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欧日汽车业已行动起来致力于减少行人伤害

http://www.sina.com.cn  2005年09月09日 08:52  中国汽车报
欧日汽车业已行动起来致力于减少行人伤害

IPPS智能行人保护系统如图所示,图中保险杠上的橙色条即为光纤传感器

  我国道路交通肇事死亡人数已连续数年每年超过10万人,这相当于每年有一个中等县城的人死于非命。

  随着各国城市人口日益密集,汽车保有量越来越多,道路交通中的人员安全成为首要问题。欧盟国家 2000年道路交通死亡人数4万人,日本2003年道路交通死亡人数7702人,我国2004年道路交通死亡人数107077人。

  为大幅度降低行人死伤人数,欧盟规定,从2005年10月开始,欧盟内所有新生产的乘用车都要配备行人保护系统。日本也于2004年颁布实施了《步行者头部保护基准》,要求新生产的车安装行人保护系统。

  行人保护系统有两大类:被动保护系统和主动保护系统。

  被动保护系统是在车身上采取结构措施,如在相对柔软的车前部以及发动机与护罩间留有足够的变形空间,以减轻碰撞伤害程度。通常,纵置发动机的护罩变形空间大于横置发动机的护罩变形空间。

  主动保护系统是先由传感器检测乘用车与行人发生的碰撞,然后再由执行器引发保护措施,如抬高发动机罩等。执行器有两种: 由磁性开关引发的可逆式执行器和由高温燃爆/点火技术引发的不可逆式执行器。其中可逆式执行器只具有简单的辨识技术,不可逆式执行器则有更可靠的传感器及数据处理系统。

  现以德国西门子智能行人保护系统(IPPS)的工作方式对行人主动保护系统的工作原理加以说明。

  IPPS的传感器是光学传感器,它由四条光纤集结成束后,被制成带状合成光纤,而后被直接粘在前保险杠的外表层。这种带状光纤传感器的厚度、宽度仅为1.5mm×12mm,它呈环状横贯于乘用车前部,能够灵活地适应各种车身宽度。

  这种光学传感器的特点是:将具有光波传导作用的光纤作为组成部分,与传感器的两端相连,即都与系统的组合部件及电子系统相连接,形成一个闭合回路。

  系统中的联合组件,从光纤的一端发射光束,在另一端接收光束。电子系统在数据处理系统的帮助下,对收集到的信号进行评估,而后作出是否应燃爆/点火的决定。这一信息被传输到另外的单独控制装置或者中心控制装置如气囊控制装置等,进而引发不可逆式执行器传感系统。

  一旦有异物使带状光纤发生变形,系统的联合组件就将记录下射入光纤与射出光纤的光量差值。光波导体具有一个重要特性:即射入光量与射出光量的比值与该光波导体的弯曲程度紧密相关,也就是说碰撞部位的带状光纤弯曲程度越大,表明射入、射出光量的比值越大,系统中的联合组件所接收的射出光量就越小。

  不过,单从光量减少的现象中并不能推断出光纤的弯曲方向。为此,事先在每条光纤的特定部位用激光技术在光纤的护套上切割出小缝隙,并以此作为标记。由激光所标记的区域在四条光纤上呈错位状排列, 由于四条光纤的护套具有反射光纤中光线的功能,所以在小缝隙处会射出少量光线。如果标记处位于光纤弯曲内侧,则只有少量光线重新射出,相反,如果标记处位于弯曲外侧,则有相对大量的光线射出。

  电子系统通过从光纤末端所接收的射出光量,计算出比例函数。将其与在没有弯曲情况下的光量进行比较,而后确定出光纤的正向或负向弯曲度,最后将信号发送到主控制系统, 这样便能快而准地定位出障碍物与车前部的碰撞部位。

  几乎所有车身宽度都能被错位排列的激光标记区所覆盖,只有很短的非敏感区位于两侧。此外,考虑到保险杠上可能出现的损伤以及误差,数据处理软件带有主动式补偿调整补丁,不但可抵消由光纤半径在结构上以及事故中所带来的影响,同时也可抵消由传感器在可知误差范围内的散射所造成的影响。

  为了确保准确度,IPPS供应商分别用碰撞模拟人和钢球,在损伤度分别为5%、10%和15%时进行测试。上述光学系统具有很强的判断能力:在障碍与轿车前部发生第一次触碰后,这种光学行人保护系统会在10~15毫秒内被引发(高于轿车制造商所提出的要求),同时电子系统也以毫秒为单位对保险杠进行扫描,所以当发生碰撞时,已经有10~15个数据被用来判断是否应触发保护系统。

  除光学主动行人保护系统外,尚有通过测定压强变化间接地测量出变形程度而工作的主动行人保护系统,不过与前者相比,后者对于轿车前部变化极大的外部环境的适应性较差。此外,压力传感器也不能很好地适应各种不同型号乘用车不同的前部结构。(傅世枢)

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