轿汽车防撞技术综述.docx
- 文档编号:11758807
- 上传时间:2023-03-31
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:458.47KB
轿汽车防撞技术综述.docx
《轿汽车防撞技术综述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轿汽车防撞技术综述.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
轿汽车防撞技术综述
毕业论文
论文题目:
轿(汽)车防撞技术综述
学院:
专业:
学生姓名:
学号:
指导教师:
职称:
2013年3月16日星期六
轿(汽)车防撞技术综述
摘要:
随着世界汽车工业的发展,汽车数量逐年增加,然而与汽车有关的交通事故,却对人们的生命财产构成了日益严重的威胁。
人们对提高汽车行驶安全性问题十分重视。
为了保证高速公路上急速行驶汽车的安全,迫切需要防止交通事故的发生。
如何有效防止车辆碰撞,这成为有效保护行车安全的重要因素。
轿车上采用的防撞技术,阐述其结构组成、简单工作原理及对于防止汽车碰撞产生的积极作用,并对防撞技术的发展提出思考。
关键词:
事故,防撞,技术
1引言
汽车防撞系统是一种可向驾驶员预先发出视听告警信号的探测装交通管理置。
它安装在汽车上,能探测接近车辆的行人、车辆或周围障碍物,能向驾驶员及乘员提前发出即将发生撞车危险的信号,使驾驶员采取应急措施来应付特殊险情,避免损失。
在众多的交通事故中,以追尾碰撞与侧向碰撞事故这两种最为常见。
在碰撞的瞬间,如果车辆具有某些防撞设备,将大大减少事故损害。
汽车防撞系统正是基于提高车辆的主动安全性来实现在行车过程中,给驾驶员提供必要的技术设施。
目前,在轿车上的防撞系统有防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)、电子稳定系统(ESP)、自动防撞系统等。
这些电子技术在汽车上的应用,大大提高了汽车的安全性能。
汽车碰撞标准是检验或评价汽车碰撞安全性能的重要依据,它不但对汽车制造商具有法律的约束,而且也能够促进汽车安全性能的提高。
2防抱死系统(ABS)与驱动防滑系统(ASR)
汽车的检测与维修死系统(ABS)正是为了防止制动时车轮抱死而诞生的一种防撞技术。
汽车在光滑路面制动时,有时候车轮会打滑,甚至令汽车的方向失控。
同样,在起步或者突然加速时,驱动轮也有打滑的可能,ASR就是为了防止这样的情况发生而出现的。
2.1ABS系统
(1)滑移率与地面附着系数的关系
制动过程轮胎在地面全滚动、边滚边滑及被抱死三种状态在地面上的印痕(如图1)。
滑移率公式为:
|
式中:
υ——车轮线速度
ω——车轮角速度;
r——车轮自由滚动半径。
由实验得到附着系数ƒ随着滑移率s的变化曲线(如图2)。
由图2可知滑移率s处于15%—35%的范围内轮胎与路面间纵向附着系数(s)和侧向附着系数(IX)都有较大值。
当车轮滑移率S=100%时,侧向附着系数ƒ2=0说明此时车轮抱死滑移而横向稳定性降低。
图1轮胎痕迹
图2滑移率与附着系数关系
ABS使汽车自动将车轮控制在纵向附着系数和横向附着系数都较大的范围内。
其原理是通过控制制动轮缸(或制动气室)的压力来控制作用到车轮的制动力矩,实现车轮滑移率约在15%—35%的理想状态,从而提高了汽车的稳定性以防止碰撞的发生。
(2)组成与原理
ABS主要由轮速传感器、制动压力调节器(液压模块)、控制单元ECU三部分组成。
它的原理是制动时轮速传感器检测与车速成对应关系的电压信号并传给ECU,ECU根据信号计算出车速与制动减速度,再根据计算结果对制动压力调节器发出指令信号,制动压力调节器根据信号控制制动压力。
该过程中ECU不断监控车轮信息,计算并发出指令,这样就连续地对制动压力进行控制(如图3)。
图3ABS系统原理图
因此,汽车制动时在要求有尽可能大制动力的同时,还要求制动轮不要抱死滑移,而是边滚动边滑移。
这也就是ABS所起到的作用,为车辆行驶方向准确性提供安全保证,进而避免车辆由于抱死产生甩尾碰撞或者失去转向而产生正面碰撞。
现在大多数轿车已安装了AB系统。
2.2ASR系统
ASR连接着一个电子传感器,它可以探测到从动轮速度低于驱动轮(这是打滑的特征),这时它就会发出一个信号,通过调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮等手段让车轮不再打滑。
ASR对汽车行驶稳定性加速性、爬坡能力有显著的提高,以前只是在豪华轿车上才有安装,不过现在许多普通轿车上也有了。
为了防止车辆在滑转情况下抱死或者甩尾碰撞,ABS与ASR经常相伴出现,同时安装这两个系统,车辆的安全性能会得到更大幅度的提高。
ASR和ABS可共用车轴上的轮速传感器并与行车电脑连接,不断监视各轮转速,当在低速发现打滑时,TCS(牵引力控制系统)会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。
若在高速发现打滑时,ASR立即向行车电脑发出指令,指挥发动机降速或变速器降挡,使打滑车轮不再打滑,防止车辆失控甩尾而产生侧面碰撞。
3电子稳定程序控制系统(ESP)
高速行驶时的车辆在遇到外部意外情况时(如汽车前方突然出现障碍物等),将使汽车处于危险境界,这时就无法保证汽车的安全性这时最易发生车辆由于转向失准造成车辆滑移侧向碰撞或者翻滚碰撞。
电子稳定程序ESP(ElectronicStabilityPrograme),即车辆稳定控制系统,是改善汽车行驶性能的一种控制系统。
该控制系统分成两个系统:
一个系统在制动系统中;另一个系统在驱动传动系统中。
利用与ABS系统一起的综合控制可防止汽车在制动时车轮抱死;利用ASR系统可阻止汽车在起步时驱动轮滑转。
只要汽车在行驶时不超出物理极限,ESP是兼有防止汽车转向时滑移、不稳定和侧向驶出车道的综合功能。
3.1ESP作原理:
ABS系统就是要防止在车辆加速或制动时出现我们所不期望的纵向滑移而ESP就是要控制横向滑移。
他是各种工况下的一个主动安全系统,处理各种异常情况,减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。
只要ESP识别出驾驶员的输入与车辆的实际运动不一致,它就马上通过有选择的制动发动机干预来稳定车辆。
ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向(驾驶员意愿)。
ESP通过横摆角速度传感器,识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向。
ESP对危急驾驶情况作出反应前,必须获得两个问题的应答(见图4)
图4ESP动作程序
3.2ESP有如下功能:
1.躲避前方突然出现的障碍物
①紧急制动,猛打方向盘,车辆有转向不足倾向②ESP工作,增加左后轮制动压力,车辆按照转向意图行驶。
③恢复正常的行驶路线,车辆有转向过度的倾向,在左前轮施加制动力。
④车辆保持稳定。
2.在急转弯车道上高速行驶
①车辆有甩尾倾向。
自动在右前轮上施加制动力。
②车辆保持稳定。
③车辆有甩尾倾向。
自动在左前轮上施加制动力。
④车辆保持稳定。
3.在地面附着力不同路面行驶
①车辆表现出转向不足的趋势,即将跑偏。
ESP发挥作用,增加后右轮制动力的同时,降低发动机输出扭矩。
②从湿滑路面驶入干燥路段,车辆保持稳定。
对于没有装备ESP和装备ESP的车辆行驶特性对比参见图4
图4ESP工作特性比较
3.3在从下几个方面改善汽车行驶安全性:
(1)扩大了汽车行驶稳定性范围在汽车的各种行驶状况下,如全制动、部分制动、车轮空转、驱动、滑行和负载变化,仍可保持汽车在车道中行驶。
(2)扩大了汽车在极端情况时的行驶稳定性,如在恐惧和惊恐的情况下要求驾驶员特别的转向技巧,从而降低了汽车甩尾的危险。
(3)在各种情况下,通过ABS、ASR系统和发动机倒拖转矩控制(在发动机制动力矩过高时可自动的提高发动机转速);还可进一步利用轮胎与路面间的附着潜力,从而可缩短制动距离、增大牵引力、改善汽车的操纵性和行驶稳定性。
4汽车自动防撞系统
汽车自动防撞系统,是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其他障碍物体,发出警报或同时采取制动或规避等措施,以避免碰撞的发生。
汽车
4.1自动防撞系统组成部分:
(1)信号采集系统:
采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离;
(2)数据处理系统:
计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后,判断两车的安全距离,如果两车车距小于安全距离,数据处理系统就会发出指令;
(3)执行机构:
负责实施数据处理系统发来的指令,发出警报,提醒司机刹车,如司机没有执行指令,执行机构将采取措施,比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等。
自动防撞前方障碍物的性能:
当汽车行使前方出现障碍物并对本车行使安全构成威胁时,汽车自动防撞器能实施自动报警、自动减速、自动制动,最终使汽车与障碍物避免相撞。
对后车追尾碰撞的提前预警性能:
汽车自动防撞器在工作状态下,后刹车灯提前点亮。
提醒后车司机注意,同时本车给后车留出一定的制动距离,以此避免后车追尾。
4.2技术性能
探测距离:
根据车速及天气情况等,汽车自动防撞系统的中央处理器会自动处理。
正常天气、恶劣天气效果同等,不受影响。
制动性能:
不改变愿车的结构,不影响原车的制动性能。
安装了汽车自动防撞系统制动性能比愿车制动性能更优越。
自动防撞前方障碍物的性能:
当汽车行使前方出现障碍物并对本车行使安全构成威胁时,汽车自动防撞器能实施自动报警、自动减速、自动制动,最终使汽车与障碍物避免相撞。
对后车追尾碰撞的提前预警性能:
汽车自动防撞器在工作状态下,后刹车灯提前点亮。
提醒后车司机注意,同时本车给后车留出一定的制动距离,以此避免后车追尾。
起步、加速、超车性能:
安装了汽车自动防撞系统,不影响愿车的起步、加速、超车性能。
当汽车自动防撞系统工作避免事故发生后,本车自动恢复到初始状态,不影响原车的起步、加速、超车性能。
开启和关闭性能:
汽车自动防撞系统可根据驾驶人员的需要,开启或关闭。
高集成化、高智能化、高适应性:
集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器,识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
4.3汽车自动防撞器的研发现状
目前,自动防撞系统以沃尔沃的CWAB系统(CollisionWarningwithBrakeAssist)最为突出。
CWAB是沃尔沃汽车独有的术,该系统以行人侦测刹车功能为核心,结构为整合在车头水箱护罩中的全新高科技双模雷达、安装在车室后视镜背面的摄影机、以及中央控制装置。
CWAB的工作原理是通过车头部的雷达监测前方交通状况,当紧急状况可能发生时(比如正前方有行人经过),驾驶员会先听到警示声响、同时看见投射在挡风玻璃上的红色闪烁灯光,为了确实提醒驾驶员立即采取行动,闪烁灯光还刻意模拟前方车辆刹车灯的视觉效果,一旦系统判断即将发生碰撞、且驾驶员完全没有做出反应时,系统就会主动以全部的刹车力度启动自动制动功能。
最终的效果是,车辆会以一个相对较低的速度与前方障碍物发生碰撞。
5结论
近年来中国的高速公路、高等级公路迅速发展,重大、恶性追尾碰撞事故时有发生。
研制开发适合中国国情的追尾碰撞避免系统必将创造很大的社会效益。
汽车防撞技术发展迅速,防撞技术对行驶安全起到至关重要的作用,它的应用有效减少了交通事故的伤亡率,但防撞技术只是一种预防保证,行车安全与人密不可分。
只有人、车、路、环境的和谐统一,才能从根本上降低车辆碰撞事故的发生。
参考文献
[1]杨庆彪.车电控制动系统原理与维修精华[M].北京:
机械工业出版社,2006.
[2]乔维高.汽车碰撞预警系统的研究[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版)[J].2005(27):
121—123.
[3]赵建顺.超声汽车防撞系统的研究[J].济南大学学报,2001(3):
42—45.
[4]雷正保,王素娟等.汽车碰撞的安全与吸能[M].长沙:
国
防科技大学出版社,2008.
[5]吴传宇.汽车防碰撞技术简述[J].福建农机,2006(3):
55—56.
[6]李国勇.浅谈汽车电子稳定程序系统(ESP)[J].汽车维修与保养,2011(12)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车 技术 综述