高新科技产品锁紧汽车驾车的“安全链”

东风本田汽车有限公司 崔立宏

The auto as high tech products, for its development in science & technology, every large manufactures have spared no effort, from the Hybrid mixed driving power in accordance with the main theme of environmental protection to uplifting the PRE-SAFE System of safety driving, which all have provided grand new feeling at using auto.At present, the top high tech products among mass manufacturing of auto models in market,have led new tide of automotive development, which has become the safety God for auto safety.

汽车作为高科技的产品 各大厂商在其科学技术上的研发向来不遗余力 从符合环保主题的Hybrid混合动力到提升行车安全的PRE-SAFE系统 都为消费者提供了全新的用车感受。目前市场上量产车型中顶尖高科技产品 引领着汽车发展的新潮流 成为汽车安全的保护神。

目前 汽车安全产品的发展趋势是从被动安全转向主动安全。被动安全侧重于事故发生后最大限度减少损害 而主动安全则重在避免事故的发生。汽车安全系统越来越向智能化的方向发展 半导体厂商和系统厂商 都在想方设法将最新的电子技术应用到汽车安全产品上。由于主动安全是预防事故的发生 更能保证驾乘者的安全 因此主动安全系统将比被动安全系统更受人关注。本期我们来看一下底盘系统上的高科技产品。

一、省力省心的电子驻车系统

电子驻车制动系统(EPB)是指将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起 并且由电子控制方式实现停车制动的技术。它的技术含量要比传统手动制动系统前进一大步。在结构上 电子驻车制动系统用驻车制动按钮代替了传统手动驻车制动的制动手柄 有些车型为踏板式 这不仅为车内留出了更多的空间 而且操作时也更加方便 停车制动由一个触手可及的电子按钮进行。同时也有效避免了传统手动驻车制动的制动力受制动手柄拉紧力影响的缺点 驾驶者不用像驾驶普通自动挡车型那样 在停车时持续踩下制动踏板 使得驾车更加轻松舒适。而遇到坡道时 也可有效避免向后溜车的危险。因此EPB能够始终保证基本恒定的制动力 稳定而有效 这尤其对于女性驾驶者来说 操作既简单、省力 又安全、可靠。目前国产车型中 林荫大道、迈腾配备了该系统。

由于采用智能传感器系统 查找并使用路边可用的停车场将变得很简单。电子驻车辅助允许驾驶员在沿着路边的紧凑的停车空间舒适安全地停车。当车辆进入停车空间时 一超声传感器测量间距。如果空间足够大 驻车操作就会开始启动。驾驶员需要做的就是踩下加速和制动踏板。所有的转向运动是自动进行的。海拉推出电子驻车辅助系统系列产品。与进入路边停车场相关的最令人头痛的就是 在一繁忙车位尽量准确地评估停车空间 缺少驾驶经验的驾驶员给他们的车子所留下足够大的空间。现在这些紧迫的停车状况可以用电子驻车辅助系统来毫不费力地处理。一旦系统发现适合的停车空间就会给驾驶员一个信号。如果驾驶员确认需要停车并进入倒车挡 或者按压下某一个按钮——依靠系统的设计——辅助系统接管驻车程序。驾驶员的手离开方向盘 注意交通间隔 通过加速和制动来控制驻车操作——在几秒中移动一下 车辆准确地滑进停车空间 然后向前行进几英尺以便让驾驶员出来。当车辆驶过时 停车空间是由强烈的超声波传感器辅助测量的。它意味着停车空间的测量是部分的。停车空间的长度和深度取决于车围。如果系统确定停车空间适当 驾驶员就会收到一个视频声控信号。为了在每一步移动中执行驻车程序 系统基于由传感器提供的环境地图来计算最优的路径。在辅助路径下 进入停车空间的路线不断地调整 系统确保连续角度的移动 此时的方向盘受力最小 车辆可以自动地转向进入到停车空间而不需要驾驶员操作方向盘。

EPB 电子驻车制动系统 通过内置在其电脑中的纵向加速度传感器来测算坡度 从而可以算出车辆在斜坡上由于重力而产生的下滑力 电脑通过电机对后轮施加制动力来平衡下滑力 使车辆能停在斜坡上。当车辆起步时 电脑通过离合器踏板上的位移传感器以及油门的大小来测算需要施加的制动力 同时通过高速CAN与发动机电脑通讯来获知发动机牵引力的大小。电脑自动计算发动机牵引力的增加 相应地减少制动力。当牵引力足够克服下滑力时 电脑驱动电机解除制动 从而实现车辆顺畅起步。该系统可以保证车辆在30%的斜坡上稳定驻车。另外该系统自动实现热补偿 即如果车辆经过强制动后驻车 后制动盘会因为温度下降与摩擦片产生间隙 此时电机会自动启动 驱动压紧螺母来补偿温度下降产生的间隙 保证可靠的驻车效果。

二、更人性、更智能的ESP车身稳定程序

所谓电子稳定程序 其主要的工作原理为 在车辆行驶过程中 由行车电脑对车辆的动态信息进行实时的监控 当发生打滑、侧滑或者甩尾等情况 系统能及时对车辆进行干预 分别对4个车轮实施不同的制动力 并且控制油门的开合 以帮助驾驶者挽救车辆的失控状态 使车辆回到应有的行进轨迹 将发生碰撞事故的概率降低。

ESP车身稳定程序 包含ABS及ASR 是这两种系统功能上的延伸。因此 ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP系统由控制单元及转向传感器 监测方向盘的转向角度、车轮传感器 监测各个车轮的速度转动、侧滑传感器 监测车体绕垂直轴线转动的状态、横向加速度传感器 监测汽车转弯时的离心力 等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断 进而发出控制指令。有ESP与只有ABS及ASR的汽车 它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应 而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误 防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感 例如汽车在路滑时左拐过度转向 转弯太急 时会产生向右侧甩尾 传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力 产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然 任何事物都有一个度的范围 如果驾车者盲目开快车 现在的任何安全装置都难以保全 ESP大概由以下几部分组成 一是传感器。有转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据 二是ESP电脑 将传感器采集到的数据进行计算 算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值 即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图 三是执行器说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统 其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。和没有ESP的车不同的是 装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。简单地说蓄压就是电脑可以根据需要 在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让这个车轮产生制动力 四是与驾驶员的沟通 仪表盘上的ESP灯。ESP的工作过程 当车左转出现转向不足的时候 就是速度太快拐不过来了 。ESP各个传感器会把转向不足的消息告诉电脑然后电脑就控制左后轮制动 产生一个拉力和一个扭力来对抗车头向右推的转向不足趋势 还是左转 后轮抓地不足或者后驱车油门踩猛了出现转向过度的时候 就是甩屁股 。ESP会控制右前轮制动 同时减小发动机输出的功率。纠正错误的转向姿态由于地面附着力不均匀出现跑偏的时候直线刹车。ESP会控制附着力强的轮子减小制动力 让车按照驾驶员预想的行驶线路前进。同样当一边刹车一边转向的时候ESP也会控制某些车轮增大制动力或者减小制动力让车子按照驾驶员的意图行进。该系统除了博世公司开发的ESP最为常见以外 丰田的VSC、宝马的DSC等 也有类似的效果。当然有了电子稳定程序的保护 并不是说车辆就绝对安全了 一旦超过物理极限 即使有电子稳定程序的干预 车辆同样会发生失控的状况。另外 电子稳定程序介入工作的时机也很关键 目前很多车型虽配备了该系统 但由于介入的时机掌握不好 反而给驾驶者挽救车辆帮了倒忙 因此如何让电子稳定程序在合适的时候开始工作 也是未来汽车科技发展的一种趋势。

三、预警安全系统保障乘客的安全

PRE-SAFE预警安全系统通过ESP和BAS感应器来预知危险并触发预防措施来保护驾驶员及乘客。行车中 由于转向过度或转向不足而产生打滑危险时 PRE-SAFE预警安全系统就会启动 例如驾驶员和前排乘客安全带被电动可回拉的安全收紧器拉紧。一旦撞击无法避免 该项功能可以确保在安全气囊启动前前排人员坐姿处于最佳防护位置 从而使安全气囊发挥出更好的保护效果。并且 PRE-SAFE系统可预先将前排座椅恢复至理想状态 若座椅太靠前 PRE-SAFE系统将使其自动后移 同时若椅背倾角不适 系统也将其调整至最佳角度。这些措施均由座椅内藏的电机带动机械装置完成。当车辆开始打滑时 活动天窗会自动关闭。危险过后 可回拉的安全带收紧器将恢复其原始设置 活动天窗也会重新打开。

奔驰的PRE-SAFE是预警安全系统 也叫预安全防护系统。事故表明 大部分交通意外 从发现状况到实际撞击 间隔有近一秒的时间 而现有的安全系统 如气囊、安全带收紧装置 只需千分之一秒即可启动。间隔的时间足以启动更安全的预防措施 保障乘客的安全。

在众多汽车安全技术当中 梅赛德斯-奔驰最新开发的PRESAFE安全预警系统具有划时代的意义 凭借于此 梅赛德斯-奔驰开辟了汽车安全领域的新纪元。PRE-SAFE系统在提前检测到即将发生的碰撞后 能够帮助驾驶员和乘客 以及车辆本身在撞击发生前进入预备状态。在梅赛德斯-奔驰事故调查人员的研究发现基础上 PRE-SAFE安全预警系统被开发出来。这些研究发现表明 在大约三分之二的事故中 从意识到碰撞即将发生直至碰撞真正发生的整个过程 会经过一个较长的时间间隔。PRESAFE的设计宗旨正是利用这段时间 在对即将发生的碰撞进行感知和判断的基础上 提前启动保护系统 以求进一步降低驾驶员及乘客受伤的危险。当危险情况出现时 PRE-SAFE能够自动监测到碰撞的征兆 马上启动包括收紧安全带等在内的主动预防措施 在潜在的撞击出现前 将驾驶员和前方乘客的位置调整至最佳状态 从而使安全气囊更具效力 为乘客和驾驶员的人身安全带来更大的保障。今天 PRE-SAFE系统已经成为梅赛德斯-奔驰S级、CLS级、新款R级等产品的标准配备 为乘员提供全面的安全保护。

四、轮胎的胎压预警监测装置防患于未然

很多严重的交通事故都是由爆胎引起的 特别是车辆处于高速行驶的状态下 一旦轮胎发生爆裂 车辆会在瞬间失去平衡特别是负责转向的前轮 再加上驾驶者由于紧张不正确使用刹车 车辆很容易发生旋转甚至翻滚的危险 因此爆胎已经成为了引发恶性交通事故的一个很重要诱因。近年来 车辆的爆胎事故骤然增多。据统计 全球每年约有120万人因公路事故死亡 其中 高速公路上的交通事故中爆胎占70%以上 超过1千万人受伤或致残 这意味着驾驶员与乘客安全的重要性正与日俱增。频频发生的爆胎事故造成的车祸引起人们的警觉和困惑 爆胎事故危险大 车毁人亡概率高 有些人谈车色变 认为爆胎防不胜防。为了防患于未然 更好地、有效地预防爆胎 胎压监测预警系统(TPMS)在人们翘首期待的目光中浮出水面。TPMS对于提高汽车安全性有举足轻重的作用 轮胎是汽车和路面唯一接触的部分。轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性 有很多车祸都是因轮胎出现问题而导致的 因此对车辆进行监测和预警提示可以避免潜在事故的发生。

美国在约十年前通过立法 要求新车厂出厂时逐步安装TPMS对轮胎进行监测。在2005年修订后的法律要求 2007年9月1日新注册的车辆必须100%安装TPMS。同时 欧盟也作出类似的规定。因此人们把TPMS称之为继ABS、安全气囊之后的第三大汽车安全系统。在欧美 胎压监测系统已成为汽车的标准配置。胎压监测预警系统被誉为汽车轮胎的“保护神” 当汽车在行走时 胎压感测系统能第一时间针对汽车轮胎的气压进行自动监测 当汽车轮胎的胎压不足及出现漏气现象时 能够给驾驶者提供即时讯息 以确保驾驶安全。

防止爆胎最直接有效的方式就是安装TPMS胎压监测 在轮胎压力发生异常变化的时候 能在第一时间告诉驾驶者 避免危险的发生。汽车胎压监测预警系统 TPMS 由发射器和接收器两部分组成 其中发射器装配在车胎里 由专用钢圈箍牢 安全可靠。发射器内传感器可检测到车胎内的气压、温度信息 经过其内置的处理器处理后 通过无线射频的方式将信息发射出来 然后被接收器接收 一旦发生胎压过高、胎压过低 轮胎漏气以及胎温过高等异常情况 监控主机立即以声光图数方式向驾驶员发出报警信息 以便及时采取措施 防止爆胎导致的车毁人亡事故。目前国内配备该系统的车型还不是很多 上海通用别克的君越是其中之一 这也是中高级车型安全性发展的必然趋势。

五、结束语

时下 企业研发 生产和销售的汽车安全自控装置产品 属国家科技部认定的高科技产品 获得国家的重点支持。未来的汽车安全自控装置运用声、光、电、机为一体 采用微波、远红外探测技术 根据你的车速自动探测车前方障碍物的距离 具有自动报警、自动减速、自动刹车的功能 避免汽车与障碍物相撞。它体积小 易安装 适用于各种车型 不改变原车结构和性能。