电子稳定性控制（ESC）系统有效降低车辆倾覆危险

作者：TRW汽车集团    来源：汽车制造业

欢迎访问e展厅 展厅 2 汽车电子展厅 车灯, 遥控发射器, 汽车娱乐系统, TPMS胎压监测, 汽车防盗器, ... 电子稳定性控制（ESC）系统以横向稳定控制的特点把防抱制动系统和牵引力控制系统性能组合在一起，可监视车辆的横向稳定性，并调节制动压力和发动机扭矩，以使车辆保持在稳定行驶状态。该项技术成为日益盛行的汽车标准配置。 密歇根大学运输研究所（UMTRI）首次研究证实，以SUV为代表的重心偏高的车辆在翻覆前，车身摇晃不定是最常见的事故先兆，而ESC系统有助于矫正驾驶者的不足或过度转向以及在紧急制动时的危险操作，对保持车身稳定实施有效支持。 研究背景与目标 通过对翻车事故的研究发现，导致翻车的状态一般分为四种，即公路和越野路况下的“Tripped”和“Untripped”状态：“Tripped”是指因车辆一侧或轮胎突然碰撞到路面凸起物或路障，导致车身摇晃不稳；“Untripped”是指 “Tripped”以外的不稳定状态。 上述四种情况中，只有4%的翻车事故属于公路“Untripped”。美国公路交通安全管理署（NHTSA） 首次针对这种翻车种类开发了麋鹿避障试验（fishhook test）。麋鹿避障试验实际上是一个高速避撞测试，该试验首先让车辆以56～80km/h的速度进行一个急速左转弯270°，紧接着是一个右侧540°方向改变动作，如果这两种情况下，两个内侧车轮均离开地面5.08cm或更多，那么这辆车被认为有翻车的可能性。而属于底盘技术的ESC在降低翻车事故伤亡的作用，迄今还并不为大多数人了解，因为它一般作用于4%的公路“Untripped”。 过去，事故前的车辆和路况信息往往在研究文献中被忽略，TRW汽车集团特聘密歇根大学运输研究所进行了翻车前车辆运行状态的研究，并把研究目标分为三个层次：进一步发展TRW的底盘技术，创造克服SUV翻覆倾向的措施；为汽车工业的安全法规制定提供科学依据；增加普通消费者对翻车事故原因的了解。 文献述评摘要 对既往文献的回顾披露了一些值得关注的事实，比如：SUV翻车造成的死亡人数自1991年以来增长了一倍以上（数据来源于2002年Deutermann主编的《致命翻车事故的特征》报告），而造成翻车事故增加的主要原因是道路上SUV类型车辆的大量增加。这份报告将翻车前的车辆操纵状态分为两类：一类包括直线行驶、超车、变道和弯道驾驶；第二类包含了所有其他情况。在致死的翻车事故中，翻车前“直线行驶”的占61%，而“弯道驾驶”为31%。美国全国碰撞事故数据表明，大多数车辆在翻车之前处于移滑的危险状态，大部分翻车事故是由于直线行驶时突然“Tripped”而发生侧翻的。 影响翻车几率的因素 研究分析的首要任务就是分析以下已公布的NHTSA翻车事故数据库：1999～2001年事故死亡分析上报系统和1999～2001年总体评估系统，旨在把SUV数据与一般乘用车数据进行比较，并掌握以下主要方面的信息：操纵环境（如转弯半径、坡度和速度极限）；车辆设计（是SUV还是一般乘用车）；驾驶员个人情况（年龄、性别以及是否酒后驾驶）。 1.车辆类型对翻车几率的影响 （1）在单车事故类型中，SUV和一般乘用车的翻车几率分别为29.9%和10.4%，SUV的翻车事故几率是一般乘用车的3倍（见图1）； （2）若将单辆汽车事故与多辆汽车事故都包括在内，那么SUV的翻车几率是一般乘用车的3.4倍； （3）在翻车事故中，伤害几率（包括死亡）在SUV与一般乘用车之间没有大的区别； （4） SUV与一般乘用车相比，单辆汽车事故中的翻车几率可能是2.9倍，而多辆汽车事故中则高达6.7倍。 2.车辆行驶中的环境因素对翻车几率的影响 （1）转弯时车辆发生翻车的几率较大：SUV为48.2%，一般乘用车为18.2%（见图2）； （2）转弯时提高车速会导致翻车几率的增加：当时速超过80km时，SUV的翻车几率为38.5%，而一般乘用车为16.5%（见图3）； （3）坡道上发生碰撞时翻车几率也会增加：SUV为37.9%，一般乘用车为14.9%（见图4）； （4）天气和路况对增加翻车几率也有重要影响：在冰雪覆盖的车道上，SUV为42.4%，一般乘用车为13.9%； （5）日光和白天的不同时段对翻车几率没有显著影响。 3.驾驶者对翻车几率的影响 （1）无论是驾驶一般乘用车还是SUV，驾驶者越年轻，翻车几率越大； （2）酒后驾车会增加各类车辆的翻车几率，其中SUV的翻车几率增至38.6%； （3）车载乘员人数可增加翻车几率，载3人或3人以上时，几率增加到36%； （4）驾驶者的性别未显示出对于乘用车或SUV翻车几率的差异性影响。 SUV翻车事故前的数据分析 在研究、对比了众多碰撞数据和其他统计数据后，密歇根大学运输研究所的研究者们更深入地分析了SUV发生翻车事故前的特性。他们使用的是美国NHTSA的全国碰撞事故抽样调查统计系统的数据。这一数据库包括足够详尽的信息，可以对下述项目进行编码研究： （1）翻车前的多项事件； （2）翻车前某事件发生后车辆的稳定性； （3）成功避撞和恢复稳定性的操作行为； （4）引发翻车的种类和引发区域及地点； （5）侧倾方向； （6）直角转弯的次数； （7）侧倾位置； （8）翻车起始时的路面状况。 用于研究分析的共计有262个翻车事故记录。当每个事故被编号录入系统后，研究者以软件程序提出各类询问，寻求并界定可能有助于控制底盘系统稳定，减少翻车几率的关键因素。统计数据表明： 1. 碰撞前的操纵状态 49.8%的车辆为“直行”，48.3%的车辆处于“转向”时的某种状态。 2. 关于翻车肇事的种类：39%的事故与地面“固定物体或路面凸凹”有关，32.8%的车辆是被路面物体碰翻（Tripped），23.8%的翻车是因与其他机动车碰撞引起。 3. 关于翻车前事件 超过33.6%是“车辆失控”随之“移滑”，而14.9%的翻车为“与其他机动车碰撞”然后移滑，13.8%翻车前为“车辆驶离道路”和“车辆表现为转向中失控”（见图5）。 深入研究被记录为“车辆失控”的案例表明，75%的案例发生在有冰、潮湿或积雪的路面。与其他车辆发生碰撞的翻车作为第一事故被置于优先——车道偏离（84.4%），紧急避让操作（14.2%）——这些已被证实的事件能够由ESC系统支持驾驶员保持车辆稳定以避免碰撞。其他1.7%翻车是在事件以后（例如在翻车前的紧急避让操作）发生侧滑（untripped)，其他5.7%的翻车是在驶离车道之前，车辆发生侧滑时发生的。最后20.4%的翻车是在车辆离开公路又回到公路然后再翻车（这种潜在的影响度就是驾驶员过度修正转向引起的）。 SUV在翻车事故前的特点 从大量的资料和研究分析可以得出如下结论，即与ESC有关和降低SUV翻车倾向的潜在碰撞： 1.48.5%的事故案例表明ESC对翻车的程序（包括稳态车辆离开公路并转到非稳态时）的结果具有重要作用； 2.SUV翻车的大多数原因是与横摇引起的失控有关，而不是高横向加速度，即转弯半径引起翻车（见图6）。 3.在与其他非倾翻碰撞有关的横摆不稳定状态中，ESC系统不受车型限制，具有防止碰撞能力，从而提供了该技术的更广泛应用。例如，美国公路交通安全管理局在2004年9月公布的最初调查结果认为，ESC系统对乘用车中单辆汽车的碰撞降低35%，而美国高速公路安全保险研究所（IIHS）研究统计资料指出，ESC系统降低单辆汽车死亡危险率为41%。奔驰公司和丰田公司对单辆汽车碰撞的公布研究资料也证实了这点。并且奔驰公司数据披露ESC系统在某些碰撞中具有降低15%碰撞的结果。 密歇根大学运输研究所研究的主要结论是，ESC系统对降低翻车的显著作用超过4%；假定当只在公路上发生untripped事件时，对导致翻车发生程序的原因研究指出，ESC系统具有显著效果；当对车辆失控或离开道路状况进行分析时，证实在发生翻车危险状态时，ESC系统技术能够降低翻车事故的总数量，由此全面提高SUV的安全性。(end)

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