汽车安全气囊论文篇1
汽车安全气囊的应用拯救了许多乘员的生命。但随着汽车的应用越来越多，气囊错误弹出的情况也时有发生，这样反而会威胁到乘员的安全，所以必须提高安全气囊的控制性能。因此，我们也需要进一步研究气囊控制算法。
汽车安全气囊技术发展到今天，其优劣已经不在于是否能够判断发生碰撞和实现点火，现代的安全气囊控制的关键在于能够在最佳时间实现点火和对于非破坏性碰撞的抗干扰。只有实现最佳时间点火，才能够更好的保护驾驶员和乘客。
最佳时间的确定在于当汽车发生碰撞的过程中，乘员向前移动接触到气囊，此时气囊刚好达到最大体积，这样的保护效果最好。如果点火慢了，则乘员在接触气囊的时候，气囊还在膨胀，这样会对乘员造成额外的伤害。如果点火快了，乘员在接触到气囊的时候气囊已经可以萎缩，则气囊不能对乘员的碰撞起到最好的缓冲作用，也就不能很好的起到对乘员的保护作用。
图1气囊示意图
第二个是气囊的可靠性问题，也就是对于急刹车、过路坎和其他非破坏性碰撞时引起的冲击信号的抗干扰。汽车在颠簸路面上行驶或以很低速度的碰撞产生的加速度信号可能会令气囊误触发，一个好的控制系统应该能够很好的识别这些信号，从而在汽车产生非破坏性碰撞时不会使气囊系统误打开。
第三个就是气囊控制技术的基本指标，包括避免以下情况：①气囊可能在很低的车速时打开。车辆在很低车速行驶而发生碰撞事故时，只要驾驶员和乘员系上了安全带，是不需要气囊打开起保护作用的。这时气囊的打开造成了不必要的浪费。②当乘客偏离座位或座位上无人，气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用，还可能对乘客造成一定伤害[1]。
2安全气囊点火控制的几种算法
1)加速度法
该算法是通过测量汽车碰撞时的加速度（减速度），当加速度超过预先设定的阈值就弹出安全气囊。
2)速度变量法
该算法是通过对汽车加速度进行积分从而得到加速度变化量，当加速度变化量超过预先设定的阈值时就弹出安全气囊。
3)加速度坡度法
该方法是对加速度进行求导得到加速度的变化量作为判断是否点火的指标。
4)移动窗积分算法[2]
对加速度曲线在一定时间内进行积分，当积分值超过预先设置的阈值时，就发出点火信号。
2.1移动窗积分算法
下面具体介绍一下移动窗积分算法，选定以下几个观察量作为气囊点火的条件指标。①汽车碰撞时的水平方向加速度（或减速度）ax。ax是直接反映碰撞激烈程度的信号，而且ax在最佳点火时刻的选取中起关键作用。②汽车碰撞时垂直方向的加速度ay，气囊控制系统加入ay对非碰撞信号能起到很大的抗干扰作用，当汽车发生正向碰撞时，ay与ax有很大的不一致性[3]；而当汽车受到路面干扰，例如汽车与较高的台阶直接相撞时，ay与ax有很大的一致性[3]，可以由此来判别干扰信号。
结合这几个量，得出一个判断气囊点火的最佳指标。
需要采样一个时间段（从碰撞开始）ax的值，根据这一系列的值才能判断碰撞的激烈程度.气囊点火控制算法应在发生碰撞后20～30ms内做出点火判断，因为气囊膨胀到最大需要时间大概为30ms[4]，在碰撞初速度为28.4km/h时，人体向前移动5inch到达接触气囊的时间大概为70ms，则目标点火时刻为70－30＝40ms，所以气囊打开应该在碰撞后的40ms时刻，所以算法必须在20～30ms内做出点火决定。这样可以采样碰撞后的20个加速度值（频率是1kHZ）作为算法的输入值。而对于垂直方向也可以如此采样。则可得两组值：ax(1)，ax(2)……ax(20)；ay(1)，ay(2)……ay(20).
移动窗算法中对ax的处理为（1）式：
(1)
图2移动窗口算法示意图
其中t为当前时刻，w为时间窗宽度（采样时间宽度），对ax(t)进行积分，得到指标S(t，w)，当S(t，w)超过预先设定值时，则发出点火信号。
写成离散形式，如式(2)：
(2)
n为当前时间点，k为采样点数，f为采样频率。
加上垂直加速度之后，可以提高对路面干扰的抗干扰能力[3]，形式如式(3)：
(3)
S(n，k，ρ)为双向合成积分量，n，f，k如上定义；ρ为合成因数，表征两个方向加速度在合成算法中的权重。这种算法主要是考虑了汽车碰撞时的加速度因素，当加速度的积分达到一定值的时候，表示汽车的碰撞剧烈程度也到达一定值，会给乘员带来一定伤害。而且这种算法对于判断最佳点火时刻也是很有优势的，经过实验，利用这种算法得出的点火时刻离汽车碰撞的最佳点火时刻（利用摄像得出）仅差几毫秒[2]，符合要求的精度。
但是这种算法也有其不足，例如没有考虑碰撞时的速度以及座位上有没有人的因素，这样当汽车低速运行的时候，还是有可能引起误触发。如果将速度和座位上是否有人的信号引入，则可以进一步减少误触发的机会。
2.2利用数据融合提出的改进算法
由上面的叙述中我们可以知道，移动窗积分算法对于气囊弹出与否进行判断主要是根据积分量S，现在我们对积分量进行一些改造，可以克服上述缺点。具体做法如下，加入以下几个观察量：
（1）汽车碰撞时的水平方向速度v，v可以反映汽车碰撞时乘客的受伤害程度。v越大，乘客的动能就越大，碰撞时受到的伤害就越大。v是判断气囊是否应该打开的最直接的指标。（2）坐位上是否有乘员的信号[5]。坐位上无人时，当发生碰撞则可以不弹出气囊，这样做可以减少误触发的几率，同时避
免对其他乘员的伤害。
引入函数，这个函数的波形为：
图3函数波形图
当v超过30km/h的时候，y的值就大于1；反之就小于1。现在普遍采用的标准是，安全带配合使用的气袋引爆车速一般为：低于20km/h正面撞击固定壁时，不应点爆。而在大于35km/h碰撞时，必须点爆。在20km/h和35km/h之间属于可爆可不爆的范围。所以我们取v0＝30km/h为标准点，这样结合上面的移动窗积分算法，提出新的S1，则S1为：
(4)
这样当v>v0时，汽车点火引爆的灵敏度就比原来大了；而v<v0时，点火灵敏度就比原来小了。再引入座位是否有人信号c，有人时c＝1，反之c＝0。
(5)
S''''即为加入了v和c的双加速度合成积分量，其优点是可以减少气囊误触发的几率，更好的保护乘员的安全。
再考虑到v>v0时引爆气囊的灵敏度不需要太大，可以适当调整的系数为1/∏，此时y函数图形如图4。
由图4可看到，采用增加了速度函数的算法后，使到v>v0时的灵敏度适当增加，同时也有效的减少了v<v0（低速）时的误点火几率。这个参数可以通过大量的碰撞实验来确定，使得点火效果最优。
2.3利用模式识别的方法提出的控制算法
上述利用数据融合改进的移动窗控制算法是一种利用直观概念进行设计的方法，采用的是实时计算得出碰撞判决指标，缺点是计算量比较大，控制系统的性能要求较高。如果能够直接根据输入进行点火判断，则计算量会大大减少。
为了减少计算量，使点火控制速度更加迅速，可以采用模式识别的方法。原理如下，在台车碰撞试验中采用第二节中提出的加入了速度函数的改进移动窗算法，对不同的输入（加速度和速度）及其结果进行判断，并将其记录下来，得到一个数据库。再利用模式识别的方法，结合大量的记录，则可以求出某一车型的气囊点火判断的判别函数。然后在实际应用中可以利用判别函数对输入的加速度和速度直接进行判别，对汽车状态（气囊弹出和气囊不弹出）进行分类，从而大大减少计算量。
图4函数波形图
3设计判别函数原理
气囊的弹出(w1)与不弹出(w2)可归结为通过对对象（汽车的碰撞）n组特征观察量（a1，a2....an，v）的判断（这里取汽车碰撞的加速度和速度为特征观察量），从而对x＝[a1，a2....an，v]进行归类。在归类中，我们总是希望错误率最小，所以可以采用基于最小错误率的贝叶斯决策[6]。
通过对上述数据库的统计，我们可以得到气囊弹出的概率P(w1)，从而P(w2)=1－P(w1)。
要对x进行分类，还需要类条件概率密度。p(x|w1)是气囊弹出状态下观察x的类条件概率密度；p(x|w2)是气囊不弹出状态下观察x的类条件概率密度。这样我们可以算出w1和w2的后验概率，如式(6)：
(6)
基于最小错误率的贝叶斯决策规则为：如果P(w1|x)>P(w2|x)，则把x归类于弹出状态w1，反之P(w1|x)<P(w2|x)，则把x归类于不弹出状态。把它设计成分类函数的形式，则可以直接利用分类函数进行判别。如式(7)：
(7)
x是样本向量，w为权向量，w0是个常数。在实际操作中，可以通过上述数据库中大量的样本来计算出w和w0。得出g(x)后，则可以对实际中检测到的一组特征值进行评估，以决定是否引爆气囊。
二维的情况下g(x)的示意图如图5所示。
图5分类函数示意图
如图5所示，分类函数g(x)可以将两种状态（引爆气囊和不引爆气囊）很好地区分开来，实现了对汽车碰撞状态的即时判断。而这种算法只要求系统进行一个查表的运算，大大减少计算量。
4总结
综上所述，移动窗算法对于低速的抗干扰方面存在不足；而加入了速度函数的改进算法，能够适当增加系统在高速时的灵敏度，又能减少低速时的气囊误触发几率，符合现代安全气囊的控制要求；模式识别的控制算法是建立在前面正确的控制算法的基础上，利用大量的历史数据得出判别函数，从而直接对气囊是否弹出进行判断，大大减少计算量。
参考文献
[1]钟志华，杨济匡.汽车安全气囊技术及其应用[J]．中国机械工程，2000年2月第11卷第1-2期
[2]王建群等.汽车安全气囊点火控制算法的研究[J]．汽车工程，1997年第1期
[3]郑维等.双向加速度合成气袋控制算法及其抗路面干扰特性[J].清华大学学报，2003年第43卷第2期
汽车安全气囊论文篇2
安全气囊作为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。
为了提高安全性，SRS在大部分车内作为标准配置提供。SRS由驾驶员侧气囊总成、乘员侧气囊总成、安全气囊电子控制单元、安全气囊警告灯、气囊线束和时钟弹簧组成。驾驶员侧气囊总成位于方向盘中央，内部含有一个折叠气袋和一个气体发生器。乘员侧气囊总成位于乘员正前方的仪表板上。安全气囊控制单元和其安装固定板位于仪表板下方的前地板上，此控制单元监控安全气囊系统，它的内部有传感器。组合仪表上的SRS警告指示灯指示SRS的工作状况。时钟弹簧在方向盘下端，固定组合开关上。
二、维修安全气囊注意事项
安全气囊必须与安全带同时使用，有助于减少车辆碰撞时驾驶员和前排乘客受伤的危险性或严重程度。使用时必须注意：
安装、拆卸、维修人员必须经过专门培训。修理汽车时，一定用专用工具拆卸气囊总成。禁止拆卸气囊组件及其内部的气体发生器。维修汽车拆卸方向盘时，必须使转向轮打正，才能使时钟弹簧总成锁止在正确位置，否则会造成时钟弹簧总成损坏行车时。修理汽车（尤其电焊）时，一定关闭钥匙开关（置1档），最好彻底断开电瓶正电极。打开电源后，安全气囊指示灯一直亮或者一直不亮，都说明分体式汽车安全气囊系统发生故障，这种故障说明ECU本身损坏或者ECU没有接通电源（或线束断路）。电源电压故障可以自己修复，其他故障需到特约维修点进行维修。不能用指针式万用表检测安全气囊电点火具的电阻，否则会导致气囊误爆。拆卸或搬运气囊组件时，饰盖一面应朝上，气囊组件不能重叠堆放，以防万一气囊误爆造成事故。气囊组件应存放在环境温度低于93℃、相对湿度≤75%、并远离电场干扰的地方。气囊爆开后，气囊组件、时钟弹簧应完全更换。
三、安全气囊的故障诊断
打开电源开关后，位于仪表台上的指示灯常亮4秒后熄灭，气囊处于正常工作状态，打开电源开关后，如果气囊指示灯不亮或者气囊指示灯长亮，说明气囊系统有故障，气囊不能正常工作。
1.诊断程序
连接诊断仪与诊断座；打开点火开关（0N位置），操作仪器，进入诊断界面；选择车系并确认版本号；选择车型；系统选择；功能选择；选择读取故障码，选择后既显示故障码；如果系统中不存在故障码，可看到仪器提示：“系统无故障代码”；根据故障码内容的提示，排除系统故障。
风行景逸车故障码表如下：
如果故障诊断仪显示不能与SRS系统通讯，则可能有以下原因：诊断线路配线和连接器故障；SRS-ECU故障。
2.SRS控制系统故障码的清除
在故障代码读取的基础上，功能选择时选择清除故障码。注意：如果系统内故障没有排除，将无法清除故障码。根据诊断仪的提示操作，清除故障代码。
四、修理步骤
1.在撞击中安全气囊展开后
下列零部件应更换： SRS-ECU、驾驶员侧气囊模块、乘员侧气囊模块、时钟弹簧、安全气囊线束。
检查下列零部件，如有故障应予更换：方向盘本体、转向柱和中间接头。检查方向盘内的电器配线和连接器是否损坏，端子是否变形。安装安全气囊模块，检查与方向盘的配合并注意对准位置。检查方向盘有无噪音或操纵是否灵活，以及游隙是否过大。检查配线是否卡住、连接器是否损坏和连接不良，以及端子是否变形。
2. 汽车在低速撞击中、发生侧面碰撞时、发生侧翻时、发生追尾时等气囊没有展开的事故时
1）检查SRS-ECU： 壳体和安装支架有无凹痕、裂纹或变形。检查连接器是否损坏和端子是否变形。
检查安装螺栓、接地线是否完好无损。
2）安全气囊模块：检查衬垫罩有无凹痕、裂纹或变形。检查连接器是否损坏、端子是否变形和配线是否卡住。.检查安全气囊气体发生器壳体有无凹痕、裂纹或变形。.安装安全气囊组件到方向盘，检查与方向盘的相互配合或对准状况。
3）时钟弹簧：检查时钟弹簧连接器和护套是否损坏以及端子是否变形。肉眼检查壳体是否损坏。
4）方向盘、转向柱和中间接头：检查电器配线（装在方向盘内）和连接器是否损坏以及端子是否变形。
安装安全气囊组件，检查与方向盘的相互配合或对准状况。检查方向盘有无噪音、操纵是否灵活以及游隙是否过大。注意：先将方向盘底部的时钟弹簧对中后，再将方向盘安装于转向柱上。时钟弹簧对中方法：先将时钟弹簧的护套转到止点位置，再回转约2.5圈，使护套与方向盘下盖的安装槽对准。
5）配线连接器：检查配线是否卡住、连接器是否损坏和连接不良，以及端子是否变形。注意：所有的安全气囊部件，出现故障后，除ECU可以用故障检测仪来清除故障码外，其他部件在出现故障后，必须进行更换，不要进行修理后使用。如果因保养、故障排除等结果，SRS零部件需要拆卸或更换，请遵照各操作顺序。
五、气囊系统报废处理
在将安全气囊或装有安全气囊的汽车废弃之前，为了展开它们必须采用下列处理方法。
1.在汽车外展开安全气囊
将蓄电池电缆从蓄电池端子上脱开，然后将蓄电池从汽车中拆下。从汽车上拆下安全气囊模块。要张开驾驶员侧的安全气囊模块时：将长度10米以上的2根电线连接到SRS安全气囊适配器配线的2根导线上，并用绝缘胶带包好连接处。在尽可能远离安全气囊模块和屏蔽的场所，将2根连接的电线相互脱开，并将它们连接到蓄电池的2个端子上，以使安全气囊展开。
2.已展开安全气囊之间的废弃方法
安全气囊之间展开后应遵守法律规定，像废弃其他零部件一样废弃，在废弃时还要特别注意以下各点：展开后气体发生器很热，至少等待30分钟使它冷却后再搬动它。不得将水或油泼在展开后的安全气囊上。可能有刺激眼睛和皮肤的物质粘附在展开的安全气囊组件上，在搬动展开的安全气囊组件时应戴上手套和眼镜。紧紧地封住装有废弃安全气囊组件的强有力聚氯乙烯袋，完成工作后必须洗手。
六、结论
随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快，智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。随着安全气囊使用的广泛和新的技术发展，维修人员掌握安全气囊的故障诊断与分析技术也越来越重要。
【参考文献】
汽车安全气囊论文篇3
自从20世纪80年代在汽车上应用以来，安全气囊已经挽救了无数乘员的生命，尤其是其与安全带配合使用，可以使车辆在发生碰撞事故时前排乘员的死亡率降低61%[1]。然而，由于气囊不适当的展开造成乘员损伤甚至死亡的事件也愈见频繁。据NHTSA报道，在2001～2006年间，美国有大约1 400位乘员因为安全气囊的误点火死亡，这为安全气囊的应用前景蒙上了一层阴影[2]。
汽车安全气囊点火算法是安全气囊控制系统的核心，它依据各安全法规的乘员碰撞损伤要求，并综合判断点火条件，来解决气囊是否需要点火以及何时点火的问题。如果算法判断气囊在不需要点火的低速碰撞、干扰路况时误点火，或者在高速柱碰撞时漏点火、迟点火都会对乘员造成生命危险。由于算法计算误差造成气囊在高强度碰撞时早点火，则会引起乘员在碰撞过程中接触已泄气的气囊，而得不到最佳保护。因此，安全气囊算法的优劣直接关系到驾乘人员的生命安全。本文对目前国内外常用的安全气囊点火算法进行了总结归纳，并指出了今后的发展方向。
1 点火算法的理论依据
1.1 乘员损伤准则
安全气囊的点火阈值是依据碰撞中乘员所受的损伤程度来确定的。如果在某一碰撞条件下乘员的损伤程度达到法规规定的乘员损伤指标，则该碰撞条件所确定的阈值为气囊必须点火的阈值，因此了解乘员伤害的评价指标是开发安全气囊算法的首要任务。在安全气囊碰撞试验中，不但需要评价乘员头部的伤害指标值，还要评价气囊对乘员的面部、胸部、颈部、下肢等部位的伤害情况[3-4]。表1是美国、欧洲以及中国正面碰撞法规对乘员损伤指标的规定，美国FMVSS 208法规比较全面地规定了各种碰撞假人在不同碰撞形式下的试验要求和损伤指标，这里仅选取50百分位男性假人在100%正面碰撞中的损伤指标为例进行介绍。
1.2 点火条件
安全气囊点火条件指碰撞过程中用来判断气囊是否需要点爆的输入条件。传统的安全气囊算法是把碰撞事故的严重程度作为气囊的点火条件，碰撞事故的严重程度用气囊的点爆速度表示，即汽车和固定壁障发生与碰撞事故强度相当的正面碰撞时的等效初速度。欧洲ECE R94法规规定作为安全带辅助装置的安全气囊的点爆速度为：低于20 km/h正面撞击固定壁障时不应点火，大于30 km/h时必须点火，20～30 km/h时不作要求。在美国，要求安全气囊对未佩戴安全带的乘员也有较好的保护作用，因此Ford公司规定的安全气囊引爆速度为：低于12.8 km/h正面撞击固定壁障时不点火，高于22.4 km/h时必须点火，12.8～22.4 km/h时不作要求。我国的汽车安全法规主要参考欧洲法规，在安全气囊的设计准则上与欧洲ECE R94法规的要求相一致。
近年来，随着智能型安全气囊的提出，要求相应的智能安全气囊点火算法不仅要考虑汽车碰撞的严重程度这一个点火条件，还需要判断汽车的碰撞形式和乘员的状态等条件。文献[8]详细介绍了汽车所有可能发生的碰撞形式。而汽车乘员的状态主要包括乘员大小、乘员佩戴安全带状态以及乘员的离位状态。
1.3 点火时刻
1.3.1 最佳点火时刻
气囊最佳点火时刻是指当乘员的面部刚刚接触到安全气囊气袋时，气袋恰好充满气体，这时气袋对乘员的冲击力最小，又能通过压缩和泄气孔吸收乘员大部分的碰撞能量，对乘员的保护效果最好。对于驾驶员侧气囊目前最常用的是“127 mm-30 ms”准则。这个准则的含义是：在汽车碰撞过程中，乘员相对于车体向前移动127 mm时刻的前30 ms是气囊的最佳点火时刻。其依据是大多数轿车乘员与转向盘之间的间距为305 mm，气囊充满气的厚度为178 mm，气囊从点火至展开到最大体积的时间约为30 ms，由此确定乘员前移127 mm这一时刻的前30 ms为最佳点火时刻。
1.3.2 实际点火时刻
安全气囊的实际点火时刻是指实际碰撞事故中气囊点爆的时刻。在前排成年乘员正常坐姿和佩戴安全带的状态下，针对不同车型确定其点火条件的阈值，在实际撞车事故中，当点火条件超过阈值时气囊点爆。由于汽车碰撞事故的不确定性以及算法本身的缺陷，实际点火时刻与最佳点火时刻往往不会重合。如果实际点火时刻提前，乘员头部与气囊相接触时，气囊通过泄气孔流失了大部分气体，不能对乘员起到最佳保护作用；如果实际点火时刻延后，乘员与继续膨胀的气囊接触时，气囊展开的强大冲击力同样会对乘员造成致命的伤害。因此，确保实际点火时刻与最佳点火时刻的一致性是目前智能安全气囊控制算法设计的主要目标。
2 传统安全气囊点火算法
传统的安全气囊点火算法主要根据汽车碰撞时的加速度信号及其线性变化量，例如速度变化量、车辆碰撞力或者能量变化等作为基本参数，判断安全气囊点火条件，最终确定气囊是否需要点火。主要的算法形式包括加速度峰值法、加速度梯度法、速度变化量法、比功率法、移动窗算法、ARMA模型预报算法。
2.1 加速度峰值法
加速度峰值算法直接利用加速度传感器信号来控制安全气囊的点爆，当加速度信号超过预先设定的阀值就发出气囊点火信号，使气囊充气。
加速度传感器在车辆上的主要安装位置包括：发动机舱内左右大灯或翼子板附近、车辆左右B柱。中央气囊传感器安装在中央仪表板下方或者地板控制台下方。无论是安装在发动机舱内还是左右B柱的加速度传感器，安装位置处于车辆碰撞时的变形区，噪声干扰会对加速度信号造成很大的影响；中央气囊传感器未处于变形区，受到噪声的影响较小，但是采集到的信号不能正确反映碰撞的真实情况。因此除非处于变形区的传感器已经被撞坏，否则不会单独使用[9-11]。所以，采用加速度峰值算法需要对加速度信号进行很好的滤波，它一般应用于机械式的安全气囊控制系统。目前，加速度峰值算法主要有以下两方面的应用。
（1）“门槛”作用：在一些气囊点火算法中，当加速度值超过一定阈值（如3 g）时，判断有碰撞发生，主体安全气囊点火算法开始计算。
（2）高速碰撞时直接点爆气囊的作用：当车辆以特别高的速度发生碰撞时，加速度值超过设定的高阈值，则直接向气体发生器发出点火信号，省去复杂的信号处理和计算过程，在高速碰撞时及时点爆气囊。
2.2 加速度梯度法
加速度梯度算法是对加速度变化率的判断，把滤波后的加速度数据对时间求导数，然后与预先设定的阈值进行比较，确定气囊是否需要点火。
加速度梯度法对噪声非常敏感，当车辆在起伏路上行驶、紧急制动或者与阶梯发生低速碰撞时，加速度梯度值也有可能超过阈值而导致气囊点爆，对乘员造成伤害。因此加速度梯度算法需要对加速度信号进行很好的滤波，这样就造成了碰撞检测时间的增加，并提高了气囊控制系统的开发成本。不过，正如加速度梯度法的提出者美国ASL实验室的Tony Gioutsos指出的那样，加速度梯度参数对碰撞具有预测能力，它能够在碰撞发生之前预测到即将发生的碰撞，并预测乘员的位移，在控制气囊的点火时刻方面有着其它传统算法无法比拟的优越性[12-13]。因此，将加速度梯度算法与其它算法，如抗干扰能力较强的移动窗算法结合使用，可以综合两者的优点，并弥补加速度梯度法抗干扰能力差的缺点。
2.3 移动窗积分算法
在介绍移动窗算法之前，简要介绍一下速度变化量法。对碰撞过程中的加速度信号进行积分可以得到速度变化量，当速度变化量超过预先设定的阈值时就发出点火信号。速度变化量算法的关键是确定积分开始的时刻，现在一般通过加速度阈值来确定碰撞的起始时刻，同时认为碰撞的起始时刻为积分开始时刻。
为了避免选取积分开始时刻带来的误差和不便，一般使用移动窗积分算法代替速度变化量法。选取一个适当的窗宽T，对当前时刻之前T时间段内的加速度数据进行积分，并将积分结果与阈值比较，如果超过预先设定的阈值，则发出点火信号。由移动窗积分算法得到的速度变化量曲线比较平滑，有一定的抗干扰能力，在汽车发生100%正面碰撞时，能够很容易判断车辆碰撞的严重程度，确定气囊是否需要点火。但是仅仅利用速度变化量参数ΔV，不能区分碰撞类型，当车辆发生柱碰撞、角度碰撞时，气囊会发生漏点火现象。
文献[14]和[15]在移动窗积分算法的基础上引入了另外一个参数，用加速度曲线的长度L来判断汽车的碰撞形式（a为加速度）。
.
因为高速柱碰撞的加速度比低速正面碰撞的加速度振荡幅度更大，振荡频率也更快，即加速度曲线上的褶皱更加严重、密集，因此利用移动窗内加速度曲线的长度参数可以轻易地将高速柱碰撞从低速正面碰撞中区分出来，避免高速柱碰撞时由于安全气囊不展开而造成的乘员伤害。然而，当汽车紧急制动或者在起伏路、搓板路等崎岖不平的道路上行驶时，加速度曲线长度值也会很大，抗干扰能力变差。因此只有同时使用速度变化量和加速度曲线长度两个参数，才能实现对安全气囊系统的准确控制。另外，为了提高移动窗算法的路面抗干扰能力，文献[16]提出同时对水平方向ax和垂直地面方向az进行两向加速度合成积分，来削弱路面干扰信号对碰撞信号的影响。
，
式中：Sc为双向合成积分量；n为当前时间点；k为算法考虑的采样点数，即窗宽；fs为采样频率；ρ为合成因数，表征两个方向加速度在合成算法中的权重。
2.4 比功率算法
对碰撞过程中汽车的动能两边进
行求导，可以得到汽车碰撞过程中的功率
。接着对其两边再进行求导可以得到比功率公式d，将得到的结果与阈值进行比较，可以判断气囊是否需要点火[17-18]。
比功率算法综合了加速度、速度变化量和加速度梯度3个参数，同时融合了加速度峰值法、移动窗算法和加速度坡度法3种算法的优点。（1）对于偏置碰撞、柱碰撞和角度碰撞等碰撞形式，单纯的速度变量参数不能很好地识别碰撞，而较敏感的加速度梯度参数可以解决这一问题。（2）加速度坡度法比较敏感，在进行长时间的车辆状态判断中会出现混乱，而速度变量法比较稳定，可以长时间判断汽车安全气囊是否需要点火。（3）加速度梯度法在起伏路等干扰路况中很敏感，容易出现误点火的情况，在比功率算法中综合了速度变化量参数，就可以通过一个很小的ΔV来调整梯度值，增强了算法的抗干扰能力。然而，比功率算法只是考虑了车辆碰撞强度这一点火条件，未考虑乘员状态，也未对碰撞时刻进行控制，仍然会出现误点火、迟点火、早点火的现象。
2.5 ARMA模型预报算法
ARMA模型预报算法是一种运用系统辨识建立的预测车身加速度和乘员头部位移之间关系的方法。将系统假设为单输入单输出（SISO）系统，系统的“输入”就是车身加速度，系统的“输出”就是乘员头部的位移，乘员头部的位移除了受车身加速度的影响外，还要受到安全带的自由行程、安全带的制造误差、座椅的刚度和乘员的坐姿等不确定因素的影响，用噪声N（k）来表示[4]。系统的结构图如图1所示。
建立了系统的模型后，根据试验数据训练系统的参数，从而对系统进行预报控制，一般采用二阶的ARMA模型就可以满足预报要求。ARMA模型控制安全气囊的步骤为：（1）检测成员位置和车身减速度信号。（2）辨识乘员位置与车身减速度信号关系的数学模型。（3）预报30 ms后时刻乘员头部位置。（4）如果达到127 mm就发出气囊点火信号，否则重复步骤（1）。
2.6 安全气囊传统点火算法的优缺点对比
安全气囊传统控制算法结构简单，容易实现，各有其特点。这里分别从算法的复杂度、稳定性、抗干扰能力、点火时刻控制、滤波要求和使用范围进行列表对比，见表2。
综上所述，传统安全气囊主要基于汽车碰撞过程中的加速度信号及其线性变化量，判断汽车发生碰撞的情况，在控制安全气囊的起爆过程中存在着一些缺陷。（1）缺少乘员检测程序，造成座位无乘员乘坐、乘坐儿童等小个子乘员或者乘员处于离位状态时气囊全力展开。（2）不能判断出汽车的碰撞形式，造成安全气囊在高速柱碰撞、偏置碰撞、斜碰撞等碰撞形式下不展开。（3）抗干扰性能不佳，造成安全气囊在起伏路、阶梯等干扰路况行驶时展开。（4）点火时刻控制不佳，造成气囊的早点火和迟点火。（5）不能实现气囊的分级起爆。
3 智能安全气囊点火算法
NHTSA指出由于目前的车辆乘员约束系统对碰撞类型识别、乘员类型识别以及约束系统工作时刻判断的不准确，导致汽车发生正面碰撞事故时乘员因为约束系统的误动作而死亡的情况经常发生。因此随着法规以及消费者对汽车安全性能要求的提高，智能安全气囊点火算法的研究越来越被重视。目前，研究较多的智能安全气囊算法主要有：基于乘员检测的自适应安全气囊算法、模糊神经网络算法、主被动安全系统一体化算法。
3.1 基于乘员检测的自适应安全气囊算法
乘员检测技术应用在汽车上至少可以带来3个方面的好处。（1）降低乘车成本。如果检测到乘员座位无人，当车辆发生碰撞时乘员侧安全气囊不需要点爆，这样就减少了更换安全气囊带来的花费。（2）提高乘车舒适性。当检测到乘员座位有人乘坐时，可以自动打开空调等系统，使乘员乘车舒适。（3）提高乘车安全性。当乘员座位为小个子乘员、婴儿或乘员处于离位状态时可以使安全气囊不展开或者低级展开，避免因气囊全力展开对乘员造成伤害。乘员检测的内容包括：乘员占座检测、乘员大小分类、乘员坐姿检测和乘员佩戴安全带状态检测[19-21]。
近年来，乘员检测系统致力于融合多种乘员信息，综合考虑乘员大小、乘员坐姿以及乘员佩戴安全带的状态，为安全气囊点火系统提供丰富的乘员信息。文献[22]和[23]首先利用重力传感器检测乘员占座情况，根据体重对乘员进行分类，并根据重心初步检测乘员的位置，然后利用视觉传感器跟踪乘员头部运动轨迹，实时检测乘员的坐姿。文献[24]基于不同类型乘员的体压分布特征，采用支持矢量机（Support Vector Machine，SVM）算法，通过压力传感器测得不同乘员类型在不同坐姿下的体型特征样本对SVM进行了训练及检验，最终得到满足精度要求的乘员坐姿识别器。随着摄像机和立体图像处理技术的发展，仅仅使用视觉检测系统来识别乘员综合状态的目标正在逐步实现。文献[25]和[26]开发的视觉传感系统主要检测乘员脸部位置，其中文献[25]提出了适用于乘员脸部检测的3种算法即Viola-Jones算法， Kienzle算法和Nilsson算法，虽然通过验证发现这3种算法在人脸检测系统中还存在不稳定的缺点，但是为乘员检测算法指出了一个有效的研究方向。文献[27]介绍了视觉传感器与先进的数字信号处理器DSP的应用，结果显示乘员分类以及乘员坐姿分析的正确率可以达到97%，但耗时为970 ms，这对于实现实时跟踪乘员头部位移以及控制气囊在最佳时刻点火的目标仍然存在一定的差距。现在基于视觉传感器以及体压分布的乘员识别系统所采用的模式识别技术跟模糊神经网络的应用密不可分[28-30]。
3.2 模糊神经网络算法
模糊神经网络算法将模糊算法的非线性信息处理能力和神经网络的自学习自适应功能应用于汽车安全气囊控制系统中，有以下两个方面的用途[4，31]。（1）与乘员识别系统相结合，实现乘员分类、乘员坐姿识别以及乘员头部跟踪。（2）与汽车加速度传感器结合使用，通过对加速度序列的训练，实现对碰撞严重程度、碰撞形式的判断。模糊神经网络的基本构造思想为：构造一个包含输入层、隐含层和输出层的神经网络系统，应用实际碰撞试验中的加速度序列值或者乘员图像信息作为输入量，利用反向传播算法（BP算法）训练神经网络，逐步修改模糊隶属度函数，确定相关参数阈值，最终获得精准的模糊规则，应用于实际汽车碰撞事故时安全气囊的点火控制[32-34]。
文献[35]和[36]介绍了一种基于自适应模糊神经网络系统（ANFIS）的安全气囊控制算法，其中文献[36]设计了一种“两阶段模糊算法”的ANFIS结构，利用了多个设计参数来支持算法。当加速度信号G超过预先设定值后，利用该时间段内对加速度信号两次积分得到一个距离值“disp1”与设定的阈值作比较，判断碰撞是否是“严重”碰撞。如果不是严重碰撞或者不能判断，则进入第二层判断，引入了加速度值对时间的导数“jerk”，加速度超过阈值后“jerk”值超过阈值的次数“njerk”以及加速度超过阈值与“jerk”值第1次超过阈值的时间间隔“tw”这3个参数，利用当前时间段内的“disp2”，“njerk”和“tw”3个参数来判断碰撞的严重程度。文献[37]利用遗传算法对模糊神经网络的隶属度函数进行训练，通过随机但有向的搜索机制寻找全局最优解。解决了由人类经验产生的模糊控制规则固定不变的问题，并且在设计空间可以进行多点搜索，大大降低了系统陷入局部最优值的概率。文献[38]提出的应用进化策略对参数进行优化的算法，选择碰撞过程中的速度、加速度、加速度偏差和乘员的头部位移4个参数集作为系统的输入，通过对参数集进行一系列的变异、复制和选择，确定最优参数集，并建立一个质量函数来评价算法的功能。
3.3 主被动安全系统一体化的预测算法
主动安全系统通过其高性能的传感器，例如雷达传感器、立体视图摄像机和超音波感测传感器等，在汽车即将发生碰撞时发出警告，并通过制动踏板或者转向轮来避免碰撞发生。主动安全系统提供的信息可以应用于安全气囊的预碰撞识别系统，根据碰撞时车辆相对于前端障碍物的航向角、相对位置和相关速度预测即将发生的碰撞的场景，预测碰撞的严重程度和碰撞类型，为安全气囊准确展开提供保证。文献[39]中，Kwanghyun等人基于预警制动防撞系统（CMS）、自适应巡航系统（ACC）、车道偏离警示系统（LDWS）等主动安全装置提供的信息和加速度传感器信息提出了一种预碰撞算法和碰撞算法相融合的安全气囊算法。该算法利用预碰撞算法得到以下3方面的信息。（1）通过估计前端障碍物的位置预测碰撞发生的可能性。（2）通过利用雷达传感器提供的相关速度和距离来计算碰撞发生的时间。（3）基于前端障碍物的位置来描述碰撞类型。然后应用碰撞算法判断汽车碰撞的发生时刻、碰撞类型、碰撞严重度和气囊点火时刻，与预碰撞算法通过“AND”语句实现对汽车碰撞现场的精确掌握，以保证安全气囊准确动作。文献[40] 提出了一种针对汽车100%正面碰撞的主被动安全系统集成算法，并指出主被动融合技术的下一步就是实现碰撞的准确预测和在汽车上的匹配应用。
4 结论
本文详细介绍了传统安全气囊点火算法，对传统安全气囊点火算法的优缺点进行了列表对比，并针对智能安全气囊算法的3个发展方向进行了详细分析，总结出安全气囊算法的发展方向。
（1）自适应安全气囊算法：安全气囊控制系统根据座位乘员的大小、坐姿以及佩戴安全带状态选择气囊是否起爆或者调整气囊起爆级别，目前需要解决系统的实时性问题。
汽车安全气囊论文篇4
自从20世纪80年代在汽车上应用以来，安全气囊已经挽救了无数乘员的生命，尤其是其与安全带配合使用，可以使车辆在发生碰撞事故时前排乘员的死亡率降低61%[1]。但是，因为安全气囊的错误展开导致乘员受伤乃至死亡的案例也越来越多。据NHTSA报道，在2001-2006年间，美国有大约1400位乘员因为安全气囊的误点火死亡，这为安全气囊的应用前景蒙上了一层阴影[2]。本文应用有限元软件：HYPERMESH和求解器LS―DYNA，建立车辆的有限元正面碰撞模型，利用方向拉杆变形量设定阈值作为点火控制参数，确定安全气囊的精确点火时刻，并讨论正碰的建模方法，结合仿真数据，分析正碰建模方法的正确性，为安全气囊的精确点爆提供了技术支持。
2.点火算法的理论依据
2.1 乘员损伤准则
安全气囊的点火阈值是依据碰撞中乘员所受的损伤程度来确定的。如果在某一碰撞条件下乘员的损伤程度达到法规规定的乘员损伤指标，则该碰撞条件所确定的阈值为气囊必须点火的阈值，因此了解乘员伤害的评价指标是开发安全气囊算法的首要任务。在安全气囊碰撞试验中，不但需要评价乘员头部的伤害指标值，还要评价气囊对乘员的面部胸部、颈部、下肢等部位的伤害情况[3]。表1是美国、欧洲以及中国正面碰撞准则对乘员损伤标准的规定，美国FMVSS208法规比较全面地确定了不同碰撞假人在各种碰撞形式下的试验要求和损伤指标。
2.2 安全气囊点火原理
当车辆发生碰撞时，安全气囊控制系统利用车上的各传感器的信号迅速判断出碰撞时的车速、碰撞强度等相关信息，然后再根据收到的信息和预先设定的阈值相比较，从而决定是否点爆安全气囊以及何时点爆安全气囊。
近年来，随着智能型安全气囊的提出，要求相应的智能安全气囊点火算法既要考虑汽车碰撞的严重程度这一点火条件，还要判断汽车的碰撞形式和乘员的状态等条件。文献[7]详细介绍了汽车所有可能发生的碰撞形式。而汽车乘员的状态主要包括乘员大小、乘员的离位状态以及乘员佩戴安全带状态（见表1）。
2.3 安全气囊点火时刻的确定
安全气囊最佳点火时刻是发生在碰撞时到安全气囊完全展开时乘员的头部正面与气囊相接触时刻的前30ms。目前，国际上一般利用“127mm-30ms”准则来确定安全气囊的最佳点火时刻。其含义是：当汽车刚开始发生碰撞时，乘员相对于车体向前移动127mm的时刻的前30ms时间点就称为安全气囊的最佳点火时刻。由此可知：安全气囊的最佳点火时刻为乘员前移127mm这一时刻的前30ms。
安全气囊的实际点爆时间点是指实际碰撞事故中气囊点爆的时刻。在前排成年乘员正常坐姿和佩戴安全带的状态下，针对不同车型确定其点火条件的阈值，在实际撞车事故中，当点火条件超过阈值时气囊点爆。由于汽车碰撞事故的不确定性以及算法本身的缺陷，实际点火时刻与最佳点火时刻往往不会重合。因此，确保实际点火时刻与最佳点火时刻的一致性是目前智能安全气囊控制算法设计的主要目标。
现在绝大多数点火算法针对检测到的加速度设定阈值，然而加速度变化曲线不是单调递增的，所以本文提出利用方向拉杆长度方向形变量设定阈值，作为气囊点爆参数，可以避免气囊提前点爆。
3.整车正碰有限元模型的建立
车体建模是碰撞分析的第一步，整车有限元模型分为三部分：轮胎，悬架，车身;有限元模型的建立在前处理软件Hyper Mesh中完成，并根据汽车真实结构做相应的调整。
3.1 网格的划分
以10mm为网格尺寸的标准，为保证求解速度，最小单元尺寸不能小于5mm，其他如翘曲度、长宽比、梯度、雅可比等参照汽车碰撞通用规范。
3.2 接触处理
接触处理包括：防止所有的初始渗透;防止边对边的渗透;用ANSYS软件自动调整考虑材料厚度的材料穿透。
3.3 连接、约束处理
为了真实的模拟车身的实际连接关系，本项目除了用焊点模拟各部件的连接关系外，还使用了revolve joint、extra nodes等连接方式对整车零件间进行连接。
发动机罩板是通过一个四连杆结构和车身相连接，其中发动机罩板和轮胎罩板间通过一个有旋转自由度的销钉和四连杆相连，四连杆机构中每个杆也是通过一个旋转销钉连接运动。
车门和立柱通过铰链铰接，其连接方式也是通过revolve joint来实现。
其余部件用DYNA软件自带的Hex单元模拟焊点，直径5mm，并考虑碰撞严重区域的焊点实效问题;正确处理弹簧、螺栓、胶套、运动副的连接关系。
3.4 单元公式的处理
为控制沙漏采用3个积分点;若PART的厚度大于1.5mm，在厚度方向采用5积分。
3.5 材料的处理
使用实际材料的试验结果值;对于钢，使用24号材料模式;考虑应变率的影响，可恢复的泡沫使用83号材料模式;发动机等在碰撞过程中不变形物体采用20号刚体材料。
4.整车正碰的仿真计算及参数选择
4.1 整车正碰仿真计算
本文采用FMVSS 208法规，汽车初始速度13.89m/s，终止时间：100ms。求解器为LS-DY―NA 971。在计算过程中为了避免部件间发生穿透，本文采用自动单面滑移接触算法。
图1 整车有限元模型
图2 车身冲击方向拉杆形变时间历程曲线
图3 车身冲击加速度时间历程曲线
4.2 安全气囊点爆控制参数选择
一种非常重要的参数是汽车方向拉杆的变化量，因为它是单调变化曲线，如图2为碰撞过程中方向拉杆变化曲线。由于加速度曲线不是单调递增的，如图3为碰撞过程中车身冲击加速度时间历程曲线，设定的阈值在最佳点火时刻前就已达到，从而导致提前点爆或误点爆。
然而，汽车方向拉杆的变化量也存在着一些问题。首先，方向拉杆变化量要求我们必须密切注视汽车的碰撞初速度v0;其次，在不同的碰撞初速度下，虽然相同的速度变化量v，但参数L变化是很显著的。因此，我们要避免那些仅仅依靠汽车方向拉杆变化量而不依赖其他参数（见图2、图3）。
5.结论
利用方向拉杆变化量作为点火控制变量来建立安全气囊的点火控制模型，通过模型的输出来判定是否触发气囊，若满足触发条件，则预测什么时候触发气囊。与以往的安全气囊点火控制算法相比，该算法能比较准确地判定安全气囊的最佳点火时刻。仿真与试验结果表明：该算法是可行的，有利于提高汽车的安全性能。
参考文献
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[5]E.C.E.ECE R94：Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles with Regard to the Protection of the Occupants[s].1999（2）.
汽车安全气囊论文篇5
汽车碰撞事故可分为单车事故和多车事故。单车事故可分为翻车事故和障碍物碰撞事故；多车事故可分为正碰、追尾、侧碰。事故中汽车可能受到前后、左右、上下各方向的冲击[1]。
图1 事故形式比例[3]
发生碰撞时车内乘员的伤亡的主要原因[1]：
1）一次碰撞过程剧烈，以致传递到司乘人员身上的加速度值超过了人体的耐受极限，使人体器官受到损伤
2）碰撞过程中乘坐室外部刚硬物体，侵入乘坐室内部，直接将司乘人员挤压死亡
3）司乘人员在车内遭受的“二次碰撞”而受伤
4）在碰撞过程中，乘坐室变形太大，以致司乘人员缺乏生存空间而伤亡。
侧面碰撞较正碰和后碰相比较，缓冲区域小，更容易受到伤害。当发生碰撞时，被动安全的零部件发挥着重要作用。
被动安全涉及的汽车零部件主要有：安全带、气囊、可溃缩转向管柱、可溃缩踏板、吸能式车体结构等。
本文针对碰撞事故中发生较多的侧面碰撞，推荐几种为避免车内司乘人员发生“二次碰撞”的配置。
一、侧气帘
在A柱发生侧碰时，横向惯性使司乘人员紧靠车门玻璃或内饰表面，容易造成伤害。当侧气帘传感器接收到碰撞信号，侧气帘迅速从顶棚下边缘处张开，从A柱到C柱区域，缓冲侧面碰撞带来的头部伤害。
图2 侧气帘示意图
二、侧气囊
侧气囊安装在座椅靠背外侧，主副座椅和二排座椅均可配备。侧碰发生时，侧气囊传感器接收信号，侧气囊从座椅表层接缝处迅速张开，可以缓冲侧碰撞带来的胸部、臂部的伤害。
图3 侧气囊示意图
三、前排中央安全气囊
前排中央安全气囊位于驾驶员座椅内侧靠背上，与侧气囊位置相反，这一安全气囊主要作用于车辆发生侧碰时，为非撞击一侧的驾驶员或者副驾驶座位上的乘客提供保护。弹出时在前排座椅中间靠近整车中心的位置展开。
如图4所示，当无副驾驶员时，发生侧驾驶员方向侧碰，三点式安全带未起到保护驾驶员作用，驾驶员撞向副仪表板造成二次伤害，颈部和腰部亦造成严重伤害。
如图5所示，当汽车配备前排中央安全气囊，当侧碰发生时，传感器接收到信号后，气囊打开能够很好的支撑腰部以上区域，避免二次碰撞带来的伤害。
如图6所示，当有副驾驶员时，发生驾驶员方向侧碰，副驾驶成员的三点式安全带并未起到保护驾驶员作用，撞向了副仪表板和驾驶员。造成两人受伤。
如图7所示，当汽车配备前排中央安全气囊，当侧碰发生时，传感器接收到信号，气囊打开支撑腰部以上区域，避免二次碰撞带来的伤害。同时阻隔了与主驾驶员之间的两人碰撞。
四、吸能式车体结构
图8 吸能式车体结构示意图
吸能式车体结构主要集中在发生碰撞的瞬间，通过车身的前部溃缩来吸收碰撞产生的能量。车门防撞梁结构、B柱抗弯曲能力、增加填充物等实现吸能效果，减少对人员的伤害。
参考文献
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[4]李博旭.保护更全面通用推出前排中央安全气囊[J].汽车之家，2013.
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汽车安全气囊论文篇6
但《汽车商业评论》认为，这还远远不够。2010年至2013年间，美国汽车召回数量均超过2000万辆，为新车销量的1.5倍。而在中国，2013年全年汽车召回涉及车辆531.1万辆，只占新车销量的四分之一。
速腾“打补丁”召回
速腾断轴恐怕是2014年汽车召回事件中舆论反响最大的一次。先是多地速腾车主因车辆后轴纵臂断裂发起维权行动，之后国家质检总局介入调查，最终大众决定召回问题车辆，可以说是一次被动召回。
从2012年后半年开始，配备非独立悬挂的速腾陆续出现后轴纵臂梁断裂，甚至出现了因后轴断裂导致车辆几乎失控的案例。有关速腾断轴的投诉不断增加，但一汽-大众厂家发表强硬声明，表示此为个别车辆使用中发生的情况，不是产品的批量问题。随之，全国各地速腾车主开始大规模维权行动。
2014年8月14日，针对新速腾后轴纵臂断裂问题，国家质检总局执法督查司介入，组织缺陷产品管理中心启动缺陷调查，多次约谈一汽-大众汽车有限公司，并开展了大量的用户回访、现场勘查、缺陷技术分析和专家评估等工作。
2014年10月15日，一汽-大众和大众（中国）宣布在中国召回超过56万辆新速腾汽车，另外还包括因为同样的问题而需要召回的大约1.7万辆甲壳虫汽车，召回将从2015年2月2日起实施。
但大众提出的措施是在后轴纵臂上安装金属衬板，而不是众所期待的更换后悬挂。大众汽车公司声称金属衬板会使悬架的临界纵向负荷增加，如后轴纵臂发生断裂，金属衬板可以保证车辆的行驶稳定性，并会发出持续的警示性噪音。
一时舆论四起，消费者称这种召回是“打补丁”召回。针对消费者对企业召回措施的反应，2014年11月，国家质检总局要求一汽-大众进一步提交召回措施的技术论证材料。针对一汽-大众新速腾后轴纵臂断裂问题，国家质检总局共发了三次公告，也最终促成了召回，但与别的召回公告不同，在速腾召回公告里，对于断轴原因始终未见让人信服的解释。
值得一说的是，这次速腾召回由中国市场开始，进而引发了大众汽车在全球范围内的召回。因为同样的车辆问题，大众在美国市场召回大约44.2万辆汽车，在加拿大也有12.6万辆车型涉及，召回更延伸到欧洲、墨西哥、南美，大众总计因此召回116万辆汽车。
通用迟到13年的召回
2014年，上海通用因为车辆点火钥匙缺陷问题发起的召回共计三次，涉及16835辆车。6月20日，上海通用召回1802辆进口雪佛兰科迈罗汽车。8月31日，上海通用召回14953辆进口凯迪拉克SRX、CTS汽车。12月26日，上海通用召回80辆进口凯迪拉克凯雷德汽车。
而这些车辆只是通用汽车因点火开关缺陷在全球大规模召回的一小部分。
召回公告给出的解释是，问题车辆由于点火钥匙的设计问题，当钥匙在运行位置时，驾驶员的膝盖如果触碰到钥匙，或者当钥匙环上挂有额外重物，且车辆发生颠簸时，钥匙也可能发生意外转动，可能导致车辆在行驶中熄火，存在安全隐患。
通用汽车早在2001年就知道点火开关故障，却一直没有采取措施，从2014年2月才开始初次召回。通用汽车点火开关缺陷已经导致多起交通事故，通用汽车因此面临上百起消费者诉讼，并收到超过2200件的受伤及死亡的索赔申请。
由于延迟召回点火开关缺陷汽车，通用汽车公司2014年5月向美国国家公路交通安全管理局交纳了创纪录的3500万美元罚款，并面临监控管理局为时三年的监控。但相比因为点火开关缺陷已经造成大约40人的死亡，这份惩罚还是来得太晚了。
点火开关缺陷给品牌带来难以修复的负面影响，对刚从破产中复苏的通用汽车来说更是雪上加霜。
宝马亡羊补牢式召回
从2013年底开始，有关宝马发动机螺栓断裂的报道就出现了。上百名宝马车主反映，由于发动机螺栓突然断裂，他们经历了车辆瞬间失去动力的情况。宝马车辆发动机出现异响、动力缺失、功率异常、骤然熄火等现象，开始更多地见诸网络。
2014年初网上曝光多份宝马4S店与故障车辆车主签订的保密协议，人们怀疑宝马只是对发生故障的车主进行补救，而对同样具有潜在风险的车主，宝马并不打算负责。
随着同样故障问题的车辆的增加，宝马汽车在3.15前一天对外《有关宝马发动机凸轮轴螺栓问题的媒体声明》，并向国家质检总局递交关于车辆发动机VANOS调整单元外壳螺栓缺陷的召回申请。
对于发动机螺栓断裂的原因，宝马解释是发动机可变气门正时机构（VANOS）外壳上的固定螺栓设计有问题，发动机运转时固定螺栓有可能松脱甚至断裂，导致发动机可变气门正时机构的密封性受到影响而发生异常或失效，发动机可能因此无法启动或产生机械损坏。
宝马汽车自2014年6月18日起，召回装配有N52K、N52T、N55发动机的汽车，包括进口的1系、3系、5系、6系、7系、X1、X3、X5、X6、Z4汽车，以及国产生产的3系、5系汽车，共计超过23万辆。
这次召回涵盖了宝马当时所有在华销售的车型，是宝马进入中国市场以来的首次全系召回。宝马免费为召回范围内车辆更换发动机固定螺栓，尽管付出了代价，但最终的召回对此前在舆论上的失分也算是一种及时的补救。
阿斯顿・马丁召回罗生门
2014年2月11日，阿斯顿・马丁拉共达（中国）汽车销售有限公司发出书面声明称：将召回总计1094台油门踏板可能存在缺陷的进口阿斯顿・马丁汽车。由于加速控制系统中的油门踏板杆在极个别情况下断裂，导致油门将返回至怠速位置，这些车辆无法保持原速或加速。
其实此前几天，阿斯顿・马丁就已经宣布在全球召回1.759万辆跑车，这次大规模召回占据该公司2007年以来生产的全部跑车的大约四分之三，但这并非召回最终引起舆论风波的原因。
在提交给美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的文件中，阿斯顿・马丁称，召回涉及车辆的油门踏板杆生产方是中国深圳科翔模具工具有限公司，其采用一家东莞公司提供的伪劣塑料材料，这些劣质材料造成车辆油门踏板杆可能断裂。
超豪华车的全球召回竟然牵涉出一家中国毫不知名的供应商，这引起了舆论的强烈关注。有外方媒体借机质疑“中国制造”，而深圳科翔却极力喊冤，否认是阿斯顿・马丁的供货商，阿斯顿・马丁表示与科翔虽然没有直接合同关系，科翔却是其三级供应商。
按照阿斯顿・马丁的说法，油门踏板的一级供应商是英国公司Precision Varionic International，二级供应商是来自香港的Fast Forward Tooling，层层转包到科翔负责生产油门踏板臂，而科翔使用的是东莞合成塑料有限公司生产的DuPont仿冒品。
但媒体采访获悉，科翔一方称只是为FFT打过样品，而并非产品。生产DuPont劣品的东莞合成塑料有限公司也找不到。生产千万元豪车的阿斯顿・马丁，在追寻其问题车辆源头的时候，竟然陷入查无对证的尴尬境地。
在英国制造基地，阿斯顿・马丁拥有约225家一级生产供应商，并有完备的风险管理流程，这些一级供应商再对其下级供应商执行他们各自的风险管理流程。但召回事件表明，即便是一家超豪华跑车企业，在零部件供应链上仍然存在管理漏洞。
值得肯定的是，尽管在全球范围内并没有出现任何因为油门踏板问题而造成事故或伤害的报告，尽管只有765辆车上的油门踏板臂使用了假冒 DuPont材料制造，阿斯顿・马丁还是召回了1.7万多辆车，以确保所有可能存有潜在瑕疵的车都能换上全新部件。
安全气囊成召回罪魁
检视国家质检总局的汽车召回信息，2014年，汽车厂家涉及安全气囊的召回共有22起，占全年总召回次数的18%，位列故障原因第一位。
因为安全气囊问题，在中国市场，本田和两家在华合资公司广汽本田、东风本田共有近66万辆汽车召回，涉及雅阁、飞度、艾力绅、思域、思威等多款车型。召回原因均为车辆驾驶席前气囊展开时气体发生器壳体可能出现破损、壳体碎片飞出。
因为安全气囊问题召回车辆较多的还有一汽-大众，召回进口奥迪A4 allroad汽车和国产奥迪A4L汽车共计超过27万辆。不过，奥迪召回的原因是安全气囊控制单元的软件参数设置存在问题，跟本田因为安全气囊气体发生器故障有所不同。
丰田（中国）与两家合资公司广汽丰田、一汽丰田共召回安全气囊存有缺陷的汽车77029辆，上海通用、通用（中国）、郑州日产、日产（中国）、东风有限、东风乘用车、奔驰（中国）、一汽轿车、宝马、华晨宝马等车企也均有不同数量的召回，召回车型还包括奔腾B50、东风风神A60等自主品牌。
车企召回车辆安全气囊的故障原因也不完全一致，除了最多的安全气囊发生器故障，还有前排座椅侧气囊线束接插件、乘客前安全气囊插头针脚、副驾驶前气囊的气体扩散器、安全气囊控制单元等气囊部件存在问题。
在这些召回车辆的背后，隐约浮现着高田气囊的影子。日本高田是全球第二大气囊制造商，占有20%市场份额。高田气囊气体发生器问题早在2010年即开始引发召回，但直到2012年，高田才宣布其产品存在安全隐患。
目前的调查表明，高田问题气囊已经造成上千起车祸，100多人受伤，至少5人丧生。高田气囊问题已经影响到包括本田、丰田、日产、通用、福特、宝马、奔驰等在内的多家汽车制造商，日系企业车型更是因此大规模召回。
2014年12月22日，国家质检总局警示通告，称接到多家进口车辆制造商关于高田气囊故障的报告。中国市场涉及安全气囊的汽车召回，无法判断是否全部因为高田气囊，但可以肯定大部分是由高田气囊导致。
单一零件致连累多家车企
同高田安全气囊一样，这一次也是单一零部件导致多个汽车厂家大面积召回。
华凌星马汽车（集团）股份有限公司、莱阳市鸿达筑路机械制造有限公司、三一汽车制造有限公司等30家生产者自2014年2月17日起，召回普利司通、风驰通品牌的卡车及客车用无内胎子午线轮胎的车辆，共计10942辆。
召回所涉及的部分产品，由于制造工艺问题，橡胶材料接头部位的粘合强度不足，行驶后轮胎内面会产生裂口。因为同样的原因，普利司通（沈阳）轮胎有限公司曾在2013年召回普利司通、风驰通品牌的卡车及客车用无内胎子午线轮胎共计471781条。
比较这两次轮胎召回，2013年的召回主体为轮胎生产商，2014年则是汽车生产者负责召回。《缺陷汽车产品召回管理条例》规定，“汽车产品出厂时未随车装备的轮胎存在缺陷的，由轮胎的生产者负责召回”，自然，随车装备的轮胎存在缺陷的，由汽车产品生产者负责召回。这一明确规定很好地界定了召回责任，避免了出现问题之后零部件生产商和汽车生产商互相推诿的局面。
2014年同样因为单一配件出现问题而导致多家车企召回的还有很明显的另外一例。
受联合汽车电子有限公司燃油泵问题影响，2014年12月31日，长安汽车、海马汽车、北汽福田、浙江吉利、浙江豪情和天津一汽夏利决定召回30余万辆汽车。这6家车企共同的零部件供应商联合汽车电子由于设计制造原因，车辆上的燃油泵法兰回油管支架可能会出现开裂，导致燃油泄漏。
此前11月17日，奇瑞、华晨以及长城汽车三家企业也已经因为联合汽车电子的燃油泵问题而决定共同召回近56万辆缺陷汽车。再往前算，早在2013年，联合汽车电子问题还导致上海通用召回近146万辆别克凯越和雪佛兰新赛欧汽车。
汽车安全气囊论文篇7
2008年4月20日的北京国际车展上，中国汽车技术研究中心公布最近一批C-NCAP(China New Car AssessmentProgram：中国新车评价规程)安全碰撞试验成绩。其中一汽丰田的COROLLA卡罗拉以总成绩48．6分获得五星安全评级。这是截至目前为止在C-NCAP已测试的Small-High(小型高端车)中最好的成绩。
“一个假人就高达千万日元，丰田汽车每年投入了巨资进行安全研发。”一汽丰田销售企划部公关室室长李湘在采访时这样说道。事实的确如此，丰田位于东富士研究所内的安全研究楼，是世界最高水平的室内碰撞实验场。丰田在此研究所，以及在总部地区另一所碰撞设施研究所中，每年大概进行1500次的实车碰撞试验。
据《中华人民共和国道路交通事故统计年报》，2006年中国因道路交通事故死亡8．9万人，其中：行人26％，非机动车13．7％。在中国的交通现实下，保护行人也是很重要的汽车安全研发方向，在这方面轻型车是很有优势的。在轻量化成为中国汽车的新趋势时'轻量化不仅仅是为了省钱，也不是以牺牲安全为代价的。刚好相反，轻量化正是为了每一个生命的珍贵。
丰田汽车第1车辆技术部车辆安全7组组长间濑重美说，丰田汽车安全体系的终极目标是争取“交通事故零死亡”。
轻量化――安金新趋势
什么样的设计才能确保车座上的你最安全呢?这要弄清楚当碰撞发生时，巨大的冲击能量是怎么不传递到你身上的。
一个正面碰撞，首先是车身前部有效的吸能变形，并将碰撞能量分散到车身骨架的各个部位，从而最大限度地减少对乘员舱的侵入，将传递到我们身上的撞击能量降到最小限度。这时，你的安全带会把你维系在车座上，加上爆发的气囊，你就能在强大的冲击力下活下来。当然，如果没有系安全带，那你就会被巨大的力量抛出去，与车窗玻璃进行二次碰撞。
对于轻量化，并不是考虑了行人和非机动车就不考虑乘员本身的安全。只要乘员舱结构充分优化，采取高强度的加工工艺，即使汽车上使用很轻的材料，也能达到很轻但弹性非常之好的效果。
间濑重美说：“确保安全有个要点，要有强度大的客舱，再匹配上有效的吸能区域。”一个轻型的长车身有助于碰撞时的变形吸能。清华大学汽车工程系教授、中国汽车工程学会汽车安全技术分会主任委员周青据此认为，未来的安全汽车应该是又长又轻的。
我们不用考虑一辆五十铃和一辆QQ相撞的后果，那是显而易见的。当两车重量相近时，车的结构设计是关键。美国学者Evans对3118起在美国实际发生的两车碰撞事故的统计分析表明，如果两车重量相差在10％以内的话，结构设计、材料选取、生产制造工艺等因素对碰撞安全性能的影响可能更大一些。
在中国拥堵的城市里，低速相撞最常见的。这时我们更多的是要考虑行人的安全。如果发生汽车与行人碰撞之后，车太重，刚性太大，行人是很不安全的。
间濑重美表示，丰田的汽车安全研究有三个层次，提高汽车的安全性、交通环境的改善和人的教育启发。C－NCAP的试验让间濑重美更加坚信自己的研发成果，对轻量化的坚持也为交通环境的改善提供了可能性。最让间濑重美等研发者担忧的是人的教育启发，也就是说，很多车主对汽车安全知识的误解和安全意识的淡漠。
气囊不是枕头
丰田汽车公司的研发部门经常收到来自各个国家的车主“投诉”：为什么在一个看似很“严重”的碰撞，安全气囊却没有打开。是不是设计方面有问题?对于这个的问题，间濑重美十分不解。事实上，气囊技术并没有任何问题，间濑不解之处不在于车的本身，而在于车主们对气囊的过分崇拜。他们还以为气囊一出，就能挽危难于瞬间。
持同样不解之惑的人还有周青教授。“好莱坞电影给人带来太多误区了。人们以为安全气囊是一个枕头似的。抱一个枕头是不可能(在撞车时)保护你的。一定要把安全气囊作为一个辅助保护措施来看待，主要的保护手段是系好座椅安全带。”
很多时候，安全是举手之劳。汽车的安全技术再好，如果乘员没有安全意识，再好的技术也无法保护他。这也是丰田的安全理念。
气囊的英文名字是SupplementalInflatable Restraint System，翻译过来，就是辅充气束缚系统。也就是说，这只是一个后备的安全装置。
事实上，如果你的脸真的碰上了气囊，也会让你脸疼，因为气囊就是一个炸弹。
周青解释说：“碰撞、受伤、死人，这整个过程就在零点几秒完成，安全气囊必须在很短的时间内展开，要在这么短的时间内产生大量的气体，唯一现实的方法就是爆炸。爆炸是什么意思呢?如果你车上有一个安全气囊，你车上就有一个小炸弹，如果你车上有八个安全气囊，那你车上就有八个炸弹。当然这么说有点邪乎了。既然是爆炸，那是有一定的威力的，而且，安全气囊不能太软，如果太软了’约束力不够，不能吸收能量。”
汽车安全气囊论文篇8
（湖南工程学院机械工程学院，湖南湘潭411101；华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640）
摘要：针对国内汽车行业技术现状和企业创新发展对专业人才强烈的要求，在车辆专业本科教学中引入了先进的TRIZ理论进行创新方法的教学和训练。将TRIZ理论解决技术矛盾的40个原理和冲突矩阵、解决物理矛盾的分离原理与汽车新技术发展过程相结合，找出技术案例进行分析和教学，该方法是对工程领域中创新思维、创新方法训练的有益尝试。
关键词：人才培养；创新方法；TRIZ
在多年汽车专业不同层次人才的培育过程中，我们意识到：工程创新能力的培养是车辆专业创新人才教育的核心。工程创新能力概括起来应该包含如下几方面：迅速发现问题并指明探索方向的敏感性能力；多方吸收有用知识、提供多种解决方案的开拓性能力；不墨守成规，发展与常人完全不同的认识和处理问题的灵活性能力；提出新颖独特解决方案的原创性能力。这些能力的培养必须通过完整的工程创新教育过程。而所谓工程创新教育即是根据创新理论，培养学生具有一定的工程创新意识、创新思维和创新能力，使学生在牢固、系统地掌握学科技术知识的同时发展他们的创新能力。
一、基于创新能力培养的教学过程学生创新能力的培养必须满足一些条件：具有创新的动机和愿望、基于科学技术知识和基于创新理论与方法。
对于学生创新动机和愿望的激发，我们在整个教学体系中的针对不同学员层次和不同学习阶段来设置相应的教学环节：对于刚入学的本科新生，注重对其进行专业教育和汽车行业形势分析，在激发其强烈的认同感基础上，培育学生的创新愿望。对低年级本科生，设置“汽车文化”“汽车概论”等课程，可使得学生们从社会发展、品牌战略、企业管理、资源环保等多角度、多方面来看待汽车技术的发展，酿造创新氛围，为学生的创新思维提供多维度思考的基础平台。对于本科高年级学生，通过设置“现代汽车新技术”等一系列专业讲座，引领学生游历汽车现代新技术“海洋”，并结合所学专业知识分析汽车创新技术（零部件）的发现（发明）过程，进一步分析其适应性和发展前景。为保证此类系列讲座的新颖性和技术的先进性，讲座者均被刻意安排为在汽车行业某专业领域有较高建树的教授或汽车企业高层技术管理者。毕业设计阶段，根据学生兴趣爱好，结合指导教师研究方向或工程实际问题，在完成工程训练的基础上，积极鼓励创新实践。而实践过程根据需求的不同、认识的不同、基础的不同从理论创新、方法创新、技术创新、集成创新等各个层面展开。
知识的学习是创新能力培养的重要基础，是学生们学习阶段的首要任务。学生必需修完包括基础课、技术基础课、专业课在内的各门类课程。课程设置和课时安排均严格按照国家对汽车专业的教学指导要求进行。
学生通过完整的对车辆专业技术知识的学习，再辅之以积极的创新愿望，是可以具备一定的创新思想并进行某些方面创新设计的，这是长期以来汽车专业固定教学模式。但是我们的教学实践表明，通过现有教育手段发掘学生的创新潜能还不够。如果对学生再辅助进行先进的工程创新方法的教育，同时施以一定的教学方法，学生创新潜能将被大大激发出来。工程创新能力是可通过教学训练来加以提高的，教育实践中采用基于TRIZ理论的创新思维及方法实施训练是行之有效的好方法。
二、创新方法和TRIZ理论
世界上存在300多种发明、创造和创新的技法，如著名的试错法、头脑风暴法和田十二法等。这些发明过程中实用技法在教学实践中常常使用，在一定程度上的确可帮助学生产生一些创新思想火花。但上述创新技法大多是抽象的、盲目的、随机的、方向不明确的。应用这些技法进行创新活动不一定能得到新的解决理念和方案，并可能产生发散的结果。这些技法一般要靠“灵感”和“悟性”，是学生个人的思维活动，不能加以控制；当然也难以去量化地培养和增长其创新能力。这些技法不具备可操作性、可重复性和可培训性。
为使学生创新思维培养有可操作性、重复性和训练性。我们在汽车专业学科教学体系中引进全新的TRIZ理论及其教学方法，以提升学生创新能力。
TRIZ是一门科学的创造方法学。它基于技术系统演变的内在客观规律来对问题进行逻辑分析和方案综合。它可定向地一步一步地引导人们去创新，而不是盲目的、随意的。TRIZ提供一系列工具，包括解决技术矛盾的40个原理和冲突矩阵，解决物理矛盾的4个分离原理和11个方法、76个发明问题的标准解法和发明问题解决算法，以及消除心理惯性的工具和资源―时间―成本算子等。它使人们能按照解决问题的不同方法，针对不同问题，在不同阶段和不同时间去操作和执行。这样，发明就可被量化进行，也可被控制；而不是仅凭灵感和悟性来发明。
TRIZ理论体系图教学过程中借助TRIZ理论，可使学生打破思维定式、拓宽思路、正确地发现产品或系统中存在的问题，激发创新思维，找到创新性解决方案。同时，针对综合性极强的车辆学科，TRIZ可有效地消除不同学科、不同工程领域和创造性训练之间的界限，使工程技术问题得到发明创新性的解决。
三、创新原理与汽车现代新技术教学汽车发展过程中新技术的出现与TRIZ四十个创新原理之间有很好的印证。下表为教学过程中TRIZ创新原理。
为更好地说明TRIZ理论中的创新工具――矛盾矩阵，在教学中我们常利用现有技术进行综合讲解，下面是教学综合实例之一。
（1）问题的描述。如何在汽车发生碰撞的情况下，最大限度地保护驾驶员和乘客的安全？安全气囊充气压力不足，对乘客不能起到有效的保护作用；安全气囊的充气压力过大，则又会造成压力过大，对乘客造成伤害。
（2）问题的理想解。安全气囊在发生碰撞时，能恰好将气囊充到合适的压力，以保护乘客的安全。
（3）系统中存在的技术矛盾和物理矛盾。技术矛盾：加速气囊的膨胀速度，以保护乘客；但气囊膨胀速度的加快，气囊大的硬度会伤害乘客。对应的技术矛盾为：①希望改善的参数：运动物体的作用时间（加速汽车安全气囊的膨胀速度）；②导致恶化的参数：物体产生的有害因素（气囊膨胀速度过快伤害乘客）。
物理矛盾：安全气囊的充气既要迅速，又不能过快。充气速度过快，会使气囊硬度大，伤害乘客；充气速度慢，会导致气囊不能有效地保护乘客。
（4）寻找可用的资源。可用资源：空气、压力、气囊本身、安全带等。
（5）使用TRIZ工具――创新原理、分离原理等尝试解决。根据系统中存在的技术矛盾，在矛盾矩阵检索出四个创新原理（2l，39，16，22）
创新原理21：减少有害作用的时间；
创新原理39：惰性或真空环境；
创新原理16：不足或过度的作用；
创新原理22：变害为利。
根据系统中存在的物理矛盾，采用四个分离原理尝试解决：空间分离；时间分离；基于条件的分离；整体与部分的分离。
（6）产生新的想法，以及技术实施方案。创新原理16：“不足或过度作用”是指所期望的效果难以百分之百实现时，在可实现的程度上加大动作幅度，使问题简化。
基于该创新原理，启发学生：可先迅速使气囊膨胀到一定压力值。以保证在最短时间内达到保护乘客的气压，并在气囊上面开若干微孔，当气囊压力超过阈值后，气囊微孔张开，使气囊压力不再升高。从而很好地解决气囊膨胀速度既要快，又不能过快的矛盾。
（7）方案评价。该方案可以使汽车发生意外碰撞时，在很短的时间内迅速充满安全气囊，并且也不会发生由于安全气囊的压力值过高而对乘客造成额外伤害的情况。改进后的安全气囊将能自动调整自身硬度。
四、创新教学实践效果
汽车安全气囊论文篇9
1.汽车的主动安全性
汽车的主动安全性：主要是指是避免发生交通事故的各种车辆技术措施的统称。ABS,ASR（驱动防滑控制装置）,ESP（电子稳定程序）,CCS（巡航控制系统）等等都属于主动安全性。这些配置都能有效的降低汽车发生各种故障的概率，从而保证我们安全驾驶。但是选车时许多消费者对这些主动安全配置的了解很少。以ESP电子稳定程序为例吧，该系统最主要的作用是在紧急情况下，可以帮助驾驶员保持对车辆的控制，从而避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑，在车辆和地面间还有附着力的前提下，保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断，对车辆的行驶状态进行及时的干预，保证行车安全稳定。
我们把碰撞作为一个分界点的话，那么在这个分界点之前工作的这些配置只要能有效的避免或降低汽车发生事故，那么我们都会认为它是主动安全配置。买车时我们应该认真的去了解。除了上述一些配置之外现在的主动安全配置已经扩大到汽车的每一个部分，如盲点报警系统，大灯清洁系统，倒车雷达，胎压监测系统等。我们都已经反感了事后总结，所以买车买安全，主动安全配置的增多很大程度上能帮助我们实现事先预防的目标，或者说我们希望开车永远不要使用安全气囊。
2. 汽车的被动安全性
汽车被动安全性是在交通事故发生时或发生后，避免或减轻人员及车辆伤害程度的各种车辆技术措施的统称。安全气囊、安全带、吸能式转向柱等都属于被动安全系统。
首先，提到被动安全很多消费者会把目光放在碰撞测试的结果上，该测试是权威机构处于对消费者负责的情况下，对所有上市的新车所做的比较全面的碰撞安全测试，在实际的碰撞事故中，汽车碰撞测试能够获得高分的车辆肯定比较安全，但我们不能否认的是该测试反映的是在某种特定的状况下的结果，比如说车速，测试时正面碰撞速度为64km/h，侧面碰撞速度为50km/h。不同形式的车其实在碰撞测试上也是有差异的，不同门类的车经受同样的撞击表现会完全不同。所以从选车的角度我们把碰撞测试的成绩会当成一项重要的指标但不是评价汽车安全的唯一指标。
其次，我们也应该正确认识汽车安全气囊，当碰撞无法避免时它会迅速张开保护车上人员的安全，所以很多车在宣传的时候都把安全气囊的个数作为汽车的买点。但安全气囊同样也有它不安全的一面。据计算，若汽车以60km的时速行驶，突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下，而气囊则会以大约300km/h的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有180公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此，如果安全气囊弹出的角度，力度稍有差错，就有可能酿出一场“悲剧”。当然还要和安全带一起配合使用才能起到保护作用。
最后，选车时最容易被忽视的就是车身结构，良好的车身结构能在发生碰撞时通过控制车体的冲击力，从而降低对乘员造成的伤害程度。例如大众公司高强度车身HSB，丰田GOA车身，马自达3H车身，奥迪ASF全铝车身结构，VOLVO钢管式车架等都是通过优良的车身结构来提高汽车的安全性的。
3.其他因素
汽车安全离不开环境也离不开驾驶员，开车时气囊再多，车身结构先进，车灯再亮，主动安全配置应有尽有，但我们若酒后驾车，超速行驶，不系安全带，无视交通法规那么所有的配置所有的设备都没有用武之地了，汽车安全最终还在于驾驶员自己。比如说车速超过120km/h时，安全气囊爆开的速度远不及司机在惯性力的作用下向前冲的速度，这样不仅起不到保护作用相反还会造成更大的伤害。另外当我们保证自己不犯错的时候我们无法保证不被追尾不被剐蹭，所以开车时还要提高注意力，养成良好的习惯比如我们可以选择不跟在出租车或者公交车的后面，可以避开大车，文明驾驶，安全驾驶。
4.结语
近年来汽车已经成为我们生活中的一部分了，但同样汽车事故也成为了我们生活中挥之不去的阴影。汽车给我们的生活带来了许多便利，使得我们的生活方式发生了巨大的变化，同时大量的汽车电子配置的发展使得每一个驾驶员对汽车的依赖越来越强，但安全一定要掌握在自己手上，买车时认真了解每一项安全配置，开车时始终把行车安全放在首位，这样汽车才会真正的改善甚至提高我们的生活质量，所以我们在买车或者开车的时候一定要把汽车的安全性放在比较重要的位置。
参考文献
[1] 邢忠义.汽车新结构与新技术[M].北京： 机械工业出版社.2012年.
汽车安全气囊论文篇10
传感器的应用在当今社会已覆盖所有地区的人类活动。目前，每天生产的汽车有数百个传感器，高端豪华车约数百甚至数千个传感器。根据传感器的作用，汽车传感器可分为温度、压力、流量、速度、位置、气体浓度、光照强度、湿度测量、距离函数。但随着汽车工业的发展，车辆的稳定性和安全性越来越被人们所重视，这导致了一个普通的车辆传感器的数量和类型将越来越多的应用到电子节气门控制和停车诱导。这些关键部件在汽车中承担着重要责任，如汽车的检测与诊断、汽车传达的温度、压力、速度和湿度等信息。汽车中央控制系统的中枢神经，一旦传感器发生故障，设备就不能正常工作，甚至不工作。因此，它被形象地称为汽车传感器。
2汽车传感器的应用分类
2.1发动机控制系统用传感器
2.1.1温度传感器
温度传感器分为温度传感器电阻式、热敏电阻和热电偶电阻型三种类型。三种类型的传感器都有其自身的特点。高精密线绕电阻温度传感器，虽然精密度高，但响应特征差；热敏电阻温度传感器具有灵敏度高的优势，但线性差，适用于低温；高精度热电偶和热电阻温度传感器，虽然温度限度宽，但必需使用冷端办理和放大器。
2.1.2流量传感器
空气流量传感器分为旋转叶片（叶片）、卡门滚动、热线热膜四型和其他类型。旋转翼片式（叶片式）空气流量计布局简陋，衡量精度较低，测得的空气流量在必要时需举行温度补充；卡门旋涡式空气流量计无可动部件，响应快，精度高，并保持温度的需要；热线式空气流量计量度虽然精度高，无需温度填补，但易受气体脉动的感化，导致易断丝；热膜式空气流量计和热线式空气流量计量度事理雷同，但体积少，相宜大批量生产，资本低。
2.1.3压力传感器
压力传感器主要用于检测负增压缸、增压比、涡轮发动机、气缸压力、压力等。吸气负压传感器主要用于抽吸压力以用做压力检测。用于压力传感器的汽车是用三种方式：电容，差动变压器（LVDT），锯齿型压力传感器。
2.2车身控制用传感器
2.2.1汽车空调
汽车空调系统在车内外和空调器出口都装有温度传感器，空调压缩机上则装有磁电式转速传感器和静电式制冷剂流量传感器，从而空调系统可以测量并调整风量，改变车内温度。
2.2.2安全气囊
安全气囊能起到保护乘客在事故中造成致命伤的作用，安全气囊包括计时传感器和以电子控制为单元安全气囊气体发生器，还用到了碰撞传感器和保险传感器。安全气囊中的传感器可以通过测量碰撞加速度来判断碰撞程度，瞬时将信息传输给控制器，引发气体发生器点火以给气囊充气，并打开气囊。
3汽车传感器的发展趋势
未来的汽车传感器主要表现在五个方面的发展方向：由智能化，小型化，多功能，新材料和新技术。
3.1智能化
汽车传感器信息的保存和处理，能把握和判断标准逻辑，结合等效传感器和微型机，其信息处理和控制电路集成在一块芯片上，具有自诊断、多参数测量和误差补偿的功能。
3.2微型化
微电子机械系统（MEMS）技术和计算机辅助设计技术，敏感元件，处理，数据处理组件上安装芯片作为一个统一的信号微米，具有体积小，成本低的优点，使用寿命长，并可提高系统的精度，已经开始取代传统的传感器。
3.3多功能化
许多敏感元件组装于一体，统一的材料一起或单独在一个芯片上的多功能传感器。可以检测不同物种的参数，用一个单一的传感器系统，实现多传感器的功能，可以减少传感器的数量，并提高了系统的可靠性。
3.4新材料的应用
新材料的利用是传感器技能的首要根蒂。如今光导纤维、纳米原料、超导材料等新式材料的呈现促成了汽车传感器的成长。
3.5开发新型的传感器
该传感器的工作原理是各种物理、化学的生物效应，并在此基础上制定新的原理。新的传感器激励人们去进一步探索敏感功能材料新的影响，促进更加先进的传感器发明。这是低成本的小型化的重要途径，良好的性能和广泛的应用范围和多功能传感器。
4结语
汽车产业不断发展的今天，使汽车传感器在汽车制造业中发挥着越来越重要的作用，这也促进了汽车传感器市场需求的高速增长。采用新型的汽车传感器，多功能、新材料和新技术将越来越会走进我们的生活，成为未来的汽车传感器的主流，促进了我国科学技术的发展。
汽车安全气囊论文篇11
【摘要】近年来，随着人民生活水平的提高越来越多的汽车进入了千家万户，与此同时，儿童乘车的安全性问题受到了越来越多的关注。针对目前儿童乘车的现状，对影响儿童乘车安全性的因素进行了分析。
关键词 儿童；乘车；安全性
0绪言
随着我国人民生活水平的不断提高以及汽车工业的迅速发展，越来越多的汽车进入了普通百姓的生活中。在人们享受汽车所带来的舒适、便捷的出行时，却忽视了儿童乘车时的安全性，因为在汽车的行驶过程中对儿童来说存在很大的安全隐患。当孩子在车内一人独坐遇到紧急刹车时，他会因为惯性毫无防备的撞向前方，从而导致重伤或死亡。即使系上安全带也会因为身高的不足被勒到脖子处，从而造成窒息。所以儿童乘车的安全性问题不容忽视。
1我国儿童乘车的现状
目前汽车上的座椅、安全气囊、安全带等装置都是根据成年人设计的，所以当儿童乘车时既不舒适也不安全。而且儿童的身体结构相对于成年人来说脆弱得多，在遇到车祸时造成的伤害也更大。所以仅采用这些专为成年人设计的安全设施来保护儿童是远远不够的，必须使用额外的安全措施来保障儿童的乘车安全。
根据我国交管部门的统计数据显示：2004年，我国有7077名15岁以下的儿童在交通事故中死亡；有28016名15岁以下的儿童在交通事故中受伤。《2012~2013中国汽车社会蓝皮书》显示，我国儿童因交通安全事故的死亡率是欧洲的2.5倍，美国的2.6倍，交通事故已成为我国14岁以下儿童的第一死因。蓝皮书还显示，我国75.66%的汽车内没有安装儿童安全座椅；39.95%的家长曾让孩子坐在副驾驶位置；43.12%的家长选择在乘车时怀抱儿童[1]。
2影响儿童乘车安全性的因素
2.1儿童的乘坐位置
1）出门在外，我们在汽车副驾驶位置经常可以看到儿童自己一人坐在那的情景看似离驾驶员的近，安全性高，实则当发生碰撞时，气囊会以大约每小时30公里的速度打开，这足以让一个儿童窒息。此外，气囊爆开时与儿童头部的瞬间接触力可高达几百公斤，远远超过儿童的承受能力[2]。所以无论汽车是否装有气囊，将儿童单独放在副驾驶位置都是不安全的。
2）另外还有一部分家长认为把儿童抱在自己怀里才是最安全的，殊不知当遇到紧急状况刹车时儿童则变成了大人的安全气囊。有数据显示，当汽车在每小时40公里的速度行驶时突然紧急刹车，那么在惯性的作用下，5.5千克重的婴儿会变成110千克，家长根本无法抱紧，儿童会像子弹一样飞出去或者成为大人的安全气囊[3]。这样家长不但不能保护儿童，反而成为威胁儿童生命的潜在因素。
2.2儿童安全座椅的使用
儿童安全座椅的使用对儿童乘车安全起到了极大的保护作用。有数据显示汽车使用儿童专用的安全装置可有效地将儿童受伤害的几率降低70%左右，伤亡的比例从11.5%减少至3.5%，其中儿童汽车安全座椅是最为关键的安全装备[4]。但是我国的相关法律对儿童乘车一直没有强制规定，家长对儿童乘车安全认识也不充分。据调查，在北京、上海、成都、天津等几个私家车保有量较大的城市，汽车儿童座椅的平均使用率仅5%左右[5]。即使在车上安装了儿童安全座椅，但由于安全座椅对儿童的束缚性较强，“绑”久了儿童会哭闹。于是，更多时候安全座椅成了摆设。
2.3儿童自身的特殊性
儿童的自我控制能力较差，加上好奇心的驱使，当车窗开启时，他们会不自觉将肢体伸出车外,这样就很容易被路边的树枝、栅栏刮碰,更为危险的是遭遇同向急驰而来的后方超车的刮碰。
2.4空调废气中毒伤害
当车内长时间开启空调时会导致车内外空气不能对流，尤其是在汽车停止时，继续运转空调可使发动机排出的一氧化碳聚集于车内。因为儿童的神经系统发育尚不健全，这就导致在车内休息、睡眠时极易发生一氧化碳中毒。所以当家长发现儿童有精神不振、恶心、呕吐等症状时，应该立即打开车窗通风。
3结论
儿童乘车的安全性问题刻不容缓，为了保证儿童乘车时的安全性，措施有：（1）应加大宣传力度，让家长充分认识到儿童乘车安全的重要性；（2）深入开展汽车安全性的研究，研发出适合我国儿童乘车的安全装置；（3）相关职能部门加强监管力度，为儿童安全乘车保驾护航。
参考文献
［1］陈伟栋.儿童安全座椅不应再是摆设[N].光明日报,2014-1-23.
［2］行者.儿童乘车安全误区[J].汽车与配件,2006(22):27-29.
［3］霍庆泽.宝贝计划—通过法规等行政手段保护儿童乘车安全[J].世界汽车,2008(10):32-33.
汽车安全气囊论文篇12
(2)生成的金属钠与硝酸钾发生二次反应,又有X生成,同时生成氧化钾和氧化钠,请写出该反应的化学方程式___________________________;将该反应中的氧化剂与还原剂填入下列空格中,并标出电子转移的数目和方向。
其中产物氧化钾和氧化钠,能与安全气囊中二氧化硅发生反应,生成硅酸盐。
(3)碰撞后瞬间释放的气体使安全气囊胀大,从而能阻挡人体前冲。若安全气囊内放有260 克叠氮化钠,产生的气体有______升(假定此时气囊内压强为101325 Pa,温度为300 K)。在此后的0.1 秒内,气体通过气囊上的小孔迅速消散,气囊收缩。
(4)在上述安全气囊的配方中二氧化硅的质量分数至少为_______________。
(5)气囊中的二氧化硅是为了与氧化钾和氧化钠发生反应生成硅酸盐,这一步有必要性吗?请谈谈你的看法:______________________________。
[命题意图]本题是受一道初中试题[1]的启发创作而来。以汽车发生意外碰撞时安全气囊中的物质发生的化学反应为载体,融化学反应原理、氧化还原反应的概念及其方程式配平、阿佛加德罗定律、化学计算等知识于一体,实现了“情境载体――知识融通――能力实现”的基本命题思路,对学生接受与处理信息的能力、思维能力、计算能力和科学素养等进行综合考查。本题以生活实际中情境为切入点,期望引导学生关心生活、科技和社会现实,激发学习兴趣,促进学生感悟、体验化学的价值与意义等情感目标的落实,发挥考试的教育功能。
[试题点评]
1. 情境来自现实,贴近学生生活。随着社会的发展,汽车、汽车安全气囊对学生来说都不再是陌生的话题,不少学生家里都有私家车。解决汽车安全气囊中的化学反应问题,让学生感受到化学就在自己身边,联通化学知识与现实生活,使学生培增学习化学的兴趣,从而运用化学的理念思考和解决现实问题――而这正是科学素养的体现之一。
2. 弘扬化学学科的价值。汽车安全气囊可提高汽车安全性的作用无容置疑。本题让学生领略和感受到化学的价值和意义,为学生树立积极健康的学科形象,拓展知识视野。试题的内容和解题的过程有着鲜活的时代气息。
3. 体现人文关怀、体现绿色化学的思想。安全气囊中的主要反应结束之后,对产生的K2O和Na2O的处理,正是从环保角度思考,使解题过程充分体现科学和人文的融合。
4. 强调主干知识。试题考查的内容――化学反应原理、氧化还原反应方程式配平、氧化还原反应的概念、阿佛加德罗定律、化学计算等都是化学学科的主干知识。主干知识的考查一直是高考重点,上述这些主干知识也一直是高考的重中之重。
5. 问题设置由易到难,具有较好的梯度。第一问是叠氮化钠的分解,题干的表述非常清楚, X是氮气可以说是一目了然。第二问是钠与硝酸钾的反应,对反应产物题干中亦有明确的表述,用化合价升降法配平此方程式、标出电子转移的数目及方向也是最基本的要求,难度大于第一问。第三问要求算出300 K时的氮气的体积,必须先根据第一、二问的方程式算出氮气物质的量,氮气在标准状况下的体积,然后根据阿佛加德罗定律算出300 K的氮气体积。第四问由化学方程式算出K2O和Na2O的物质的量,再由碱性氧化物和酸性氧化物反应的方程式算出所需SiO2的物质的量,然后根据叠氮化钠的质量与百分含量算出SiO2的质量分数。最后一问,要求学生从题干中提取信息,K2O和Na2O会随气体一起从气囊中散出,会喷到驾驶员、乘客身上以及环境中,联想到K2O和Na2O都是典型碱性氧化物,极易与水反应生成具有强腐蚀性的强碱,对驾驶员、乘客与环境都有危害,利用它们与二氧化硅反应生成无毒、无污染的硅酸盐。本问对学生提取信息的能力、思维能力、语言表达能力要求较高。
[试题解析]
(1)叠氮化钠分解,题干的表述非常清楚,不难得到X是氮气,但需要注意的是在书写化学方程式时叠氮化钠的分解条件――放电。
(2)钠与硝酸钾的反应,反应的产物题干中亦有明确的表述,用化合价升降法配平此方程式、标出电子转移的数目及方向也是最基本的要求。
得到产生氮气物质的量共为6.4 mol,设气囊温度是300 K,要算氮气的体积必须根据阿佛加德罗定律:同压下,一定量气体物质的体积之比等于温度之比,即6.4 mol×22.4 mol・L-1/273 K=V/300 K,求算出300 K时氮气的体积。
(4)根据方程式②算出K2O和Na2O分别是0.4 mol和2 mol,再根据方程式:
算出所需二氧化硅的最小质量:2.4 mol×60 g・mol-1=144 g,这是与氧化钾和氧化钠恰好反应所需的二氧化硅质量,其质量分数为:
144 g×0.5/260 g=0.277。
(5)从材料中提炼信息:气体会通过气囊上的小孔迅速消散,不可避免氧化钾和氧化钠也会从气囊里散出,就会与驾驶员和乘客的皮肤直接接触,生成对人和环境都有危害的物质,所以利用它们与二氧化硅反应生成无毒、无污染的硅酸盐。
[答案]
(1)N2 , 2NaN3 2Na+3N2
(2)10Na+2KNO3K2O+5Na2O+N2
(3) 157.5; (4) 0.277
(5)有必要。因为氧化钾和氧化钠都能与水反应生成强碱。氧化钾和氧化钠随氮气从安全气囊逸出,就可能与驾驶员和乘客的皮肤直接接触,在与空气环境中可发生反应生成强碱,对人和环境都有危害。所以,可利用它们与二氧化硅反应生成无毒、无污染的硅酸盐把它们处理掉。
参考文献:
汽车安全气囊论文篇13
汽车最初面世时，已经有人发觉只要用一条带，将臀部缚在座椅上，便能令颠簸的身子稳定下来，尤其是当时的马路凹凸不平，经常把车上人颠个半死。这种围绕式安全带虽然早在1907年已经注册，可是一直未受重视。直至第二次世界大战，才有人开始认真研究安全带的实际用途，但他们却非汽车业人士，而是当时发展迅速的航空工业从业人员。
当汽车或者飞机前进时，人也以相同的速度向前推进，假如突然停下来，乘客的身体便会继续以高速惯性前冲，要将身体维持在座位上，必须有3000-5000kg的力量，因此，安全带一定要强而有力，但又富弹性及易于佩戴。
初期的2点式斜式安全带缺乏足够的力量将前冲的身子固定，由两名美国空军夏云(Hugh de Haven)及格斯沃(Roger w Griswold)发明的y型3点式安全带，则由于安全扣位置在乘客的背后，不单未能完全锁紧身子，更会压伤内脏而不能产生应有的保护作用。
布连发明的3点式横放v型安全带出现后，情况才扭转过来，这种简单而安全的设计模式，基本上一直沿用下来。早在1967年已将3点式安全带定为后座标准装置的沃尔沃，更将使用权开放给其他汽车制造商，日后的改良也集中于提高效率及使用时的舒适和方便性。
创新――让安全带更安全
3点式安全带的第一次改革于1968年出现，一个名叫固定转芯的小装置，首次应用在前座安全带上，3年后，后座也采用了。由于可以容许乘客有更多的活动自由，省却了因适应不同人体形而作出特别调校的麻烦，而且闲置时亦不会碍手碍脚，终于巩固了现代安全带的模式。不过，直到1986年，后排中间的座位才成功安装3点式安全带，令全车乘客都可以得到周全的安全保护。
1990年，早已把3点式安全带列为所有座位的标准装置的沃尔沃汽车再进一步，增设了一种附加设备――安全带束紧器，它能够藉着感应器于制动时做出的反应，收紧安全带，加强保护力。
上世纪90年代初，另一种被动的汽车安全装置――安全气袋面世，但安全带的作用却并未因此减弱，反而由于部分气袋张开时力度过猛，令人意识到安全带加气袋，方可在意外时为乘客提供最安全的保障。
目前大部分安全带都是紧急锁止式安全带，这种安全带对车内成员可以起到不错的保护作用，但还不是最完美的。首先这种纯机械装置虽然能够快速锁止，但在碰撞的一瞬间还是会有小幅度前移，防护效果不够完美。另外安全带和乘客的身体之间多少还是会有一点间隙，这也会导致位移加长。因此为了更好地保护乘客安全，人们又开发出预紧式安全带。预紧式安全带是指在发生撞击的一瞬间，卷收器会自动将安全带往回拉一段距离，以消除安全带与身体之间的间隙，最大程度地减少乘员的位移。不过由于设计的原因，这种安全带需要定期维护和更新，成本较高。
去年年底，美国一家汽车公司研发出一种用置于座椅下的低温瓦斯罐达到充气效果的气囊式安全带，可以在40毫秒内完成安全带内管状囊的气体塞填，充气膨胀后的安全带与乘客身体的间隙缩小，在车身发生侧撞与前撞的情况下，形成紧密之包覆与固定。和从方向盘或仪表盘内释放的前座气囊相比，这种安全带内置气囊的充气过程较“温和”，更有利于保护儿童和老年人安全。
“当今保护生命安全的两大汽车装置是气囊和安全带，而这个新装置集两者特点于一身。”这家公司负责研发气囊安全带的工程师说，这种内置气囊的安全带比普通安全带更宽，有助于分散使用者在撞车时胸部所受到的冲击力，还能支撑头部和颈部，减少使用者受伤的可能性。虽然此项技术还没有得到普及，但这应该是安全带发展历史上的一种新的有益尝试。
普及――《28000宗意外报告》
汽车业的乐土――美国，是初期最看不起安全带的地方。早在1953年。当地一位汽车生产商已经提供前座安全带作可供选购装备，可惜市场毫无反应，数年后，该公司再一次推广安全带，结果还是一样。当时美国舆论更批评安全带碍手碍脚，令乘客感到不舒服。
到了1963年，所有沃尔沃出品的汽车的前座都已经将3点式安全带作为标准装置，布连为了打开庞大的美国市场，联同负责瑞典国内安全带测试及批核的艾当博士到美国讲学，并向公众及车厂讲解安全带的优点，可惜收效仍然不大。
3点式安全带开始为人接受始于1967年，布连在美国发表了《28000宗意外报告》，当中记录了1966年瑞典国内所有牵涉沃尔沃汽车的交通意外，数字清楚显示，3点式安全带不但能够保住性命。更能在超过半数的个案中，减低甚至避免乘客受伤的机会。
该报告遂成为世界各地有关汽车安全带立法的重要游说工具，特别是在依然顽固的美国。其时美国国家高速公路安全局的赫顿，早已积极争取在车厢内安装安全带，及至布连的报告出现。美国第一条关于安全带的规例终于在1968年出现。
现在。不少国家都已强制规定使用安全带，虽然大部分地区只要求前座乘客佩戴。第一条强制佩戴安全带的法规1971年时才在澳洲的维多利亚省通过，接着陆续有其他国家效法。然而。美国却一直没有联邦法规规定车中乘客佩戴安全带。目前美国的安全带使用率约为60％―65％，因为部分州政府已订立有关法规。至于欧洲，使用率大概是七成，但由于地理及文化因素，各地的差异颇大。
