现代汽车安全技术-1

1.1汽车安全技术概述随着汽车时代的到来，人民的生活因汽车普及而愈加便利的同时，我们的社会也不得不面临汽车带来的严重威胁—交通安全事故。据公安部交通管理局的有关数据显示，中国的道路安全形势严峻，每年因交通事故死亡的人数高达10万以上。2001年《关于正面碰撞乘员保护设计规划》开始实施，然而，这一规定直到2003年才上升为国家标准;2004年，同样由国家标准化委员会制定的《乘用车正面碰撞的乘员保护》标准正式实施。统计数据显示，汽车发生侧面碰撞时，车内乘员的致死率明显高于正面碰撞，虽然国家为此颁布了《汽车乘员碰撞保护》GB/T11551-1989等一系列条款来划分汽车安全标准，但因为没有强制执行，一直没有引起汽车厂家的足够重视。下一页返回1.1汽车安全技术概述2006年1月18日，国家标准化委员会发布了侧碰、后碰标准。在侧碰标准中明确规定，所有M1类车型(9座或以下)载客机动车辆和N1类型(最大设计总质量≤3.5t的4轮以上)载货机动车辆，都必须满足侧碰方面的强制性规定;而在后碰标准中规定，所有M1类车型都必须满足后碰强制性规定。对于提高汽车驾驶员的主管安全意识，宝马、奥迪、日产和沃尔沃等汽车公司纷纷推出各具特色的安全驾驶培训，在宣传他们产品安全性能的同时，力求提高消费者的安全驾驶意识。调查表明，88%的汽车交通事故的原因出在驾驶员身上，摩托车、轻便车辆和步行者等造成的意外只占12%。在交通事故中，驾驶员最可能犯以下三种错误:(1)对驾驶车辆的安全性认识不够，不注意前方情况等;上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述(2)以为对方会避让;(3)驾驶操作不当，踩错制动、加速踏板等。据世界卫生组织统计，在人类死亡和发病的原因中，车祸已排在第9位。到2020年车祸致人死亡的排名，可能将提升到第3位，远远高于艾滋病、疟疾等疾病。交通安全，已经成为汽车社会一个摆在人们面前无法回避的重要问题。汽车安全技术主要包括:汽车主动安全系统和被动安全系统。主动安全系统是指通过事先防范，避免事故发生的安全系统。它有望以最彻底的方式减少交通事故中的人员伤亡，也是新世纪汽车安全性的重点研究区域。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述汽车安全性已经不仅是个技术问题，在某种程度上，也是一个重要的社会问题。汽车的主动安全性因其定位于防患于未然，所以有着广泛的发展前景，越来越受到汽车生产企业、政府管理部门和消费者的重视。应用电子技术使汽车车辆实现高度智能化是汽车主动安全技术能在短时间内发生质变的主要因素。导致汽车交通事故的原因十分复杂，既有车辆白身的技术因素，也有参与交通的人的行为因素，还有公路、气象等环境因素。总之，人、车、环境是影响汽车行驶安全性能的三大因素，这三者组成了相互制约的系统工程。对驾驶员而言，必须具备相应的技能才能顺利完成安全驾驶工作;对车辆而言，必须为驾驶员提供一个能够适应人的生理和心理特点的外部技术条件，以保证驾驶员能很好地完成上述循环，这就是汽车主动安全的内涵。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述在目前情况下，为提高汽车主动安全性，做到防患于未然，主要通过以下几个方面的技术加以实现。1.视认特性驾驶员在行车中感觉到的道路、车辆等信息的准确性将直接影响汽车的主动安全性。良好的视认特性是汽车主动安全的重要组成部分。汽车在行驶过程中，大约95%以上的外部环境信息是通过人的观察来进行收集的。视认特性包括:视野性能、被视认性、防眩目性等。其中视野性包括前方视野、后方视野以及特殊环境下的视野性能(如:寒冷、雨天及夜晚等的视野);被视认性则通过车辆示宽、紧急闪烁、报警、反射等信号装置加以实现。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述2.车辆底盘电子综合控制技术该技术是汽车主动安全技术中非常重要的项目，也是世界各大汽车公司显示其技术实力、占据汽车技术有利制高点的重要方面。因此，发展中的汽车主动安全技术在此得以集中体现。驾驶员驾车的过程就是人、车和环境三者之间信息交流的过程，构成人一车一环境信息流的闭环系统。车辆性能的完善取决于闭环系统中的人、车和环境三者之间相互协调与各白特性的最佳匹配，即实现系统内驾驶员行为特征性、车辆机械特征性以及道路设施和交通法规之间的最优协调，以追求系统整体的最佳效益。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述3.信息传递技术驾驶员在操纵和控制汽车的同时，必须不断地从各方面获得所需要的信息。信息传递系统收集的人、车和环境三者的信息经过处理器处理后，除了服务于车辆底盘电子综合控制装置外，还可以输出对驾驶员更加有用的深加工信息，甚至包括驾驶员注意力状况，并用数据或图像显示，帮助驾驶员更加完整地获得信息，及时处理各种情况。信息传递技术是在世界汽车机电一体化的大背景下发展起来的，以计算机和通信技术为核心的新技术，它仅仅围绕市场需要，着眼于未来的汽车安全，为汽车市场的发展开辟了一条新路。这项技术即使是在目前的初级阶段，其回报亦是很可观的。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述美国国家公路安全委员会的交通动力学小组认为，仅ABS的全面实施，每年会减少2.9万起牵引车/挂车冲撞事故，挽救320~500个生命并减少2.7万个受伤者。德国汉诺威交通事故研究组对182例交通事故的分析报告表明，汽车装备防抱死制动系统可以避免7.1%的交通事故、13.9%的材料损失、17.4%的人员伤害。由此可以预计，如果将各项独立的主动安全装置和措施加以整合和优化，那么，汽车的主动安全性将发生质的飞跃。现在，汽车上应用的主动安全新技术主要有:德国电子稳定程序ESP、日本丰田的车身稳定系统VSC、胎压监控、红外夜视、车道辅助、防撞安全技术等。上一页下一页返回1.1汽车安全技术概述被动安全系统是指在交通事故发生后尽量减小损伤的安全系统，包括对乘客和行人的保护，如乘客约束系统和安全气囊技术、汽车翻滚保护系统、电池线路切断装置等。中国的汽车被动安全性研究经过近十年的历程，已经有了良好的开端。在一汽、二汽、天津、交通部试验场和清华大学都建立了汽车碰撞试验设施，具备了执行中国汽车碰撞法规的能力，中国汽车被动安全试验技术有了显著的进步和发展。上一页返回1.2汽车安全技术的发展汽车在1886年诞生之初，汽车上没有安全装置，据说当时人们主要是看钢板结实不结实，技术人员只能研究一下汽车玻璃在破碎后，怎样让它减少尖锐度，避免扎伤成员，还研究车辆在发生撞击后，如何减少零部件的脱落，降低对成员造成的危害，如安全带的发明(图1-2-1)。在1959年，沃尔沃公司成功研制出了前座三点式安全带;在1953年，第一个气囊专利诞生，但由于当时的技术水平限制，还不能把这种想法或专利付诸实践，到了1980年，在部分汽车上安装了安全气囊;而碰撞缓冲区这个概念是1966年提出的，大概意思是当汽车发生碰撞时，车辆的前部和侧面钢板能够很好地吸收碰撞时产生的能量;而沃尔沃公司1970年开始在轿车上装备儿童安全座椅(图1-2-2)。下一页返回1.2汽车安全技术的发展可以看出，汽车发展的前期，人们主要关注的是如何在事故发生后将伤害程度减小到最低。而在主动安全方面，各项技术的研发和应用都较晚，其中有代表性的ABS技术是由英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利，1936年德国博世公司取得了ABS专利权，而使用在汽车工业上大概已经到了20世纪50年代;90年代初期，在当今炙手可热的ESP开始被博世发明出来，第一款安装了ESP的轿车则是奔驰的产品。我们都知道，汽车安全被分为主动和被动两项，而实际上随着技术的发展，汽车安全不再简简单单地局限于主动或者是被动安全的某一方面，比如奔驰在2002年推出的PRE-SAFE预防性安全系统不但能够提前检测到某些紧急驾驶情况，并会在事故发生后做出反应以降低损失。上一页下一页返回1.2汽车安全技术的发展现代汽车的技术发展，说明了未来汽车安全将朝着集成化智能化的方向发展，如何更好地预防事故是厂商和消费者关注的重点，同时发生事故后又要给予很好的保护;另一方面，各种电子设备的运用将使得汽车越来越智能化，大众、奔驰都已经研发出了白动驾驶技术，也很好地保证了汽车的安全性。上一页返回1.3汽车安全保障体系现代汽车安全保障体系是应用信息论、控制论和系统论的观点，研究宏观世界中物质的运动规律，从复杂的多因素事物中找出特有规律，进行多方面综合性的有效控制，以解决道路交通系统存在的问题的体系。如图1-3-1所示。道路交通系统是由人、车、环境三要素所构成，其工作目的是高速有效地保障客、货主体实现快捷可靠的安全位移。汽车安全保障体系以交通法规为依据，以管理为手段，达到道路交通系统工作的目的。它是涉及静态交通的道路以及有关环境设施，也涉及人和车辆的动态参与，还涉及社会、政治、经济结构的一个有机整体。下一页返回1.3汽车安全保障体系在道路交通系统中，人是能动者，是系统的核心。从人这个因素来说，保障系统的安全应包括:安全态度、安全意识的教育;驾驶员的选拔、培训;交通伤害的急救等。其中教育与培训是保障系统的安全预防措施，而交通伤害的急救是保障系统安全的解救措施。就系统中的车辆来说，保障其安全应包括:车辆的设计、制造;车辆的安全检测;车辆的维修等环节。良好的设计与制造，是车辆安全性能的前提条件，而车辆的检测与维修是保证车辆技术状况完好的必要措施。道路环境是系统的基础，为保障系统安全，它应合理设计、修建，可靠并得到及时维护。倘若因道路周边环境改变或其他原因而出现事故多发地段，应对其及时进行改进;另外，还需配备完善的信号标志，正确的监控措施等。上一页下一页返回1.3汽车安全保障体系管理是保障交通系统的安全手段，管理应以法规为依据。由于汽车运输系统包括人、车辆、环境三要素。因此，法规也应包括道路方面的法规、车辆方面的法规和人方面的法规。例如:与人有关的有道路安全法、民法、刑事诉讼法等;与车辆有关的有安