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技術(shù)

現(xiàn)代汽車(chē)中的安全系統(tǒng)

2025China.cn   2008年12月26日

        交通安全問(wèn)題已成為世界性的大問(wèn)題。據(jù)報(bào)載,全世界每年因交通事故死亡的人數(shù)約50萬(wàn),因此汽車(chē)的安全性對(duì)人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)的影響是不言而喻的。隨著高速公路的發(fā)展和汽車(chē)性能的提高,汽車(chē)行駛速度也相應(yīng)加快,加之汽車(chē)數(shù)量增加以及交通運(yùn)輸日益繁忙,汽車(chē)事故增多所引起的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,已成為一個(gè)不容忽視的社會(huì)問(wèn)題,汽車(chē)的行車(chē)安全更顯得非常重要。

        現(xiàn)代汽車(chē)的安全技術(shù)包括主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)兩方面。而被動(dòng)安全技術(shù)和主動(dòng)安全技術(shù)是保證汽車(chē)乘員安全的重要保障。過(guò)去,汽車(chē)安全設(shè)計(jì)主要考慮被動(dòng)安全系統(tǒng),如設(shè)置安全帶、安全氣囊、保險(xiǎn)杠等?,F(xiàn)在汽車(chē)設(shè)計(jì)師們更多考慮的則是主動(dòng)安全設(shè)計(jì),使汽車(chē)能夠主動(dòng)采取措施,避免事故的發(fā)生。今天我們主要談?wù)勂?chē)上的主動(dòng)安全系統(tǒng)。
今天應(yīng)用在汽車(chē)上主動(dòng)安全系統(tǒng)包括制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS),電子穩(wěn)定程序(ESP),防撞雷達(dá),盲點(diǎn)探測(cè)器,無(wú)視差安全后視鏡等等。

制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)

        “ABS”是英文“Anti-lock Break System”的縮寫(xiě),中文譯為“防死鎖剎車(chē)系統(tǒng)”。它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的安全剎車(chē)控制系統(tǒng)。沒(méi)有安裝ABS系統(tǒng)的車(chē),在遇到緊急情況時(shí),來(lái)不及分步緩剎,只能一腳踩死。這時(shí)車(chē)輪容易抱死,加之車(chē)輛沖刺慣性,便可能發(fā)生側(cè)滑、跑偏、方向不受控制等危險(xiǎn)狀況。而裝有ABS的車(chē),當(dāng)車(chē)輪即將到達(dá)下一個(gè)鎖死點(diǎn)時(shí),剎車(chē)在一秒內(nèi)可作用60至120次,相當(dāng)于不停地剎車(chē)、放松,即相似于機(jī)械的“點(diǎn)剎”。因此,可以避免在緊急剎車(chē)時(shí)方向失控及車(chē)輪側(cè)滑,使車(chē)輪在剎車(chē)時(shí)不被鎖死,輪胎不在一個(gè)點(diǎn)上與地面摩擦,加大了摩擦力,使剎車(chē)效率達(dá)到90%以上。

        ABS通常都由車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置、電子控制裝置和ABS警示燈組成。

1.車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器
        為了檢測(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速,一般會(huì)在各車(chē)輪上都安裝一個(gè)輪速傳感器。而在前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)上,可使用3傳感器方式,即在前差速器前部安裝一個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)傳感器,然后在左右后輪各安裝一個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器。齒輪脈沖信號(hào)發(fā)生器裝在車(chē)輪上,齒輪脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)和車(chē)輪的轉(zhuǎn)速成正比。
        以上傳感器信號(hào)都輸往電子控制裝置。

2.制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置
        一般汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)分為三個(gè)獨(dú)立的液壓系統(tǒng),即左前輪、右前輪和左右后輪。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置按照電子控制裝置中電腦的指令,通過(guò)增壓、保持油壓、調(diào)壓來(lái)調(diào)節(jié)上述三個(gè)系統(tǒng)4個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)油壓。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置附有專用的電動(dòng)泵,如果需要提高油壓,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提高油壓。

3.電子控制裝置
        基于各車(chē)輪傳感器送來(lái)的信號(hào),利用電子控制裝置的電腦,按預(yù)先確定好的判斷程序計(jì)算各車(chē)輪的制動(dòng)力。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,如果需要加大制動(dòng)力,就打開(kāi)進(jìn)油電磁閥,如果需要解除制動(dòng)就打開(kāi)泄油電磁閥。

        ABS的主要作用是改善整車(chē)的制動(dòng)性能,提高行車(chē)安全性,防止在制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪抱死(即停止?jié)L動(dòng)),從而保證駕駛員在制動(dòng)時(shí)還能控制方向,并防止后軸側(cè)滑。其工作原理為:緊急制動(dòng)時(shí),依靠裝在各車(chē)輪上高靈敏度的車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器,一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)車(chē)輪抱死,計(jì)算機(jī)立即控制壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動(dòng)分泵泄壓,使車(chē)輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到防止車(chē)輪抱死的目的。ABS的工作過(guò)程實(shí)際上是“抱死—松開(kāi)—抱死—松開(kāi)”的循環(huán)工作過(guò)程,使車(chē)輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài),有效克服緊急制動(dòng)時(shí)由車(chē)輪抱死產(chǎn)生的車(chē)輛跑偏現(xiàn)象,防止車(chē)身失控等情況的發(fā)生。

電子穩(wěn)定程序(ESP)

        ESP是英文Electronic Stability Program的縮寫(xiě),是能有效避免車(chē)輛側(cè)滑的電子穩(wěn)定程序。電子穩(wěn)定程序(ESP)是一項(xiàng)主動(dòng)安全系統(tǒng),它包含有了ABS和TCS,因此它能有效防止車(chē)輪在制動(dòng)時(shí)抱死(ABS),在啟動(dòng)時(shí)打滑(TCS)。ESP系統(tǒng)按照每秒25次的頻率檢測(cè)駕駛員意圖和車(chē)輛的實(shí)際行駛情況。如果發(fā)現(xiàn)有緊急情況,它迅速反應(yīng),通過(guò)液壓調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)每個(gè)車(chē)輪上的制動(dòng)壓力,如有可能,還會(huì)干預(yù)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng),防止車(chē)輛側(cè)滑,從而降低事故發(fā)生率。

ESP工作原理

        ESP系統(tǒng)由中央控制單元(ECU)及轉(zhuǎn)向傳感器、車(chē)輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器和執(zhí)行器組成,其目的是在電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)動(dòng)行狀態(tài)的前提下,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)和調(diào)控。

        在汽車(chē)行駛過(guò)程中,轉(zhuǎn)角傳感器感知駕駛員轉(zhuǎn)彎方向和角度,車(chē)速傳感器感知車(chē)速、油門(mén)開(kāi)度和轉(zhuǎn)速力矩,剎車(chē)傳感器感知?jiǎng)x車(chē)力,而擺角傳感器則感知車(chē)子的傾斜度和側(cè)傾速度,ECU了解了這些信息之后,通過(guò)計(jì)算機(jī)判斷汽車(chē)要正常安全行駛和駕駛員操縱汽車(chē)意圖差距,然后由ECU發(fā)出指令,調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和車(chē)輪上的剎車(chē)力,從而修正汽車(chē)的過(guò)度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足,以避免汽車(chē)打滑、轉(zhuǎn)向過(guò)度、轉(zhuǎn)向不足和抱死,保證汽車(chē)的行駛安全。

ESP的作用可以在以下三種工況中體現(xiàn)出來(lái):


防撞雷達(dá)

        防撞雷達(dá)系統(tǒng)主要由CPU、顯示電路、微波發(fā)射接收天線、報(bào)警電路、三角波發(fā)生及發(fā)射電路以及工作電源部分組成,利用微波對(duì)大氣、雨、霧的強(qiáng)穿透力和電磁波的似光性,保證了測(cè)距準(zhǔn)確性和全天候適應(yīng)性,特別是通過(guò)CPU編程設(shè)定,大大提高了使用范圍,并具有顯示、語(yǔ)言提示以及剎車(chē)等各種功能。

        防撞雷達(dá)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的前方,當(dāng)有危險(xiǎn)目標(biāo)出現(xiàn),雷達(dá)系統(tǒng)提前向司機(jī)發(fā)出報(bào)警,使司機(jī)及時(shí)作出反應(yīng),同時(shí)雷達(dá)輸出信號(hào)到達(dá)汽車(chē)控制系統(tǒng),根據(jù)情況進(jìn)行自動(dòng)剎車(chē)或減速。由于該系統(tǒng)發(fā)射的雷達(dá)電波會(huì)對(duì)交警使用的測(cè)速設(shè)備等造成干擾,我國(guó)目前還未被允許普及。該系統(tǒng),在奔馳S級(jí)系列的車(chē)型上有配備,但進(jìn)入我國(guó)的車(chē)型尚未安裝。

安全后視鏡

        安全后視鏡由后視鏡鏡面、后視鏡底板以及至少一個(gè)后視鏡腳柱組成。后視鏡鏡面采用凸面反光鏡,反光角度明顯增寬而又不至使影像失真。后視鏡底板連接于后視鏡鏡面的底面,后視鏡腳柱一端與后視鏡底板連接,另一端直接安裝在現(xiàn)有的后視鏡位置上,可隨意裝卸。此端端頭可以設(shè)計(jì)成帶有粘接件,便于安裝。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝使用方便,反光角度明顯增寬,最大限度地消除了視野盲區(qū),有效地減少和防止交通事故的發(fā)生。

總結(jié)

        隨著乘客安全帶系統(tǒng)、安全氣囊、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR),到無(wú)盲點(diǎn)、無(wú)視差安全后視鏡等在汽車(chē)上的應(yīng)用,汽車(chē)的安全性能正日趨完善。特別是近幾年,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到汽車(chē)上。目前,世界各國(guó)都在運(yùn)用現(xiàn)代高新科,加緊研制汽車(chē)安全技術(shù),一批批有關(guān)汽車(chē)安全的前沿技術(shù)、新產(chǎn)品陸續(xù)裝車(chē)使用,使未來(lái)的汽車(chē)更加安全。

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