——汽车主动安全性

汽车主动安全技术文献综述班级：机械工程姓名:乐林学号：14103010373摘要：随着人类社会的发展，任何科学技术的产生都是为了人类的需求应运而生的，并不是凭空产生的，也会随着人类的更大的需求，会向更高级的，更好的，更实用的方向发展。随着汽车的不断普及，汽车数量的不断增多，汽车速度的不断加快，交通事故也就逐步被人们重视起来。当交通事故的数量逐步累积的时候，汽车安全技术也就应运而生。关键词：汽车安全技术发展历程在1885年德国工程师卡尔.本茨在曼海姆制成了的一辆汽车，人们并没有想到汽车会有着高速的危险。对于汽车的安全技术并没有一个概念，那汽车安全技术又经历了怎样的发展历程呢？这里从安全配置的引入出发来看看汽车安全技术经历了怎样的路程。汽车的安全性能由两部分组成，一部分是预知和规避危险、并防止事故于未然的主动安全（常见的有一些电子装置：ABS，ESP，ASR，TCS，VSA，DSC等）；另一部分则是当事故发生时防范驾乘人员受到伤害的被动安全（常见的有：安全带，安全气囊，安全枕头等）。在安全技术的发展初期主要以被动安全技术的发展为主；到了后期防范于未然的主动安全技术已经运用的越来越普及。被动安全安全带:一名叫尼尔斯的瑞典人发明了沿用至今的三点式安全带。20世纪40年代，通用汽车公司率先在别克汽车上将安全带作为标准配置。随着安全带拯救了越来越多的生命，人们也逐渐意识到安全带的重要作用，世界各国纷纷通过立法将安全带的安装和使用作为强制性规定。自安全带面世以来，全世界已有长达1000万公里的安全带安装进超过10亿辆汽车内，其长度足以围绕地球赤道250圈。40年内无数生命因安全带而获救，证明了安全带生命保护绳的作用。安全气囊:安全带的问世拯救了无数人的生命，但仅仅有安全带的汽车却又带来了另外的一个问题。就是那些车速太快的车主在事故后脊柱折断的事故发生率在不断的攀升。由于安全带的束缚，身体被死死固定在座位上，安头部毫无固定只能依着惯性迁移，于是车祸后的结果是在减少死亡率的同时增加了脊柱损伤人数。这时候安全气囊应运而生，安全气囊能够有效的保护激烈碰撞导致的头部移动，从而保护脊柱。后来，安全气囊又有了新的发展：从单独配备在驾驶位到前排全部配备，再到侧气囊的配备。后续又有了安全气囊的衍生安全装置安全气帘的应用，在安全技术的改进上，我们还需要更快，因为每天死于交通事故的人口仍然相当庞大。所以在汽车内采取必要的安全措施是非常必要的。安全头枕:安全气囊很好的解决了汽车发生正碰时的脊柱向前移位问题，但向前过后还会被安全带往后拉又怎么办？汽车被追尾呢？那又如何来保护脊柱呢？于是安全头枕悄然而生。在发生追尾事故的时候，前方车辆乘客最容易受到伤害的部位就是颈部和头部。安全头枕是在车辆受到来自后部冲击的情况下，乘客的身体挤压座椅的联动机构，在联动机构的作用下，头枕同时向上向前快速移动，最大限度地防止头部猛烈后仰，从而保护乘客的头部和颈部安全。目前也又大规模应用的趋势。被动安全只是能在事故发生后尽量减少损失，那能不能有种方式来预防事故的发生呢？于是就有了主动安全技术的大规模普及。主动安全汽车防抱死系统（ABS）:众所周知，刹车时不能一脚踩死，而应分步刹车，一踩一松，直至汽车停下，但遇到急刹时，常需要汽车紧急停下来，很想一脚到底就把汽车停下，这时由于车轮容易发生抱死不转动，从而使汽车发生危险工况，比如前轮抱死引起汽车失去转弯能力，后轮抱死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为解决刹车时车轮抱死这个问题的，装有ABS的汽车，能有效控制车轮保持在转动状态而休会抱死不转，从而大大提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面涤件下的汽车制动性能。ABS是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器等不断检铡各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率(由滑移率拢了解汽车车轮是否已抱死)，并与理想的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想的制动状态。因此，ABS装置能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动，而不会抱死，达到提高制动效能的目的。电子制动力分配系统（EBD）：ABS仅仅是防止轮胎抱死，但如果路面状况不一样则两侧轮胎就需要不同的制动力，EBD作为ABS的辅助装置应运而生。EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。比如，有时左前轮和右后轮附着在干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，这种情况会导致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样，制动时容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出不同的摩擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保证车辆的平稳、安全。牵引力控制系统（TCS）:牵引力控制系统的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。汽车在行驶时，加速需要驱动力，转弯需要侧向力。这两个力都来源于轮胎对地面的摩擦力，但轮胎对地面的摩擦力有一个最大值。在摩擦系数很小的光滑路面上，汽车的驱动力和侧向力都很小。如果为了获得较大的驱动力，一个劲儿地踏紧油门踏板，使驱动力超过了轮胎和地面之间的最大摩擦力即附着力，这样不但不能获得所期望的驱动力，反而影响了汽车的行驶稳定性。汽车在转弯时，如果节气阀开度过大，将使驱动轮打滑。那么这时汽车的转向性会出现什么变化呢?前轮驱动汽车的前轮如果打滑，汽车将出现转向不足的现象，即汽车偏离了转向圆弧，跑到转向圆弧之外去了。后轮驱动汽车的后轮如果打滑，汽车将出现过度转向现象，即汽车偏离了转向圆弧，跑到转向圆弧之内去了，严重时汽车会产生旋转。所以在冰雪路面上，为了防止汽车驱动轮打滑，必须小心翼翼地控制油门。牵引力控制系统的作用是，在汽车加速时自动地控制驱动力，以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内，从而保持汽车行驶的稳定性。这和防抱死制动系统的作用大同小异，防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死，提高汽车制动时的行驶稳定性。牵引力控制系统的控制装置是一台计算机。利用计算机检测4个车轮的速度和转向盘转向角，当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大，计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号减少发动机的供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮轮胎的滑转率。计算机通过转向盘转角传感器掌握司机的转向意图，然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差；从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向)，计算机立即判断驱动轮的驱动力过大，发出指令降低驱动力，以便实现司机的转向意图。目前TCS还没有仅仅在中高级以上的车型上大规模运用。电子车身稳定系统（ESP）:ESP技术是汽车安全技术上的又一项革命性技术。电子稳定程序ESP整合了ABS和TCS的功能，并且增加横摆力矩控制——防侧滑的功能。在紧急操控，如快速转向、反向转向、紧急变道、紧急避让等危急情况下，ESP能够帮助驾驶者保持对车辆的控制。电子稳定程序ESP时刻待命。每秒25次监测微处理器,比较驾驶者的意图是否与车辆行驶的方向一致。如果车辆运动的方向不一致——转向不足或者转向过度——ESP能够监测出危急的情况并立即作出反应。为了实现以上功能，ESP?利用车辆制动系统来操控车辆回到正确的轨道。精确的制动力直接作用于单个车轮，比如反向转向不足时的内后轮，或者过度转向时的外前轮。这些选择性的制动干涉，车辆就可以按驾驶者的意图作出反应。为了最优的行驶稳定性，ESP不但能够干涉制动，而且能够直接作用于发动机以加速车轮。ESP充分降低了操控过程的复杂性，并降低了对驾驶者的需求。盲点信息系统（BLIS）:在驾车行驶过程中视野后区会出现盲区，会增加发生事故的概率，变道或超车时风险就更严重。盲点信息系统利用安装在车门后视镜上的后向数字摄像机，对车身两侧和后面的情况持续监视。在有车进入盲区后，该系统便会自动启动，内置于前门柱的警告灯将会第一时间给予提示，配合车门后视镜帮助您判断是否可以变换车道。碰撞警示系统（CWBS）:该警示系统使用了DataFusion(数据融合)技术，把雷达和摄像头获得的信息结合分析后能更有效的发挥作用。当碰撞事故临近时，信息的准确性足以实现汽车自动判断和自动制动。系统设定在雷达和摄像头共同确认情况危急时才启用自动制动。如果带警示系统的车辆逼近前车，而司机没有留意时，位于风挡上的红色报警灯会闪烁并发出声响，提醒司机采取行动。如果发出警示后碰撞的风险仍然在增加，制动支持功能会被激活。刹车片能缩短响应时间，预充液压增强制动压力，确保司机在没用力踩刹车的情况下也能实现有效制动。如果司机没有实施制动而系统发现碰撞即将发生，制动器将被激活。自动制动功能的作用是尽可能地降低碰撞速度，从而减少两车乘员的受伤机率。自动警示:雷达传感器负责监视车辆前方区域，在汽车即将追尾而司机毫无反应的情况下，提示灯会反射到挡风玻璃上并发出蜂鸣声。自动紧急刹车:一旦驾驶员对危险没有作出及时反应，刹车功能就会自动被激活，并逐渐加大刹车力度，迅速使车速降低。这个功能虽然不可能完全避免碰撞事故的发生，但可以在很大程度上降低事故的严重性。虽然人们采用各种方法来保证驾驶员的安全，但是如何避免事故发生才是我们对于未来车辆安全探讨的重点。因为只有最大程度地减少事故发生率，才能最好地体现车辆安全。可以预见，主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。所以只有把握住汽车主动技术，就会在未来汽车市场占有绝对的优势，而不会被历史所淘汰。参考文献[1]世界卫生组织.预防道路交通伤世界报告[R].日内瓦:世界卫生组织，2004.[2]王笑京.智能交通与道路交通安全－发展动态及建议[C]//2008年第四届中国智能交通年会论文集,2008.[3]联合国大会第58届会议.全球道路安全危机决议[R].A/58/PV.84.2004-04-14.GA/10236.[4]NAGAIMasao.基于先进控制技术的车辆主动安全领域1(1):14-22.(in研究展望[J].汽车安全与节能学报,2010，[5]刘翔,赵晓丽,张辉.基于动态序列图像的汽车碰撞分析系统的实现[J].计算机应用与软件,2008,28(6):171-173.[6]KingAI.加快中国汽车安全发展的建议[J].汽车安全与节能学报,2010,1(1):1-5.[7]乔维高.汽车被动安全研究现状与发展[J].汽车科技,2008(4):1-4.[8]邹冬华,刘宁国,申杰,等.汽车碰撞中乘员损伤成因分析与计算机仿真研究[J].法医学杂志,2006,26(8):261-263,267.[9]刘福全.汽车安全控制新技术[J].交通科技与经济,2008(4):62-63.[10]ShibahataY,ShimadaK,TomariT.Improvementofvehiclemaneuverabilitybydirectyawmomentcontrol[J].VehicleSystemDynamics,1993,22:465-48l.[11]YAMAMOTOMasaki.Activecontrolstrategyforimprovedhandlingandstability[R].SAEpaper,No911902.[12]YASUIYoshiyuki,TOZUKenji,HATTORINoriaki,etal.Improvementofvehicledirectionalstabilityfortransientsteeringmaneuversusingactivebrakecontrol[R].SAEpaper,No960485.