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现代汽车中的安全系统

ainet.cn   2008年12月26日

        交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载,全世界每年因交通事故死亡的人数约50万,因此汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。随着高速公路的发展和汽车性能的提高,汽车行驶速度也相应加快,加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙,汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失,已成为一个不容忽视的社会问题,汽车的行车安全更显得非常重要。

        现代汽车的安全技术包括主动安全技术和被动安全技术两方面。而被动安全技术和主动安全技术是保证汽车乘员安全的重要保障。过去,汽车安全设计主要考虑被动安全系统,如设置安全带、安全气囊、保险杠等。现在汽车设计师们更多考虑的则是主动安全设计,使汽车能够主动采取措施,避免事故的发生。今天我们主要谈谈汽车上的主动安全系统。
今天应用在汽车上主动安全系统包括制动防抱死系统(ABS),电子稳定程序(ESP),防撞雷达,盲点探测器,无视差安全后视镜等等。

制动防抱死系统(ABS)

        “ABS”是英文“Anti-lock Break System”的缩写,中文译为“防死锁刹车系统”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的安全刹车控制系统。没有安装ABS系统的车,在遇到紧急情况时,来不及分步缓刹,只能一脚踩死。这时车轮容易抱死,加之车辆冲刺惯性,便可能发生侧滑、跑偏、方向不受控制等危险状况。而装有ABS的车,当车轮即将到达下一个锁死点时,刹车在一秒内可作用60至120次,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械的“点刹”。因此,可以避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑,使车轮在刹车时不被锁死,轮胎不在一个点上与地面摩擦,加大了摩擦力,使刹车效率达到90%以上。

        ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯组成。

1.车轮转速传感器
        为了检测车轮的转速,一般会在各车轮上都安装一个轮速传感器。而在前轮驱动汽车上,可使用3传感器方式,即在前差速器前部安装一个车轮转传感器,然后在左右后轮各安装一个车轮转速传感器。齿轮脉冲信号发生器装在车轮上,齿轮脉冲信号发生器产生的脉冲数和车轮的转速成正比。
        以上传感器信号都输往电子控制装置。

2.制动压力调节装置
        一般汽车的制动系统分为三个独立的液压系统,即左前轮、右前轮和左右后轮。制动压力调节装置按照电子控制装置中电脑的指令,通过增压、保持油压、调压来调节上述三个系统4个车轮的制动油压。制动压力调节装置附有专用的电动泵,如果需要提高油压,驱动电动机提高油压。

3.电子控制装置
        基于各车轮传感器送来的信号,利用电子控制装置的电脑,按预先确定好的判断程序计算各车轮的制动力。根据计算结果,如果需要加大制动力,就打开进油电磁阀,如果需要解除制动就打开泄油电磁阀。

        ABS的主要作用是改善整车的制动性能,提高行车安全性,防止在制动过程中车轮抱死(即停止滚动),从而保证驾驶员在制动时还能控制方向,并防止后轴侧滑。其工作原理为:紧急制动时,依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器,一旦发现某个车轮抱死,计算机立即控制压力调节器使该轮的制动分泵泄压,使车轮恢复转动,达到防止车轮抱死的目的。ABS的工作过程实际上是“抱死—松开—抱死—松开”的循环工作过程,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态,有效克服紧急制动时由车轮抱死产生的车辆跑偏现象,防止车身失控等情况的发生。

电子稳定程序(ESP)

        ESP是英文Electronic Stability Program的缩写,是能有效避免车辆侧滑的电子稳定程序。电子稳定程序(ESP)是一项主动安全系统,它包含有了ABS和TCS,因此它能有效防止车轮在制动时抱死(ABS),在启动时打滑(TCS)。ESP系统按照每秒25次的频率检测驾驶员意图和车辆的实际行驶情况。如果发现有紧急情况,它迅速反应,通过液压调节器,调节每个车轮上的制动压力,如有可能,还会干预发动机和传动系统,防止车辆侧滑,从而降低事故发生率。

ESP工作原理

        ESP系统由中央控制单元(ECU)及转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和执行器组成,其目的是在电脑实时监控汽车动行状态的前提下,对发动机和制动系统进行干预和调控。

        在汽车行驶过程中,转角传感器感知驾驶员转弯方向和角度,车速传感器感知车速、油门开度和转速力矩,刹车传感器感知刹车力,而摆角传感器则感知车子的倾斜度和侧倾速度,ECU了解了这些信息之后,通过计算机判断汽车要正常安全行驶和驾驶员操纵汽车意图差距,然后由ECU发出指令,调整发动机的转向和车轮上的刹车力,从而修正汽车的过度转向或转向不足,以避免汽车打滑、转向过度、转向不足和抱死,保证汽车的行驶安全。

ESP的作用可以在以下三种工况中体现出来:


防撞雷达

        防撞雷达系统主要由CPU、显示电路、微波发射接收天线、报警电路、三角波发生及发射电路以及工作电源部分组成,利用微波对大气、雨、雾的强穿透力和电磁波的似光性,保证了测距准确性和全天候适应性,特别是通过CPU编程设定,大大提高了使用范围,并具有显示、语言提示以及刹车等各种功能。

        防撞雷达系统可以实时监测车辆的前方,当有危险目标出现,雷达系统提前向司机发出报警,使司机及时作出反应,同时雷达输出信号到达汽车控制系统,根据情况进行自动刹车或减速。由于该系统发射的雷达电波会对交警使用的测速设备等造成干扰,我国目前还未被允许普及。该系统,在奔驰S级系列的车型上有配备,但进入我国的车型尚未安装。

安全后视镜

        安全后视镜由后视镜镜面、后视镜底板以及至少一个后视镜脚柱组成。后视镜镜面采用凸面反光镜,反光角度明显增宽而又不至使影像失真。后视镜底板连接于后视镜镜面的底面,后视镜脚柱一端与后视镜底板连接,另一端直接安装在现有的后视镜位置上,可随意装卸。此端端头可以设计成带有粘接件,便于安装。本实用新型的优点在于结构简单,安装使用方便,反光角度明显增宽,最大限度地消除了视野盲区,有效地减少和防止交通事故的发生。

总结

        随着乘客安全带系统、安全气囊、防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR),到无盲点、无视差安全后视镜等在汽车上的应用,汽车的安全性能正日趋完善。特别是近几年,随着科学技术的迅速发展,越来越多的先进技术被应用到汽车上。目前,世界各国都在运用现代高新科,加紧研制汽车安全技术,一批批有关汽车安全的前沿技术、新产品陆续装车使用,使未来的汽车更加安全。

(转载)

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