歐洲商用車最新技術二--安全防護系統(tǒng)

　　進入21世紀以來，歐洲重型載貨車技術發(fā)展迅猛，但是，由于不斷加快的排放法規(guī)升級抵消了新技術應用帶來的動力性和經(jīng)濟性的提高，因此，從近年歐洲重型載貨車整車性能發(fā)展情況來看，動力性和經(jīng)濟性幾乎沒有提高，但安全性和舒適性卻提高顯著。

　　一、安全性分類及主要技術措施

　　1.1主動安全性及其主要技術措施

　　主動安全性是指汽車能主動預防事故發(fā)生的性能。目前，歐洲重型載貨車主要采取的主動安全技術措施有：

　?。?）改善駕駛員的工作環(huán)境。根據(jù)人機工程學來設計布置駕駛室，優(yōu)化前視野，利用手伸界面合理布置操作按鈕；駕駛室內(nèi)采用柔和色彩，減少對眼球的刺激，以便駕駛員保持最佳的身體狀態(tài)、縮短遇到緊急情況的反應時間。

　?。?）采用多功能、數(shù)字化儀表板為駕駛員提供更多的安全信息及預警信息。

　?。?）采用大量的安全技術裝置，如：EBS電子控制制動系統(tǒng)，ESP電子穩(wěn)定程序，TCS牽引力控制系統(tǒng)，LDWS車道偏離預警系統(tǒng)，AEBS先進緊急制動系統(tǒng)，TPMS輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，ACC自適應巡航控制系統(tǒng)，等等。

　　1.2被動安全性及其主要技術措施

　　被動安全性是指汽車在不可避免的情況下，一旦出現(xiàn)事故時，汽車本身具有能應對事故、保護乘員及行人生命安全，減少二次碰撞所引起的傷害，將傷害降至最小的性能。

　　目前，歐洲在提高重型載貨車的被動安全性方面主要采用以下技術措施：

　　（1）改善駕、乘環(huán)境。駕駛室內(nèi)避免有棱角的設計，內(nèi)飾須采用軟包以便有一定的緩沖作用，同時還須有一定的阻燃性。風窗玻璃選用鋼化玻璃或夾層玻璃，防止二次損傷。儀表板下部安裝膝部緩沖墊，方向盤采用彈性有波紋的結(jié)構并且邊緣可以變形，轉(zhuǎn)向柱能彎曲或伸縮等。

　　（2）提高駕駛室剛度。為了防止汽車碰撞和翻車給駕、乘人員造成嚴重的傷害，保證駕、乘人員的安全，歐洲重型載貨車都采用高剛性駕駛室，而且在車門安裝了一個橫梁，車頂部安裝防撞桿。

　　（3）采用安全帶和安全氣囊

　?。?）采用防鉆入裝置。在車的前、后、側(cè)面安裝防鉆入網(wǎng)，以防止汽車碰撞時小型車、行人鉆入重型載貨車車底部，造成嚴重的傷害。

　　二、目前歐洲廠商主要采用的安全技術評介

　　2.1主動安全性技術

　　2.1.1預防技術

　?。?）ABS和ASR

　　ABS(Anti-lockBrakingSystem，防抱死制動系統(tǒng))和ASR(AccelerationSlipRegulation，驅(qū)動防滑系統(tǒng)，又稱牽引力控制系統(tǒng))均已發(fā)展多年，已談不上是新技術，二者目前已成為歐洲多數(shù)重型載貨車產(chǎn)品的標配裝置。

　　ABS系統(tǒng)既可有效避免緊急制動時車輪抱死(打滑)現(xiàn)象的發(fā)生，同時還可以保持車輛制動過程中的平穩(wěn)；而ASR則可防止重載車輛在起步、再加速時驅(qū)動輪打滑現(xiàn)象，以維持車輛行駛方向的穩(wěn)定性。二者的區(qū)別在于，ABS是防止車輪在制動時被抱死而產(chǎn)生側(cè)滑，而ASR則是防止汽車在加速時因驅(qū)動輪打滑而產(chǎn)生的側(cè)滑，ASR是在ABS的基礎上的擴充，兩者相輔相成。

　　（2）EBS

　　EBS（電子控制制動系統(tǒng)），是近幾年在ABS與ASR的基礎上發(fā)展起來的，并且是集ABS與ASR控制功能于一體的電控制動系統(tǒng)，它是由一些傳感器和控制裝置組成。EBS主要用于改善載貨汽車，特別是重型載貨車的制動性能。重型車上通常使用的氣壓制動系統(tǒng)功能強大，但是對制動板踩下去的反應有一些延遲，因此新駕駛員要花費較長時間才能熟悉如何安全地使用這些系統(tǒng)；另一個復雜的情況是:裝滿貨物的重型車的制動反應要比空載的重型車制動較為遲鈍。而EBS就可以解決這些缺陷，使得重型載貨車對踩下制動的反應能像轎車一樣靈敏。試驗表明，安裝了ABS的氣壓制動系統(tǒng)可以讓時速為96.5km的重型車在76.4～85.4m之間完全停住，而安裝了EBS制動系統(tǒng)的重型車可以將停車距離再縮短15%。

　　目前歐洲重型載貨車普遍使用EBS。比如，沃爾沃EBS系統(tǒng)有中級和高級兩個不同的程序包，其中高級包主要適用于半拖車，而中級包（沃爾沃FL和FE系列車型的標準配置）是目前歐洲市場的標準。

　　（3）EVB

　　EVB（發(fā)動機排氣制動）是重型載貨車的一個輔助制動裝置,作為整車制動系統(tǒng)的一個補充,能有效地減少底盤主制動系統(tǒng)部件的磨損,提高使用壽命,增強整車制動性能。特別是在剎車頻繁的山道下坡路段,使用EVB能大大地降低主制動系統(tǒng)制動的頻次及其所承受的負荷,有效避免因頻繁和超負荷使用剎車導致主制動系統(tǒng)摩擦副過熱而失效,從而保證整車制動安全。早期的發(fā)動機排氣制動裝置比較簡單,僅在發(fā)動機排氣道上安裝一個氣動翻板閥門,通過封閉排氣通道,使排氣歧管中產(chǎn)生較大背壓,造成發(fā)動機不能正常吸氣,也就是只壓縮氣體而不燃燒做功,導致發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降,從而對整車產(chǎn)生制動作用。而近年發(fā)展的EVB新技術則是通過操縱排氣制動開關，控制發(fā)動機排氣蝶閥，進而控制發(fā)動機的排氣來實現(xiàn)減速制動的。目前，在歐美發(fā)達國家，EVB已成為交通法規(guī)規(guī)定的一種強制性必須安裝的裝置，因此，它在歐美重型載貨車上幾乎普遍使用。

　　EVB大致可分為：排氣蝶閥制動，泄氣式制動還有壓縮釋放式制動三大類型。目前，歐洲廠商主要采用壓縮釋放式制動系統(tǒng)。

　?。?）緩速器

　　緩速器也是一種歐洲重型載貨車普遍使用的輔助性制動裝置，該裝置既可以使汽車在下長坡時，進行緩速和恒速行駛，也可以在高速公路或路況較差的情況下，及時輕松地進行緩速，因此可極大地提高汽車行駛時的安全性與舒適性。

　　目前用的緩速器主要有兩種結(jié)構，一種是電磁緩速器，又叫電渦流緩速器；還有一種是液渦輪緩速器，前一種結(jié)構使用較為普遍。

　　電磁緩速器，相當于在傳動軸上裝了個"發(fā)電機"，不通電時，無接觸無磨損。需要減速時，司機將儀表板上的開關打開，傳動軸便受到電磁場的阻力，達到制動的目的。再踩油門時會自動斷電。優(yōu)點是無磨損，缺點是結(jié)構龐大。

　　液渦輪緩速器，在變速箱箱殼后端增加一個渦輪室，當制動電路開啟后，使變速箱油在渦輪中加壓產(chǎn)生阻尼達到制動效果，無磨損但要增加散熱。

　?。?）EDB

　　EDB(電子制動力分配裝置)是一種以光速傳遞制動信號的制動系統(tǒng)。當汽車制動時可能由于地面的摩擦力不同（如一側(cè)有水，一側(cè)無水），兩側(cè)車輪的制動力就不同，因此容易造成側(cè)滑。此時EBD啟動可改變兩側(cè)的制動力，以保持車輛制動得更平穩(wěn)。目前，它在歐洲重型載貨車上的使用率也很高。

　?。?）TCS

　　TCS(TractionControlSystem，牽引力控制系統(tǒng)，又稱循跡控制系統(tǒng))，與ASR的目標基本一致，但原理大不相同。它是根據(jù)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動輪的轉(zhuǎn)數(shù)來判定驅(qū)動輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，當前者大于后者時，進而抑制驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的一種防滑控制系統(tǒng)。汽車在光滑路面制動時，車輪會打滑，甚至使方向失控。同樣，汽車在起步或急加速時，驅(qū)動輪也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上還會使方向失控而出危險。TCS就是針以上問題而專門設計的。

　　TCS與ABS作用模式十分相似，兩者都使用感測器及剎車調(diào)節(jié)器。當TCS感應到車輪打滑的時候，首先會經(jīng)過引擎控制電腦改變引擎點火的時間，減低引擎扭力輸出或是在該輪上施加剎車以防該輪打滑，如果在打滑很嚴重的情況下，就再控制引擎供油系統(tǒng)。TCS在運用的時候，變速箱會維持較高的擋位，在油門加重的時候，會避免突然下檔以免打滑的更厲害。TCS最大的特點是使用現(xiàn)有ABS系統(tǒng)的電腦、輸速感知器和控制引擎與變速箱電腦，即使換上了備胎，TCS也可以準確的應用。

　　（7）ESP

　　ESP（ElectronicStabiltyProgram，車身電子穩(wěn)定程序，又稱電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)）包含ABS及ASR，是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP稱得上是當前汽車防滑裝置的最高級形式。ESP由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器(監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、車輪傳感器(監(jiān)測各個車輪的速度轉(zhuǎn)動)、側(cè)滑傳感器(監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài))、橫向加速度傳感器(監(jiān)測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力)等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運行狀態(tài)進行判斷，進而發(fā)出控制指令。有ESP與只有ABS、ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS、ASR只能被動地作出反應，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。

　　比如，曼的ESP包含DSP和ROP兩大功能，DSP是動力穩(wěn)定性控制程序，其作用是在汽車轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足時，DSP將通過對不同車輪分別實施制動來對動力和扭矩進行補充，這樣汽車可以自動地恢復到正常的行駛狀態(tài)下。ROP是防側(cè)翻程序，其作用是在轉(zhuǎn)彎速度太快的情況下，通過對所有車輪施加制動力來防止汽車側(cè)翻。

　　（8）ACC

　　ACC（AdaptiveCruiseControl，自適應巡航控制裝置），汽車普遍擁有的巡航技術是在汽車行駛到一定速度后，啟動巡航系統(tǒng)，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。自適應自動巡航技術由掃描激光雷達、車距控制電控單元、轉(zhuǎn)向角傳感器和發(fā)動機電控單元構成。它在巡航控制系統(tǒng)的基礎上增加了車距控制與車距報警功能，旨在減輕駕駛者的疲勞。該裝置對前方車輛的距離通過二維掃描型激光雷達進行追蹤，根據(jù)前方車輛的速度而控制本車的速度，以確保車與車之間保持一定距離。前車減速時，也自動減速。前車加速也跟著自動加速。當前車駛離車道后，屏幕顯示前方中間車道無任何車輛，汽車立即恢復既定巡航速度迅速前進。但一遇有情況，必須立即剎車減速以防止事故發(fā)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(tǒng)自動失去功能，必須重新加速后再次設置巡航速度。該裝置目前在歐洲重型載貨車上已普遍使用。

　　除上述外，歐洲重型載貨車上還可以看到以下預防安全技術：各種防側(cè)翻裝置，避撞系統(tǒng)，酒精鎖，改善視野的先進車燈和后視鏡，等等。

　　2.1.2預警技術

　?。?）TPMS

　　TPMS(TirePressureMonitoringSystem,輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng))，其作用是在汽車行駛過程中（不是停駛中）對輪胎氣壓進行實時自動監(jiān)測，并對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，以確保行車安全。

　　TPMS一般是安裝在輪轂上，通過內(nèi)置的傳感器感應輪胎內(nèi)的氣壓，將氣壓信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過無線發(fā)射裝置將信號發(fā)射到接收器上，在顯示器上顯示各種數(shù)據(jù)變化或以蜂鳴等形式，駕駛者可以根據(jù)顯示數(shù)據(jù)或報警器及時地對輪胎進行加氣或放氣，發(fā)現(xiàn)滲漏可以及時處理，讓大意外能在小處化解。目前，該裝置在歐洲重型載貨車上應用較為普遍。

　　（2）LKS

　　LKS（車道保持系統(tǒng)），主要作用是幫助駕駛員監(jiān)控載貨車在道路上的位置。如果駕駛員與道路邊緣或中心線過近，將通過聲音信號發(fā)出警告。LKS可以幫助駕駛員在注意力分散時擺脫困境。其主要應用于長途運輸業(yè)務過程中，此時載貨車一般都在單調(diào)的交通狀況下以穩(wěn)定的巡航速度行駛。

　　LKS的主要組件為攝像機、處理器和控制單元。攝像機會持續(xù)拍攝道路標志。這些信息傳輸?shù)杰囁俦?、制動信號和轉(zhuǎn)向燈連接的控制單元并由它進行處理。如果滿足載貨車無意中駛離路線的某些條件，控制單元將發(fā)出警告信號。

　　通過儀表板上的開關即可方便地啟動或關閉LKS。目前在歐洲重型載貨車上LKS一般作為選裝件。

　?。?）DAS

　　DAS（疲勞警告支持系統(tǒng)），其監(jiān)控方向盤和踏板移動規(guī)律等參數(shù)。風擋玻璃內(nèi)側(cè)上的視頻攝像頭讀取路面上的車道標記，車載計算機將采集的數(shù)據(jù)與路面標記進行比較。在方向盤移動不穩(wěn)定時，警示音和閃爍指示燈會警告駕駛員，避免疲勞駕駛。通常，此系統(tǒng)與LKS系統(tǒng)并用。

　?。?）轉(zhuǎn)向輔助裝置

　　曼全新TGX系列重型載貨車上裝有一種轉(zhuǎn)向輔助裝置。該裝置通過雷達傳感器（24GHz頻率范圍）監(jiān)測車輛與右側(cè)車輛和行人的距離以及相對的速度。該系統(tǒng)可將雷達探測到的右側(cè)車輛和人員以圖標形式顯示在車外的后視鏡上以提醒駕駛員注意。

　　當駕駛員開始向右轉(zhuǎn)向時，如果車前部傳感器探測到附近有車輛和行人并存在危險時，該系統(tǒng)會以聲音警告，提醒駕駛員注意，以保證行車的安全。

　?。?）側(cè)后區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)

　　此系統(tǒng)使用后視攝像機和兩側(cè)裙部的攝像機從三個角度對載貨車周圍的行人、自行車和其它障礙物的盲點區(qū)域進行監(jiān)控。一旦有可能發(fā)生事故，該系統(tǒng)將通過語音報警，以提高駕駛員的注意力。

　　（6）LDWS

　　LDWS（車道偏移預警系統(tǒng)）是一種通過報警的方式輔助駕駛員減少汽車因車道偏離而發(fā)生交通事故的系統(tǒng)。它可以在車輛超過一定速度的情況下無意識（駕駛員未打轉(zhuǎn)向燈）偏離原車道前發(fā)出警報，為駕駛員提供更多的反應時間，大大減少了因車道偏離引發(fā)的碰撞事故。它通過實時檢測車道線，根據(jù)方向盤方向、車速、車與車道角度來估計偏離時間，如果偏離時間小于一個閾值，則會發(fā)出報警提醒駕駛員。目前，歐洲重型載貨車普遍裝備LDWS。

　?。?）SPA

　　SPA（輔助尋道系統(tǒng)），與LDWS有些類似，但又不完全一樣。它是一套當駕駛員疲勞而游離其駕駛航線時可向駕駛員提供報警的電子系統(tǒng)。

　　SPA可以防止由于駕駛員長途、連續(xù)駕駛車輛而疲勞或疏忽分心時產(chǎn)生操作失誤而導致嚴重后果，通常適用于長途高速公路運輸。駕駛員由于長時間駕駛車輛，當感到疲勞時，會下意識地低頭閉眼，兩手自動下垂，轉(zhuǎn)向盤就會偏向一邊，使車輛偏離正常方向，此時尋道系統(tǒng)將迅速報警，提醒駕駛員注意方向。報警系統(tǒng)通過蜂鳴器發(fā)出間斷時間不同的聲音，車輛偏離航向越多，則響聲越急促。此系統(tǒng)在歐洲奔馳、斯堪尼亞等重型車上已作為選配裝置采用。

　?。?）駕駛員輔助系統(tǒng)

　　斯堪尼亞全新R系列在安全性方面的最大亮點就是其駕駛員輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)是斯堪尼亞新開發(fā)的駕駛員實時支持系統(tǒng)，能為專業(yè)駕駛員的駕駛提供操作指示，并對駕駛表現(xiàn)進行評估，幫助他們改進駕駛方式。這一創(chuàng)新型輔助系統(tǒng)與斯堪尼亞駕駛員培訓項目相結(jié)合，旨在幫助駕駛員鞏固他們在培訓課程中學習到的高效駕駛技巧，重點在于強化他們對于關鍵性參數(shù)指標的認識，并在實際操作中嚴格執(zhí)行，提高行車安全性和燃料經(jīng)濟性。斯堪尼亞駕駛員輔助系統(tǒng)已作為標準配備安裝于大多數(shù)斯堪尼亞長途牽引車上。

　　斯堪尼亞駕駛員輔助系統(tǒng)可持續(xù)分析各種車載傳感器提供的實時數(shù)據(jù)，對駕駛員的表現(xiàn)進行監(jiān)督。該系統(tǒng)依據(jù)斯堪尼亞駕駛員培訓中強調(diào)的重要參數(shù)評估駕駛員的操作，同時提供指導性建議，并在行車結(jié)束后對駕駛員的駕駛風格給予全面評價。

　　除上述外，歐洲重型載貨車上還可以看到以下預警安全技術：各種車距控制報警裝置（如防追尾報警），超速報警，等等。

　　2.2被動安全性技術

　?。?）FUPS

　　FUPS（前部防鉆入保護系統(tǒng)）是一種防止轎車與載貨車前部碰撞時，而鉆入載貨車底部，以此來減輕轎車乘員傷害程度的一種防護安全裝置。目前該裝置在歐洲重型車上已廣泛使用，有些車型還設計安裝了后部防鉆入保護系統(tǒng)。

　　FUPS在沃爾沃FH和FM系列車型上均為標準配置。沃爾沃開發(fā)的FUPS借助200毫米厚的壓皺區(qū)，可大大減少穿入轎車車廂的可能性。此外，卡車保險杠的高度與普通轎車保險杠的高度相同，這樣可以充分地利用轎車的變形區(qū)。

　?。?）滿足法規(guī)要求的高剛性駕駛室

　　目前，歐洲重型載貨車駕駛室必須滿足歐盟ECER29法規(guī)對卡車正面碰撞、頂蓋靜壓、后面碰撞三個方面的要求。例如，曼TGS和TGX系列駕駛室采用3個金屬環(huán)形帶加強結(jié)構作為駕駛室抗沖擊變形的基礎結(jié)構，從而大大提高了駕駛室的剛度并滿足歐盟法規(guī)要求。沃爾沃FH系列駕駛室甚至符合瑞典駕駛室強度標準，這是世界上最嚴格的標準，該駕駛室在用靜止載荷15噸物體，對前面、后面進行動態(tài)沖擊試驗后，駕駛室內(nèi)仍留有生存空間，用手可打開車門并不難。

　?。?）安全的室內(nèi)設計及布置

　　在歐洲主要品牌重型車駕駛室內(nèi)部，都必須進行安全的室內(nèi)設計及布置，方向盤、轉(zhuǎn)向柱和儀表板都必須能吸收能量，齊膝的裝飾物也一樣。所有內(nèi)部裝飾織物均用防火材料制成。

　　此外，微波爐和咖啡壺等內(nèi)部附件全部被牢牢固定在駕駛室結(jié)構上。這樣可確保在撞車事故中或者進行緊急制動時，這些物件仍能留在原位。

　　（4）預緊式安全帶

　　可以說，卷收器是當今三點式安全帶的核心地方。然而，早期使用的單靠純機械鎖止卷收器并不是完美無缺，因為卷收器的鎖止是基于碰撞時成員上半身往前移動的加速度決定的。當卷收器感知碰撞時，乘員的上半身已經(jīng)往前移動了一定距離?；诮煌ㄊ鹿蕦囕v造成的嚴重變形，哪怕是多一厘米的距離都有可能對乘員帶來致命的危險。因此預緊式安全帶就是為了杜絕這一厘米的距離而誕生的。

　　工作原理差別在于，卷收器只是被動地感知危險，而預緊式安全帶則是主動監(jiān)測危險并付諸保護。在發(fā)生撞擊瞬間，預緊式安全帶的爆燃裝置會自動將安全帶往回拉一段距離，以消除安全帶與身體之間的間隙，減少乘員的位移。很多預緊式安全帶都采用爆燃原理，又謂燃爆式安全帶。現(xiàn)在歐洲重型車上裝備這種安全帶的車型已經(jīng)越來越多。

　?。?）智能安全氣囊

　　它就是在車身內(nèi)部裝上多個傳感器，能夠隨時測出車內(nèi)座椅上有沒有乘員、乘員的重量和尺寸、乘員是否處于離位狀態(tài)，從而判斷在車輛碰撞時用不用打開氣囊、是打開氣囊弱充氣、還是打開氣囊強充氣，從而自動適應不同乘員在不同乘坐狀態(tài)時的保護需求，最大限度地起到保護乘員作用。智能安全氣囊目前已成為歐洲許多重型載貨車的標準裝備。

　?。?）安全玻璃

　　歐洲廠商廣泛采用的安全玻璃有兩種，即鋼化玻璃和夾層玻璃。鋼化玻璃是在玻璃處于熾熱狀態(tài)下使之迅速冷卻而產(chǎn)生預應力的強度較高的玻璃，鋼化玻璃破碎時分裂成許多無銳邊的小塊，不易傷人。夾層玻璃共有3層，中間層韌性強并有粘合作用，被撞擊破壞時內(nèi)層和外層仍粘附在中間層上，不易傷人。目前汽車用的夾層玻璃，中間層加厚一倍，安全性更好。