汽車安全技術的現狀及發展趨勢

王書賢

（湖北文理學院，湖北 襄陽441053）

汽車安全技術的現狀及發展趨勢

王書賢

（湖北文理學院，湖北 襄陽441053）

隨著汽車工業和交通運輸業的高速發展，汽車交通事故日益嚴重，給人們的生命和財產造成巨大損失，汽車安全問題已成為世界性的社會問題，因此對汽車安全技術的研究具有非常重要的意義。本文論述了汽車安全技術的發展現狀，從主動與被動安全技術兩方面分別探討，并展望了汽車安全技術的發展趨勢。

汽車安全技術；被動；主動；現狀；發展趨勢

汽車的發展史已有100多年，汽車安全性能的研究和汽車安全新技術的應用也日新月異，汽車的安全性能正日趨完善。汽車安全性按照事故發生的前后基本可以分為兩個方面：主動安全性和被動安全性。前者是指事故將要發生時汽車防止事故發生的能力，而后者是在發生事故時汽車對車內乘員的保護或對被撞車輛或行人的保護，使損失降到最小的能力[1]。兩者是不同的方面，不可相互替代，且缺一不可。一輛安全的汽車，應該同時具有好的主動安全性和好的被動安全性，因此汽車的主動安全技術與被動安全技術是乘員和行人安全的重要保障。主、被動安全技術的發展過程有著明顯的不同：被動安全已經過了最快速的發展時期，現已漸漸進入平穩的發展階段，而主動安全經過多年的積累，現已進入快速發展階段（如圖1）。本文主要介紹了汽車主動安全技術和被動安全技術的發展現狀，并對汽車安全技術未來的發展趨勢提出了構想。

圖1 汽車安全技術的比較與發展

1 汽車主動安全技術

所謂主動安全技術（active safety technology）是指在設計及制造汽車時，通過使用先進的技術或裝備，主動預防、避免或減少汽車在行駛過程中可能發生的事故，以提高汽車的安全性能[2]。汽車主動安全技術是當今汽車研發的重點。目前所采用的汽車主動安全技術主要有：智能防撞系統、電子穩定控制系統（ESP）、車道偏離預警系統（LDWS）、牽引力控制系統（TCS）、電子制動力分配系統（EBD）、驅動防滑轉控制系統（ASR）、輪胎壓力智能監測系統（TPMS）、巡航控制系統（ACC）、制動輔助系統（BAS）、緊急剎車輔助系統（EBA）等，下面介紹幾種主流的汽車主動安全技術。

1.1 智能防撞系統

因為碰撞事故是汽車交通事故的主要形式，因此汽車主動安全研究的熱點就是智能防撞系統，它也是目前各國及有關企業研究的重點[3]。智能防撞系統利用現代的信息和傳感技術將外部信息（如障礙物大小、距離、車速等）告知駕駛者，同時它還能根據車況、路況等信息綜合來判斷是否存在危險，并能在危急情況下輔助駕駛者采取應急措施，使汽車能主動避開危險，以防止碰撞事故的發生。其典型的組成結構如圖2所示。

圖2 智能防撞系統的構成

1.2 電子穩定控制系統ESP（Electronic Stability Program）

ESP是以ASR系統和ABS系統為基礎發展而來的，且添加了轉向盤轉角傳感器、橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器和橫向加速度傳感器等，是對以上兩種系統功能的延續與提升。ESP是通過調節車輪縱向力的大小來控制汽車的橫擺運動，以使汽車具有良好的操縱穩定性[4]。

1.3 車道偏離預警系統LDWS（Lane Departure Warning System）

LDWS使用汽車自帶的攝像頭動態監控汽車與車道標線的相對位置，在沒有發出變道信號的情況下，當車輛稍微偏離行駛路線，而此時駕駛員又沒有意識到時，LDWS就會發出修正警報，若駕駛員仍沒能使車輛回到原路線的話，LDWS便會自動的幫助駕駛員修正方向，使車輛回到原路線，從而極大的減少了因汽車偏離車道所引發的碰撞事故。這種車道識別技術，為未來“無人駕駛”打下堅實的基礎。

2 汽車被動安全技術

汽車被動安全技術（passive safety technology）是指在事故發生后，通過車輛自身的結構和系統來有效的保護乘員和行人，使事故的損傷減少到最低限度。目前，成熟、有效的被動安全技術大致有：預緊式安全帶、安全氣囊（SRS）、安全車身設計、聚氨酯膠合車窗、安全玻璃、可翻滾下潛式橫置發動機、可伸縮式安全轉向柱、乘員頭頸保護系統（WHIPS）等，下面介紹其中幾種比較典型的被動安全技術。

2.1 預緊式安全帶

當車輛即將發生碰撞事故的一剎那，在乘員還沒有前移時，預緊式安全帶首先會拉緊帶子，馬上把乘員牢牢地固定在座位上來防止乘員前傾，以有效的保證乘員的安全，這就是預緊式安全帶的最大特點。與普通安全帶最大的不同是預緊式安全帶中有一個特殊的卷收裝置，它除具有應有的收放安全帶的作用外，它還能當車速發生劇變時在0.1 s左右加強對乘員約束。

2.2 安全氣囊（SRS）

當今轎車上最引人關注的高技術裝置就是安全氣囊（SRS），SRS主要由傳感器、微處理器、氣體發生器和氣囊等部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發送信號；氣體發生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態燃料并產生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。與此同時，當充氣過量或囊內壓力超過一定值時，可通過氣囊中設置的安全閥來自動泄放部分氣體，避免擠壓乘員使其受傷。另外，某些轎車除裝有保護駕駛員的氣囊外，還裝有保護其他人員的氣囊。同時，安全氣囊已出現智能化，能識別座椅上有無乘員、是兒童還是成人、乘員的身材、體重、位置及是否系好安全帶、汽車碰撞時的速度及撞擊力度等，以此來確定安全氣囊的膨脹時刻、速度及程度，使其作用發揮到最佳程度，以便對乘員提供最有效、最合理的保護，尤其是減輕對兒童等身型矮小者的損傷。

2.3 車身安全設計

汽車碰撞時為了減輕乘員的傷亡，在車身設計時就要考慮對汽車的前部和后部進行削弱，而著重對乘客艙部分進行加固。因為這樣的話，當車輛受到前、后碰撞時，可以通過極易變形的前部或后部來吸收沖擊能量，而堅固的乘客艙不易產生變形以保護乘員。當車輛發生側面碰撞時，車門會因受到沖擊而變形，從而直接傷害到靠近車門的乘員。為了增強汽車的側面防撞性能，許多汽車將一兩根非常堅固的鋼梁放在兩側車門的夾層中，當車門受到撞擊時，其內部堅固的防撞鋼梁能極大的削弱車門的變形量，從而減輕對車人員的傷害。

3 汽車安全技術的發展趨勢

雖然過去汽車工程師們在設計汽車時采取各種措施來保證當事故發生時乘員和行人的安全（即被動安全），但如何避免事故發生的主動安全才是未來汽車安全研究的焦點，因為要想最好的體現車輛的安全性，就必須最大程度地減少事故的發生率，而主動安全因其具有防止事故發生的特點，所以有著很大的發展空間，越來越受汽車制造企業、交通管理部門和消費者的重視。可見，未來汽車安全技術發展的重點應是主動安全技術。但被動安全技術也不能完全被主動安全技術取而代之，因為就算汽車上裝有最先進、最高級的主動安全系統，也不可能保證不發生任何的交通事故。因此，主動安全技術和被動安全技術是相輔相成、相互補充、且缺一不可的。將主動安全系統和被動安全系統集成在一起將是未來汽車安全技術的一大發展趨勢。這種集成的安全系統具有更強的安全性能，能最大限度的保證乘員和行人的安全，其應用價值要遠遠超過彼此獨立、毫無關系的防護系統。

4 結語

總之，隨著人類社會的不斷進步，人們除對汽車的使用性能（如動力性、燃油經濟性、行駛的平順性和操縱的穩定性）有更高的要求外，對汽車的安全性能也提出了更高的要求，并且也越來越重視汽車安全技術的研究和應用。隨著在汽車上廣泛使用更加先進的智能型傳感器、快速響應的執行器、高性能中央控制單元ECU、先進的控制策略、雷達技術、計算機網絡技術、第三代移動通信技術等，當代汽車正在朝著更加智能化、自動化和信息化的方向發展，未來的汽車將會越來越可靠，越來越安全。

[1]陳建明，曹永剛.汽車電子安全技術的現狀及其發展策略[J].價值工程，2013（1）：32-33.

[2]楊秀芳，張 新，常桂秀，等.汽車主動安全技術[J].重慶工學院學報，2008（4）：15-17.

[3]宋曉琳.馮廣剛等.汽車主動避撞系統的發展現狀及趨勢[J].汽車工程，2008（4）：285-290.

[4]吳艷華，何天明.新型汽車主動安全系統ESP[J].上海汽車，2007（12）：28-30.

Present Status and Development Trends of Automobile Safety Technology

WANG Shu-xian
（Hubei University of Arts and Science，Xiangyang Hubei 441053，China）

With the rapid development of automobile industry and transportation,traffic accidents are becoming more and more serious，causing huge losses to people’s lives and property safety issue has become a social problem in the world，so the research on automotive safety technology has very important significance.This paper discusses the development of automobile safety technology，discusses the two aspects of active and passive safety technology，and looks forward to the development trend of automobile safety technology.

automotive safety technology；passive；active；present status；developing tendency

U463.9

A

1672-545X（2017）09-0257-03

2017-06-03

王書賢（1979－），女，河北承德人，講師，研究方向：汽車安全以及汽車零部件設計。