2012-09-20 15:53:01 雅雅
國外汽車安全新理念
1 歐、美、日交通安全新計劃與汽車安全新理念1.1 歐洲的eSafety計劃,交通安全和社會公共安全日益成為關注的焦點。在國外某會議上由歐洲ITS組織ERTICO最先提出eSafety基本概念,得到歐盟委員會認可并列入歐盟的計劃。主要內容是:充分利用先進的信息與通信技術(ICT),加快安全系統的研發與集成應用,為道路交通提供全面的安全解決方案。除自主式的車載安全裝置外,還須考慮車—路協調合作方式,即通過車—車以及車—路通信技術獲取道路環境信息,從而更有效地評估潛在危險并優化車載安全系統的功能。這次大會有關安全的內容很多,如“伽利略計劃”、“駕駛員輔助系統”等。歐盟推薦了11項行動計劃,可歸納為如下3類:加快智能化車輛安全系統的研發應用;完善建立相關法規和標準;消除社會和商業上的障礙。歐盟在新的框架計劃中,準備安排eSafety相關的研發項目70余項,共投資約1. 6億歐元。
1.2 美國的IVI計劃1997年美國加州的自動公路AHS演示(DEMO’97)結束后,美國運輸部認為日益嚴重的交通事故是最迫切需要解決的問題,于是調整研發重點,于1998年開始組織實施IVI( IntelligenVehicle Initiative)計劃。
(1)基本宗旨和目標預防交通事故(特別是碰撞事故)及其引起的人員傷亡,提高安全性;以人為因素為基礎,防止駕駛員分神;促進碰撞防止系統的研發應用。
(2)正在進行的研發項目轎車:追尾警告,偏離車道警告。重型卡車:駕駛員睡意提醒,電子控制制動系統,車輛側翻警告及控制,追尾警告,偏離車道警告。特殊車輛:偏離車道預防系統(掃雪車或揚雪車)。
交叉路口碰撞預防:信號(停車信號)警告,左轉路線建議,側向間距建議。除以上IVI計劃外,美國還有汽車與道路設施的集成(VII, Vehicle Infrastructure Integration)計劃,由聯邦公路局、AASHT0、各州運輸部、汽車工業聯盟、ITSAmerica等組成的特殊聯合機構,通過信息與通信技術實現汽車與道路設施的集成,并以道路設施為基礎,計劃于2006年推出可以實施的產品。汽車與道路自動化系統的合作(CVHAS)計劃,提供駕駛的輔助控制或全自動控制,信息獲取方式為車載傳感器與車—路或車—車間通信,其近期的研究重點是公共汽車快速通過(BRT)系統、交叉路口安全支持系統等。
1.3 日本智能道路理念遵循ITS的理念,利用ITS相關技術,如先進的VICS、ETC、DSRC、AHS公路巡航/輔助系統等以及信息與通信技術,進行道路基礎設施的整合,實現智能道路,即Smartway理念。
2 安全新技術的總體進展2.1 主動安全性的新技術(1)檢測路面及環境狀況系統使用傳感器或攝像機檢測路面狀態(干燥、潮濕、冰雪,有無障礙物情況等);周圍車輛及障礙物的距離,車輛的相對速度;周圍行人及交通狀況,夜間則用紅外線監視系統在顯示屏上指示行人狀況這些檢測不斷地給駕駛員提供信息或危險狀態警告等。
(2)打瞌睡警告及喚醒系統使用安裝在駕駛員前儀表板處的小型攝像機及夜間使用紅外線掃描裝置,監視駕駛員的臉部表情變化,通過微機處理,判別駕駛員是否打瞌睡。當駕駛員注意力不集中、處于危險狀態時,發出警告響聲,同時還從空調系統中自動散發具有提神效果的香氣。
(3)高適應性定速巡航系統定速巡航功能啟動后,該系統能根據前方車速及后方車輛的距離,自動減速或加速。該系統比傳統裝置增加了路面狀態感知系統,并用性能更高的微機控制剎車系統及調節發動機的供油量。
(4)緊急制動先期警告系統一般駕駛員在緊急制動時,腳由加速踏板移動到制動踏板時約需0. 8s。這一系統可以監視駕駛員緊急制動的先期動作,當加速踏板彈回的加速度達到一定值時,制動燈即亮起,警告后邊車輛駕駛員,使后車駕駛員提前0. 8s對前車狀況作出反應,配備該系統能減少車輛的追尾現象。
(5)火災隱患或輪胎氣壓過低的警報系統該系統能在發生火災的早期及輪胎氣壓過低時,給駕駛員發出警告信號,以便及早消除隱患。
(6)改善駕駛員視野的新技術改善人的視野分正常及非正常環境條件,正常環境條件下采用的新技術如平視顯示器及先進的后視鏡等;非正常環境條件包括夜間及雨雪天等,采用的新技術有先進的前照燈、增水擋風玻璃、紅外線監視器、測距傳感器及攝像機等。
(7)防碰撞系統該系統的功能是檢測在同一行駛路線上前、后車輛或障礙物的距離,當有碰撞危險時,提前警告駕駛員,系統也會自動轉向或制動。
(8)安全的行駛方向控制系統當車輛偏離正確路線時,該系統攝像機攝到白色路線標志的信號不正常,便警告駕駛員或自動地回到原來路線。當車輛要改變路線時,則會提醒后邊車輛注意,以免發生相撞事故。
(9)轉彎減速調節系統當車輛行駛遇到彎道時,由于駕駛員對道路不熟悉,或者注意力不集中,或者車速太高,經常發生車輛撞上路標或者翻車事故。轉彎減速調節系統可檢測轉彎車輛經由路面的轉彎半徑及曲率,并相應減低車速。
2.2 被動安全性的新技術(1)能承受碰撞吸收能量的車身及車門進一步改善能承受正面及側面碰撞并吸收能量的車身、車門設計,增加橫梁,使其能有更好的防側撞能力,采用中間有泡沫充填物的夾層鋼板等。還包括吸能方向盤。
(2)側邊安全氣囊在頭枕及椅背的側方布置側邊安全氣囊,當發生側面碰撞時,氣袋即時膨脹吸收側撞能量,保護乘員的安全。
(3)乘員保護系統當預測到事故不可避免時,中央微機控制系統便指令安全帶收緊,使座椅沿滑軌后移,使收縮型方向柱收縮到儀表板內,使氣囊投入工作。
(4)緊急門鎖釋放裝置當車輛發生碰撞,傳感器已確認發生碰撞,系統能立即釋放門銷,讓車門能迅速打開。
(5)滅火系統發動機室內傳感器檢測出火情后,即起動滅火裝置自動滅火,如裝置失靈,則發動機罩自動釋放,從外面滅火。
(6)行車記錄儀類似飛機上的黑匣子,可以記錄事故發生瞬間前后操作車輛和環境的多種信息,而且可以再現導致事故的發展過程,分析事故原因,為以后預防提供可靠資料。
(7)緊急事故自動通報系統通過該系統車輛與負責交通管理的無線電臺及時聯系,電臺可以獲知發生事故的車輛位置、事故及乘員受傷害的主要情況,通知有關部門及人員及時前往事故地點,進行救援工作。
3 零部件公司安全新技術的研發進展近幾年,德爾福一直站在世界汽車零部件技術及產品的開發前沿,其汽車安全新技術產品更是引領世界潮流。
3.1 集成安全系統德爾福最新開發了一種集成安全系統,這種系統將汽車駕駛分為5個不同的“駕駛狀態”:正常狀態、預警狀態、躲避碰撞狀態、無法躲避碰撞狀態和碰撞之后狀態。裝備這種系統的汽車同時帶有先進的雷達裝置,汽車行駛中,電腦可以自動監測周圍情況并進行計算,監測路面、迎面來的車輛、行人或其他物體,計算出駕駛員應該作出何種快速反應以及車輛應該多快減速等,然后根據情況發出各種警示信號。這些工作都能在瞬間完成。車內還安裝先進的測試系統,例如眼睛跟蹤系統,它可以測定駕駛員的呼吸情況、眼睛睜的大小和眨眼的頻率,從而測定駕駛員的警覺程度和疲勞程度,如果發現駕駛員處于疲勞駕駛狀態,汽車就會發出警告以確保安全。在躲避碰撞狀態,集成安全系統會自動運用防抱死制動裝置、牽引力控制裝置和穩定性增強設備等系統,使汽車各系統達到最佳狀態,幫助駕駛員避免可能發生的碰撞。
3.2 智能安全氣囊在車內乘員的保護方面,德爾福公司研發的新技術進一步完善和提高現有的安全氣囊技術。自安全氣囊問世以來,這一系統已經挽救了成千上萬人的生命。但是,安全氣囊也因為自身的缺陷造成了一些不應有的傷亡事故。據計算,安全氣囊彈出的瞬間時速高達40km左右。個子較小的駕駛人員由于身體比較靠近方向盤,車速不是特別快時發生事故,人員不是由于事故本身而受傷,反而很容易被迅速彈出的氣囊擊傷。多年來,美國每年都要發生一些被安全氣囊打傷甚至致死的事故,安全氣囊是否真正安全成為不少人爭論的話題。為了減少不必要的傷亡,有人甚至提出在車上設置安全氣囊開關,讓駕駛員自己決定是否使用安全氣囊系統。
德爾福公司的新技術有效地解決了安全氣不十分安全的難題。該公司開發了一種被稱為“被動式乘客識別系統”的新技術,推出了世界第一個乘員體重傳感系統,使安全氣囊可以智能地打開或收縮。傳感系統可以根據乘員的體重、身高和胖瘦程度以及在座位上的具體位置,來決定安全氣囊打開的確切程度,從而可以對多種體形和身高的乘員進行有識別的保護。最近,美洲豹車型已經使用了德爾福公司開發的這一新技術,深受歡迎。
此外,德爾福公司在乘員被動保護方面還設計出一種主動式膝墊以加強對人員的保護作用。
它采用一個充氣式裝置,在發生正面碰撞事故時,系統會使膝墊自動向乘員的方向移動,從而減輕事故對人員的損傷。
3.3 自動巡航技術目前應用的巡航技術是在汽車行駛到一定速度后,啟動巡航系統,汽車就會保持一個固定速度自動前進,不用再踩油門。這樣可以減輕駕駛員長途行駛的疲勞,最適合在高速公路上使用。但一遇有情況,必須立即剎車減速以防止事故發生,因此,司機必須隨時準備剎車。采取剎車動作以后,巡航系統自動失去功能,必須重新加速后再次設置巡航速度。新型巡航系統則具有高度智能化功能,能夠自動調整車速,巡航時速最低可以達到32km/h。
裝上新巡航系統的汽車在街道上行駛時,駕駛員可以將腳遠遠地擱在一邊,車輛可自動減速、加速,仿佛有一位看不見的駕駛員在駕駛。人眼看得見的,自動巡航系統能察覺,就是駕駛員看不到的東西,它同樣也能發現。它攜帶的GPS定位系統會時時提醒自動巡航系統近1km2范圍內可能突然出現的物體,例如前方路上準備穿過路口的車輛,在路邊等待穿越的行人等。自動巡航系統一接受信息,馬上會判斷最佳車速,并自動巡航行駛,待確認無潛在危險后,自動恢復到較快的巡航速度。
1.2 美國的IVI計劃1997年美國加州的自動公路AHS演示(DEMO’97)結束后,美國運輸部認為日益嚴重的交通事故是最迫切需要解決的問題,于是調整研發重點,于1998年開始組織實施IVI( IntelligenVehicle Initiative)計劃。
(1)基本宗旨和目標預防交通事故(特別是碰撞事故)及其引起的人員傷亡,提高安全性;以人為因素為基礎,防止駕駛員分神;促進碰撞防止系統的研發應用。
(2)正在進行的研發項目轎車:追尾警告,偏離車道警告。重型卡車:駕駛員睡意提醒,電子控制制動系統,車輛側翻警告及控制,追尾警告,偏離車道警告。特殊車輛:偏離車道預防系統(掃雪車或揚雪車)。
交叉路口碰撞預防:信號(停車信號)警告,左轉路線建議,側向間距建議。除以上IVI計劃外,美國還有汽車與道路設施的集成(VII, Vehicle Infrastructure Integration)計劃,由聯邦公路局、AASHT0、各州運輸部、汽車工業聯盟、ITSAmerica等組成的特殊聯合機構,通過信息與通信技術實現汽車與道路設施的集成,并以道路設施為基礎,計劃于2006年推出可以實施的產品。汽車與道路自動化系統的合作(CVHAS)計劃,提供駕駛的輔助控制或全自動控制,信息獲取方式為車載傳感器與車—路或車—車間通信,其近期的研究重點是公共汽車快速通過(BRT)系統、交叉路口安全支持系統等。
1.3 日本智能道路理念遵循ITS的理念,利用ITS相關技術,如先進的VICS、ETC、DSRC、AHS公路巡航/輔助系統等以及信息與通信技術,進行道路基礎設施的整合,實現智能道路,即Smartway理念。
2 安全新技術的總體進展2.1 主動安全性的新技術(1)檢測路面及環境狀況系統使用傳感器或攝像機檢測路面狀態(干燥、潮濕、冰雪,有無障礙物情況等);周圍車輛及障礙物的距離,車輛的相對速度;周圍行人及交通狀況,夜間則用紅外線監視系統在顯示屏上指示行人狀況這些檢測不斷地給駕駛員提供信息或危險狀態警告等。
(2)打瞌睡警告及喚醒系統使用安裝在駕駛員前儀表板處的小型攝像機及夜間使用紅外線掃描裝置,監視駕駛員的臉部表情變化,通過微機處理,判別駕駛員是否打瞌睡。當駕駛員注意力不集中、處于危險狀態時,發出警告響聲,同時還從空調系統中自動散發具有提神效果的香氣。
(3)高適應性定速巡航系統定速巡航功能啟動后,該系統能根據前方車速及后方車輛的距離,自動減速或加速。該系統比傳統裝置增加了路面狀態感知系統,并用性能更高的微機控制剎車系統及調節發動機的供油量。
(4)緊急制動先期警告系統一般駕駛員在緊急制動時,腳由加速踏板移動到制動踏板時約需0. 8s。這一系統可以監視駕駛員緊急制動的先期動作,當加速踏板彈回的加速度達到一定值時,制動燈即亮起,警告后邊車輛駕駛員,使后車駕駛員提前0. 8s對前車狀況作出反應,配備該系統能減少車輛的追尾現象。
(5)火災隱患或輪胎氣壓過低的警報系統該系統能在發生火災的早期及輪胎氣壓過低時,給駕駛員發出警告信號,以便及早消除隱患。
(6)改善駕駛員視野的新技術改善人的視野分正常及非正常環境條件,正常環境條件下采用的新技術如平視顯示器及先進的后視鏡等;非正常環境條件包括夜間及雨雪天等,采用的新技術有先進的前照燈、增水擋風玻璃、紅外線監視器、測距傳感器及攝像機等。
(7)防碰撞系統該系統的功能是檢測在同一行駛路線上前、后車輛或障礙物的距離,當有碰撞危險時,提前警告駕駛員,系統也會自動轉向或制動。
(8)安全的行駛方向控制系統當車輛偏離正確路線時,該系統攝像機攝到白色路線標志的信號不正常,便警告駕駛員或自動地回到原來路線。當車輛要改變路線時,則會提醒后邊車輛注意,以免發生相撞事故。
(9)轉彎減速調節系統當車輛行駛遇到彎道時,由于駕駛員對道路不熟悉,或者注意力不集中,或者車速太高,經常發生車輛撞上路標或者翻車事故。轉彎減速調節系統可檢測轉彎車輛經由路面的轉彎半徑及曲率,并相應減低車速。
2.2 被動安全性的新技術(1)能承受碰撞吸收能量的車身及車門進一步改善能承受正面及側面碰撞并吸收能量的車身、車門設計,增加橫梁,使其能有更好的防側撞能力,采用中間有泡沫充填物的夾層鋼板等。還包括吸能方向盤。
(2)側邊安全氣囊在頭枕及椅背的側方布置側邊安全氣囊,當發生側面碰撞時,氣袋即時膨脹吸收側撞能量,保護乘員的安全。
(3)乘員保護系統當預測到事故不可避免時,中央微機控制系統便指令安全帶收緊,使座椅沿滑軌后移,使收縮型方向柱收縮到儀表板內,使氣囊投入工作。
(4)緊急門鎖釋放裝置當車輛發生碰撞,傳感器已確認發生碰撞,系統能立即釋放門銷,讓車門能迅速打開。
(5)滅火系統發動機室內傳感器檢測出火情后,即起動滅火裝置自動滅火,如裝置失靈,則發動機罩自動釋放,從外面滅火。
(6)行車記錄儀類似飛機上的黑匣子,可以記錄事故發生瞬間前后操作車輛和環境的多種信息,而且可以再現導致事故的發展過程,分析事故原因,為以后預防提供可靠資料。
(7)緊急事故自動通報系統通過該系統車輛與負責交通管理的無線電臺及時聯系,電臺可以獲知發生事故的車輛位置、事故及乘員受傷害的主要情況,通知有關部門及人員及時前往事故地點,進行救援工作。
3 零部件公司安全新技術的研發進展近幾年,德爾福一直站在世界汽車零部件技術及產品的開發前沿,其汽車安全新技術產品更是引領世界潮流。
3.1 集成安全系統德爾福最新開發了一種集成安全系統,這種系統將汽車駕駛分為5個不同的“駕駛狀態”:正常狀態、預警狀態、躲避碰撞狀態、無法躲避碰撞狀態和碰撞之后狀態。裝備這種系統的汽車同時帶有先進的雷達裝置,汽車行駛中,電腦可以自動監測周圍情況并進行計算,監測路面、迎面來的車輛、行人或其他物體,計算出駕駛員應該作出何種快速反應以及車輛應該多快減速等,然后根據情況發出各種警示信號。這些工作都能在瞬間完成。車內還安裝先進的測試系統,例如眼睛跟蹤系統,它可以測定駕駛員的呼吸情況、眼睛睜的大小和眨眼的頻率,從而測定駕駛員的警覺程度和疲勞程度,如果發現駕駛員處于疲勞駕駛狀態,汽車就會發出警告以確保安全。在躲避碰撞狀態,集成安全系統會自動運用防抱死制動裝置、牽引力控制裝置和穩定性增強設備等系統,使汽車各系統達到最佳狀態,幫助駕駛員避免可能發生的碰撞。
3.2 智能安全氣囊在車內乘員的保護方面,德爾福公司研發的新技術進一步完善和提高現有的安全氣囊技術。自安全氣囊問世以來,這一系統已經挽救了成千上萬人的生命。但是,安全氣囊也因為自身的缺陷造成了一些不應有的傷亡事故。據計算,安全氣囊彈出的瞬間時速高達40km左右。個子較小的駕駛人員由于身體比較靠近方向盤,車速不是特別快時發生事故,人員不是由于事故本身而受傷,反而很容易被迅速彈出的氣囊擊傷。多年來,美國每年都要發生一些被安全氣囊打傷甚至致死的事故,安全氣囊是否真正安全成為不少人爭論的話題。為了減少不必要的傷亡,有人甚至提出在車上設置安全氣囊開關,讓駕駛員自己決定是否使用安全氣囊系統。
德爾福公司的新技術有效地解決了安全氣不十分安全的難題。該公司開發了一種被稱為“被動式乘客識別系統”的新技術,推出了世界第一個乘員體重傳感系統,使安全氣囊可以智能地打開或收縮。傳感系統可以根據乘員的體重、身高和胖瘦程度以及在座位上的具體位置,來決定安全氣囊打開的確切程度,從而可以對多種體形和身高的乘員進行有識別的保護。最近,美洲豹車型已經使用了德爾福公司開發的這一新技術,深受歡迎。
此外,德爾福公司在乘員被動保護方面還設計出一種主動式膝墊以加強對人員的保護作用。
它采用一個充氣式裝置,在發生正面碰撞事故時,系統會使膝墊自動向乘員的方向移動,從而減輕事故對人員的損傷。
3.3 自動巡航技術目前應用的巡航技術是在汽車行駛到一定速度后,啟動巡航系統,汽車就會保持一個固定速度自動前進,不用再踩油門。這樣可以減輕駕駛員長途行駛的疲勞,最適合在高速公路上使用。但一遇有情況,必須立即剎車減速以防止事故發生,因此,司機必須隨時準備剎車。采取剎車動作以后,巡航系統自動失去功能,必須重新加速后再次設置巡航速度。新型巡航系統則具有高度智能化功能,能夠自動調整車速,巡航時速最低可以達到32km/h。
裝上新巡航系統的汽車在街道上行駛時,駕駛員可以將腳遠遠地擱在一邊,車輛可自動減速、加速,仿佛有一位看不見的駕駛員在駕駛。人眼看得見的,自動巡航系統能察覺,就是駕駛員看不到的東西,它同樣也能發現。它攜帶的GPS定位系統會時時提醒自動巡航系統近1km2范圍內可能突然出現的物體,例如前方路上準備穿過路口的車輛,在路邊等待穿越的行人等。自動巡航系統一接受信息,馬上會判斷最佳車速,并自動巡航行駛,待確認無潛在危險后,自動恢復到較快的巡航速度。