汽车安全技术的现状及发展趋势

《装备制造技术》2017年第09期汽车的发展史已有100多年，汽车安全性能的研究和汽车安全新技术的应用也日新月异，汽车的安全性能正日趋完善。汽车安全性按照事故发生的前后基本可以分为两个方面：主动安全性和被动安全性。前者是指事故将要发生时汽车防止事故发生的能力，而后者是在发生事故时汽车对车内乘员的保护或对被撞车辆或行人的保护，使损失降到最小的能力[1]。两者是不同的方面，不可相互替代，且缺一不可。一辆安全的汽车，应该同时具有好的主动安全性和好的被动安全性，因此汽车的主动安全技术与被动安全技术是乘员和行人安全的重要保障。主、被动安全技术的发展过程有着明显的不同：被动安全已经过了最快速的发展时期，现已渐渐进入平稳的发展阶段，而主动安全经过多年的积累，现已进入快速发展阶段（如图1）。本文主要介绍了汽车主动安全技术和被动安全技术的发展现状，并对汽车安全技术未来的发展趋势提出了构想。1汽车主动安全技术所谓主动安全技术（activesafetytechnology）是指在设计及制造汽车时，通过使用先进的技术或装备，主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中可能发生的事故，以提高汽车的安全性能[2]。汽车主动安全技术是当今汽车研发的重点。目前所采用的汽车主动安全技术主要有：智能防撞系统、电子稳定控制系统（ESP）、车道偏离预警系统（LDWS）、牵引力控制系统（TCS）、电子制动力分配系统（EBD）、驱动防滑转控制系统（ASR）、轮胎压力智能监测系统（TPMS）、巡航控制系统（ACC）、制动辅助系统（BAS）、紧急刹车辅助系统（EBA）等，下面介绍几种主流的汽车主动安全技术。1.1智能防撞系统因为碰撞事故是汽车交通事故的主要形式，因此汽车主动安全研究的热点就是智能防撞系统，它也是目前各国及有关企业研究的重点[3]。智能防撞系统利用现代的信息和传感技术将外部信息（如障碍物大小、距离、车速等）告知驾驶者，同时它还能根据车况、路况等信息综合来判断是否存在危险，并能在危急情况下辅助驾驶者采取应急措施，使汽车能主动避开危险，以防止碰撞事故的发生。其典型的组成结构如图2所示。汽车安全技术的现状及发展趋势王书贤（湖北文理学院，湖北襄阳441053）摘要：随着汽车工业和交通运输业的高速发展，汽车交通事故日益严重，给人们的生命和财产造成巨大损失，汽车安全问题已成为世界性的社会问题，因此对汽车安全技术的研究具有非常重要的意义。本文论述了汽车安全技术的发展现状，从主动与被动安全技术两方面分别探讨，并展望了汽车安全技术的发展趋势。关键词：汽车安全技术；被动；主动；现状；发展趋势中图分类号：U463.9文献标识码：A文章编号：1672-545X（2017）09-0257-03收稿日期：2017-06-03作者简介：王书贤（1979原），女，河北承德人，讲师，研究方向：汽车安全以及汽车零部件设计。图1汽车安全技术的比较与发展曲线淤被动安全系统曲线于被动安全系统自动紧急呼叫智能适应控制侧面保护侧面安全气囊辅助安全气囊安全带复合玻璃变形吸能部件安全单元于淤智能交通环境识别Bbw自动驾驶道路识别ESPBASACCEBATCSABSEBD1960197019801990200020102020（年）自动化程度安全性257EquipmentManufacturingTechnologyNo.09，20171.2电子稳定控制系统ESP（ElectronicStabilityProgram）ESP是以ASR系统和ABS系统为基础发展而来的，且添加了转向盘转角传感器、横摆角速度传感器、纵向加速度传感器和横向加速度传感器等，是对以上两种系统功能的延续与提升。ESP是通过调节车轮纵向力的大小来控制汽车的横摆运动，以使汽车具有良好的操纵稳定性[4]。1.3车道偏离预警系统LDWS（LaneDepartureWarningSystem）LDWS使用汽车自带的摄像头动态监控汽车与车道标线的相对位置，在没有发出变道信号的情况下，当车辆稍微偏离行驶路线，而此时驾驶员又没有意识到时，LDWS就会发出修正警报，若驾驶员仍没能使车辆回到原路线的话，LDWS便会自动的帮助驾驶员修正方向，使车辆回到原路线，从而极大的减少了因汽车偏离车道所引发的碰撞事故。这种车道识别技术，为未来“无人驾驶”打下坚实的基础。2汽车被动安全技术汽车被动安全技术（passivesafetytechnology）是指在事故发生后，通过车辆自身的结构和系统来有效的保护乘员和行人，使事故的损伤减少到最低限度。目前，成熟、有效的被动安全技术大致有：预紧式安全带、安全气囊（SRS）、安全车身设计、聚氨酯胶合车窗、安全玻璃、可翻滚下潜式横置发动机、可伸缩式安全转向柱、乘员头颈保护系统（WHIPS）等，下面介绍其中几种比较典型的被动安全技术。2.1预紧式安全带当车辆即将发生碰撞事故的一刹那，在乘员还没有前移时，预紧式安全带首先会拉紧带子，马上把乘员牢牢地固定在座位上来防止乘员前倾，以有效的保证乘员的安全，这就是预紧式安全带的最大特点。与普通安全带最大的不同是预紧式安全带中有一个特殊的卷收装置，它除具有应有的收放安全带的作用外，它还能当车速发生剧变时在0.1s左右加强对乘员约束。2.2安全气囊（SRS）当今轿车上最引人关注的高技术装置就是安全气囊（SRS），SRS主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。与此同时，当充气过量或囊内压力超过一定值时，可通过气囊中设置的安全阀来自动泄放部分气体，避免挤压乘员使其受伤。另外，某些轿车除装有保护驾驶员的气囊外，还装有保护其他人员的气囊。同时，安全气囊已出现智能化，能识别座椅上有无乘员、是儿童还是成人、乘员的身材、体重、位置及是否系好安全带、汽车碰撞时的速度及撞击力度等，以此来确定安全气囊的膨胀时刻、速度及程度，使其作用发挥到最佳程度，以便对乘员提供最有效、最合理的保护，尤其是减轻对儿童等身型矮小者的损伤。2.3车身安全设计汽车碰撞时为了减轻乘员的伤亡，在车身设计时就要考虑对汽车的前部和后部进行削弱，而着重对乘客舱部分进行加固。因为这样的话，当车辆受到前、后碰撞时，可以通过极易变形的前部或后部来吸收冲击能量，而坚固的乘客舱不易产生变形以保护乘员。当车辆发生侧面碰撞时，车门会因受到冲击而变形，从而直接伤害到靠近车门的乘员。为了增强汽车的侧面防撞性能，许多汽车将一两根非常坚固的钢梁放在两侧车门的夹层中，当车门受到撞击时，其内部坚固的防撞钢梁能极大的削弱车门的变形量，从而减轻对车人员的伤害。3汽车安全技术的发展趋势虽然过去汽车工程师们在设计汽车时采取各种措施来保证当事故发生时乘员和行人的安全（即被动安全），但如何避免事故发生的主动安全才是未来汽车安全研究的焦点，因为要想最好的体现车辆的安全性，就必须最大程度地减少事故的发生率，而主动安全因其具有防止事故发生的特点，所以有着很大的发展空间，越来越受汽车制造企业、交通管理部门和消费者的重视。可见，未来汽车安全技术发展的图2智能防撞系统的构成环境辩别系统安全预测系统车辆控制系统跟车距离识别行驶方位识别道路状况识别安全车距测算速度方位测算危险程度判定自动报警操作自动制动操作自动转向操作258《装备制造技术》2017年第09期PresentStatusandDevelopmentTrendsofAutomobileSafetyTechnologyWANGShu-xian（HubeiUniversityofArtsandScience，XiangyangHubei441053，China）Abstract：Withtherapiddevelopmentofautomobileindustryandtransportation,trafficaccidentsarebecomingmoreandmoreserious，causinghugelossestopeople’slivesandpropertysafetyissuehasbecomeasocialprob原lemintheworld，sotheresearchonautomotivesafetytechnologyhasveryimportantsignificance.Thispaperdis原cussesthedevelopmentofautomobilesafetytechnology，discussesthetwoaspectsofactiveandpassivesafetytechnology，andlooksforwardtothedevelopmenttrendofautomobilesafetytechnology.Keywords：automotivesafetytechnology；passive；active；presentstatus；developingtendency重点应是主动安全技术。但被动安全技术也不能完全被主动安全技术取而代之，因为就算汽车上装有最先进、最高级的主动安全系统，也不可能保证不发生任何的交通事故。因此，主动安全技术和被动安全技术是相辅相成、相互补充、且缺一不可的。将主动安全系统和被动安全系统集成在一起将是未来汽车安全技术的一大发展趋势。这种集成的安全系统具有更强的安全性能，能最大限度的保证乘员和行人的安全，其应用价值要远远超过彼此独立、毫无关系的防护系统。4结语总之，随着人类社会的不断进步，人们除对汽车的使用性能（如动力性、燃油经济性、行驶的平顺性和操纵的稳定性）有更高的要求外，对汽车的安全性能也提出了更高的要求，并且也越来越重视汽车安全技术的研究和应用。随着在汽车上广泛使用更加先进的智能型传感器、快速响应的执行器、高性能中央控制单元ECU、先进的控制策略、雷达技术、计算机网络技术、第三代移动通信技术等，当代汽车正在朝着更加智能化、自动化和信息化的方向发展，未来的汽车将会越来越可靠，越来越安全。参考文献：[1]陈建明，曹永刚.汽车电子安全技术的现状及其发展策略[J].价值工程，2013（1）：32-33.[2]杨秀芳，张新，常桂秀，等.汽车主动安全技术[J].重庆工学院学报，2008（4）：15-17.[3]宋晓琳.冯广刚等.汽车主动避撞系统的发展现状及趋势[J].汽车工程，2008（4）：285-290.[4]吴艳华，何天明.新型汽车主动安全系统ESP[J].上海汽车，2007（12）：28-30.259