汽車安全TPMS技術---BMBS的技術創(chuàng)新點
1、汽車爆胎事故防范及現(xiàn)有技術
汽車爆胎引致重大交通事故和損失問題,是汽車誕生100多年來一直困擾汽車業(yè)界的技術難題,最早的爆胎后事故防范技術發(fā)明專利(US 2174464A—自動制動控制機構)見于1939年的美國,1999年,仍有獲得美國專利授權的發(fā)明專利(US 5934768A—制動控制裝置)公布,上述公布的現(xiàn)有技術方案均從在爆胎后解除爆胎車輪制動功能著手,囿于未對爆胎車輪及車輛動態(tài)力學狀況與駕駛員制動反應時間進行聯(lián)系和科學分析,受到汽車傳統(tǒng)技術理論或觀念的局限所致。
修改后的美國聯(lián)邦運輸法規(guī)定,2003年11月1日起,新出廠的汽車必須配置TPMS系統(tǒng),2007年9月1日起,所有汽車必須具有TPMS系統(tǒng)。 TPMS是輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System)的縮寫,已經(jīng)成為汽車業(yè)界的專有名詞,足見汽車業(yè)界和世界公眾對爆胎問題的重視。
上世紀80年代起,輪胎技術受到汽車業(yè)界的關注,以美國、日本、歐盟為代表的輪胎生產(chǎn)大國,陸續(xù)推出各種新型輪胎產(chǎn)品,代表性的有米其林公司生產(chǎn)的PRX輪胎。上世紀末的90年代中期開始,PRX輪胎進入商業(yè)應用,本世紀開始,新型輪胎技術頻繁出現(xiàn)于各種煤體。
TPMS技術核心是對輪胎氣壓、溫度進行即時監(jiān)測,向駕駛員作出信息預警,現(xiàn)有TPMS技術的目標為輪胎信息預警提示,且基于省電模式下的信號采樣頻率受到限制,該技術方案設置的輪胎氣壓采樣頻率(每6秒采樣一次)無法對突發(fā)的爆胎(0.1秒左右)信號進行實時監(jiān)測采樣,因此,TPMS技術產(chǎn)品無法對爆胎災難實施救助。
國內(nèi)在2003年起進入TPMS研發(fā)高峰期,近300家企業(yè)和科研院所投入TPMS產(chǎn)品研發(fā),但由于TPMS功能僅限于信息預警,市場反應遠遠低于預期,從國內(nèi)目前情況分析,若非TPMS強制性標準出臺,則TPMS產(chǎn)品市場前景不容樂觀。
PRX輪胎的學名為自支持輪胎,核心是降低輪胎的截面高度,設置專門的輪輞圈箍,在輪胎泄氣后用圈箍支撐輪胎,降低爆胎事故的風險程度。但PRX輪胎的局限也是十分明顯的,輪胎截面降低大大降低了輪胎的減震性能,使汽車舒適度性能下降,且輪胎制造成本大幅增加,應用前景并不樂觀(PRX輪胎已在20世紀 80年代商品化)。
TPMS和PRX技術均未涉及汽車爆胎后的主動防護救濟,且PRX產(chǎn)品由于價格因素和作用十分有限,特別是輪胎截面高度降低后剛度增加,車輪附著力下降而必須增加輪胎寬度,導致滾動阻力增大而增加油耗,應用范圍和應用前景不容樂觀。
2、BMBS技術創(chuàng)新點(技術核心)
輪胎安全監(jiān)控系統(tǒng)為世界首創(chuàng)的行車主動安全系統(tǒng),以輪胎氣壓監(jiān)測為基本技術支持、自動行車制動為功能特征。
現(xiàn)有技術基礎上的傳統(tǒng)觀念對高速狀態(tài)下實施行車制動特別是緊急行車制動持禁止態(tài)度,因此,爆胎后實施行車制動成為傳統(tǒng)觀念的禁地,這就是現(xiàn)有技術僅從輪胎氣壓監(jiān)測預警和輪胎技術改進進行研究開發(fā)的根本原因。
根據(jù)事故調(diào)查資料和數(shù)據(jù)分析,爆胎過程中有如下特征:爆胎后0.1~0.2秒內(nèi)輪胎全部泄氣;爆胎后汽車因慣性而保持原來行駛狀態(tài)3~5秒(爆胎后正常行駛距離約90~150米),爆胎后輪胎嚴重變形損壞并隨時間推移呈現(xiàn)加劇趨勢,直至輪胎撕裂導致車輪側向摩擦力喪失,汽車因此而嚴重失去控制。當汽車行車速度達到100Km/h~150Km/h時,駕駛員在爆胎后的反應時間平均為3.5秒左右,此期間汽車行駛距離達98~146米。
爆胎后的風險隨時間推移而急劇增加,因此,爆胎后盡早制動安全減速是最理想的救助措施,同時,汽車行駛中發(fā)生爆胎,無論采取何種措施,追求的最終結果是降低汽車速度甚至是停車,。
從上述分析可知,爆胎后有一個十分寶貴的時間(3~5秒),如能夠在此時間內(nèi)采取行車制動措施使汽車行駛速度大幅降低或停車,就可有效避免爆胎交通事故的產(chǎn)生,而令人遺憾的是,人的制動反應時間是客觀存在,恰恰無法在此期間內(nèi)作出行車制動措施!
BMBS技術及其產(chǎn)品正是從彌補人的生理局限著手,以爆胎后盡早實施制動減速為目標,實現(xiàn)爆胎后的自動救助。BMBS功能通俗的表述是:在駕駛員無法作出反應的期間內(nèi),代替駕駛員盡早實施行車制動,降低車速,從而達到降低和化解爆胎風險的目的。
BMBS技術的創(chuàng)新點的閃光之處在于其突破了現(xiàn)有技術傳統(tǒng)觀念的禁錮,對汽車爆胎后車輛動力學狀態(tài)進行了科學分析和系統(tǒng)研究,提出了爆胎后盡早實施行車制動減速化解爆胎災難的全新技術方案,使困擾世界汽車產(chǎn)業(yè)的難題得到徹底解決,這是中國人對世界汽車技術和交通安全所做出的巨大貢獻。
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