS(防抱死剎車系統)、ASR(驅動防滑系統)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,那么ESP卻可以做到防患于未然。更智能化提升了汽車的穩定性能和安全性能。
1.4 緊急制動輔助系統(ElementalBattle Academy,簡稱BAS)
由于大度數駕駛員在緊急情況下會優柔寡斷,不能有效的采取制動措施。制動系統性能不能有效發揮,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(BAS)。從1997年開始,這個系統成為所有梅賽德斯-奔馳轎車的標準裝配。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(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,大多數測試者最多需要達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。而利用這個系統時,僅僅經過40米后汽車就完全停下了。這相當于制動距離縮短大約45%.
裝配上這個系統的新車在撞車事故方面,使事故發生的頻率降低了百分之八,在行人事故方面,使事故發生的頻率降低了百分之三十。
1.5 安全氣囊防護系統(SupplementalInflatableRestraintSystem,簡稱SRS)
汽車與阻礙物的撞擊為第一次碰撞,人與汽車上相應部件的撞擊為第二碰撞,一般在第一次碰撞發生的60ms發生碰撞,人的傷亡由第二次碰撞造成。當汽車第一次碰撞發生后,第二次碰撞發生前,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SRS的ECU判斷有必要打開氣囊時,立即發出點火信號觸發氣體發生器,氣體發生器點火后迅速產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、側面、膝部、頭部)與車內相應構件之間可能發生的碰撞,通過氣囊上的排氣節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
國家統計局網站公布的2012年統計公報獲悉,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,現已研制和開發出一種自動控制的防汽車追尾系統--汽車電子防撞系統。當汽車正常行駛時,該系統處于非工作狀態,當后車車頭非常接近前車車尾、障礙物時,該系統裝有測距傳感器,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,并向駕駛員發出預告會車、超車的警告,顯示前方物體的距離;當快要撞車時,ECU向制動器和節氣門控制電路發出控制指令,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(Electrical ParkBrake,簡稱EPB)
大多駕駛初學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(EPB)能夠有效的預防這樣的事故。這個系統在上坡起步時主要通過坡度傳感器監測出坡度然后將信號傳輸到ECU并計算給出準確的駐車力,智能調節制動力,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,當驅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 輪胎壓力監測系統(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?我們通過一組數據來向您證明,1998-2000年之間,廣東省交通部門在廣深高速公路上共統計 2484起交通事故,其中848起交通事故出現爆胎情況,爆胎發生概率達到34.14%,而所有會造成爆胎的因素中胎壓不足當為首要原因。所以廣大的有車一族,我們要經常檢查輪胎胎壓力,TPMS就是專門檢測輪胎壓力保證行車安全的系統。一種是直接式(Pressure-Sensor Based TPMS,簡稱PSB),顧名思義,這種系統要在每個輪胎里安裝壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓,利用無線射頻發射器將壓力信號從輪胎內部發送到中央接收器上,然后對每個輪胎氣壓數據進行顯示。當輪胎氣壓低于門限值或漏氣時,系統會發出警報。另一種為間接式(Wheel-Speed Based TPMS,簡稱WSB),這種系統是通過共享汽車ABS系統的輪胎轉速傳感器信號通過處理器計算,來比較輪胎之間的轉速差別,以達到監測胎壓的目的。還有一種為復合式(TPMS),該系統是將直接式輪胎壓力檢測系統(PSB)和間接式輪胎壓力監測系統(WSB)結合而成,吸取了前兩種系統的優點,提供更安全穩定的胎壓數據。
1.9 再生制動系統
利用電機的電氣制動產生反向力矩使車輛減速或停車。對于感應電機來說,電氣制動有反接制動、直流制動和再生制動等。其中,能實現將剎車過程中能量回收的只有再生制動,其本質是電機轉子的轉動頻率超過電機的電源頻率,電機工作于發電狀態,將機械能轉化為電能通過逆變器的反向續流二極管給電池充電。
嚴格的國際排放法規和有限的石化燃料使得替代駕駛概念的產生成為必然。這也是博世為什么堅持同等重視柴油與汽油發動機和動力傳動電氣化的開發。電動動力傳動系統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,精確的數據也會帶來可靠的車輛功能。主動安全系統保證車輛在緊急情況中的操控性和轉向性。 要實現此目的,這些系統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生,但是,它們可以在事故發生時,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 年的經驗,博世開發并制造了先進和可靠的乘客和行人保護電子系統,它能夠在撞擊或碰撞時準確地觸發安全氣囊和安全帶預張緊裝置等被動安全系統。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,并觸發車輛的保護設備和系統,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,電子乘員保護系統會激活車內保護系統,如安全帶預張緊裝置和安全氣囊。從事故發生前到事故實際發生,可能只是眨一下眼的功夫。在如此短暫的時間內,傳感器和處理系統必須具備強大的性能以保證乘員安全。
在許多案例中,乘員保護電子系統都需確保只需千分之五秒內便可完成測量、分析和響應。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:在后果發生前,提前思考和預測潛在危險。博世開發和制造電子系統,通過更快的響應時間以提高乘員保護。這些系統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計進行修改,以最大程度地減小行人受傷害風險。或者,主動行人保護系統也能夠輕松地滿足要求。
2.3 聯網工作是新安全功能的關鍵
聯網工作是智能地利用以前相互之間獨立運作的組件和系統的關鍵。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。
通過安全氣囊控制系統與電子穩定程序(ESP?)或攝像頭、雷達傳感器等環境傳感器的聯網,產生了可提前識別危險事故的若干新功能。這些功能為車內乘員保護系統提前觸發而贏得寶貴的時間。因此,在危險的碰撞事故發生之前,車輛乘員保護既已得到了優化。
此外,為及早提供與碰撞事件有關的信號,外圍傳感器會被安裝在車輛側面和前部。也可以將外圍傳感器安裝在車輛后部。 所有傳感器數據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決策是基于來自內部和外圍傳感器的信息。
結束語
自電子技術在汽車安全方面得到應用后,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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