汽车主动安全性的几项技术
安娜PARKER 2022-08-08

  汽车安全性大体分为两个方面:主动安全性和被动安全性,前者在于汽车如何避免事故,后者在于出了事故的时候汽车如何保障成员的安全。两者是不同的方面,不可相互替代,故而缺一不可。一辆安全的汽车,应该既具有好的主动安全性,又具有好的被动安全性。主动安全措施是独立于驾驶技术的另一个方面,认为人的驾驶技术高于汽车的主动安全措施的想法是极其危险的,因为极端的情况——就是汽车的主动安全设施发挥作用的时候——很多时候是驾驶者是无法有效控制汽车的时候。在这个汽车不听你的话的前提下,驾驶技术再好,一切用处都没有。

  第二层次的装备是目前汽车主动安全设施中技术含量最高的一部分,包含如下几项:

  1. 速度敏感的助力转向(power steering)是一个省力气的东西,现在基本上是所有汽车的标准配备。装备了助力转向的方向盘,转起来比较省力气,尤其是在泊车场倒腾车的时候,不会出现把胳膊累酸的情况。但是,助力转向在高速行车的时候,就不是一个很好的东西。因为高速行车的时候方向盘如果很轻,就容易出现转向过度,从而出现甩尾等严重问题。速度敏感的助力转向是根据车速自动调整助力的程度的一种装置。当车速高的时候,它会减小助力,从而让方向盘转起来吃力,避免出事故,而当车速低的时候,它会增加助力,从而让方向盘转起来轻松,达到省力的目的。

  2. 电子限速锁就是控制你的车子的最高车速,即使发动机还有剩余的马力。防止你把汽车当飞机开。

  3. ABS英文(anti-lock brake system)的简称,中文译为“刹车防抱死系统”。这已经成了现今汽车的标准配置,是关乎汽车安全的电子设施中最最基本的一项。其他的电子设备有几项都是建立在ABS基础之上的,ABS坏了的时候,那些系统也就无法工作了。ABS工作的目的是防止刹车的时候轮胎锁死,从而使得刹车的时候保持车辆的转向能力。那么,什么是轮胎锁死呢?轮胎锁死是车辆急刹车的时候,四个轮子不再旋转滚动而是平着往前滑动的一种情况。这时候,轮胎与地面的接触部分不再随着车子的前进而向后离开地面。一辆车的4个轮子都可能独立的或者一起的发生锁死,但是由于车子的两个前轮负责转向,前轮锁死将导致车辆无法转向。ABS的工作原理是在轮子上装有感应器,当感应到轮子不再旋转的时候,ABS就像刹车系统发出信号,要求停止刹车,并减弱刹车力度,直到轮子能够正常旋转,再继续刹车,如此往复,进行每秒钟几次到十几次的自动“点刹”。当ABS工作的时候,驾驶者会感到刹车踏板嘎朗朗的响,踩刹车踏板的脚下也不停的颤抖,这是正常的工作状态,没必要害怕。和很多人想象的不一样,ABS不能减小刹车距离,也就是说,ABS不能让你更快地停下来,ABS所赋予你的,是刹车的时候的转向能力。道理很简单,碰见障碍物的时候,你是想尽快地停下来,还是一边刹车一边转个弯躲过去?

  4. ASR/TCSASR是英文(acceleration slip regulation或者anti-slip regulation)的简称,中文译为“起步防滑控制”。TCS是英文(traction control system)的简称,中文译为“牵引力控制系统”(其实这个traction在这里更好地翻译是轮胎在地面的附着力,或者叫做抓地力)。两者本质上是一回事,只是由于起初设计者的不同而取了不同的名字。在欧洲车上,更常见的名字是ASR,而在美日车上,更常见的名字是TCS。这个系统是建立在ABS的基础之上的,ABS坏了的时候将无法工作。和ABS相近,ASR也是防止轮胎与地面发生打滑,但是和ABS相反,ASR防止的是起步和急加速的时候,车子不动而轮胎空转的打滑。这种打滑大多出现在车辆在湿滑的路面上加速或起步的时候,尤其是前轮驱动的车辆。当ASR的探测器探测到轮子打滑的时候,ASR就通过ABS对该轮进行刹车,同时对油门和进气量进行控制(老式的系统还会减缓发动机的点火)从而使得施加在车轮上的驱动力有所下降,避免打滑。

  5. EBD是英文(electronic brakeforce distribution)的简称,中文译为“电子制动力分配系统”,也有叫做EBV的。这个系统是ABS功能的一个扩展,在很多新车里,已经和ABS写在一起,叫“带EBD功能的ABS”。EBD的功能,顾名思义,是刹车的时候向各个不同的轮子根据实际情况分配制动力。形象点,就是控制一个轮子的刹车稍微紧一点,而另一个稍微松一点。为什么要这样呢?大家知道,刹车的时候,全车的重心前移,所以,前轮将承担大部分的制动力,而后轮只需要承受较少的制动力。但是,这个前后制动力的分布不是固定的。比方说,你的后行李箱里空着和行李箱里装满了东西这两种情况下,这个前后制动力的分配比就会相差悬殊。显然,在后一种情况下,后轮所需要的制动力就大得多。在没有EBD的时候,车辆的刹车系统只能保持一个固定的前后制动力的分配比,这就会出现后行李箱里空着的时候后轮过度刹车,和行李箱里装满了东西的时候前轮过度刹车的毛病。EBD通过感觉车辆在刹车的时候前后悬挂系统的压缩程度来察觉前后轴上所需要的制动力,然后通过ABS向前后轴施以不同,但是可调节的刹车力度,保持刹车系统的最佳工作需要。

  6. EDL是英文(electronic differential lock)的简称,中文译为“电子差速锁”,也有叫成EDS(electronic differential system)的,译为“电子差速器”。EDL也是建立在ABS的基础之上的,ABS坏了的时候将无法工作。当然,要解释差速锁,现得解释一下什么是“差速”。大家想象一下,一辆车子的四个轮子是不是转的一样快呢?不是,当汽车行驶在弯道时,弯道内侧的车轮转得要比外侧轮子慢,这种现象就叫做差速。差速器允许处于同一轴上的轮子以不同速度旋转。差速器是一辆车的必备品,因为没了它汽车将无法转弯。但差速器也有缺点,比如如果一侧驱动轮在干地,而另一侧驱动轮在冰面上,那么冰面一侧的车轮在加速或起步时由于没有摩擦力,会严重打滑。此时动力在差速器允许下几乎全部输往打滑车轮,使得打滑的车轮空转,而有抓地力一侧的车轮则余下很少的动力无法旋转。这种情况下车子很难起步,而且ASR由于有一个驱动轮没有打滑将无法作用。如果此时再加上是弯道转向起步的话,那么会令车子更难起步。电子差速锁的作用此时体现,当它发现某一侧驱动轮打滑时会通过ABS针对这个车轮刹车,此时打滑的驱动轮空转现象将得以降低,动力不再白白浪费而转移到另一侧不打滑的车轮,车辆可以有效地起步。但是,电子差速锁有速度限制,只在车速低于40km/h会启动,主要针对起步和低速时防止打滑。

  7. ESP是英文(electronic stability program)的简称,中文译为“电子稳定程序”。ESP也是建立在ABS的基础之上的,ABS坏了的时候将无法工作。ESP的工作目的是消除车辆转向时候发生的转向不足和转向过度。所谓“转向不足”就是你的车正在转的弯比它需要转的弯来得小,极限情况下,车辆应该撞上弯道的外栏杆,而“转向过度”反之,就是你的车正在转的弯比它需要转的弯来得大,极限情况下,车辆应该撞上弯道的内栏杆。转向不足容易出现偏头,转向过度容易出现甩尾(尤其是后轮驱动的车辆),两者都可能导致车辆失控而造成严重事故。ESP通过感受车轮对地面的侧向摩擦力来察觉转向不足和转向过度。当转向不足时,ESP通过ABS对内侧的后轮实施刹车,产生一个让车辆向内旋转的力矩,校正车辆的行进方向。当转向过度时,ESP通过ABS对外侧的前轮实施刹车,产生一个让车辆向外旋转的力矩,校正车辆的行进方向。ESP在高速转弯的时候相当有用,在躲避障碍物的时候也很有用(ABS只能让你躲过去,至于你躲过去以后车头朝前朝后它就不管了,ESP能让你绕过去)。装备了ESP的车辆,即使是专业的赛车手也难以做出故意甩尾的动作。可惜的是,因为ESP是相当复杂的一套系统,目前装备ESP的车辆还不多。

  8. EBA是英文(emergency brake assitant)的简称,中文译为“紧急制动辅助系统”。所谓紧急制动,就是需要车子立即停下来的紧急情况。但是,由于人的反应时间的关系,驾驶员当察觉到紧急情况出现的时候,要1-2秒的时间才能踩下刹车踏板。这一两秒的时间,车子已经开出去几十米了。EBA通过驾驶员踩踏制动踏板的速率来理解他的制动行为,如果它察觉到制动踏板的压力突然增加,EBA会在几毫秒内启动全部制动力,其速度要比大多数驾驶员移动脚的速度快得多。所以,由于更早地施加了最大的制动力,在紧急的情况下,EBA可显著缩短制动距离并有助于防止追尾事故的发生,而驾驶员一旦释放制动踏板,EBA系统就转入待机模式。

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