高新科技產品鎖緊汽車駕車的“安全鏈”

東風本田汽車有限公司 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.

汽車作為高科技的產品 各大廠商在其科學技術上的研發向來不遺余力 從符合環保主題的Hybrid混合動力到提升行車安全的PRE-SAFE系統 都為消費者提供了全新的用車感受。目前市場上量產車型中頂尖高科技產品 引領著汽車發展的新潮流 成為汽車安全的保護神。

目前 汽車安全產品的發展趨勢是從被動安全轉向主動安全。被動安全側重于事故發生后最大限度減少損害 而主動安全則重在避免事故的發生。汽車安全系統越來越向智能化的方向發展 半導體廠商和系統廠商 都在想方設法將最新的電子技術應用到汽車安全產品上。由于主動安全是預防事故的發生 更能保證駕乘者的安全 因此主動安全系統將比被動安全系統更受人關注。本期我們來看一下底盤系統上的高科技產品。

一、省力省心的電子駐車系統

電子駐車制動系統(EPB)是指將行車過程中的臨時性制動和停車后的長時性制動功能整合在一起 并且由電子控制方式實現停車制動的技術。它的技術含量要比傳統手動制動系統前進一大步。在結構上 電子駐車制動系統用駐車制動按鈕代替了傳統手動駐車制動的制動手柄 有些車型為踏板式 這不僅為車內留出了更多的空間 而且操作時也更加方便 停車制動由一個觸手可及的電子按鈕進行。同時也有效避免了傳統手動駐車制動的制動力受制動手柄拉緊力影響的缺點 駕駛者不用像駕駛普通自動擋車型那樣 在停車時持續踩下制動踏板 使得駕車更加輕松舒適。而遇到坡道時 也可有效避免向后溜車的危險。因此EPB能夠始終保證基本恒定的制動力 穩定而有效 這尤其對于女性駕駛者來說 操作既簡單、省力 又安全、可靠。目前國產車型中 林蔭大道、邁騰配備了該系統。

由于采用智能傳感器系統 查找并使用路邊可用的停車場將變得很簡單。電子駐車輔助允許駕駛員在沿著路邊的緊湊的停車空間舒適安全地停車。當車輛進入停車空間時 一超聲傳感器測量間距。如果空間足夠大 駐車操作就會開始啟動。駕駛員需要做的就是踩下加速和制動踏板。所有的轉向運動是自動進行的。海拉推出電子駐車輔助系統系列產品。與進入路邊停車場相關的最令人頭痛的就是 在一繁忙車位盡量準確地評估停車空間 缺少駕駛經驗的駕駛員給他們的車子所留下足夠大的空間。現在這些緊迫的停車狀況可以用電子駐車輔助系統來毫不費力地處理。一旦系統發現適合的停車空間就會給駕駛員一個信號。如果駕駛員確認需要停車并進入倒車擋 或者按壓下某一個按鈕——依靠系統的設計——輔助系統接管駐車程序。駕駛員的手離開方向盤 注意交通間隔 通過加速和制動來控制駐車操作——在幾秒中移動一下 車輛準確地滑進停車空間 然后向前行進幾英尺以便讓駕駛員出來。當車輛駛過時 停車空間是由強烈的超聲波傳感器輔助測量的。它意味著停車空間的測量是部分的。停車空間的長度和深度取決于車圍。如果系統確定停車空間適當 駕駛員就會收到一個視頻聲控信號。為了在每一步移動中執行駐車程序 系統基于由傳感器提供的環境地圖來計算最優的路徑。在輔助路徑下 進入停車空間的路線不斷地調整 系統確保連續角度的移動 此時的方向盤受力最小 車輛可以自動地轉向進入到停車空間而不需要駕駛員操作方向盤。

EPB 電子駐車制動系統 通過內置在其電腦中的縱向加速度傳感器來測算坡度 從而可以算出車輛在斜坡上由于重力而產生的下滑力 電腦通過電機對后輪施加制動力來平衡下滑力 使車輛能停在斜坡上。當車輛起步時 電腦通過離合器踏板上的位移傳感器以及油門的大小來測算需要施加的制動力 同時通過高速CAN與發動機電腦通訊來獲知發動機牽引力的大小。電腦自動計算發動機牽引力的增加 相應地減少制動力。當牽引力足夠克服下滑力時 電腦驅動電機解除制動 從而實現車輛順暢起步。該系統可以保證車輛在30%的斜坡上穩定駐車。另外該系統自動實現熱補償 即如果車輛經過強制動后駐車 后制動盤會因為溫度下降與摩擦片產生間隙 此時電機會自動啟動 驅動壓緊螺母來補償溫度下降產生的間隙 保證可靠的駐車效果。

二、更人性、更智能的ESP車身穩定程序

所謂電子穩定程序 其主要的工作原理為 在車輛行駛過程中 由行車電腦對車輛的動態信息進行實時的監控 當發生打滑、側滑或者甩尾等情況 系統能及時對車輛進行干預 分別對4個車輪實施不同的制動力 并且控制油門的開合 以幫助駕駛者挽救車輛的失控狀態 使車輛回到應有的行進軌跡 將發生碰撞事故的概率降低。

ESP車身穩定程序 包含ABS及ASR 是這兩種系統功能上的延伸。因此 ESP稱得上是當前汽車防滑裝置的最高級形式。ESP系統由控制單元及轉向傳感器 監測方向盤的轉向角度、車輪傳感器 監測各個車輪的速度轉動、側滑傳感器 監測車體繞垂直軸線轉動的狀態、橫向加速度傳感器 監測汽車轉彎時的離心力 等組成。控制單元通過這些傳感器的信號對車輛的運行狀態進行判斷 進而發出控制指令。有ESP與只有ABS及ASR的汽車 它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動地作出反應 而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤 防患于未然。ESP對過度轉向或不足轉向特別敏感 例如汽車在路滑時左拐過度轉向 轉彎太急 時會產生向右側甩尾 傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復附著力 產生一種相反的轉矩而使汽車保持在原來的車道上。當然 任何事物都有一個度的范圍 如果駕車者盲目開快車 現在的任何安全裝置都難以保全 ESP大概由以下幾部分組成 一是傳感器。有轉向傳感器、車輪傳感器、側滑傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器等。這些傳感器負責采集車身狀態的數據 二是ESP電腦 將傳感器采集到的數據進行計算 算出車身狀態然后跟存儲器里面預先設定的數據進行比對。當電腦計算數據超出存儲器預存的數值 即車身臨近失控或者已經失控的時候則命令執行器工作以保證車身行駛狀態能夠盡量滿足駕駛員的意圖 三是執行器說白了ESP的執行器就是4個車輪的剎車系統 其實ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒有ESP的車不同的是 裝備有ESP的車其剎車系統具有蓄壓功能。簡單地說蓄壓就是電腦可以根據需要 在駕駛員沒踩剎車的時候替駕駛員向某個車輪的制動油管加壓好讓這個車輪產生制動力 四是與駕駛員的溝通 儀表盤上的ESP燈。ESP的工作過程 當車左轉出現轉向不足的時候 就是速度太快拐不過來了 。ESP各個傳感器會把轉向不足的消息告訴電腦然后電腦就控制左后輪制動 產生一個拉力和一個扭力來對抗車頭向右推的轉向不足趨勢 還是左轉 后輪抓地不足或者后驅車油門踩猛了出現轉向過度的時候 就是甩屁股 。ESP會控制右前輪制動 同時減小發動機輸出的功率。糾正錯誤的轉向姿態由于地面附著力不均勻出現跑偏的時候直線剎車。ESP會控制附著力強的輪子減小制動力 讓車按照駕駛員預想的行駛線路前進。同樣當一邊剎車一邊轉向的時候ESP也會控制某些車輪增大制動力或者減小制動力讓車子按照駕駛員的意圖行進。該系統除了博世公司開發的ESP最為常見以外 豐田的VSC、寶馬的DSC等 也有類似的效果。當然有了電子穩定程序的保護 并不是說車輛就絕對安全了 一旦超過物理極限 即使有電子穩定程序的干預 車輛同樣會發生失控的狀況。另外 電子穩定程序介入工作的時機也很關鍵 目前很多車型雖配備了該系統 但由于介入的時機掌握不好 反而給駕駛者挽救車輛幫了倒忙 因此如何讓電子穩定程序在合適的時候開始工作 也是未來汽車科技發展的一種趨勢。

三、預警安全系統保障乘客的安全

PRE-SAFE預警安全系統通過ESP和BAS感應器來預知危險并觸發預防措施來保護駕駛員及乘客。行車中 由于轉向過度或轉向不足而產生打滑危險時 PRE-SAFE預警安全系統就會啟動 例如駕駛員和前排乘客安全帶被電動可回拉的安全收緊器拉緊。一旦撞擊無法避免 該項功能可以確保在安全氣囊啟動前前排人員坐姿處于最佳防護位置 從而使安全氣囊發揮出更好的保護效果。并且 PRE-SAFE系統可預先將前排座椅恢復至理想狀態 若座椅太靠前 PRE-SAFE系統將使其自動后移 同時若椅背傾角不適 系統也將其調整至最佳角度。這些措施均由座椅內藏的電機帶動機械裝置完成。當車輛開始打滑時 活動天窗會自動關閉。危險過后 可回拉的安全帶收緊器將恢復其原始設置 活動天窗也會重新打開。

奔馳的PRE-SAFE是預警安全系統 也叫預安全防護系統。事故表明 大部分交通意外 從發現狀況到實際撞擊 間隔有近一秒的時間 而現有的安全系統 如氣囊、安全帶收緊裝置 只需千分之一秒即可啟動。間隔的時間足以啟動更安全的預防措施 保障乘客的安全。

在眾多汽車安全技術當中 梅賽德斯-奔馳最新開發的PRESAFE安全預警系統具有劃時代的意義 憑借于此 梅賽德斯-奔馳開辟了汽車安全領域的新紀元。PRE-SAFE系統在提前檢測到即將發生的碰撞后 能夠幫助駕駛員和乘客 以及車輛本身在撞擊發生前進入預備狀態。在梅賽德斯-奔馳事故調查人員的研究發現基礎上 PRE-SAFE安全預警系統被開發出來。這些研究發現表明 在大約三分之二的事故中 從意識到碰撞即將發生直至碰撞真正發生的整個過程 會經過一個較長的時間間隔。PRESAFE的設計宗旨正是利用這段時間 在對即將發生的碰撞進行感知和判斷的基礎上 提前啟動保護系統 以求進一步降低駕駛員及乘客受傷的危險。當危險情況出現時 PRE-SAFE能夠自動監測到碰撞的征兆 馬上啟動包括收緊安全帶等在內的主動預防措施 在潛在的撞擊出現前 將駕駛員和前方乘客的位置調整至最佳狀態 從而使安全氣囊更具效力 為乘客和駕駛員的人身安全帶來更大的保障。今天 PRE-SAFE系統已經成為梅賽德斯-奔馳S級、CLS級、新款R級等產品的標準配備 為乘員提供全面的安全保護。

四、輪胎的胎壓預警監測裝置防患于未然

很多嚴重的交通事故都是由爆胎引起的 特別是車輛處于高速行駛的狀態下 一旦輪胎發生爆裂 車輛會在瞬間失去平衡特別是負責轉向的前輪 再加上駕駛者由于緊張不正確使用剎車 車輛很容易發生旋轉甚至翻滾的危險 因此爆胎已經成為了引發惡性交通事故的一個很重要誘因。近年來 車輛的爆胎事故驟然增多。據統計 全球每年約有120萬人因公路事故死亡 其中 高速公路上的交通事故中爆胎占70%以上 超過1千萬人受傷或致殘 這意味著駕駛員與乘客安全的重要性正與日俱增。頻頻發生的爆胎事故造成的車禍引起人們的警覺和困惑 爆胎事故危險大 車毀人亡概率高 有些人談車色變 認為爆胎防不勝防。為了防患于未然 更好地、有效地預防爆胎 胎壓監測預警系統(TPMS)在人們翹首期待的目光中浮出水面。TPMS對于提高汽車安全性有舉足輕重的作用 輪胎是汽車和路面唯一接觸的部分。輪胎過于膨脹或處于充氣不足狀態都會影響汽車安全性 有很多車禍都是因輪胎出現問題而導致的 因此對車輛進行監測和預警提示可以避免潛在事故的發生。

美國在約十年前通過立法 要求新車廠出廠時逐步安裝TPMS對輪胎進行監測。在2005年修訂后的法律要求 2007年9月1日新注冊的車輛必須100%安裝TPMS。同時 歐盟也作出類似的規定。因此人們把TPMS稱之為繼ABS、安全氣囊之后的第三大汽車安全系統。在歐美 胎壓監測系統已成為汽車的標準配置。胎壓監測預警系統被譽為汽車輪胎的“保護神” 當汽車在行走時 胎壓感測系統能第一時間針對汽車輪胎的氣壓進行自動監測 當汽車輪胎的胎壓不足及出現漏氣現象時 能夠給駕駛者提供即時訊息 以確保駕駛安全。

防止爆胎最直接有效的方式就是安裝TPMS胎壓監測 在輪胎壓力發生異常變化的時候 能在第一時間告訴駕駛者 避免危險的發生。汽車胎壓監測預警系統 TPMS 由發射器和接收器兩部分組成 其中發射器裝配在車胎里 由專用鋼圈箍牢 安全可靠。發射器內傳感器可檢測到車胎內的氣壓、溫度信息 經過其內置的處理器處理后 通過無線射頻的方式將信息發射出來 然后被接收器接收 一旦發生胎壓過高、胎壓過低 輪胎漏氣以及胎溫過高等異常情況 監控主機立即以聲光圖數方式向駕駛員發出報警信息 以便及時采取措施 防止爆胎導致的車毀人亡事故。目前國內配備該系統的車型還不是很多 上海通用別克的君越是其中之一 這也是中高級車型安全性發展的必然趨勢。

五、結束語

時下 企業研發 生產和銷售的汽車安全自控裝置產品 屬國家科技部認定的高科技產品 獲得國家的重點支持。未來的汽車安全自控裝置運用聲、光、電、機為一體 采用微波、遠紅外探測技術 根據你的車速自動探測車前方障礙物的距離 具有自動報警、自動減速、自動剎車的功能 避免汽車與障礙物相撞。它體積小 易安裝 適用于各種車型 不改變原車結構和性能。