汽車車門自動關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、德州學(xué)院 汽車工程系 2010屆 交通運(yùn)輸專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)汽車車門自動關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)王洪偉（德州學(xué)院汽車工程系，山東德州 253023）摘要： 現(xiàn)代汽車安全系統(tǒng)包括主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)。其中主動安全系統(tǒng)是當(dāng)今世界研究汽車安全的主題與趨勢。本文介紹了目前國內(nèi)外主要汽車主動安全技術(shù)，分析了事故發(fā)生前后主動安全技術(shù)所起的作用。通過對汽車主動安全技術(shù)的整合使其更能在中低檔汽車上推廣開來，增加汽車的安全性能，減少交通事故的發(fā)生。關(guān)鍵詞： 預(yù)防安全； 行駛安全； 事故安全1緒論隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，汽車的行駛速度越來越快，隨之帶來的是巨大的交通事故問題。全球每年有超過130萬人死于因汽車引起的道路交通事

2、故，交通事故導(dǎo)致車毀人亡、家庭支離破碎，給人們的生活帶來不必要的災(zāi)難。現(xiàn)代汽車主動安全技術(shù)能夠很好的控制汽車，實(shí)現(xiàn)汽車的人工智能和避免交通事故的發(fā)生。 1.1研究汽車車門自動關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)的目的和意義隨著人類社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，汽車的普及和應(yīng)用將更加普遍和深入，隨之帶來的道路交通安全問題也已成為世界性的大問題。從汽車技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展看，汽車電子技術(shù)是支撐現(xiàn)代汽車發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它不是簡單地對汽車零部件進(jìn)行電子控制，而是根據(jù)汽車實(shí)際使用條件多變的需要，對汽車進(jìn)行優(yōu)化綜合控制。車門控制系統(tǒng)是車身電子中重要的組成部分，完成了車門、車窗的電動控制等功能，體現(xiàn)了人們對汽車在安全性、舒適性和方便性等許多方

3、面的要求。汽車車門關(guān)不嚴(yán)，會造成很多問題，如：車內(nèi)進(jìn)灰塵、煙霧、雨水等，影響汽車的經(jīng)濟(jì)性，高速行駛時(shí)產(chǎn)生噪音，行駛顛簸、車輛轉(zhuǎn)彎或緊急剎車可能把乘客甩出去進(jìn)而引發(fā)交通事故等等。大力關(guān)車門雖然不會對車架造成大的變形，可是長期會對合頁、門框造成震動，這樣久而久之車門會出現(xiàn)不同程度的下垂現(xiàn)象，造成鎖止機(jī)構(gòu)（門開關(guān)的鎖扣鎖機(jī)）不能準(zhǔn)確的定位，容易導(dǎo)致門密封條破裂老化加快，門燈開關(guān)損壞，車門難關(guān)。同時(shí)，用力不足，關(guān)的輕了，有時(shí)候會只鎖上一道鎖，反而有危險(xiǎn)了 。通常駕駛員可以通過組合儀表盤上的車門狀態(tài)提示判斷車門關(guān)緊與否，或者把閱讀燈的開關(guān)打到中間位置,這樣只要車門沒關(guān)嚴(yán),燈就會亮著?；陔姶鸥袘?yīng)等相關(guān)原

4、理，目前，電吸門（也叫電動自吸門）是常見于豪華轎車的一項(xiàng)舒適安全配置，當(dāng)車門未關(guān)好的情況下，車門會自動吸合直到完全關(guān)閉。這項(xiàng)功能作用：關(guān)閉車門時(shí)就不用很大力，增加了舒適性，也是關(guān)門動作更優(yōu)雅；車門沒有完全關(guān)閉會增加危險(xiǎn)性，有了此功能就不必?fù)?dān)心。1.2國內(nèi)外汽車車門自動關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢發(fā)達(dá)國家非常重視汽車的各種性能。汽車車門自動關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)的研究應(yīng)用日漸成熟。電吸門的原理是在門框上（或門板邊緣）裝有電磁線圈，當(dāng)車門打開是，線圈中就會有電流通過，從而形成電磁場，這樣，由于磁力，當(dāng)車門關(guān)到與門框距離較近時(shí)，車門就會被自動吸上。已應(yīng)用于奔馳S，BMW7系，奧迪 A8， 邁巴赫，皇冠頂配（第13代

5、），雷克薩斯LS系列等車型中。裝防盜器比如鐵將軍，下車拔鑰匙后如果車門沒關(guān)好就會語音提示,同時(shí)警示燈會閃提示關(guān)門。還有一種叫做卡盾汽車智能控制系統(tǒng)，也能實(shí)現(xiàn)車門未關(guān)提醒，當(dāng)車主遠(yuǎn)離車輛且車門未關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出聲音提示-喇叭響四次，車燈閃亮四次-提醒車主車門未關(guān)閉。目前基于CAN 總線的汽車車門控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)比較成熟，根據(jù)區(qū)域自治的原則，車門控制系統(tǒng)可分為中央、左前鏡、右前鏡、左前門、右前門、左后門和右后門七個(gè)控制器單元。七個(gè)控制器單元分布在車身的不同部位，通過CAN 總線聯(lián)系在一起，相互協(xié)同工作，完成控制任務(wù)。我國在這方面的理論研究與實(shí)際應(yīng)用也完全可以趕上和超過美國、日本和歐洲等發(fā)達(dá)西方

6、國家，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。從汽車技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展看，汽車電子技術(shù)是支撐現(xiàn)代汽車發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)之一，它不是簡單地對汽車零部件進(jìn)行電子控制，而是根據(jù)汽車實(shí)際使用條件多變的需要，對汽車進(jìn)行優(yōu)化綜合控制。由于使用條件不同有不同的綜合控制目標(biāo)，無法依靠單個(gè)部件的控制來實(shí)現(xiàn)所有功能，因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也將是汽車技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)領(lǐng)域。2現(xiàn)代中低檔汽車預(yù)防安全技術(shù)研究與設(shè)計(jì)現(xiàn)代汽車預(yù)防安全技術(shù)能夠很好的檢測當(dāng)前汽車的技術(shù)狀況，能夠很好的預(yù)判汽車能否正常行駛以及是否存在安全隱患，能夠在汽車存在技術(shù)狀況的時(shí)發(fā)出必要的預(yù)警信號和措施警告駕駛員，若駕駛員硬要駕駛存在安全隱患的汽車，汽車便會自動采取必要的強(qiáng)制措施來控制汽車。預(yù)

7、防安全，酒精濃度檢測避免駕駛員酒后駕駛，車況檢測以及輪胎氣壓檢測能夠很好的檢測當(dāng)前汽車的技術(shù)狀況，排出安全隱患。2.1酒精濃度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）酒精濃度檢測的目的 酒精濃度傳感器安裝在駕駛室內(nèi)，當(dāng)駕駛員進(jìn)入駕駛室，因其呼出的氣體中含有乙醇的成分，傳感器檢測到這種成分，便將信號處理、放大成為計(jì)算機(jī)可以接收的信號，計(jì)算機(jī)做出判斷，向控制器發(fā)出指令，使斷電器工作，發(fā)動機(jī)熄火，禁止酒后駕車，避免酒后駕駛引發(fā)的交通事故。（2）酒精濃度傳感器的結(jié)構(gòu)酒精濃度傳感器由熱敏電阻、和殼體三部分組成。熱敏電阻采用負(fù)溫度系數(shù)的電阻（NTC），負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻其電阻值隨著NTC熱敏電阻本體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的減小

8、， 溫度越高，電阻值越小；熱敏電阻主要用于加熱SnO2，同時(shí)加速氣體吸附、脫出的過程，提高器件的靈敏度和反應(yīng)速度，燒去附著在探測部分的油霧、塵埃等污物，起清潔作用，控制不同的加熱溫度，增強(qiáng)對被測氣體的選擇性。SnO2是金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件， 在200-300度時(shí)吸附還原性氣體乙醇而使電阻值急劇下降，因而，控制電流增大，磁場吸力大于彈簧彈力而斷電。殼體要求比較嚴(yán)格，要求及耐高溫又有很好的透氣性。（3）酒精濃度傳感器的工作原理這種傳感器主要使用半導(dǎo)體氣敏材料（SnO2），利用與其氣體接觸時(shí)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電率等物理性質(zhì)發(fā)生變化來檢測待測氣體的成分和濃度。這種傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間快

9、、使用壽命長及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，將成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的傳感器之一。SnO2金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件，在200-300度時(shí)吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減小，從而使其阻值增加。而當(dāng)遇到有能供給電子的還原型氣體乙醇時(shí)，原來吸附的氧脫附，而以正離子狀態(tài)吸附在金屬氧化物半導(dǎo)體表面，氧脫附放出電子，還原型氣體以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。當(dāng)還原型氣體不存在時(shí)，金屬氧化物半導(dǎo)體又會自動恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值回升到初始狀態(tài)?？諝庵械难醯某煞执篌w上是恒定的，因而氧的吸附量也是恒定的，酒精濃度傳感器的阻值大致保持不變。如果被測

10、氣體流入這種氣氛中，器件表面將產(chǎn)生吸附作用，器件的阻值將隨氣體濃度而變化，從濃度與阻值的變化關(guān)系即可得知?dú)怏w的濃度。利用器件阻值的變化實(shí)現(xiàn)對斷電器的控制，從而控制點(diǎn)火系統(tǒng)電路。（4）酒精檢測電路的工作原理（如圖2-1）打開點(diǎn)火開關(guān)（ON），電腦控制酒精濃度傳感器搭鐵，使傳感器升溫，隨著溫度上升NTC電阻阻值下降直至升值規(guī)定溫度。電流流向?yàn)椋弘娫?B斷電器酒精濃度傳感器電腦搭鐵電源負(fù)極。當(dāng)駕駛員未飲酒時(shí)，SnO2保持較高的阻值，因而回路中的電流較小，磁場力小于常閉觸電彈簧的彈力，點(diǎn)火系統(tǒng)正常接通。當(dāng)駕駛員飲酒后，進(jìn)入駕駛室，因其呼出的氣體中含有乙醇的成分，傳感器檢測到這種成分，吸附大量乙醇?xì)怏w后

11、，電阻值下降，因而回路中的電流較大，磁場力大于常閉觸電彈簧的彈力，點(diǎn)火系統(tǒng)斷開，無法正常啟動。圖2-1 酒精檢測電路（5）結(jié)論 酒精濃度檢測系統(tǒng)可以避免酒后駕駛引發(fā)的交通事故，減少不必要的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。然而，該系統(tǒng)畢竟處于研究階段要想成功應(yīng)用到現(xiàn)代汽車中必須進(jìn)行大量的選材與實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以對酒精濃度傳感器進(jìn)行再處理使其更能發(fā)揮作用，也可以增加信號放大器控制電路的靈敏程度，還可以將現(xiàn)有高檔汽車上的酒精濃度傳感器和信號放大器進(jìn)行重組改裝使其更好、更成功的應(yīng)用到現(xiàn)代中低檔汽車上。2.2輪胎氣壓過低檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)NJ4aVNJ4aVNJ4aV 工作原理： 輪胎氣壓過低檢測系統(tǒng)是利用力的平衡

12、原理制作成的。活動觸點(diǎn)受彈簧彈力、氣壓壓力和離心力的作用處于平衡狀態(tài)，當(dāng)輪胎氣壓過低時(shí)彈簧彈力大于氣壓壓力與離心力的合力，活動觸點(diǎn)接觸固定觸點(diǎn)而接通回路，“LOW TIRE”指示燈點(diǎn)亮，提醒駕駛員出現(xiàn)了氣壓太低情況（如圖2-2）。輪胎氣壓過低使操縱性降低，安全系數(shù)降低，會出現(xiàn)意外事故。因而對輪胎壓力檢測就十分關(guān)鍵，而當(dāng)輪胎壓力出現(xiàn)異常情況時(shí)，駕駛員往往會主動降速降低安全隱患。所以三個(gè)車速范圍為主要的檢測范圍：24-26km/h，64-113km/h，113-145km/h。每一車速范圍所對應(yīng)的離心力可用F=mv2/r實(shí)驗(yàn)測得。充分利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找合適的材料，保證輪胎在正常壓力范圍內(nèi)達(dá)到三力平衡

13、而使活動觸點(diǎn)剛剛與固定觸點(diǎn)分離。輪胎壓力偏低時(shí)，活動觸點(diǎn)接通電路，“LOW TIRE”指示燈點(diǎn)亮，駕駛員觀察到指示燈亮起時(shí)需到就近維修廠修理。維修工只需將輪胎低壓報(bào)警裝置拆下即可進(jìn)行檢測與維修作業(yè)。保證正常的輪胎氣壓是汽車安全行駛的先決條件之一，有利于汽車的主動安全?，F(xiàn)在中高檔汽車上普遍使用感應(yīng)式的輪胎測壓系統(tǒng)，有復(fù)雜的電子電路并受電腦控制，將其應(yīng)用于中低檔汽車上還存在一定的問題，因而設(shè)計(jì)簡易的輪胎壓力過低檢測系統(tǒng)就十分必要了。圖2-2 輪胎氣壓檢測3現(xiàn)代中低檔汽車行駛安全研究與設(shè)計(jì)現(xiàn)在汽車檔次不一，再加上道路條件等客觀條件的限制，不同檔次的車行駛安全性也就存在差異。行駛安全，通過對燈光進(jìn)行設(shè)

14、計(jì)、改善駕駛員視野、路況進(jìn)行檢測、電子控制懸架系統(tǒng)ESS、駕駛員注意力檢測、增加自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)ACC和電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP等技術(shù)增強(qiáng)操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。這樣，普通中低檔車也就在一定程度上加強(qiáng)了行駛主動安全性能。3.1前照燈自動閃光系統(tǒng)（1）前照燈自動閃光系統(tǒng)的作用與特點(diǎn)汽車前照燈自動閃光系統(tǒng)作用是根據(jù)對面燈光的強(qiáng)度，自動變換前照燈的近光或遠(yuǎn)光，以提醒對面駕駛員變換遠(yuǎn)近光，避免會車時(shí)駕駛員炫目。其最大的特點(diǎn)是可在無人操作的條件下實(shí)現(xiàn)燈光自動閃亮用以提醒對面駕駛員。（2）工作原理當(dāng)對面沒有車輛駛來時(shí)，光敏電阻無燈光照射，電阻非常大相當(dāng)于斷路，遠(yuǎn)近光只受組合變光開關(guān)的控制；當(dāng)對面開著遠(yuǎn)光的車輛

15、駛來時(shí)，光敏電阻接受燈光高度與強(qiáng)度信號電阻逐漸變小，電路中電流變大翼片受熱膨脹短路閃光器的電阻絲，使繼電器吸合開關(guān)觸點(diǎn)至遠(yuǎn)光燈，遠(yuǎn)光閃亮；當(dāng)對面駕駛員變?yōu)榻饣蛘邥嚱Y(jié)束時(shí)，光敏電阻無較弱或無燈光照射，電阻又變大至無窮，自動變光電路斷路，燈光自動閃至近光燈（如圖3-1）。前照燈自動閃光系統(tǒng)是利用對面燈光的強(qiáng)度控制電路電流，使閃光器接入與斷開，從而控制遠(yuǎn)近光的自動變換。當(dāng)使用中電子控制部分損壞或出現(xiàn)故障時(shí)，仍能通過組合變光開關(guān)變換遠(yuǎn)近光。圖3-1 前照燈自動閃光（3）在中低檔汽車上的應(yīng)用分析 目前，國內(nèi)外中高檔汽車上前照燈自動變光系統(tǒng)是利用三極管的通斷來控制電路的，而本文所設(shè)計(jì)的前照燈自動閃光系

16、統(tǒng)是利用閃光器的作用來控制的，本身需要對閃光器進(jìn)行調(diào)試，需要在實(shí)踐過程中進(jìn)行檢驗(yàn)校準(zhǔn)。3.2駕駛員視野分析保證汽車安全運(yùn)行需要駕駛員能及時(shí)接收足夠正確的信息。80%以上的信息是駕駛員通過視覺獲取的，汽車駕駛視野是汽車主動安全系統(tǒng)中的重要組成部分。汽車駕駛視野的宜人化程度直接決定車輛預(yù)防交通事故的性能。汽車駕駛視野設(shè)計(jì)是以駕駛員的眼睛位置（被稱為視點(diǎn)）為定位基準(zhǔn)。駕駛員眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學(xué)基準(zhǔn)。各種百分位身材的駕駛員對應(yīng)有各種百分位的眼橢圓。為便于汽車視野設(shè)計(jì)或校核，常將各種百分位的眼橢圓制成樣板，其在車身視圖上的位置如圖3-2。汽車視野按方向不同可分為前方視野、后方視野和側(cè)

17、方視野。另外，夜間行駛需要夜間視野。圖3-2 車身視圖位置（1）前方視野前方視野是從前風(fēng)窗玻璃所能看到的可見范圍及車廂內(nèi)部的儀表板部分，前方視野是汽車運(yùn)行中最關(guān)鍵的視野。前風(fēng)窗玻璃框架橫框和立柱位置以眼橢圓為基準(zhǔn)，并綜合考慮車輛使用環(huán)境、人眼視覺特性和能使駕駛員既方便獲取交通信號又避免太陽光照射而眩目等因素最終確定，視野太大，路感等刺激增大，容易引起駕駛員的疲勞；視野太小，不能獲得足夠必要的信息。為了保證車輛在雨雪天為駕駛員提供良好的視野，應(yīng)設(shè)除霜、除霧系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在風(fēng)窗玻璃上的清除面積及其位置也是用駕駛員眼橢圓（通常采用95百分位的眼橢圓）作基準(zhǔn)，分別作眼橢圓的上、下、左、右4個(gè)切面，以切

18、面與風(fēng)窗玻璃的交線確定前方視野的大小和位置，汽車前方視野示意如圖3-3。圖3-3 前方視野（2）后方視野后方視野是通過車內(nèi)、外后視鏡間接觀察到的可見范圍。其視角大小和方位主要取決于后視鏡的尺寸和布置位置（如圖3-4）。后視鏡的大小、鏡面曲率與視野角度密切相關(guān)，鏡面面積和曲率越大，視野角就越大。但鏡面面積過大時(shí)物像會產(chǎn)生畸變失真；鏡面曲率過大，難以判斷物像的距離并在后車快速接近時(shí)造成物像急劇變化的眩目感，不利于駕駛安全。因此應(yīng)在鏡面面積與曲率之間求得平衡，保證視野和物像二者都有較好的效果。圖3-4 后方視野關(guān)于后視鏡的布置位置，美國SAE推薦采用眼橢圓的方法確定，要求車內(nèi)、外后視鏡安裝在第95百

19、分位眼橢圓邊緣水平切線之上或下邊緣水平切線之下，使頭部和眼睛的總轉(zhuǎn)動角度不超過60并避開風(fēng)窗玻璃不能刮刷到的部分或立柱遮擋區(qū)域。（3）側(cè)方視野側(cè)方視野（如圖3-5）是指駕駛員通過側(cè)門風(fēng)窗等直接可見的視野范圍。大客車、貨車的視點(diǎn)位置高，側(cè)方顯得比轎車更重要！大客車增加側(cè)方視野主要靠右側(cè)（左置轉(zhuǎn)向盤時(shí)）以下加大風(fēng)窗面積。貨車靠在右側(cè)門窗玻璃下增設(shè)下窺窗，增大側(cè)方視野的下視角。圖3-5 側(cè)方視野（4）夜間視野為確保夜間行車安全，車輛必須配備用于前方視野的前照燈、用于倒車的倒車燈，并應(yīng)設(shè)有前、后霧燈及其它專門用于傳遞信息的轉(zhuǎn)向燈、制動燈、駐車燈、側(cè)位燈、示廓燈和反射器。對夜間視野起主要作用的是前照燈配

20、光性能和近光照射位置。為了提高整個(gè)道路交通系統(tǒng)的安全性，應(yīng)盡可能增強(qiáng)每一輛車的視認(rèn)性。在車輛上裝設(shè)各種照明和信號燈是增強(qiáng)視認(rèn)性的有效措施之一。制動燈可防止后車追尾碰撞；自動頻閃的轉(zhuǎn)向燈提醒其他駕駛員注意該車要轉(zhuǎn)向，必須安裝在位燈的外側(cè)；危險(xiǎn)報(bào)警閃光燈用于車輛失控時(shí)警示其它車輛駕駛員及時(shí)避讓。3.3現(xiàn)代中低檔汽車車況路況適時(shí)檢測（1）車況檢測系統(tǒng)車況檢測系統(tǒng)就是電子控制系統(tǒng)自己診斷本身有無故障。發(fā)動機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)各種傳感器輸入的信號，按預(yù)先設(shè)定好的控制程序進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷，通過向各種執(zhí)行期發(fā)出相應(yīng)的控制指令來控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。如果某只傳感器發(fā)生故障不能向ECU輸入信號，就會影響ECU

21、對發(fā)動機(jī)的控制，發(fā)動機(jī)的工作性能就會變壞甚至無法運(yùn)轉(zhuǎn)。為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)發(fā)生的故障，并在出現(xiàn)故障時(shí)盡可能使汽車保持基本的運(yùn)行能力，以便維持汽車行駛修理廠修理。ECU內(nèi)部設(shè)有故障自診斷電路。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，自診斷電路隨時(shí)都在檢測各種傳感器和執(zhí)行器的工作狀況，一旦發(fā)現(xiàn)某只傳感器或執(zhí)行器參數(shù)異?；蚬δ苁r(shí)，立即采取必要的措施保護(hù)汽車的安全。汽車車況檢測系統(tǒng)使汽車主動安全系統(tǒng)更加有保障。（2）路況檢測系統(tǒng)1）路況實(shí)時(shí)檢測RoadView高速全自動公路路況檢測系統(tǒng)是一種基于高速數(shù)字圖象獲取和處理，激光三維測量及激光距離測量技術(shù)的公路路況數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析系統(tǒng)。其核心技術(shù)已應(yīng)用于美國德克薩斯州立

22、大學(xué)交通研究中心和德克薩斯州交通部2001年聯(lián)合開發(fā)的公路路況高速數(shù)字圖象實(shí)時(shí)處理和高速激光三維測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在德克薩斯州交通部十六套公路檢測車上歷時(shí)三年多的使用和完善，現(xiàn)肩負(fù)著德克薩斯州近十三萬公里公路路況數(shù)據(jù)采集和分析工作。經(jīng)過不斷地改進(jìn)和提高，2005年開發(fā)出了新一代RoadView高速全自動公路路況實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)。RoadView可在車輛高速行使中實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確的路面損傷、橫斷面、車轍、及平整度和路面紋理等數(shù)據(jù)和高質(zhì)量的路面圖象。 RoadView系統(tǒng)是目前世界上唯一的一套具有路面損傷實(shí)時(shí)檢測能力，適用于瀝青和水泥路面，并且經(jīng)過大規(guī)模實(shí)際使用的高速全自動公路路況實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)。Road

23、View公路路況實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)不但采用了當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的數(shù)字圖象處理技術(shù)，而且全套技術(shù)均為多年來自主研究開發(fā)并經(jīng)歷三年多實(shí)際使用。現(xiàn)已證明該系統(tǒng)成熟可靠，可大范圍推廣應(yīng)用。而且性能價(jià)格比高，適應(yīng)中國市場，同時(shí)具有極強(qiáng)的國際競爭力。其核心技術(shù)有：路面破損及裂縫檢測(PaveCrack)；激光斷面掃描儀(PaveRut)；平整度和路面紋理測量(PaveTx)；RoadView軟件；其它檢測技術(shù)：道路前視圖象(RightofWayVideo)和距離測量和定位。2）防托底系統(tǒng)汽車底盤太低，容易造成托底， 托底一般有以下幾種情況： 過障礙物時(shí)托底 上下馬路沿時(shí)托底 上下坡度比較大的道路時(shí)托底 涉水時(shí)水

24、面托底對于電子懸架系統(tǒng)的車輛，可設(shè)計(jì)防托底系統(tǒng)，其工作原理是：增加高強(qiáng)度護(hù)板和增設(shè)車底檢測雷達(dá)。高強(qiáng)度護(hù)板可以避免汽車油底殼和排氣管等受到損壞，起到被動保護(hù)的作用；檢測雷達(dá)安裝在汽車底盤上，以安裝位置為基準(zhǔn)檢測汽車底盤以下前方道路的情況，若發(fā)現(xiàn)障礙物而汽車無法正常通過時(shí)就會自動報(bào)警并且連通自動懸架系統(tǒng)使汽車安全通過避免托底現(xiàn)象，避免交通事故的發(fā)生。其工作示意圖如圖3-6所示。 圖3-6 防托底系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3.4電子控制懸架系統(tǒng)ESS汽車懸架的作用是緩沖和吸收來自車輪的振動，在汽車行駛過程中還要傳遞車輪與路面間產(chǎn)生的驅(qū)動力和制動力。汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，懸架還要承受來自車身的側(cè)向力，并在汽車起步和制動

25、時(shí)能夠抑制車身的俯仰振動，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。電子懸架主要功用是：汽車在行駛過程中，根據(jù)實(shí)際需要，使懸架的基本參數(shù)（如剛度、阻尼）隨時(shí)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到最佳的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。電控懸架系統(tǒng)主要有反應(yīng)汽車運(yùn)行狀況的各種傳感器、開關(guān)，電子控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成（如圖3-7）。圖3-7 電子控制懸架電子控制懸架系統(tǒng)能夠根據(jù)汽車的瞬時(shí)駕駛條件自動調(diào)節(jié)懸架組件的性能，即通過各種傳感器對汽車的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)車載計(jì)算機(jī)收到傳感器監(jiān)測來的轉(zhuǎn)向和制動狀況信號后，能自動地處理車輛的側(cè)傾、前后仰，并自動調(diào)整減振器阻尼力的控制系統(tǒng)。它能防止車體傾斜并提高車輪的地面附著力。其結(jié)果是使汽車更易于控

26、制，具有更好的操縱響應(yīng)性。一是氣動彈簧，在不同的搭載條件下，如拖拽一個(gè)拖車或增加行李或乘員的情況下，氣動彈簧能夠自動保持車輛一貫的高度。一個(gè)高度傳感對乘坐基準(zhǔn)高度進(jìn)行測量，當(dāng)需要時(shí)，空氣壓縮機(jī)通過對氣動彈簧進(jìn)行充氣或放氣維持自動調(diào)節(jié)來保持車輛的自動高度。其結(jié)果是增加了操縱和汽車大燈照明的連貫。二是雙阻尼緩沖裝置，這一具有創(chuàng)新意義的系統(tǒng)能夠在瞬間完成車輛駕駛由軟到硬的變化，從而進(jìn)一步提高了汽車的可控性。采用先進(jìn)技術(shù)的傳感器裝置對駕駛者的轉(zhuǎn)向、制動和加速進(jìn)行監(jiān)測。在快加速、強(qiáng)烈制動和打彎的過程中，該系統(tǒng)自動將緩沖裝置轉(zhuǎn)換到“堅(jiān)固”設(shè)置，以減少在非此狀態(tài)下經(jīng)常出現(xiàn)的汽車升浮、栽頭或橫向搖振的程度。其

27、結(jié)果是汽車具有了更好的可控性。在顛簸不平的道路上，電子控制懸架系統(tǒng)可以通過升高車身和采用自動電子阻尼控制技術(shù)，明顯地提高駕乘人員的舒適性。而在高速公路上，它會自動降低車身高度，減小風(fēng)阻系數(shù)，同時(shí)在必要時(shí)通過調(diào)整阻尼系數(shù)來改善汽車的操縱穩(wěn)定性。如果轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性提高，后輪可以傳遞更大的制動力，從而縮短制動距離。普通的中低檔汽車懸架系統(tǒng)必須在舒適性和操縱性中進(jìn)行折衷。緩沖性能越好，車輛的減震性能越好，但操控性越差，它自然也會影響制動距離。電子控制懸架系統(tǒng)利用電子技術(shù)來提高底盤懸架的技術(shù)水平，與一般懸架系統(tǒng)相比，車輛的安全性和舒適性大大提高。3.5駕駛員注意力檢測系統(tǒng)駕駛員注意力檢測系統(tǒng)控制。當(dāng)今世界汽

28、車交通事故頻繁，大多是因?yàn)轳{駛員注意力不集中即疲勞駕駛導(dǎo)致的。疲勞駕駛?cè)菀讓?dǎo)致交通事故，而其本身具有隱蔽性，是當(dāng)今威脅汽車主動安全，交通安全的又一大殺手。事故后又很難對事故原因查清楚，因而很有必要對汽車進(jìn)行必要的改裝，加強(qiáng)對駕駛員注意力的檢測?？梢酝ㄟ^對駕駛員連續(xù)開車時(shí)間進(jìn)行限制和對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測來檢測駕駛員的注意力、控制駕駛員的疲勞駕駛。疲勞駕駛警告系統(tǒng)大體分為兩部分，轉(zhuǎn)向檢測和駕駛累計(jì)時(shí)間檢測。（1）轉(zhuǎn)向檢測系統(tǒng)原理當(dāng)檢測到駕駛員注意力低下，轉(zhuǎn)向操作與轉(zhuǎn)向盤操作模型相一致時(shí)，就勸告駕駛員休息（如圖3-8）。圖3-8 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角檢測轉(zhuǎn)向檢測原理：檢測到疲勞、精力不集中時(shí)出現(xiàn)的典型操作，類

29、似轉(zhuǎn)向跑偏時(shí)就勸告駕駛員休息；通過檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與車輛行駛狀況，判斷出有畫龍式工況時(shí)提醒駕駛員休息；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事故或出現(xiàn)極度乏力狀態(tài)時(shí)，判斷出轉(zhuǎn)向極度化的打把現(xiàn)象時(shí)勸告駕駛員休息。車速低于規(guī)定車速有明確駕駛操作時(shí)，中斷來自轉(zhuǎn)向盤的檢測信號；方向盤連續(xù)往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動，判斷為彎道行駛時(shí)，中斷來自轉(zhuǎn)向盤的信號。（2）安全駕駛時(shí)間警告系統(tǒng)控制原理以保證交通安全為主，考慮氣候、駕駛時(shí)間和休息時(shí)間等因素，來累計(jì)駕駛時(shí)間，具體工作過程如圖3-9所示圖3-9安全駕駛時(shí)間警告駕駛時(shí)間累積原理：累計(jì)駕駛時(shí)間超過2h，勸告駕駛員休息，以后每一段時(shí)間就勸告一次，累計(jì)駕駛時(shí)間超過4h，自動切斷電路，發(fā)動機(jī)熄火；中途休息

30、時(shí)，從累計(jì)時(shí)問中減除4倍休息時(shí)間；雨天或夜間駕駛汽車時(shí)，駕駛員容易疲勞，按1.2倍實(shí)際駕駛時(shí)間折算。駕駛員注意力檢測程序設(shè)計(jì)如圖3-10：圖3-10駕駛員注意力檢測（3）駕駛員注意力檢測在中低檔車上的應(yīng)用分析駕駛員注意力檢測是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，是制約汽車安全的一大難題，目前國內(nèi)外高檔汽車上仍未取得突破性進(jìn)展，高檔汽車上將影像信號與多重信號傳感器信號經(jīng)過電腦處理分析與計(jì)算最終得出結(jié)果，如此高精尖的技術(shù)不太適合應(yīng)用于中低檔汽車上，而且這也給維修帶來不便。本文是對駕駛員注意力中最典型的兩種形式進(jìn)行檢測與控制，最終實(shí)現(xiàn)主動安全保護(hù)。 3.6自動巡航控制系統(tǒng)（1）巡航控制系統(tǒng)的特點(diǎn)汽車巡航控制系統(tǒng)。又

31、稱恒速行駛系統(tǒng)。它是利用電控對汽車速度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的一種電子控制裝置，有如下特點(diǎn)：保持汽車行駛速度穩(wěn)定。無論汽車行駛在平路還是上坡、下坡，也無論是風(fēng)和日麗，還是疾風(fēng)驟雨，只要發(fā)動機(jī)功率允許范圍內(nèi)，汽車的行駛速度均能保持恒速不變。提高汽車行駛的舒適性。由于其車速穩(wěn)定，無或快或慢的感覺，尤其是在郊外和高速公路上行駛，成員乘坐的舒適性體現(xiàn)得更為明顯。此外，由于駕駛員無須頻繁踏加速踏板，疲勞程度可大大減輕?？商岣呷加徒?jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。采用巡航控制系統(tǒng)后，可使發(fā)動機(jī)燃料的供給與功率的配合處于最佳狀態(tài)，在同樣的形式條件下，對于有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員開說，可以節(jié)省燃油15%，而且加少了排氣中有毒成分的含量。（2）巡航

32、控制系統(tǒng)的組成及工作原理巡航控制系統(tǒng)主要有各種傳感器和開關(guān)、電控單元ECU、執(zhí)行器三部分組成（如圖3-11）。圖3-11 巡航控制示意圖巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是實(shí)現(xiàn)恒速及其發(fā)動機(jī)的動控制。其工作原理為：在汽車前杠上加裝追蹤定位傳感器來測出前面車輛的速度作為基準(zhǔn)車速，然后將車速控制在一定范圍以內(nèi)自動巡航，保持前后車距，防止高速時(shí)駕駛員疲勞，防止追尾。巡航控制系統(tǒng)一方面起到節(jié)油的目的另一方面降低了駕駛員的疲勞駕駛。3.7電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)簡稱ESP，用于自動控制車輛轉(zhuǎn)彎過程的軌跡穩(wěn)定性。在緊急閃避障礙物或在轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度進(jìn)而使車身側(cè)傾角度過大、車尾偏擺力矩超過某一程度、

33、車體的行進(jìn)方向與轉(zhuǎn)向盤所轉(zhuǎn)過的角度差距達(dá)到了某一程度時(shí)，將車輛行駛方向快速修正到原行駛路徑上（如圖3-12）。圖3-12 電子穩(wěn)定控制示意圖ESP由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。其工作原理為在汽車行駛過程中，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器檢側(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)彎方向和角度，車速傳感器檢測車速、節(jié)氣門開度，橫向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器檢測車輛的橫擺和側(cè)傾速度。ECU根據(jù)這些信息，通過ECU判斷與內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)比較，然后ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩和車輪上制動力矩，如果實(shí)際行駛軌跡與期望的行駛軌跡發(fā)生偏差，則ESP自動控制對某一車輪施加制動，從而修正汽車的不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向。汽車有向轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪偏移的趨

34、勢為不足轉(zhuǎn)向，此時(shí)ESP自動對轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)后輪進(jìn)行制動，使車輛恢復(fù)穩(wěn)定的行駛軌跡。如車輛發(fā)生不可控制的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，有甩尾的趨勢，此時(shí)， ESP能自動對轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪進(jìn)行制動，產(chǎn)生阻抗力矩，使車輛恢復(fù)穩(wěn)定行駛 (如圖3-13)。帶有橫向加速度傳感器的橫向擺動率傳感器轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動傳感器第一壓力傳感器車輪輪速傳感器燃油噴射點(diǎn)火角發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)控制單元車輪制動器ESP控制器液壓調(diào)節(jié)器電子節(jié)氣門 ABS/ASR控制器MSR發(fā)動機(jī)制動扭矩控制器圖3-13 汽車上ESP控制環(huán)ESP最主要的作用是在緊急情況下，與ABS和ASR共同工作，幫助駕駛員保持對車輛的控制和ASR共同工作，幫助駕駛員保持對車輛的控制在車輛和地面間

35、還有附著力的前提下，通過對駕駛員的動作和路面等實(shí)際情況的判斷，對車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，從而避免重大意外事故。裝了ESP的汽車，不再盲目服從司機(jī)，它能糾正司機(jī)的過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向。ABS和ASR只能被動地做出反應(yīng)，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯(cuò)誤，防患于未然。ESP的具體作用歸納為三點(diǎn)。 (1)控制驅(qū)動力，防止車輪打滑ESP能夠避免車輛的起步打滑，系統(tǒng)對制動、發(fā)動機(jī)管理和變速換擋控制及時(shí)干預(yù)，讓汽車在啟動時(shí)保持合適的扭矩，而整個(gè)過程ESP利用微處理器分析來自傳感器的信號并輸出相應(yīng)的控制指令。 (2)控制轉(zhuǎn)向過度或不足在轉(zhuǎn)向過程中，如果駕駛員對車輛的操作過于激烈，會使車輛不能按照

36、自己的軌跡行駛，后驅(qū)汽車常出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度情況，此時(shí)后輪失控而甩尾。當(dāng)ESP感知到這種情況將要出現(xiàn)之前，便會對外側(cè)前輪制動，讓前輪得到一個(gè)反向轉(zhuǎn)矩來穩(wěn)定車身;在轉(zhuǎn)向不足時(shí)，為了校正循跡方向， ESP則對內(nèi)側(cè)后輪制動，形成一個(gè)加強(qiáng)汽車轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩，從而校正汽車的行駛方向。 (3)控制方向，減少對開路面制動距離，對開路面指的是汽車的左右輪分別位于不同附著系數(shù)的路面上，如果一半是干燥路面，而另一半是積水甚至是積雪路面。在這種路面上剎車時(shí)，制動系統(tǒng)在對附著力較低的路面上的車輪施加制動力時(shí)，為了防止車輪的抱死滑動，制動系統(tǒng)不能夠?qū)囕喪┘优c干燥路面上的車輪同樣大的制動力。原因是如果沒有反方向控制車身，不對稱的

37、制動力會使車輛受到一個(gè)水平方向的轉(zhuǎn)矩在路面旋轉(zhuǎn)打滑，ESP系統(tǒng)察覺到后，系統(tǒng)會給電動機(jī)一個(gè)必要的轉(zhuǎn)向角度命令。這時(shí)，駕駛員能夠感覺到方向盤的變化，并隨之繼續(xù)控制方向盤反向旋轉(zhuǎn)。在這樣的作用下，制動力能夠發(fā)揮地面附著力的最大值，并把制動距離縮短5%10%，這是大眾最新的“ESP Plus”轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)所能達(dá)到的最新成果。ESP是當(dāng)前汽車安全水準(zhǔn)的最高形式，它是針對各種較差路況、低附著路面、高速彎道行駛等狀態(tài)下研發(fā)的一種車輛主動安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，能大大提高汽車的行駛安全性和操縱穩(wěn)定性，從而顯著減少因外界各種惡劣路況及駕駛員失誤等所造成的重大損失。ESP一定將會成為廣泛應(yīng)用與中低檔汽車上的最重要的主

38、動安全技術(shù)。4現(xiàn)代中低檔汽車事故安全研究避免交通事故的發(fā)生最直接的辦法就是在事故發(fā)生之前采取必要措施，增強(qiáng)車輛操作穩(wěn)定性、駕駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向安全性等。在事故發(fā)生之前，汽車預(yù)碰撞系統(tǒng)AWS、電子機(jī)械制動系統(tǒng)EMB、防抱死制動系統(tǒng)ABS、驅(qū)動防滑系統(tǒng)ASR和電子制動力分配系統(tǒng)EBD最大程度的避免發(fā)生交通事故。4.1汽車預(yù)碰撞系統(tǒng)分析AWS汽車碰撞預(yù)警系統(tǒng)，是一款能預(yù)測到行車危險(xiǎn)并在碰撞危險(xiǎn)發(fā)生前2.7秒向駕駛員發(fā)出警報(bào)，預(yù)防交通事故發(fā)生的產(chǎn)品，被稱為永不疲倦的第三只眼。AWS系統(tǒng)是通過動態(tài)視頻攝像技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其預(yù)警功能的，它有三大功能：1、前碰撞預(yù)警：系統(tǒng)可以在發(fā)生碰撞危險(xiǎn)前2.7

39、秒發(fā)出警報(bào)，提醒剎車；同時(shí)車尾燈不停閃爍，提醒后面汽車注意，避免追尾；2、車道偏離預(yù)警：系統(tǒng)能在無意識發(fā)生車道偏離前0.5秒發(fā)出警報(bào)，提醒注意保持在原車道上安全行駛，此功能特別適合長途駕車人士及疲勞駕車；3、車距的監(jiān)控和預(yù)警：能讓駕駛員始終保持安全的行車距離，并能在車距存在危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出警報(bào)（如圖4-1）。 圖4-1 預(yù)碰撞檢測顯示器阿德萊德大學(xué)的一項(xiàng)研究顯示，在車禍之前，有29%的司機(jī)完全沒有采取制動，因?yàn)樗麄兺耆珱]有意識到危險(xiǎn)的存在，或者沒有時(shí)間采取制動。AWS的主要目的是減少車禍發(fā)生的主要原因：駕駛員的疏忽！觀察車道和識別彎道情況AWS能觀察和計(jì)算車輛到車道兩側(cè)標(biāo)記線的距離、來往車輛的距離，

40、其中包括了更換車道的車輛（計(jì)算通過車道的時(shí)間即TLC），并在接觸到停車振動帶以前就發(fā)出警報(bào)）。觀察車輛AWS能觀察到前面的車輛，并計(jì)算與它們的距離、方位、相關(guān)的速度和接觸所需要的時(shí)間。AWS利用這些計(jì)算結(jié)果提供連續(xù)的車距和潛在的碰撞信息。彎道情況的分析能確定哪輛前方的車輛和主車處于同一車道內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，采取必要的剎車斷油措施避免交通事故的發(fā)生。 AWS的特色在于能夠把各種不同的危險(xiǎn)情況提示給駕駛員，并且集三種不同的預(yù)警類型于一體：碰撞預(yù)警、車道偏離預(yù)警和車距監(jiān)視和預(yù)警。AWS依據(jù)其以圖像為基礎(chǔ)的安全技術(shù)，已經(jīng)被汽車制造商如BMW采用，其他的美國和歐洲的汽車制造商也對其產(chǎn)生了極大的興趣。

41、其世界聞名的圖像技術(shù)，以及其優(yōu)越的安全性措施使AWS成為緩解和預(yù)防交通事故的有效產(chǎn)品，并能降低傷亡，減少事故造成的經(jīng)濟(jì)損失。AWS適用于各種運(yùn)輸車輛和私家車主。4.2電子機(jī)械制動系統(tǒng)EMB 電子機(jī)械制動系統(tǒng)EMB。駕駛員接到緊急停車信號時(shí)，并沒有立即行動，而要經(jīng)過t1后才意識到應(yīng)進(jìn)行緊急制動，并移動右腳，再經(jīng)過t1后才踩著制動踏板；制動器有回位彈簧拉著，蹄片與制動鼓間的存在間隙需要t2，制動器起作用制動力由最小到最大時(shí)間為t2。有制動距離公式s=1/3.6(t2+ t2/2)uao+ u2ao/(25.92abmax)可得到，駕駛員見到信號后做出行動反應(yīng)時(shí)間和制動器起作用至最大時(shí)間對制動性能的

42、影響巨大。因而，要在緊急情況下剎車最重要的就是減小制動距離。而為了減小制動距離，就采取相應(yīng)的措施減小t1+t2的時(shí)間。電子機(jī)械制動系統(tǒng) 將完全由導(dǎo)線來代替液壓油管制動分泵等部件。車輪上的EMB裝置由一臺電動機(jī)和一個(gè)變速器組成。裝在制動鉗座上的電動機(jī)和變速器是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行最終的制動動作。一旦接到指令，每個(gè)車輪上的制動器都可以在毫秒級的時(shí)間里迅速產(chǎn)生足夠大的作用力，最終實(shí)現(xiàn)減少t1+t2縮短制動距離。機(jī)電一體化制動系統(tǒng)完全取消了傳統(tǒng)的液壓制動管路，信號和能源傳遞依靠電線線束來實(shí)現(xiàn)。集成在制動模塊內(nèi)的電機(jī)直接產(chǎn)生所需制動力（如圖4-2）。EMB通過線束來傳遞信號和能量，使該系統(tǒng)裝配非常簡單，不過由

43、于電機(jī)消耗電能較多，故EMB系統(tǒng)需專門配置蓄電池。EMB優(yōu)點(diǎn)是取消了帶真空助力器的制動主缸、液壓管路和制動液。EMB制動系統(tǒng)只有制動踏板模塊、4個(gè)車輪制動器、電機(jī)和線束等。圖4-2 電子機(jī)械制動器模型4.3汽車防抱死系統(tǒng)研究（1）汽車防抱死制動系統(tǒng)原理：它通過車載ABS微處理器實(shí)時(shí)接收輪速傳感器采集的輪速信號，利用控制程序計(jì)算和判斷出車輪的滑轉(zhuǎn)情況，并依據(jù)預(yù)先設(shè)置的門限值控制壓力調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)(增壓、保壓和減壓），調(diào)節(jié)制動器的制動力矩。使車輪始終保持理想滑移狀態(tài)。這樣，在汽車緊急制動時(shí)，可使汽車獲得最佳的縱向附著力和側(cè)向附著力，有效地防止車輛側(cè)滑，提高制動時(shí)的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力，并減小

44、制動距離。（2）二位二通電磁閥的調(diào)壓原理：采用兩個(gè)二位二通電磁閥的循環(huán)流動式制動壓力調(diào)節(jié)器工作原理如下圖所示。電磁閥只有兩個(gè)工作位置，兩個(gè)液壓通道。常開電磁閥不通電時(shí)將制動主缸與輪缸接通，常閉電磁閥通電時(shí)則將制動輪缸與回油管接通。普通制動：在通常的減速制動或停車慢速制動時(shí)，ABS不工作，因此，兩電磁閥不通電。此時(shí)，制動主缸通常開電磁閥與制動輪缸，常閉電磁閥則將通儲液器的通道關(guān)閉，制動輪缸的壓力直接通過制動踏板控制。減壓過程：當(dāng)需要減小制動壓力時(shí)，ECU輸出減壓控制信號，使兩電磁閥均通電。常開電磁閥通電后關(guān)閉，斷開了連接制動主缸的通道；常閉電磁閥通電后打開，使制動輪缸與儲液制動器相通制動壓力降低

45、。此時(shí)，電動回油泵工作，將輪缸流入儲液器的制動液泵回制動主缸。保壓過程：當(dāng)需要保持制動壓力時(shí)，ECU輸出保壓信號，只使常開電磁閥通電。常開電磁閥通電后關(guān)閉，常閉電磁閥不通電也處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)，制動輪缸與制動主缸和儲液器通道均被封閉，時(shí)制動輪缸的壓力保持不變。增壓過程：當(dāng)需要增大制動壓力時(shí)，ECU輸出增壓信號，使兩電磁閥均處于斷電狀態(tài)。這時(shí)，制動輪缸只與制動主缸相通，制動主缸的高壓制動液進(jìn)入輪缸，使其壓力增大。汽車制動時(shí)，ABS ECU通過控制兩電磁閥均不通電（壓力上升）、只給常開電磁閥通電（壓力保持）和兩個(gè)電磁閥均通電（壓力下降），實(shí)現(xiàn)制動壓力大小的自動調(diào)節(jié)，將車輪與地面的附著力保持在較高的

46、范圍。當(dāng)ABS系統(tǒng)失效后，使兩電磁閥均處于斷電狀態(tài)，制動主缸與輪缸相通，可保證普通制動器起正常作用。ABS制動過程如圖4-3所示圖4-3 ABS 制動控制過程目前，大部分汽車都配置有ABS系統(tǒng)，中低檔汽車上也正在從選配到必配過程，相信不久的將來ABS會應(yīng)用于每一款車型。4.4汽車驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)簡稱ASR也被稱為牽引力控制系統(tǒng)TRC，目前只在少數(shù)中、高檔轎車上才被裝用。ASR的主要作用是讓車輛起動或加速時(shí)保持平穩(wěn)，防止驅(qū)動輪出現(xiàn)空轉(zhuǎn)或因之而出現(xiàn)的側(cè)滑。ASR由傳感器監(jiān)測車輪的滑轉(zhuǎn)情況，當(dāng)驅(qū)動車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)通過控制發(fā)動機(jī)的動力輸出或?qū)D(zhuǎn)車輪施以制動力來抑制車輪的滑

47、轉(zhuǎn)，以使車輪保持最大的附著力，提高汽車牽引力和行駛穩(wěn)定性。ASR對發(fā)動機(jī)動力輸出的控制通常是通過調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)及間歇關(guān)閉噴油閥，降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，防止車輪打滑。ASR對滑轉(zhuǎn)車輪施以制動力所需的制動壓力由制動液壓裝置（ABS）產(chǎn)生。ASR通常兩種調(diào)節(jié)功能的組合(自動降低發(fā)動機(jī)扭矩和制動)進(jìn)行工作。即一方面進(jìn)行制動調(diào)節(jié)，另一方而進(jìn)行發(fā)動機(jī)扭矩調(diào)節(jié)來改善汽車的牽引性能。ASR(TRC)是ABS功能的擴(kuò)展，并利用現(xiàn)成ABS硬件進(jìn)行工作。若駕駛員踩油門踏板給出的發(fā)動機(jī)扭矩超過車輪與地面的附著力，則至少會有一個(gè)車輪打滑，可通過對其與非驅(qū)動輪的輪速加以對比識別，然后對該打滑車輪施加制動力。如果兩

48、個(gè)驅(qū)動輪均產(chǎn)生打滑，則ASR(TRC)采用降低發(fā)動機(jī)扭矩的方式控制。因此車輛的兩驅(qū)動輪加速發(fā)生打滑現(xiàn)象時(shí)，ASR (TRC)通過調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)及間隙關(guān)閉噴油器來降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)輸出扭矩及通過ABS制動調(diào)節(jié)打滑車輪的驅(qū)動力，使車輛加速安全平穩(wěn)。ASR的工作過程。由于ASR和ABS之間有許多共同之處，如都是對車輪滑移率進(jìn)行控制、都需要輪速傳感器信號等，因而一般常將他們兩者結(jié)合起來，構(gòu)成具有制動防抱死和驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)功能的防滑控制（ABS/ASR）系統(tǒng)。當(dāng)ABS/ASR ECU判定驅(qū)動車輪的滑移率超過設(shè)定的門限值時(shí)，就使控制副節(jié)氣門的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，減小節(jié)氣門的開度。此時(shí)，即使主節(jié)氣門的開度不變，發(fā)動機(jī)

49、的進(jìn)氣量也會隨副節(jié)氣門開度的減小而減小，使發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩減小，驅(qū)動車輪的驅(qū)動力就會隨之下降。如果驅(qū)動車輪的滑移率仍未降到設(shè)定控制范圍內(nèi)，ABS/ASR ECU又會控制ABS和ASR的制動壓力調(diào)節(jié)裝置，對驅(qū)動車輪施加一定的制動力，進(jìn)一步降低驅(qū)動車輪的滑移率，使之符合要求，以防止驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)的目的。當(dāng)在ASR處于防滑轉(zhuǎn)控制過程中，如果駕駛員踩下制動踏板進(jìn)行制動時(shí)，ASR會自動退出控制，從而不影響制動過程的正常進(jìn)行。若ASR系統(tǒng)失效，ECU會自動退出ASR系統(tǒng)，并將ASR警示燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出警示信號，而發(fā)動機(jī)和制動控制系統(tǒng)將默認(rèn)沒有ASR系統(tǒng)而正常工作。4.5電子制動力分配系統(tǒng)EBD電子制動力分

50、配系統(tǒng)能夠根據(jù)由于汽車制動時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動調(diào)節(jié)前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。汽車在制動時(shí)，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。EBD的工作原理恰恰就是用高速計(jì)算機(jī)在汽車制動的瞬間，分別對四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)和計(jì)算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運(yùn)動中不保持調(diào)整，使制動力與摩擦力相匹配，從而保證車輛的平穩(wěn)。實(shí)際調(diào)整前后輪時(shí)，它可依據(jù)車輛的重量和路面條件來控制制動過程，自動以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動率(即車輛的實(shí)際車速和車輪的圓周線速度之差與車輛實(shí)際車速之比)，如發(fā)覺前后車輪有差異

51、，而且差異程度必須被調(diào)整時(shí)，它就會調(diào)整汽車制動液壓系統(tǒng)，使前、后輪的液壓接近理想化制動力的分布?？梢哉f在ABS動作啟動之前，EBD已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪的有效抓地力，防止出現(xiàn)后輪先抱死的情況，改善制動力的平衡并縮短汽車制動距離。當(dāng)緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動作之前就已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪的有效抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動距離。從工作原理來講，它是ABS的一個(gè)附加作用系統(tǒng)，可以提高ABS的效用，共同為行車安全添籌加碼。所以在安全指標(biāo)上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。值得一提的是，即使車載ABS失效，EBD也能保證車輛不會出現(xiàn)因甩尾而導(dǎo)致翻車等惡性事件的發(fā)生。同時(shí)它還

52、能較大地減少ABS工作時(shí)的振噪感，不需要增加任何的硬件配置，成本比較低，不少專業(yè)人士更是直觀地稱之為“更安全、更舒適的ABS”，因而，它也能夠很好的應(yīng)用與中低檔汽車上。5結(jié)論本課題整合國內(nèi)外中高檔汽車上配置的主動安全技術(shù)并提出了自己的設(shè)計(jì)理念。主要針對現(xiàn)在汽車行駛前、正常行駛和事故發(fā)生前不同工況下在中低檔汽車主動安全方面進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)產(chǎn)品存在局限性，能否順利應(yīng)用于中低檔車還需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)與研究。但相信一定會對中低檔汽車主動安全系統(tǒng)產(chǎn)生影響。汽車主動安全技術(shù)能夠很好的避免交通事故的發(fā)生。但出于價(jià)格、技術(shù)等方面考慮，現(xiàn)代中低檔汽車上必配的主動安全技術(shù)至今令人堪憂。為使主動安全技術(shù)能夠更好

53、的應(yīng)用于現(xiàn)代中低檔汽車上，本論文提出了自己的設(shè)計(jì)理念。例如，設(shè)計(jì)了全新的酒精濃度檢測系統(tǒng)，避免酒后駕駛，加強(qiáng)中低檔汽車主動安全性能；設(shè)計(jì)了簡單的輪胎氣壓過低檢測系統(tǒng)，防止汽車出現(xiàn)操縱穩(wěn)定性失靈的現(xiàn)象；設(shè)計(jì)了前照燈自動閃光系統(tǒng)，起到警示對面駕駛員的作用，防止炫目；設(shè)計(jì)了駕駛員注意力檢測與車況路況檢測系統(tǒng)，防止因疲勞駕駛帶來的交通事故，對車況路況適時(shí)檢測排除交通隱患。同時(shí)，對能夠很好的應(yīng)用于中低檔汽車上的主動安全技術(shù)進(jìn)行細(xì)致的研究，提出自己的理念使其更能滿足現(xiàn)代中低檔汽車的需要。在當(dāng)今世界研究汽車主動安全的主趨勢下，相信中低檔汽車上會出現(xiàn)越來越多的主動安全技術(shù)，本課題的設(shè)計(jì)理念一定會對主動安全技術(shù)有所影響！相信我們能夠解決交通事故問題！相信汽車能夠更好的為人類服務(wù)！參考文獻(xiàn)：1朱杰.現(xiàn)代汽車安全技術(shù)的發(fā)展趨勢J.公路與汽運(yùn)，2007(4)：1-3.2汪衛(wèi)東.國外汽車安全新理念和安全技術(shù)新進(jìn)展J.汽車與配件，2008(14)：36-39.3杜春梅.駕駛員行為特性及駕駛員模型研究D.吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006-2.4李天強(qiáng).汽車主動安全系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2004.5佐藤武.汽車安全M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000： 23-41.6袁泉.基于“以人為中心”的汽車安全性研究J