王書(shū)賢

（湖北文理學(xué)院，湖北 襄陽(yáng)441053）

汽車安全技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王書(shū)賢

（湖北文理學(xué)院，湖北 襄陽(yáng)441053）

隨著汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展，汽車交通事故日益嚴(yán)重，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失，汽車安全問(wèn)題已成為世界性的社會(huì)問(wèn)題，因此對(duì)汽車安全技術(shù)的研究具有非常重要的意義。本文論述了汽車安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，從主動(dòng)與被動(dòng)安全技術(shù)兩方面分別探討，并展望了汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

汽車安全技術(shù)；被動(dòng)；主動(dòng)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

汽車的發(fā)展史已有100多年，汽車安全性能的研究和汽車安全新技術(shù)的應(yīng)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(fā)生的前后基本可以分為兩個(gè)方面：主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性。前者是指事故將要發(fā)生時(shí)汽車防止事故發(fā)生的能力，而后者是在發(fā)生事故時(shí)汽車對(duì)車內(nèi)乘員的保護(hù)或?qū)Ρ蛔曹囕v或行人的保護(hù)，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(yīng)該同時(shí)具有好的主動(dòng)安全性和好的被動(dòng)安全性，因此汽車的主動(dòng)安全技術(shù)與被動(dòng)安全技術(shù)是乘員和行人安全的重要保障。主、被動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展過(guò)程有著明顯的不同：被動(dòng)安全已經(jīng)過(guò)了最快速的發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)已漸漸進(jìn)入平穩(wěn)的發(fā)展階段，而主動(dòng)安全經(jīng)過(guò)多年的積累，現(xiàn)已進(jìn)入快速發(fā)展階段（如圖1）。本文主要介紹了汽車主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)汽車安全技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)提出了構(gòu)想。

圖1 汽車安全技術(shù)的比較與發(fā)展

1 汽車主動(dòng)安全技術(shù)

所謂主動(dòng)安全技術(shù)（active safety technology）是指在設(shè)計(jì)及制造汽車時(shí)，通過(guò)使用先進(jìn)的技術(shù)或裝備，主動(dòng)預(yù)防、避免或減少汽車在行駛過(guò)程中可能發(fā)生的事故，以提高汽車的安全性能[2]。汽車主動(dòng)安全技術(shù)是當(dāng)今汽車研發(fā)的重點(diǎn)。目前所采用的汽車主動(dòng)安全技術(shù)主要有：智能防撞系統(tǒng)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）、驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)（ASR）、輪胎壓力智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）、巡航控制系統(tǒng)（ACC）、制動(dòng)輔助系統(tǒng)（BAS）、緊急剎車輔助系統(tǒng)（EBA）等，下面介紹幾種主流的汽車主動(dòng)安全技術(shù)。

1.1 智能防撞系統(tǒng)

因?yàn)榕鲎彩鹿适瞧嚱煌ㄊ鹿实闹饕问?，因此汽車主?dòng)安全研究的熱點(diǎn)就是智能防撞系統(tǒng)，它也是目前各國(guó)及有關(guān)企業(yè)研究的重點(diǎn)[3]。智能防撞系統(tǒng)利用現(xiàn)代的信息和傳感技術(shù)將外部信息（如障礙物大小、距離、車速等）告知駕駛者，同時(shí)它還能根據(jù)車況、路況等信息綜合來(lái)判斷是否存在危險(xiǎn)，并能在危急情況下輔助駕駛者采取應(yīng)急措施，使汽車能主動(dòng)避開(kāi)危險(xiǎn)，以防止碰撞事故的發(fā)生。其典型的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 智能防撞系統(tǒng)的構(gòu)成

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

ESP是以ASR系統(tǒng)和ABS系統(tǒng)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的，且添加了轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(duì)以上兩種系統(tǒng)功能的延續(xù)與提升。ESP是通過(guò)調(diào)節(jié)車輪縱向力的大小來(lái)控制汽車的橫擺運(yùn)動(dòng)，以使汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性[4]。

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

LDWS使用汽車自帶的攝像頭動(dòng)態(tài)監(jiān)控汽車與車道標(biāo)線的相對(duì)位置，在沒(méi)有發(fā)出變道信號(hào)的情況下，當(dāng)車輛稍微偏離行駛路線，而此時(shí)駕駛員又沒(méi)有意識(shí)到時(shí)，LDWS就會(huì)發(fā)出修正警報(bào)，若駕駛員仍沒(méi)能使車輛回到原路線的話，LDWS便會(huì)自動(dòng)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(fā)的碰撞事故。這種車道識(shí)別技術(shù)，為未來(lái)“無(wú)人駕駛”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 汽車被動(dòng)安全技術(shù)

汽車被動(dòng)安全技術(shù)（passive safety technology）是指在事故發(fā)生后，通過(guò)車輛自身的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)來(lái)有效的保護(hù)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(dòng)安全技術(shù)大致有：預(yù)緊式安全帶、安全氣囊（SRS）、安全車身設(shè)計(jì)、聚氨酯膠合車窗、安全玻璃、可翻滾下潛式橫置發(fā)動(dòng)機(jī)、可伸縮式安全轉(zhuǎn)向柱、乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)（WHIPS）等，下面介紹其中幾種比較典型的被動(dòng)安全技術(shù)。

2.1 預(yù)緊式安全帶

當(dāng)車輛即將發(fā)生碰撞事故的一剎那，在乘員還沒(méi)有前移時(shí)，預(yù)緊式安全帶首先會(huì)拉緊帶子，馬上把乘員牢牢地固定在座位上來(lái)防止乘員前傾，以有效的保證乘員的安全，這就是預(yù)緊式安全帶的最大特點(diǎn)。與普通安全帶最大的不同是預(yù)緊式安全帶中有一個(gè)特殊的卷收裝置，它除具有應(yīng)有的收放安全帶的作用外，它還能當(dāng)車速發(fā)生劇變時(shí)在0.1 s左右加強(qiáng)對(duì)乘員約束。

2.2 安全氣囊（SRS）

當(dāng)今轎車上最引人關(guān)注的高技術(shù)裝置就是安全氣囊（SRS），SRS主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)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(fā)送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。與此同時(shí)，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)，可通過(guò)氣囊中設(shè)置的安全閥來(lái)自動(dòng)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(hù)駕駛員的氣囊外，還裝有保護(hù)其他人員的氣囊。同時(shí)，安全氣囊已出現(xiàn)智能化，能識(shí)別座椅上有無(wú)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(shí)的速度及撞擊力度等，以此來(lái)確定安全氣囊的膨脹時(shí)刻、速度及程度，使其作用發(fā)揮到最佳程度，以便對(duì)乘員提供最有效、最合理的保護(hù)，尤其是減輕對(duì)兒童等身型矮小者的損傷。

2.3 車身安全設(shè)計(jì)

汽車碰撞時(shí)為了減輕乘員的傷亡，在車身設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮對(duì)汽車的前部和后部進(jìn)行削弱，而著重對(duì)乘客艙部分進(jìn)行加固。因?yàn)檫@樣的話，當(dāng)車輛受到前、后碰撞時(shí)，可以通過(guò)極易變形的前部或后部來(lái)吸收沖擊能量，而堅(jiān)固的乘客艙不易產(chǎn)生變形以保護(hù)乘員。當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，車門會(huì)因受到?jīng)_擊而變形，從而直接傷害到靠近車門的乘員。為了增強(qiáng)汽車的側(cè)面防撞性能，許多汽車將一兩根非常堅(jiān)固的鋼梁放在兩側(cè)車門的夾層中，當(dāng)車門受到撞擊時(shí)，其內(nèi)部堅(jiān)固的防撞鋼梁能極大的削弱車門的變形量，從而減輕對(duì)車人員的傷害。

3 汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然過(guò)去汽車工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)汽車時(shí)采取各種措施來(lái)保證當(dāng)事故發(fā)生時(shí)乘員和行人的安全（即被動(dòng)安全），但如何避免事故發(fā)生的主動(dòng)安全才是未來(lái)汽車安全研究的焦點(diǎn)，因?yàn)橐胱詈玫捏w現(xiàn)車輛的安全性，就必須最大程度地減少事故的發(fā)生率，而主動(dòng)安全因其具有防止事故發(fā)生的特點(diǎn)，所以有著很大的發(fā)展空間，越來(lái)越受汽車制造企業(yè)、交通管理部門和消費(fèi)者的重視。可見(jiàn)，未來(lái)汽車安全技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)是主動(dòng)安全技術(shù)。但被動(dòng)安全技術(shù)也不能完全被主動(dòng)安全技術(shù)取而代之，因?yàn)榫退闫嚿涎b有最先進(jìn)、最高級(jí)的主動(dòng)安全系統(tǒng)，也不可能保證不發(fā)生任何的交通事故。因此，主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)是相輔相成、相互補(bǔ)充、且缺一不可的。將主動(dòng)安全系統(tǒng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)集成在一起將是未來(lái)汽車安全技術(shù)的一大發(fā)展趨勢(shì)。這種集成的安全系統(tǒng)具有更強(qiáng)的安全性能，能最大限度的保證乘員和行人的安全，其應(yīng)用價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)彼此獨(dú)立、毫無(wú)關(guān)系的防護(hù)系統(tǒng)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們除對(duì)汽車的使用性能（如動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性）有更高的要求外，對(duì)汽車的安全性能也提出了更高的要求，并且也越來(lái)越重視汽車安全技術(shù)的研究和應(yīng)用。隨著在汽車上廣泛使用更加先進(jìn)的智能型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能中央控制單元ECU、先進(jìn)的控制策略、雷達(dá)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、第三代移動(dòng)通信技術(shù)等，當(dāng)代汽車正在朝著更加智能化、自動(dòng)化和信息化的方向發(fā)展，未來(lái)的汽車將會(huì)越來(lái)越可靠，越來(lái)越安全。

[1]陳建明，曹永剛.汽車電子安全技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展策略[J].價(jià)值工程，2013（1）：32-33.

[2]楊秀芳，張 新，常桂秀，等.汽車主動(dòng)安全技術(shù)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（4）：15-17.

[3]宋曉琳.馮廣剛等.汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J].汽車工程，2008（4）：285-290.

[4]吳艷華，何天明.新型汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)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(shū)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(shè)計(jì)。