摘 要 隨著汽車保有量的日益增加，車輛事故和因車禍傷亡的人數(shù)也在不斷增加，汽車安全性成為衡量汽車性能及消費(fèi)者選購車輛的重要指標(biāo)。本文介紹了汽車安全技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展歷程，分析了汽車安全技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)了汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢與方向。

關(guān)鍵詞 汽車安全 應(yīng)用與發(fā)展

隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，我國汽車產(chǎn)銷量逐年增加，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2013年國內(nèi)汽車產(chǎn)銷2211.68萬輛和2198.41萬輛，再次刷新全球記錄，已連續(xù)五年蟬聯(lián)全球第一。同時(shí)，截至2013年底，中國民用汽車保有量已達(dá)1.27億輛（其中私家車占80%以上），已超日追美，汽車已成為必不可少、最主要的交通工具之一。汽車在給人們帶來便利的同時(shí)，也給道路交通帶來了很大的安全問題。隨著汽車保有量的日益增加，車輛事故和因車禍傷亡的人數(shù)也在不斷增加，已成為一個(gè)不容忽視的社會(huì)問題。全世界每年死于交通事故的人數(shù)近130萬，傷1000萬人以上。道路交通傷害已經(jīng)成為全球第八大死因，如不采取相應(yīng)措施，到2020年道路交通車禍預(yù)計(jì)將每年造成1900萬人死亡。近十年來，我國每年交通事故年均逾50萬余起，因交通事故死亡人數(shù)均超過10萬人，已連續(xù)十年居世界第一。為滿足人們對汽車安全性能要求日益增加的需求，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到汽車安全裝置上，安全性成為衡量汽車性能及人們選購車輛的重要指標(biāo)。

一、汽車安全技術(shù)的發(fā)展

汽車安全技術(shù)可分為主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)。在1886年，汽車剛誕生時(shí)，車上未配備任何安全裝置及技術(shù)，人們在選購汽車時(shí)，主要關(guān)注鋼板的厚度、強(qiáng)度及結(jié)實(shí)與否；技術(shù)人員也主要研究汽車玻璃在發(fā)生事故破碎后，如何減少尖銳度以減輕對乘員的損傷，同時(shí)另一主要研究內(nèi)容為發(fā)生撞擊后如何減少零部件的脫落，降低對乘員造成的危害，如安全帶的出現(xiàn)。在1959年，沃爾沃公司成功研制出前座三點(diǎn)式安全帶；1953年，第一個(gè)安全氣囊被發(fā)明并申請專利，但直到1980年，安全氣囊才開始逐步在部分汽車上安裝使用；1966年，碰撞緩沖區(qū)的概念在車上開始應(yīng)用，主要是指車輛發(fā)生碰撞時(shí)，利用車輛的前部和側(cè)面鋼板吸收碰撞時(shí)產(chǎn)生的能量；1970年，兒童安全座椅開始在轎車上裝備。總體而言，在汽車發(fā)展前期，汽車安全技術(shù)的發(fā)展主要關(guān)注的是如何在事故發(fā)生后將傷害程度減小到最低，即被動(dòng)安全性方面。

而在主動(dòng)安全技術(shù)方面，相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用均較晚。最具代表性的ABS（制動(dòng)防抱死系統(tǒng)）技術(shù)于1920年由英國人霍納摩爾發(fā)明，1936年德國博世公司取得取得ABS專利權(quán)，但直到20世紀(jì)50年代才開始在汽車上應(yīng)用；20世紀(jì)90年代初期，博世公司發(fā)明ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)）并首先應(yīng)用在奔馳轎車上；進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展以及人們對汽車安全性能要求的不斷提高，各大品牌汽車生產(chǎn)制造廠家也越來越重視汽車安全技術(shù)的研制與開發(fā)，越來越多的先進(jìn)安全技術(shù)被應(yīng)用到汽車上，如：汽車驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）、汽車電子控制制動(dòng)系統(tǒng)（EBS）、可控懸架系統(tǒng)、汽車電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎壓了監(jiān)控系統(tǒng)等等。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車安全技術(shù)將朝著集成化、智能化的方向邁進(jìn)，能“防患于未然”，同時(shí)在發(fā)生事故后給予有效保護(hù)的汽車安全技術(shù)的研究與發(fā)展將是世界各國汽車高新技術(shù)發(fā)展永恒的主題之一。

二、汽車安全技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

汽車行駛安全性是當(dāng)今世界汽車技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注問題之一，汽車安全性可分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性兩大類。主動(dòng)安全性通過對現(xiàn)有汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及先進(jìn)技術(shù)、裝置的應(yīng)用，使汽車在各種行駛條件的性能達(dá)到最佳，著眼于預(yù)防事故的發(fā)生。被動(dòng)安全性主要研究在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，如何對駕乘人員進(jìn)行有效保護(hù)，盡量降低傷害。目前，在汽車上應(yīng)用的安全技術(shù)主要有以下一些：

1、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）：在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)上采用電子控制技術(shù)，防止車輛制動(dòng)時(shí)車輪抱死的一種機(jī)電一體化系統(tǒng)。裝備ABS可充分利用輪胎與路面之間的峰值附著性能，提高汽車抗側(cè)滑性能，縮短制動(dòng)距離，充分發(fā)揮制動(dòng)性能，增加汽車制動(dòng)過程中的安全性、穩(wěn)定性及可控性。

2、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（TCS/ASR）：是一種根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制車輛牽引效能的汽車主動(dòng)控制系統(tǒng)，通過充分利用地面所提供的附著力，有效改善車輛牽引性能和行駛安全性，可使車輛在濕滑或泥濘路面起步、加速以及加速轉(zhuǎn)彎時(shí)避免驅(qū)動(dòng)輪打滑，并將滑動(dòng)率控制在一定范圍內(nèi)，既提升了牽引力，又保證了汽車的行駛穩(wěn)定。

3、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）：在汽車制動(dòng)瞬間，高速計(jì)算出四個(gè)輪胎由于附著地面不同而導(dǎo)致的附著力數(shù)值，調(diào)整制動(dòng)裝置，達(dá)到制動(dòng)力和附著力的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全。主要用于避免當(dāng)四個(gè)輪胎附著地面條件不同時(shí)，因車輪與地面附著力不同而導(dǎo)致制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生打滑、傾斜和側(cè)翻等現(xiàn)象。

4、電控輔助制動(dòng)系統(tǒng)（EBA）：通過駕駛員踩踏制動(dòng)踏板時(shí)制動(dòng)壓力增長的速率來判斷制動(dòng)行為，以電控輔助的方式，在駕駛員緊急制動(dòng)時(shí)，縮短制動(dòng)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，縮短緊急制動(dòng)距離，有效預(yù)防常見的追尾事故。

5、電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）：一種在制動(dòng)防抱死系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型主動(dòng)安全系統(tǒng)。ESP整合了ABS、EBD、EBA等控制系統(tǒng)，通過合理分配縱向和側(cè)向輪胎力，使汽車在物理極限內(nèi)最大限度按照駕駛員意愿行駛，采用車載傳感系統(tǒng)對車輛行駛的縱向、橫向、橫擺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、車輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)、制動(dòng)工作狀態(tài)及駕駛員轉(zhuǎn)向意圖等進(jìn)行自動(dòng)識別，判斷汽車是否發(fā)生車輪抱死、驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)及喪失操縱穩(wěn)定性，進(jìn)而對發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、車輪制動(dòng)進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)對制動(dòng)工況下的車輪防抱死和穩(wěn)定性控制、驅(qū)動(dòng)工況下的驅(qū)動(dòng)輪防滑和穩(wěn)定性控制及轉(zhuǎn)向工況下的穩(wěn)定性控制，使汽車的操縱穩(wěn)定性、加速性和制動(dòng)性實(shí)現(xiàn)綜合最佳。

6、汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）：是指四個(gè)車輪都是轉(zhuǎn)向輪或起轉(zhuǎn)向作用。相對于常見的兩輪轉(zhuǎn)向汽車，四輪轉(zhuǎn)向汽車提升了汽車在不良路面、側(cè)風(fēng)、高速行駛及轉(zhuǎn)彎情況下的行駛、轉(zhuǎn)向性能，并能減少低速轉(zhuǎn)彎半徑。

7、主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向（AFS）：在駕駛員轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，通過執(zhí)行電機(jī)給前輪疊加一個(gè)附加轉(zhuǎn)向角度，便于駕駛員精確轉(zhuǎn)向并改善轉(zhuǎn)向過程的穩(wěn)定性。

8、主動(dòng)懸架（AS）：通過主動(dòng)和動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼，使懸架系統(tǒng)在任何行駛條件和道路狀態(tài)下始終處于最佳減震狀態(tài)，從而有效增加汽車行駛的平順性、安全性、操縱性、舒適性。

9、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)（ACC）：在車輛行駛過程中，通過安裝在車輛前部的雷達(dá)持續(xù)掃描車前道路，如與前車車距過小時(shí)，控制單元使車輪適當(dāng)制動(dòng)，保持安全距離。當(dāng)與前車車距增加到安全距離時(shí)，控制單元控制車輛按預(yù)定速度行駛。

10、自動(dòng)變速器技術(shù)：安裝自動(dòng)變速器的車輛提升了駕駛操作的便利性、換擋平穩(wěn)性等，極大的提高了行車的安全性，也屬主動(dòng)安全技術(shù)的一種。目前，在汽車上的應(yīng)用主要有液力自動(dòng)變速器（AT）、有級式機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT）、電控?zé)o級自動(dòng)變速器（CVT）和雙離合器自動(dòng)變速器（DCT）等。

11、自適應(yīng)前照燈（AFS）：智能照明系統(tǒng)的一種，能隨著環(huán)境的改變對前照燈照明范圍及角度作出調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境，如隨動(dòng)轉(zhuǎn)向、自動(dòng)開啟、制動(dòng)及加速平衡等。

12、倒車?yán)走_(dá)及可視技術(shù)：車輛在倒車時(shí)，由于后視鏡存在一定的后視盲區(qū)；同時(shí)，如駕駛員經(jīng)驗(yàn)不足或不熟練時(shí)，容易發(fā)生事故。通過加裝倒車?yán)走_(dá)或影像，可有效避免倒車時(shí)事故的發(fā)生率。

13、輪胎安全技術(shù)：主要用于預(yù)防輪胎故障，通過采用低壓安全輪胎、胎壓監(jiān)測、防滑水輪胎等方式，從而避免在車輛行駛過程中因輪胎故障所造成交通事故。

14、安全氣囊（SRS）：該系統(tǒng)是國內(nèi)外汽車上一種常見的被動(dòng)安全裝置。在車輛相撞時(shí)，由電控元件用電流引爆安置在方向盤中央（有的在儀表盤板雜務(wù)箱后邊也安裝）等處氣囊中的滲氮物，迅速燃燒產(chǎn)生氮?dú)?，瞬間充滿氣囊。氣囊的作用是在駕駛員與方向盤之間、前座乘員與儀表板間形成一個(gè)緩沖軟墊，避免硬性撞擊而受傷。此裝置一定要與安全帶配合使用，否則效果大為降低。按照安裝位置可分為：駕駛員座及副駕座安全氣囊、后排乘客安全氣囊、防側(cè)撞安全氣囊、下肢用安全氣囊、行人安全氣囊等。

15、安全帶：在汽車發(fā)生任何碰撞時(shí)，限制人體相對于車體的運(yùn)動(dòng)，可吸收部分碰撞能量，以保護(hù)乘員。

16、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱：在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，通過轉(zhuǎn)向柱的潰縮變形有效吸收部分碰撞能量，從而達(dá)到防止或減少駕駛員傷害程度。

17、汽車緩沖吸能技術(shù)：在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將其分為乘員安全區(qū)和緩沖吸能區(qū)兩類區(qū)域設(shè)計(jì)模式。在汽車中部駕駛員及乘員乘坐室（乘員安全區(qū)）主要追求足夠的剛度，不允許大的碰撞變形，保障乘員足夠的生存區(qū)；乘坐室以外的車身前、后部在碰撞時(shí)允許有較大變形，以吸收足夠的碰撞能量。兩者配合以保障乘員在發(fā)生事故時(shí)的生存機(jī)率。

三、汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器技術(shù)、控制技術(shù)及智能化技術(shù)在現(xiàn)代汽車上大量應(yīng)用，這些技術(shù)的應(yīng)用也有效推進(jìn)了汽車安全技術(shù)的發(fā)展。世界各國目前紛紛致力于汽車一體化安全技術(shù)、智能化技術(shù)及智能交通系統(tǒng)的研究與開發(fā)，預(yù)示著未來汽車安全技術(shù)將向著集成化、智能化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。綜觀世界各國汽車安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和方向，可以預(yù)期，未來汽車安全技術(shù)的發(fā)展將大致經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：2020年，實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)安全技術(shù)一體化，車輛事故零傷亡，碰撞傷害減輕；2030年，實(shí)現(xiàn)全方位安全，完全避免車輛碰撞，事故發(fā)生率為零；2040年，智能交通系統(tǒng)構(gòu)建完成，全自動(dòng)汽車出現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)汽車安全終極目標(biāo)——自動(dòng)駕駛，車輛自動(dòng)規(guī)劃行車路徑，自動(dòng)規(guī)避安全事故發(fā)生。

本文為武漢商學(xué)院2014年立項(xiàng)科研課題《汽車安全技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展研究》的部分成果，涂志軍為課題負(fù)責(zé)人，課題編號：2014Y004

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（作者單位：武漢商學(xué)院機(jī)電工程與汽車服務(wù)學(xué)院）