楊子福
河南省食品藥品監(jiān)督管理局機(jī)關(guān)服務(wù)中心 河南省鄭州市 450046
如今,汽車(chē)逐漸走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù),隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的飛速發(fā)展。人們?cè)絹?lái)越關(guān)注汽車(chē)在行駛中的交通安全問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年因交通事故死亡的人數(shù)約為50萬(wàn)人。汽車(chē)能否安全行駛對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)非常重要。傳統(tǒng)的被動(dòng)安全技術(shù)并與汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)得發(fā)展研究都非常重要。所以,對(duì)主動(dòng)安全與被動(dòng)安全技術(shù)的整合是保障汽車(chē)安全行駛的重要發(fā)展趨勢(shì)。本文主要從汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)分析、被動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)行分析。
汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)是對(duì)交通意外防范于未然的汽車(chē)電子裝備。它能通過(guò)車(chē)輛自身傳感器讀取周邊環(huán)境信息,并對(duì)車(chē)輛的下一步行動(dòng)軌跡做出預(yù)判和一定程度的干預(yù)、提醒。接下來(lái)通過(guò)對(duì)交通事故過(guò)程的解讀,對(duì)汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)行分析。正常行駛、交通意外可能發(fā)生時(shí)、交通意外不可避免時(shí)、碰撞發(fā)生時(shí)是車(chē)輛發(fā)生交通意外之前的四個(gè)階段,而主動(dòng)安全技術(shù)在前三個(gè)階段的應(yīng)用,通過(guò)對(duì)駕駛員的提醒及輔助作用,而降低交通意外的發(fā)生。目前已經(jīng)成熟的主動(dòng)安全技術(shù)主要包括ACC自適應(yīng)巡航、FCW前碰撞預(yù)警、AEB自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)、BOS剎車(chē)優(yōu)先系統(tǒng)、ESP電子穩(wěn)定程序、BA智能剎車(chē)系統(tǒng)、HHC上坡輔助系統(tǒng)、HDC陡坡緩降系統(tǒng)、TPMS智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、LKA車(chē)道保持功能、LDW車(chē)道偏離預(yù)警、LCA并線(xiàn)輔助、倒車(chē)側(cè)向輔助、360全景環(huán)視系統(tǒng)、駕駛員疲勞提醒等等。
當(dāng)前最主流的主動(dòng)安全配置是ESP,該系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)角傳感器、ESP控制模塊、輪速傳感器、偏航率傳感器,ESP控制模塊通過(guò)判斷傳感器發(fā)出的信號(hào),進(jìn)行處理計(jì)算后分別對(duì)每個(gè)車(chē)輪進(jìn)行控制。在車(chē)輛的負(fù)載條件和路面條件一定時(shí),即車(chē)輪能提供的最大附著力為定值的極限情況下,車(chē)輪受到的縱向力和側(cè)向力是互補(bǔ)關(guān)系。汽車(chē)各輪的縱向力在電子穩(wěn)定程序控制下,也會(huì)影響側(cè)向力,從而使汽車(chē)的可控性有所提高。
汽車(chē)車(chē)輪受到的縱向力達(dá)到極值時(shí),側(cè)向力消失,駕駛員將無(wú)法控制汽車(chē)的橫向運(yùn)動(dòng),汽車(chē)會(huì)發(fā)生側(cè)滑,駕駛員不能按照按自己的意愿操控汽車(chē)的變道或轉(zhuǎn)彎。這時(shí)汽車(chē)的電子穩(wěn)定程序就會(huì)檢測(cè)到汽車(chē)會(huì)失控,從而預(yù)防汽車(chē)側(cè)滑。其工作原理是對(duì)特定車(chē)輪施加制動(dòng)力,讓駕駛員按照自己意愿控制汽車(chē)行駛方向。
當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎發(fā)生轉(zhuǎn)向不足時(shí),電子穩(wěn)定程序會(huì)向轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的后輪施加縱向力,從而汽車(chē)后輪的側(cè)向力減小,這樣就能幫助汽車(chē)轉(zhuǎn)向;同樣當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎發(fā)生轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí),電子穩(wěn)定程序也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)彎外側(cè)的前輪縱向力,從而汽車(chē)前輪的側(cè)向力減小,對(duì)車(chē)身產(chǎn)生抵抗轉(zhuǎn)向的力。還有些電子穩(wěn)定程序會(huì)在車(chē)輛失控時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,以保證汽車(chē)穩(wěn)定行駛。
在ESP基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的上坡輔助程序,可以讓駕駛員在坡道上起步時(shí)不用手剎情況下,右腳離開(kāi)剎車(chē)踏板汽車(chē)仍可以保持制動(dòng)幾秒,使駕駛員可以輕松的由剎車(chē)踏板踩向油門(mén)踏板,就能防止溜車(chē),還不會(huì)讓駕駛員感到手忙腳亂。
進(jìn)行上坡起步時(shí),當(dāng)右腳從剎車(chē)轉(zhuǎn)到油門(mén)的那一瞬間,很容易發(fā)生溜車(chē)。而這時(shí)候如果有HHC,它就能控制不溜車(chē),讓你在坡路上很容易的起動(dòng),就像在平路上一樣。
HHC的原理是這樣的:當(dāng)車(chē)坡起時(shí),腳離開(kāi)剎車(chē)踏板正去踩油門(mén)的那一刻,HHC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保持剎車(chē)油壓2—3秒,這樣汽車(chē)就不會(huì)下溜。當(dāng)腳踩下油門(mén)了,HHC對(duì)剎車(chē)的控制就自動(dòng)結(jié)束了,而且不是一下就卸掉全部剎車(chē)力量,是逐步的減小剎車(chē)力量,于是車(chē)也隨著你踩油門(mén)穩(wěn)穩(wěn)的起來(lái)了。如果不踩油門(mén),HHC的自動(dòng)剎車(chē)控制也會(huì)在2、3秒后結(jié)束,所以踩油門(mén)的動(dòng)作可以從容不迫。
作為汽車(chē)智能安全技術(shù)之一的并線(xiàn)輔助系統(tǒng),能夠在左右兩個(gè)后視鏡內(nèi)或其他地方提醒駕駛員后方安全范圍內(nèi)有無(wú)障礙物。從而提高行車(chē)安全。沃爾沃的并線(xiàn)輔助叫盲點(diǎn)信息系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)BLIS。這套系統(tǒng)會(huì)通過(guò)后視鏡上的攝像頭對(duì)對(duì)車(chē)輛后部的一個(gè)扇形區(qū)域進(jìn)行圖像監(jiān)控,該系統(tǒng)認(rèn)為目標(biāo)在逐漸靠近時(shí),A柱上的警示燈就會(huì)亮起以提醒駕駛員,預(yù)防交通事故。還有一些車(chē)型是在后保險(xiǎn)桿上裝了兩個(gè)并線(xiàn)輔助雷達(dá),左右兩邊各一個(gè),通過(guò)雷達(dá)波對(duì)后面區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控,也會(huì)達(dá)到相應(yīng)效果。
車(chē)道保持系統(tǒng)能幫助駕駛員一直保持在某個(gè)車(chē)道上行駛。其工作原理是使用一個(gè)攝像頭來(lái)識(shí)別車(chē)道的邊界線(xiàn)。此攝像頭一般集成在內(nèi)后視鏡底座上,當(dāng)檢測(cè)到汽車(chē)要偏離或已偏離所在車(chē)道時(shí),車(chē)道保持系統(tǒng)就會(huì)介入工作。
當(dāng)汽車(chē)有偏離該車(chē)道趨勢(shì)時(shí),車(chē)道保持系統(tǒng)就會(huì)提醒駕駛員修正方向,一般通過(guò)方向盤(pán)振動(dòng)來(lái)提醒駕駛員。在車(chē)道保持系統(tǒng)正在工作而駕駛員又在汽車(chē)偏離車(chē)道邊界線(xiàn)之前開(kāi)了轉(zhuǎn)向燈,那么該系統(tǒng)就不會(huì)再進(jìn)行提醒,因?yàn)橄到y(tǒng)認(rèn)為是司機(jī)主動(dòng)要變道了。
系統(tǒng)發(fā)出警告只在車(chē)輛靠近和穿過(guò)車(chē)道邊界線(xiàn)時(shí)出現(xiàn)一次。只有當(dāng)在第一次警告出現(xiàn)后車(chē)輛已離相應(yīng)的車(chē)道邊界線(xiàn)足夠遠(yuǎn)隨后又靠近此邊界線(xiàn)時(shí),才會(huì)第二次發(fā)出這種警報(bào)。這樣就可防止車(chē)輛在與車(chē)道邊界線(xiàn)平行行駛時(shí)持續(xù)出現(xiàn)這種警告。
車(chē)道保持系統(tǒng)只能用于高速公路和路況良好的普通公路,因此該系統(tǒng)只有在車(chē)速超過(guò)約65 km/h才開(kāi)始工作。當(dāng)?shù)缆翻h(huán)境條件較差時(shí),比如路面很臟或者路面被雪覆蓋著、道路過(guò)窄或者道路邊界線(xiàn)不清楚時(shí),車(chē)道保持系統(tǒng)會(huì)被暫時(shí)關(guān)閉,組合儀表上會(huì)向用戶(hù)顯示出該系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)。
LKA這個(gè)看起來(lái)不太起眼的配置也非常重要。美國(guó)高速公路安全管理局調(diào)查顯示,車(chē)道偏離在死亡車(chē)禍肇因中占37%,比例之高讓人開(kāi)始重視LKA的重要性。提到LKA,就必須先提到LDW(Lane Departure Warning)車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)。LDW與LKA非常相似,是藉由攝像頭監(jiān)測(cè)道路上的標(biāo)線(xiàn),來(lái)判斷車(chē)輛是否偏離車(chē)道。然而,LDW系統(tǒng)并不能自動(dòng)導(dǎo)正車(chē)身,只能提醒駕駛員汽車(chē)正在偏離車(chē)道。
在汽車(chē)正常行駛階段,主動(dòng)安全使駕駛員視野拓寬或幫助其進(jìn)行自動(dòng)駕駛。自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光系統(tǒng)會(huì)依據(jù)實(shí)際的交通狀況調(diào)節(jié)車(chē)前燈照明,這樣能避免駕駛員由于視野盲區(qū)而發(fā)生交通意外。
在汽車(chē)偏離正常行駛軌道或因轉(zhuǎn)向過(guò)猛導(dǎo)致交通事故可能發(fā)生時(shí),主動(dòng)安全技術(shù)系統(tǒng)可以輔助修正汽車(chē)行駛軌道使車(chē)輛保持穩(wěn)定以降低意外的發(fā)生概率。駕駛員在汽車(chē)變道或轉(zhuǎn)彎時(shí),由于操作失誤使汽車(chē)不能穩(wěn)定行駛,電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)就會(huì)輔助讓車(chē)輛保持穩(wěn)定,降低意外發(fā)生。在駕駛員在無(wú)意識(shí)狀態(tài)下使汽車(chē)偏離正常軌道行駛,這時(shí)車(chē)道偏離輔助修正系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào),同事幫助駕駛員回到安全行駛軌道,避免發(fā)生交通意外。
當(dāng)汽車(chē)即將追尾而司機(jī)沒(méi)有感覺(jué)到意外風(fēng)險(xiǎn)時(shí),緊急制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別并對(duì)汽車(chē)進(jìn)行緊急制動(dòng),降低汽車(chē)在交通意外發(fā)生時(shí)的速度,避免發(fā)生非常嚴(yán)重的傷亡。
被動(dòng)安全系統(tǒng)開(kāi)始工作,是在交通意外發(fā)生時(shí)最大限度的保證人員的生命安全。在歐美國(guó)家最早研究應(yīng)用了汽車(chē)被動(dòng)安全技術(shù),在一些交通事故中的傷害因?yàn)檫@些技術(shù)運(yùn)用,有了了明顯改善。而車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、約束系統(tǒng)匹配、被動(dòng)安全零部件完美的體現(xiàn)在了中國(guó)汽車(chē)被動(dòng)安全內(nèi)容。隨著中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,雖然大量國(guó)外的優(yōu)質(zhì)零部件供應(yīng)商進(jìn)入中國(guó)并占領(lǐng)市場(chǎng),但同時(shí)也使中國(guó)學(xué)習(xí)了很過(guò)國(guó)外先進(jìn)的汽車(chē)安全技術(shù),并且這些技術(shù)已經(jīng)在國(guó)產(chǎn)許多車(chē)型上得到應(yīng)用。下面我們根據(jù)今年新上市的WEY汽車(chē)對(duì)被動(dòng)安全技術(shù)進(jìn)分析。
發(fā)生在2018年3月份的一起車(chē)禍,當(dāng)時(shí)汽車(chē)時(shí)速大約30—40公里,安全氣囊在發(fā)生碰撞后快速打開(kāi),但駕駛員不幸被安全帶勒傷,內(nèi)臟器官?lài)?yán)重受傷。像安全帶勒傷內(nèi)臟這種情況在事故發(fā)生時(shí)比較常見(jiàn),有的是沒(méi)有正確使用安全帶,但人體的位移也是事故發(fā)生時(shí)被安全帶勒傷的重要原因。學(xué)術(shù)界對(duì)于這個(gè)問(wèn)題其實(shí)早有公論,安全帶確實(shí)能把我們?cè)谲?chē)禍發(fā)生時(shí)固定在座椅上,無(wú)法向前沖出。但由于多種原因,有時(shí)我們身體仍會(huì)向下移動(dòng),致使安全帶實(shí)際所處位置與理論位置不符,對(duì)內(nèi)臟器官、頸部等部位形成擠壓傷害。針對(duì)這些事故,WEY 采用了防潛保護(hù)系統(tǒng)和預(yù)緊式安全帶兩種技術(shù)給新款車(chē)型配備。
防潛保護(hù)系統(tǒng)也是一種新型的座椅骨架結(jié)構(gòu)。這種座椅將骨架的大腿支撐部位由平直結(jié)構(gòu)改成向上翹起,使人體臀部低于最前端,以防止人體向下移動(dòng)。對(duì)汽車(chē)駕駛員及乘車(chē)人員進(jìn)行有效保護(hù)。
在車(chē)輛速度發(fā)生劇烈變化時(shí)會(huì)在 0.1 秒內(nèi)收緊,能將人體迅速地固定在座椅上。所以,普通安全帶相比,預(yù)緊式安全帶能使人體位置不會(huì)在座椅位置上發(fā)生大幅度移動(dòng),能更有效地固定人體,避免對(duì)人的內(nèi)臟器官造成損害。也可以防止駕駛員在安全氣囊彈出時(shí)因沖擊力過(guò)大而受到傷害。
接下來(lái)我們根據(jù)案例分析一下安全氣囊對(duì)人的保護(hù)。同樣在2018年3月紹興上虞發(fā)生的一起交通意外,一輛 SUV 不幸撞在了路邊大樹(shù)上,由于安全氣囊沒(méi)有在碰撞過(guò)程中打開(kāi),使車(chē)上乘員死亡。針對(duì)安全氣囊有時(shí)不能順利彈出的問(wèn)題,WEY 將碰撞傳感器分別安裝在車(chē)身前部和左右兩側(cè),每個(gè)部位兩顆。這樣碰撞傳感器會(huì)迅速識(shí)別碰撞所帶來(lái)的速度變化,將碰撞行為傳輸給安全氣囊的控制系統(tǒng),并快速?gòu)棾霭踩珰饽摇M瑫r(shí)WEY也考慮到了乘員安全,配備了主副駕駛安全氣囊和前排側(cè)氣囊,還有前后排頭部氣簾。以保證碰撞發(fā)生時(shí)更加有效地保護(hù)乘員的人身安全。
綜上,通過(guò)對(duì)汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)及被動(dòng)安全技術(shù)的相似分析,說(shuō)明了,這些技術(shù)對(duì)汽車(chē)安全行駛的重要性。希望所有相關(guān)企業(yè)及研究院能對(duì)汽車(chē)安全行駛的技術(shù)更加重視。使人們的汽車(chē)出行更加安全。