汽車安全系統(tǒng)探析之“行車安全系統(tǒng)” —— 文章正文2015-05-28

    【汽車電子網(wǎng)】目前我們所接觸到的汽車安全系統(tǒng)包括：自適應(yīng)巡航系統(tǒng)、啟停系統(tǒng)、自動(dòng)泊車系統(tǒng)、車道偏離警告系統(tǒng)、輔助駕駛技術(shù)以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)等。汽車所裝的安全設(shè)備也都眾所周知，如安全帶、安全氣囊、吸能轉(zhuǎn)向柱等，其中最常見的就是安全帶，幾乎世界上的每輛車都配有安全帶，這是對(duì)乘員最基本的保護(hù)裝置。隨著科技的發(fā)展，越來越多的先進(jìn)技術(shù)也被應(yīng)用到汽車安全系統(tǒng)中來，360°全景監(jiān)控系統(tǒng)、倒車?yán)走_(dá)、ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、碰撞預(yù)警系統(tǒng)等也紛紛被應(yīng)用其中。

    下面，筆者將從基礎(chǔ)安全設(shè)備、行車安全系統(tǒng)和倒車安全預(yù)警系統(tǒng)三個(gè)方面，來進(jìn)行詳細(xì)解讀。

    行車安全系統(tǒng)

    （一）防碰撞追尾

    1.APCS（AdvancedPre-CollisionSystem）碰撞預(yù)判系統(tǒng)

    碰撞預(yù)判系統(tǒng)能自動(dòng)探測(cè)前方障礙物，測(cè)算出發(fā)生碰撞的可能性。若系統(tǒng)判斷碰撞的可能性很大，則會(huì)發(fā)出警報(bào)聲。系統(tǒng)還可通過預(yù)碰撞剎車輔助系統(tǒng)、緊急轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)、汽車動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng)等一系列安全系統(tǒng)來盡可能避免碰撞。若系統(tǒng)判斷碰撞不可避免，則會(huì)預(yù)先收緊前座安全帶、啟動(dòng)剎車來最大限度的減輕損傷。

    預(yù)警安全系統(tǒng)通過ESP和BAS感應(yīng)器來預(yù)知危險(xiǎn)，并觸發(fā)預(yù)防措施來保護(hù)駕駛員及乘客。行車中，由于轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足而產(chǎn)生打滑危險(xiǎn)時(shí)，預(yù)警安全系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)。一旦撞擊無法避免，該項(xiàng)功能可以確保在安全氣囊啟動(dòng)前，前排人員坐姿處于最佳防護(hù)位置，從而使安全氣囊發(fā)揮出更好的保護(hù)效果。當(dāng)車輛開始打滑時(shí)，活動(dòng)天窗會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；危險(xiǎn)過后，可回拉的安全帶收緊器將恢復(fù)其原始設(shè)置，活動(dòng)天窗也會(huì)重新打開。

    2.CWAB（CollisionWarningwithAutoBrake）碰撞警示系統(tǒng)

    自動(dòng)制動(dòng)碰撞警示系統(tǒng)基于雷達(dá)和攝像頭來檢測(cè)前方的車輛，當(dāng)碰撞事故臨近時(shí)，信息的準(zhǔn)確性足以實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)判斷和自動(dòng)制動(dòng)。系統(tǒng)設(shè)定在雷達(dá)和攝像頭共同確認(rèn)情況危急時(shí)才啟用自動(dòng)制動(dòng)。自動(dòng)制動(dòng)功能的作用是盡可能地降低碰撞速度，從而減少兩車乘員的受傷機(jī)率。在有些情況下自動(dòng)制動(dòng)功能甚至可以協(xié)助完全避免碰撞的發(fā)生。

    如果帶警示系統(tǒng)的車輛逼近前車，而司機(jī)沒有留意時(shí)，位于風(fēng)擋上的紅色報(bào)警燈會(huì)閃爍并發(fā)出聲響，提醒司機(jī)采取行動(dòng)。如果發(fā)出警示后碰撞的風(fēng)險(xiǎn)仍然在增加，制動(dòng)支持功能會(huì)被激活。剎車片能縮短響應(yīng)時(shí)間，預(yù)充液壓增強(qiáng)制動(dòng)壓力，確保司機(jī)在沒用力踩剎車的情況下也能實(shí)現(xiàn)有效制動(dòng)。如果司機(jī)沒有實(shí)施制動(dòng)而系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)碰撞即將發(fā)生，制動(dòng)器將被激活。

    3.CBA（CollisionBufferArea）碰撞緩沖區(qū)

    撞擊緩沖區(qū)的概念是梅塞德斯?奔馳在20世紀(jì)60年代首次提出來的。其設(shè)計(jì)為在發(fā)生撞擊時(shí)車身發(fā)生逐漸變形，以吸附事故中產(chǎn)生的絕大部分的撞擊能量。車身改為這種可以變形的設(shè)計(jì)后，乘員所承受的強(qiáng)烈的撞擊力就可以大大減小?，F(xiàn)代的撞擊緩沖區(qū)設(shè)計(jì)不僅僅可以吸附撞擊能量，而且還可以使撞擊能量發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

    車身結(jié)構(gòu)可分為乘員安全區(qū)和緩沖吸能區(qū)。

    乘員安全區(qū)應(yīng)有足夠剛度，不允許發(fā)生大的碰撞變形，以保證乘員的生存空間，且發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等剛性機(jī)構(gòu)不得因碰撞侵入乘坐艙；緩沖吸能區(qū)在車輛碰撞時(shí)允許有較大的變形，以便合理的吸收撞擊能量，使得作用于乘員身體上的力和加速度不超過規(guī)定的人體忍耐極限。有些車身前部的組件可以在發(fā)生前后撞擊時(shí)在乘客座艙下部向后移動(dòng)，從而進(jìn)一步減小乘員可能需要承受的撞擊能量。

    （二）緊急控制

    1．ESC（ElectronicStabilityControl）電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)

    電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)是一種輔助駕駛者控制車輛的主動(dòng)安全技術(shù)，它能自動(dòng)對(duì)車身的不穩(wěn)定性進(jìn)行矯正，有助于防止事故的發(fā)生。ESC由一些傳感器組成，它們可以衡量車輛對(duì)于駕駛員方向盤控制的反應(yīng)敏感度。ESC應(yīng)用高級(jí)的傳感技術(shù)來判斷駕駛者行駛方向的意圖，在車輛開始偏離道路時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)干預(yù)措施，對(duì)一個(gè)或多個(gè)車輪實(shí)施制動(dòng)力，減少發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的干預(yù)，將車輛引導(dǎo)回正確路線。

    如果ESC檢測(cè)出車輛的反應(yīng)不正確，系統(tǒng)會(huì)在必要的時(shí)候向單個(gè)或全部四個(gè)車輪施加剎車壓力進(jìn)行調(diào)解，以保證對(duì)車輛的正?？刂?。有些運(yùn)動(dòng)型多功能轎車還另外增加了一個(gè)翻滾穩(wěn)定控制系統(tǒng)，當(dāng)可能發(fā)生翻車時(shí)，該系統(tǒng)的傳感器可以檢測(cè)出來并相應(yīng)地自動(dòng)激活ESC。美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS估計(jì)，如果所有在路上行駛的車輛都安裝了ESC，大致以2003年的14000件單車撞擊事故為標(biāo)準(zhǔn)，每年至少可以多出7000人能死里逃生。

    2.ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

    ABS通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號(hào)，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動(dòng)缸的油壓，減小制動(dòng)力矩，經(jīng)一定時(shí)間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達(dá)5~10次），始終使車輪處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而又有最大的制動(dòng)力矩?？砂惭b在任何帶液壓剎車的汽車上。利用閥體內(nèi)的一個(gè)橡膠氣囊，在踩下剎車時(shí)，給予剎車油壓力，充斥到ABS的閥體中，此時(shí)氣囊利用中間的空氣隔層將壓力返回，使車輪避過鎖死點(diǎn)。

    沒有安裝ABS的汽車，在行駛中如果用力踩下制動(dòng)踏板，車輪轉(zhuǎn)速會(huì)急速降低，當(dāng)制動(dòng)力超過車輪與地面的摩擦力時(shí)，車輪就會(huì)被抱死，完全抱死的車輪會(huì)使輪胎與地面的摩擦力下降，如果前輪被抱死，駕駛員就無法控制車輛的行駛方向，如果后輪被抱死，就極容易出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象。依據(jù)美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS的觀點(diǎn)，安裝有防鎖死剎車系統(tǒng)ABS的車輛實(shí)際上更可能發(fā)生單車事故。發(fā)生事故的原因比較多，比如不正確使用該系統(tǒng)(點(diǎn)踩剎車)，感覺到防鎖死剎車系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生反饋所以過早地松掉了剎車踏板，或者錯(cuò)誤地認(rèn)為ABS能夠彌補(bǔ)由于粗暴轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤而造成的車身打轉(zhuǎn)。

    3.TPMS（TirePressureMonitoringSystem）輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

    TPMS的作用是在汽車行駛過程中對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，以確保行車安全。胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是“事前主動(dòng)”型汽車安全保護(hù)系統(tǒng)，在輪胎出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆之前提供預(yù)警，避免重大交通意外發(fā)生。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在中國(guó)市場(chǎng)上很有發(fā)展?jié)摿?，相信在不久的將來，?guó)家亦必然有規(guī)定要求車輛逐步配備這一配置。

    TPMS是在汽車行駛狀態(tài)下實(shí)時(shí)，通過汽車四個(gè)輪胎上的高靈敏傳感器動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)輪胎壓力，然后將數(shù)據(jù)通過無線電信號(hào)發(fā)射到接收器，并在接收器上以數(shù)字形式反映出氣壓值。