汽车防撞系统是怎么工作的？

汽车防撞钢梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由主梁、吸能盒，连接汽车的安装板组成，主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害，通过这样就发挥了它对车辆的保护作用。

防撞梁的作用主要用于中低速碰撞时减少维修成本，并能在一定程度上减轻对成员的伤害。

防撞钢梁其实是一种车身加强件，可以分为前防撞钢梁、后防撞钢梁和车门防撞钢梁三种，它们的作用是不一样的，以下分别介绍。

前防撞钢梁

大家如果看看汽车的车身结构图就会发现：汽车前部是由两个纵梁、前围挡板和前防撞钢梁组成的一个“口”字形结构，在这里，前防撞钢梁起着至关重要的作用，如果没有它，汽车前部就是一个开放式的结构，如果发生正面碰撞，会直接伤害车身纵梁，如果碰撞恰好发生在两道纵梁之间，就会直接伤害发动机舱中的一些重要零部件；如果发生侧面碰撞，由于两道纵梁之间没有连接，会导致纵梁变形。所以，前防撞钢梁是车身结构的重要组成部分。

我们平常所说的保险杠是由外板、缓冲材料和防撞钢梁三部分组成。其中外板和缓冲材料是用塑料制成的，防撞钢梁是用冷轧钢板冲压而成的U形槽；外板和缓冲材料附着在防撞钢梁上，防撞钢梁与车架纵梁连接。保险杠是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前后部的重要安全装置，是汽车的第一道安全屏障。

很多人说保险杠里面就是泡沫是偷工减料，是黑心厂，其实是错误的。这层泡沫是一种缓冲材料，能够在发生碰撞时保护行人。是汽车安全行人保护系统中重要的一项。你设想一下：如果一辆汽车撞了行人，你是愿意保险杠损坏行人安全还是愿意保险杠没事而行人受伤？

当汽车发生前部正面碰撞时，力的传导是这样的：

也就是说，防撞钢梁首先承受撞击力，然后吸能盒溃缩吸能，吸收部分碰撞能量，剩余的碰撞能量传导至后方的连接部位上，让纵梁和乘员舱来承受。这样就对前防撞钢梁提出了要求：不能太软，直接撞烂了，起不到吸收能量的作用；也不能太硬，不能变形吸能，碰撞能量全部传递到纵梁去了。所以，防撞钢梁的强度是经过精密计算的，不能仅以防撞钢梁的材质、厚度、结构形式来判断它是否安全。

后防撞钢梁

大家经常说的汽车没有防撞钢梁，其实就是说没有后防撞钢梁。那么汽车后防撞钢梁究竟有什么作用呢？

大家再来看看车身的后部结构。可以看到，在汽车后部的两道纵梁之间是由不是空的，一般都是汽车的后尾箱，能在一定程度是起到加强车身强度的作用，还有些车在后部两道纵梁之间直接加装了横梁，以加强纵梁的刚度。所以，在这种结构下，后防撞钢梁对车身结构的加强作用是微不足道的。

那么后防撞钢梁的主要作用是什么呢？

后防撞钢梁的主要作用是降低低速碰撞时车辆的损伤，一般由钢、铝、橡胶或者塑料制成，个别的使用泡沫缓冲材料。主要工作原理是通过低速碰撞时挤压变形的方式吸收能量。

如果没有后防撞钢梁，当车辆尾部遭受撞击，吸能材料吸收一部分撞击能量之后，不可避免地会把能量传递到车辆的整个后围板平面上，最终导致车辆后围板变形。后加强件的支撑点在左右纵梁上，如果前车有后加强件，遭受到撞击时吸能盒可以吸收大部分能量，对车体造成的损伤也会降低，维修费用会因此大幅下降。

与加强件最密切相关的其实是保险公司。加强件虽然对乘员安全性没有太大影响，但可以大幅降低碰撞中的维修费用。美国公路安全保险协会（IIHS）对车体损伤也作出了要求，损伤低则保险费用低。由于IIHS在美国不论是政治领域还是经济领域都有极大的影响力，所以美国政府的政策优势也会受到他们的左右。

在刚刚过去的周末，汽车圈里发生了一起本可避免的悲剧：某4s店现场演绎自动刹车功能——一辆新奇骏缓缓滴驶向貌美如花滴女主持人，按理搭载AEB（自动制动系统）技术的新奇骏应该在离女主持不过10厘米的地方自动停下。可这辆车偏偏头也不回滴撞上笑颜如花滴女主持，然后，然后女主持就花容失色了。

　　我们且不去谈由真人演示该项技术是否不合常理，当外界用“失灵”来给这次失败的演示下结论时，也许已经对自动紧急刹车这项技术存在了误解。

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　　AEB：一项5年后将全面普及的配置

　　美国高速公路安全管理局（下称NHTSA）曾多次强调汽车安全辅助技术的必要性，在美国，高达94%的交通意外事故来自人为操作失误，在这种情况下，就需要借助汽车的安全辅助系统对实际路况作出预判甚至采取措施。而在这些辅助技术里，自动紧急刹车（AEB）是普及最为广泛的一项。在美国，NHTSA与IIHS一直推动着汽车厂商装载AEB系统，到了2022年自动紧急刹车将成为量产车的标配。

　　AEB全称Automatic Emergency Braking，其原理主要是通过车头位置装载传感器和摄像头的测距模块，对前方车辆及其他障碍物的所在位置、距离进行监测，当安全距离过短并具有碰撞风险时，系统会向驾驶员发出紧急制动提醒，当驾驶员未能作出相应处理时，系统会自动接管车辆的制动系统，下达指令紧急刹车。

　　目前大部分的AEB均有两个子功能：当系统计算出制动的必要性、而驾驶员的刹车力度不足以保证安全时，DBS（Dynamic Braking Support）功能可以提供一定的制动补充；另一种情况则是驾驶员没有及时做出刹车动作时，CIB (Crash Imminent Braking)会接管车辆的制动系统，自动降低车速甚至将车辆刹停。

　　从2006年开始，DBS和CIB功能已经陆续以选装形式出现在一些量产车里，早期以豪华品牌为主。后来，汽车厂商从AEB系统中衍生出更加细化的PAEB（Pedestrian Automatic Emergency Braking），即针对行人的自动紧急刹车系统。

　　相对来说，PAEB的应用范围更广，针对直行、转向等多种路况，对行人横过马路、在路侧行走等情况进行监测，规避碰撞风险。但PAEB更依赖于摄像头，并需要利用雷达传感器与之配合。目前PAEB技术正逐渐以选配的形式出现在新车里，但NHTSA对其可靠性尚无测试结果。乐观估计，PAEB的安全保护系数会比AEB更高。

　　设计初衷只是防追尾

　　美国《消费者报告》在不久前进行了一项与AEB相关的数据统计:进入2017年，AEB的配置普及率已经大幅提升。以作用于城市路况的AEB系统为例，2016年的标配率只有10%，到了今年将提升至19%，选装率也提升至46%。

　　目前，大部分汽车厂商采用的AEB技术原理都相差不大，基本都需要依靠传感器和摄像头来实现测距。传感器一般是指雷达，现阶段的雷达原理包括毫米波雷达、激光雷达、红外探测雷达等。摄像头的技术则更加丰富，正如不久前雅斯顿一篇文章提到，连索尼公司也加入到自动驾驶的摄像头技术阵营。

　　追根溯源，上世纪50年代初，凯迪拉克在一款概念车里加入了简单的雷达监测装置，这被认为是最早期的碰撞预警。而最早量产的汽车防撞系统则来自于沃尔沃S40，基本原理也是依靠雷达传感器侦测前方车辆，同时加入了提醒功能。

　　进入21世纪初，AEB才正式成为汽车巨头们争相研发的重点之一。值得一提的是，AEB的设计初衷只是为了避免汽车追尾事故，因此更多的是通过雷达传感器来感应与前方障碍物的距离。直到后来，本田、丰田、沃尔沃为代表的车企们才陆续开始考虑将行人侦测加入这项系统中。

　　但是，由于雷达传感器需要利用目标对电磁波的反射来测定位置及距离，一旦遇到电磁干扰、天气、或者目标体积小等特点，雷达传感器的精度就会受到影响。因此，如果要对准确检测前方行人及动物，则需要依靠精度更高、干扰更少的摄像头，比如丰田最早将双头立体镜头安装在前挡风玻璃窗。沃尔沃则在后来就了激光雷达，以检测前方行进中的自行车，这成为了沃尔沃独有的行人与自行车碰撞侦测系统。

　　大部分车企推出的AEB系统都会包括DBS和CIB功能，奔驰、奥迪等豪华品牌则会将重点放在AEB的人性化体验中，比如将实施过程分为几个步骤：第一步是在抬头显示区域作基础提醒，有的附加语音提醒；第二步则是自动关闭窗户、收紧安全带等动作，以实现提醒和保护的双重作用。

　　这两个过程通常在短时间内完成，如果此时驾驶员依然没有作出刹车动作，系统将会开始接管刹车功能。比如奥迪就会在将这一阶段分为两步：首先是以3m/s?的速度进行轻微刹车，如果驾驶员依然没有作出反应，那么第四阶段将是以5m/s?速度制动，直至车辆完全停下来。

　　虽然目前AEB只是作为安全辅助系统推出，但不可否认的是，这将是未来实现自动驾驶的一个重要技术支撑。目前，一些厂商会将AEB系统与GPS结合，比如接近交通灯时，系统会发出减速刹车提醒、甚至在必要时实施制动。这种思路则有点像导航软件的路况提醒。类似的技术还会应用在后装市场，比如最近逐渐流行的智能后视镜也会推出功能相近的ADAS，不过仅停留在预警阶段，且对于速度和车辆所处位置的要求很高。

　　自动，不代表完全依赖

　　AEB作为汽车防撞系统(Collision Avoidance System)中的一环，大部分的实施环境为低车速；一旦车速过高，AEB的实际效果会大打折扣，因此高车速的防撞交由自动转向系统来实现。

　　然而，AEB也并不是在所有低速情况下都能实现，其作用前提比想象的更严苛。回答文章开头的事故，根据日产官方的介绍，奇骏采用的这套IEB预碰撞智能刹车系统，对车辆的作用速度是5-80km/h，而对行人的作用速度是10-60km/h，当检测到碰撞可能时会发出警示、必要时会作出自动刹车的决定。

　　以此来分析日产奇骏发生的碰撞事故，基本可以有三个猜测：第一，当时演示车辆的车速在10km/h以下，未能唤醒AEB系统；第二，系统已经被激活并发出预警，但驾驶员操作不当，系统默认为驾驶员负责制动；第三，现场环境复杂，传感器无法准确识别。

　　目前，大部分的舆论认为这次的事故是错误示范，而非AEB本身的问题。但对于AEB本身的局限性，并不是所有消费者都有所了解。美国汽车协会(AAA)曾对五种不同原理的自动紧急刹车系统进行了70多个试验，结果显示，并非每一个AEB系统都有相同的刹车效果，因为AEB系统本身也有等级之分。

　　比如一种被称作“精简版”的AEB就不会完全刹停车辆，只会施加刹车效果以降低碰撞严重程度。这种类型AEB一般情况下平均能降低速度40%，当时速低于30英里（约为48公里）时，配置该类型AEB的车辆测试中有33%会免于因碰撞而损毁，但当速度高于45英里（约为72公里）时，仅有9%会幸免。

　　综上所述，其实大部分AEB系统都对作用速度和工作环境有较为严格的规范，同时，几乎所有的汽车厂商也都明确提醒，这只是一种“辅助式”的驾驶功能。驾驶员不可对此过分依赖。

　　对于现阶段的驾驶辅助功能，消费者的态度依然两派分明：对这种电脑操作过于戒备；或者对自动化过分信任。不过，无论是哪种态度，显然都不够明智。关于自动紧急刹车，我们还需要很长一段时间去了解。

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汽车的防撞钢梁也就越来越受到人们的注意，很多人在购买汽车时甚至将防撞钢梁作为一个必备条件，没有防撞钢梁的车坚决不买。那么汽车的防撞钢梁究竟是什么呢？它有什么作用呢？

汽车防撞钢梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由主梁、吸能盒，连接汽车的安装板组成，主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害

汽车前部是由两个纵梁、前围挡板和前防撞钢梁组成的一个“口”字形结构，在这里，前防撞钢梁起着至关重要的作用，如果没有它，汽车前部就是一个开放式的结构，如果发生正面碰撞，会直接伤害车身纵梁，如果碰撞恰好发生在两道纵梁之间，就会直接伤害发动机舱中的一些重要零部件

保险杠是由外板、缓冲材料和防撞钢梁三部分组成。其中外板和缓冲材料是用塑料制成的，防撞钢梁是用冷轧钢板冲压而成的U形槽；外板和缓冲材料附着在防撞钢梁上，防撞钢梁与车架纵梁连接。