互聯(lián)網(wǎng) wl04qc1b 品牌汽車維修 2006-12-10 11:03:32 【大 中 小】
福特汽車公司是世界最大的汽車制造商之一,擁有眾多品牌,汽車技術研究與開發(fā)也首屈一指。該公司在其發(fā)展過程中,一直十分重視汽車安全,開發(fā)出多種用于避免或減少乘員傷害的安全技術。本文介紹了福特汽車公司的一些汽車安全技術,從中我們可以看出汽車安全技術的發(fā)展趨勢。 1 主動安全技術 主動安全系統(tǒng)是指通過事先防范來避免交通事故發(fā)生的安全系統(tǒng)。它有望以最徹底的方式減少交通事故中的人員傷亡。這一技術是下一代汽車安全性的前沿技術之一。 1.1 EyeCar技術 沃爾沃的EyeCar概念車可使每位駕駛員的眼睛處于同樣的相對高度上,保證提供一個對路面和周圍車道的無阻礙視野和最好的視見度。這一技術還能提供一個特定的駕駛環(huán)境。 EyeCar概念車采用的新技術包括: a)眼位傳感器可以測定駕駛員眼睛的位置,然后據(jù)此確定、調節(jié)座椅的位置; b)電機將座椅自動升降到最佳高度上,為駕駛員提供能夠掌握路面情況的最佳視線; c)電機自動調整轉向盤、踏板、中央控制臺甚至地板高度,提供盡可能舒適的駕駛位置; d)一些有新意的設計,如重新布置的B立柱,可以減少駕駛員視野中的“盲區(qū)”; e)結構上的改進有助于將碰撞力從乘員處引開,從而提高了碰撞安全水平。 EyeCar通過使用電動座椅自動將不同身材駕駛員的眼睛調到同一高度來解決視見度的問題,同時,可對轉向盤、制動與加速踏板、地板和中央控制臺進行調整,以構成各自適應的駕駛環(huán)境。同時,對B立柱進行了重新設計,將它從駕駛員的視線中移開。因為汽車駕駛員所收到的最關鍵的信息一般有90%以上是從車外通過眼睛觀察獲得的。所以,這一改進對于汽車的安全性具有重要的意義。 1.1.1 眼位傳感器 沃爾沃EyeCar確定駕駛員眼睛位置時使用了兩種不同的技術。第一種靠人的眼球獨特的反射性,第二種是利用了人體的水含量。 EyeCar的主要控制系統(tǒng)包括眼睛識別技術。其中,由位于風窗上飾板內的一個視頻攝像機掃描駕駛員的座椅區(qū)域以查找一個代表駕駛員臉部的模式,進而對駕駛員臉部進行掃描以確定其眼睛的位置,然后再找出各眼的中心。完成這三步工作時所需要的時間不到1s。 攝像機的眼睛傳感器和計算機將這些反射的位置和一個編程模板進行比較,升降座椅直到駕駛員處于最佳高度。然后再調節(jié)制動踏板和加速踏板、轉向柱、中央控制臺及地板,以便和駕駛員座椅高度匹配,形成一個適合個體要求的駕駛環(huán)境。 系統(tǒng)還允許駕駛員對踏板和轉向盤位置進行微調,以求獲得最佳的舒適性和完全符合人機工程學。 第二種技術是在頂棚里裝了一個電容式傳感器來測量座椅上方的電場。當人坐在駕駛員座位上時,人體的水含量使周圍電場發(fā)生改變。傳感器通過測量這一變化來探測至駕駛員頭頂?shù)木嚯x,由于不同的人之間眼睛至頭頂?shù)木嚯x差別很小,通過調整座椅位置使頭頂距頂棚7.62cm便能獲得最佳的觀察位置。 EyeCar其它設施的設計也考慮了與這些新技術的相互配合。它將以前布置在儀表板上的操控裝置移到控制臺上,通過按人機工程學設計的轉向盤按鈕或聲控指令進行控制。這意味著,胳膊較短的駕駛員不必再費力地伸著胳膊去操縱空調或音響控制件。安全帶裝在座椅靠背里,因而在各種座椅高度上都能提供最佳的保護和舒適性。 1.1.2 其它提高安全性的設計 EyeCar眼位固定系統(tǒng)可為各種身材的駕駛員提供最佳的正向視野和儀表板的最優(yōu)視角。B立柱的創(chuàng)新設計消除了側向視野的障礙。同時還提高了對側翻和側撞的防護,由于座椅位置是固定的,其結構可以用來作為側面碰撞力的卸荷通道,將碰撞力引到車頂結構里,避開乘員。 EyeCar其它要素的設計考慮了碰撞時的安全性?烧{式踏板做了重新設計,以減少正面碰撞時于踏板的羈絆或腳踝從踏板扭脫對腳造成的傷害,轉向柱在水平方向也可以伸縮,增加了駕駛員的減速空間。 1.2 CamCar技術 林肯領航者汽車上采用了CamCar技術,旨在幫助提高駕駛員的感知能力。多個鉛筆大小的攝像機和三個可切換的視頻顯示屏為駕駛員提供了前、后視線,這樣既可方便停車時的操作,又可在擁擠的交通中提高行駛的安全性。 CamCar的技術特點包括: a)安裝在汽車兩側的前向攝像系統(tǒng),使駕駛員能夠繞過大型車輛提前看到隱蔽處的汽車或行人。在典型的行駛情景中,駕駛員在擁擠的車流中左轉彎時可以更容易地查看對面的車輛。 b)側置后視攝像機提供了更廣闊的側面視野。攝像機的覆蓋面比傳統(tǒng)的后視鏡要廣,特別是對于相鄰的車道。 c)安裝在車后、扇面形布置的四個微型攝像機可以獲得車后的全景視野。圖象經(jīng)電子合成,具有變焦和160°廣角能力。 d)“夜眼”(NightEye)攝像機可在低照度條件下,在汽車處于倒檔時工作,即使在近乎黑暗的情況下也能提供車后近距離內的細小影像。 1.2.1 車內顯示 CamCar的儀表板上設有三個視頻顯示屏,一個中心顯示屏和兩個側面附加顯示屏。顯示的圖象可以根據(jù)具體情況加以改變,以便為駕駛員提供最重要的信息。汽車的現(xiàn)實環(huán)境給顯示屏提出了特殊的問題。傳統(tǒng)的TV顯示過于眩目。有些平板式顯示屏在冷天環(huán)境下的響應速度又不能滿足要求,同時對視角也過于敏感。為了解決這些問題,福特的研究人員引進了一種全新的顯示方式。這種無眩光的薄型顯示屏具有響應速度快、無虛邊、可從各個角度觀看、允許的溫度變化范圍極寬等優(yōu)點。 1.2.2 前向攝像機系統(tǒng) 大多數(shù)人都認為一般行駛中的“盲點”是位于旁邊車道緊靠駕駛員左肩后面的一塊區(qū)域。不過,如果駕駛員緊隨一輛大型載貨汽車或廂式汽車后面行駛,則駕駛員照顧不到的盲區(qū)要大得多。這種視線受到封堵的情況有可能是嚴重的安全隱患。例如,駕駛員可能看不見從路邊走下來的行人或從兩側擠進來的車輛。這種情況下進行左轉彎可能是一次痛苦的經(jīng)歷。 CamCar攝像機系統(tǒng)使用了兩個鉛筆大小的前向攝像機,裝在汽車的兩側,提供繞過障礙物的視野。覆蓋角可達22°,在300m的距離上相當于116m寬的視場。 儀表板上的兩個附加顯示屏一般顯示側面的后向視野,但如果駕駛員想繞過障礙物了解前面的情況,可以按下一個按鍵,將顯示切到兩個前向攝像機攝取的畫面,這樣駕駛員就能繞著彎的看到前面的東西了。 1.2.3 增強的側面視野 CamCar攝像機系統(tǒng)的第二個部分由兩臺后向攝像機組成,這兩臺攝像機不間斷地提供相鄰車道的后向視野。其覆蓋范圍比傳統(tǒng)的后視鏡寬廣得多。這樣,駕駛員在換道前就能對后面駛來的車輛加以監(jiān)測。這種后向視野事實上沒有盲點。 后向攝像機與前向攝像機一樣,大小如同一根鉛筆,裝在汽車側面,和側視鏡差不多。圖象在儀表板中央顯示屏兩則的附加顯示屏上顯示。其鏡頭可以提供一個較廣闊的視野,同時并不過份扭曲距離感。每側攝像機的覆蓋角為49°。 1.2.4 車后全景視圖 CamCar的后向視野是通過精確設計安裝在車后的4個微型攝像機得到加強。4個攝像機呈扇形展開,以4個分開的圖象,來捕獲車后一個很寬的區(qū)域內的路面情況。 這些圖象被送入一個復雜的計算機程序中進行比較和疊加,然后合成一個無縫的全景視圖?偢采w角可達160°,比一般的后視鏡要寬得多。 在特別長的汽車上,由于與后窗玻璃的距離太遠,傳統(tǒng)的后視鏡可能生成一種“隧道幻象”。同樣,現(xiàn)代汽車后部采用的暗色隱私玻璃,也使后視鏡的映象受到影響。全景式攝像機成功地解決了所有這些問題,但同時它卻損害了隱私玻璃固有的利于降溫和保密的優(yōu)點。 1.2.5 NightEye(夜眼)攝像機 當CamCar的駕駛員接通倒車視野時,中央顯示屏切換到NightEye低照度攝像機顯示。這一攝像機可以在白天或極暗的照度下提供緊靠車后區(qū)域的細部圖象,以便對汽車進行安全的操作。這種NightEye視頻圖象比駕駛員通過后窗遙望所見的景象要細致得多。它使駕駛員可以估計與后保險杠鄰近物體的距離。與感測距離的倒車輔助系統(tǒng)不一樣,這種攝像機可以顯示障礙物。 所有這些技術以及一些別的技術能夠結合起來為駕駛員提供一個汽車及其周圍景物的鳥瞰圖。此外,研究人員還在探索將富有創(chuàng)新意義的夜眼低照度技術應用到所有視頻攝像機上,徹底消除前照燈及其它亮光源所帶來的眩目問題。因此高技術的視頻攝像機有可能構成全面碰撞避讓系統(tǒng)的基礎。 1.3 SensorCar技術 在交通傷亡事故中,碰撞行人占有很大的比例。馬自達SensorCar概念車中采用的碰撞預警系統(tǒng)技術主要是為了減少追撞和傷害行人的事故,對于今后在事故防范方面的進展具有重要的意義。 SensorCar概念車采用的新技術包括: a)裝在格棚上的激光雷達裝置監(jiān)測車前行人的行動,如測到有人走入汽車的行駛中線便點亮儀表板上的警示燈,使前揚聲器發(fā)生訊響,甚至鳴響喇叭; b)安裝在后保險杠中監(jiān)測后面車流情況的傳感器由計算機程序控制確定有無撞車的可能; c)在馬上要發(fā)生后端碰撞時,后端警示系統(tǒng)啟動安全帶電動預緊器,自動拉緊安全帶,最大限度地減少系安全帶乘員傷害的危險。該系統(tǒng)還會點亮儀表板上的一個警示圖標,同時通過后揚聲器發(fā)出警報訊響。 1.3.1 行人安全 行人被撞事故在交通事故中占很大比例。例如在印度,行人死亡占交通死亡人數(shù)的40%以上,另外的40%為其它非汽車(如自行車或輕騎)駕乘者的死亡。在日本,行人死亡占交通事故死亡人數(shù)的28%,自行車與摩托車駕乘者的死亡占另外的31%。事故分析表明,人--車相撞事故的一個主要原因是駕駛員沒有看到行駛方向上的行人,或看見時制動已為時已晚了。 SensorCar采取的設計思想是向駕駛員提供預警,從而避免碰撞的發(fā)生。馬自達的SensOECar采用主動傳感器監(jiān)測汽車前方的行人交通,當測出有人進入汽車的行駛路線時便發(fā)出警示,提醒駕駛員采取必要的措施。 SensorCar采用一個裝在格棚上的激光雷達裝置來掃描汽車前方的行人,它發(fā)出一道波束,碰到行人后波束被反射回傳感器,然后對反射波進行分析。 該系統(tǒng)可以探測到距車45m遠穿黑色衣服的行人,穿白色衣服的行人反射率高一些,探測距離可達60m。它還可以區(qū)分人和外形類似的無生命靜止物體,如樹木或電線桿。 如果該系統(tǒng)確認行人將進入2m寬的汽車行進通道,并有發(fā)生事故的可能性時,便鳴響車內的警報訊響器,同時接通儀表板上的警示燈。 如果車速和行人的距離表明需要緊急制動才能避免碰撞時,SensorCar還會鳴響汽車的喇叭。 1.3.2 預防追撞 在SensorCar的后保險杠上,相隔60mm裝有兩個傳感器,對周圍車流進行不間斷的監(jiān)測。與行人傳感器一樣,這個傳感器也將其數(shù)據(jù)送到一臺專用計算機進行分析。計算機比較其它汽車的距離、接近角度和速度以確定有無與之相撞的可能。 如果系統(tǒng)確認有可能發(fā)生重大的追撞,便可通過后揚聲器發(fā)出警報訊響,同時點亮警示圖標,提請駕駛員注意危險。 如果接近汽車的速度大到需要進行緊急制動的地步,SensorCar便判定碰撞馬上就要發(fā)生,此時,電動卷收器會立刻拉緊前座腰肩式安全帶,使駕駛員和前排乘客貼緊座椅靠背和頭枕,減少受到追撞時向后移動的距離。事故研究表明,當乘員頭部離頭枕的距離在10mm以內時,頸部受傷的可能性會大大減小。由于預緊器是電動的,可以自動復位供再次使用。 此外,SensorCar還裝備了頭枕自動調整系統(tǒng),利用乘員的體重將頭枕調升到最佳位置。 行人報警器通過汽車的后揚聲器單獨發(fā)出一種警示訊響,為駕駛員顯示危險來自的方向。 只要發(fā)動機運轉,不管汽車是靜止還是行駛,該系統(tǒng)都能起作用。交通擁擠時,汽車往往是頭尾相接,因此,消除虛假警報非常重要。例如,汽車從旁邊車道趕上來不會發(fā)生追尾。盡管系統(tǒng)對這種情況會密切監(jiān)測,但不會啟動安全響應,除非認為肯定要發(fā)生事故。如果后面趕上來的車輛采取尾隨的方法,準備一有機會就突然加速擠進來。在這種情況下就有可能發(fā)生事故,此時SensorCar安全系統(tǒng)會起動追撞報警并接通肩帶拉緊電機。 |
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