汽車安全系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)與未來展望

楊孟欣 張亞松

摘 ?要：在這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，汽車的安全性成為人們口中的焦點(diǎn)話題。該文便針對(duì)汽車安全系統(tǒng)的重要性以及其當(dāng)前所應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行了闡述，隨后又針對(duì)汽車安全系統(tǒng)在智能化和集成化兩個(gè)方向進(jìn)行了未來展望。據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示，在中國(guó)每年發(fā)生的交通事故大約有50萬(wàn)起，死亡人數(shù)超過了10萬(wàn)人，由交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。為了降低交通事故的傷亡率和減少因交通事故給人們帶來的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)用當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)來為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全所服務(wù)，完善汽車安全系統(tǒng)已經(jīng)是當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)安全技術(shù) ?被動(dòng)安全技術(shù) ?智能化 ?集成化

中圖分類號(hào)：TG174.4 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（c）-0067-02

1 ?汽車安全系統(tǒng)

汽車安全系統(tǒng)分為主動(dòng)安全系統(tǒng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)。其中汽車的主動(dòng)安全系統(tǒng)是針對(duì)汽車在安全事故發(fā)生之前，為保證汽車安全工作所采取的一系列設(shè)計(jì);而汽車的被動(dòng)安全系統(tǒng)則是汽車在安全事故發(fā)生之后，為保證車內(nèi)乘客和車外行人安全所采取的一系列設(shè)計(jì)。

2 ?主動(dòng)安全技術(shù)

2.1 ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上引進(jìn)電子感應(yīng)裝置以及液壓技術(shù)所完善之后的一種更為安全有效的制動(dòng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的制動(dòng)原理是在減速或剎車時(shí)，使車輪處于抱死狀態(tài)，利用車輪與路面的摩擦來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果。而ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是將安裝在車輪上的車速傳感器發(fā)出的電子信號(hào)傳給汽車的電子控制器，經(jīng)過電腦分析后，借助制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器來調(diào)控液壓制動(dòng)輪缸的壓力，使車輪在剎車時(shí)不完全抱死，并讓車輪的滑移率達(dá)到一個(gè)接近于20%的理想數(shù)值[1，2]。這樣可以獲得較大的橫向附著系數(shù)和縱向附著系數(shù)，最終達(dá)到平穩(wěn)制動(dòng)的效果。該系統(tǒng)還可以延長(zhǎng)輪胎的壽命，減少剎車損耗，縮短制動(dòng)距離，降低危險(xiǎn)指數(shù)。汽車的附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系曲線圖如圖1所示。

2.2 ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)

ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)是通過傳感器將檢測(cè)汽車行駛狀態(tài)信息傳輸給汽車的電子控制器進(jìn)行計(jì)算分析，并將駕駛員操控下的汽車狀態(tài)指數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，然后發(fā)出指令，對(duì)制動(dòng)壓力或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使汽車在運(yùn)行過程中保持良好的操作性、方向穩(wěn)定性和安全性。所以ESP系統(tǒng)本身最大的特點(diǎn)就是可以通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)駕駛員的操作進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.3 EBA緊急剎車輔助系統(tǒng)

EBA作為輔助制動(dòng)操作系統(tǒng)，可以在ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，提高汽車的剎車制動(dòng)力。尤其在緊急剎車時(shí)，駕駛員不能夠迅速踩下制動(dòng)踏板或提供給制動(dòng)踏板的力量很弱，汽車電子控制器也能通過傳感器傳入的信號(hào)判斷出剎車意圖，從而利用輔助操作系統(tǒng)發(fā)出強(qiáng)大的制動(dòng)力。

2.4 NVA夜視輔助系統(tǒng)

夜視輔助系統(tǒng)是一種應(yīng)用熱成像技術(shù)幫助駕駛員在夜間行駛中增強(qiáng)視覺效果的安全系統(tǒng)。夜視輔助系統(tǒng)能使駕駛員在夜間行駛中所看到的距離是車前燈的4倍，所以駕駛員有足夠的時(shí)間看清道路上的人和物，并及時(shí)做出反應(yīng)，避免交通事故的發(fā)生[3]。即使是在雨雪天氣或霧霾天氣情況下，夜視輔助系統(tǒng)也能夠幫助駕駛員察覺到潛在的危險(xiǎn)，并及時(shí)排除安全隱患。

3 ?被動(dòng)安全技術(shù)

3.1 安全帶

安全帶是汽車在緊急制動(dòng)或發(fā)生碰撞時(shí)，把乘客束縛在座椅上的一種安全裝置，能起到約束乘客、吸收撞擊能量以及抵消慣性力的作用。在汽車采取緊急制動(dòng)或發(fā)生碰撞的情況下，會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力，則汽車安全帶的預(yù)緊裝置會(huì)在瞬間收束，使安全帶在車輛正常行駛下的松弛狀態(tài)變?yōu)榭嚲o狀態(tài)，降低乘客與汽車內(nèi)飾部件發(fā)生碰撞的概率[4]。但當(dāng)安全帶的束縛力超過一定的限度時(shí)，限力裝置會(huì)使安全帶適當(dāng)放松，以保證乘客胸部受力穩(wěn)定。

3.2 安全氣囊

安全氣囊在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，安全氣囊傳感器會(huì)將碰撞信號(hào)傳送到電子控制器，隨后利用驅(qū)動(dòng)電路向氣囊中的氣體發(fā)生器傳遞引燃?xì)怏w發(fā)生劑的信號(hào)，產(chǎn)生大量氣體，使氣囊在短時(shí)間里形成彈性氣墊，以此有效地減輕乘客的頭部和胸部的受傷程度。

3.3 籠式車身結(jié)構(gòu)

籠式車身結(jié)構(gòu)是一種廣泛應(yīng)用的吸能式車體結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)創(chuàng)意是將汽車的剛性車體和鳥籠結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合。當(dāng)汽車在行駛中不幸發(fā)生碰撞或翻車事故后，汽車所遭受的沖擊會(huì)被撞擊緩沖區(qū)平均分散到整個(gè)車身，以達(dá)到由全部車身來吸收沖擊能量的效果，減少對(duì)車體乘客艙的損壞。

4 ?汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 智能化

放眼未來，人工智能技術(shù)的應(yīng)用是未來汽車安全系統(tǒng)智能化的主要發(fā)展方向，并結(jié)合汽車的主、被動(dòng)安全技術(shù)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完整的汽車智能安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)可分為人車交流、車車交流和車體感知3部分。

人車交流可以實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員的駕駛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。在安全事故發(fā)生之前，該智能系統(tǒng)可以給駕駛員一些警示或根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)直接采取相應(yīng)的安全措施。比如說，該智能系統(tǒng)檢測(cè)出汽車有嚴(yán)重打滑趨勢(shì)，則該系統(tǒng)會(huì)通過調(diào)節(jié)座椅把駕駛員調(diào)到最安全的位置，收緊安全帶，使駕駛員處于安全氣囊保護(hù)的最佳位置。如果安全隱患解除，則座椅會(huì)在系統(tǒng)的控制下自動(dòng)復(fù)原。

4.2 集成化

汽車的主動(dòng)安全技術(shù)與被動(dòng)安全技術(shù)的集成是未來汽車安全系統(tǒng)集成化發(fā)展的主要方向。兩者的集成是利用復(fù)雜的整合技術(shù)將電子傳感技術(shù)、全球定位技術(shù)以及影像傳感等多種技術(shù)緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車行駛環(huán)境的全面監(jiān)控，獲取全面的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和處理，在危險(xiǎn)發(fā)生前就能自動(dòng)完成對(duì)汽車和乘客的全面防護(hù)。

在2013年，TRM已經(jīng)創(chuàng)造出了緊急制動(dòng)技術(shù)與安全帶主動(dòng)控制技術(shù)在傳感器共享的基礎(chǔ)上結(jié)合的集成安全系統(tǒng)，能最大程度上減少對(duì)車體和乘客的損害。并且結(jié)合電子傳感技術(shù)，將安全氣囊與主動(dòng)安全技術(shù)高度集成的主動(dòng)性安全氣囊的研發(fā)工作也在進(jìn)行中。集成后的主、被動(dòng)安全系統(tǒng)打破了主動(dòng)安全系統(tǒng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)工作的時(shí)間界限，其實(shí)用價(jià)值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩者獨(dú)立工作的實(shí)用價(jià)值。

5 ?結(jié)語(yǔ)

縱觀當(dāng)前汽車安全系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，主、被動(dòng)安全技術(shù)的升級(jí)離不開高新技術(shù)的研發(fā)和突破，比如更加先進(jìn)的電子傳感技術(shù)、承載汽車智能化發(fā)展主體的人工智能技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)汽車安全系統(tǒng)集成化的整合技術(shù)等。所以未來的日子里，還需要我們對(duì)汽車安全技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。同時(shí)，我們還要認(rèn)清，為保證汽車的行駛安全，除了要求汽車安全技術(shù)不斷完善之外，還應(yīng)要求汽車駕駛員自身提高安全駕駛意識(shí)，真正做到遵守交通法規(guī)，安全駕駛。

參考文獻(xiàn)

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