現(xiàn)代汽車安全技術(shù)

現(xiàn)代汽車安全技術(shù)主講：黑貓第一章緒論現(xiàn)代汽車的三大主題：節(jié)能，環(huán)保，安全1.1汽車交通事故概述聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織（WHO）向安南秘書長提交的最新報告顯示，近幾年全球每年因交通事故造成死亡的人數(shù)多達約120萬．另外還有數(shù)百萬人在汽車事故中受傷致殘。直接經(jīng)濟損失5000億美元汽車交通事故，不分高低貴賤，各類時間地點，隨時可能發(fā)生---黛安娜王妃事故發(fā)生率，發(fā)達國家低，發(fā)展中國家高－－香港，南非，德國1.2汽車安全技術(shù)研究的發(fā)展圖1-1主動安全技術(shù)預防安全技術(shù)車況、路況檢測改善駕駛視野提高車輛被視讓性駕駛員注意力檢測事故前安全技術(shù)事故避免系統(tǒng)駕駛操縱性提高：ABS,ASR,VSC,CCS,AT,4WS,4WD被動安全技術(shù)碰撞安全技術(shù)安全氣囊安全帶行人保護吸能車體抑制安全技術(shù)阻燃自動滅火自動報警安全門鎖汽車黑匣子先進安全汽車ASV—21世紀的汽車防瞌睡防酒后駕駛行人保護主動防碰撞汽車安全保障體系哈頓矩陣模型

安全保障體系的構(gòu)成：人，車，路(環(huán)境)，法規(guī)，管理×碰撞前，碰撞時，碰撞后人員，車輛，環(huán)境采取干預簡述哈頓矩陣模型，從工作實際出發(fā)，論述如何建立完善汽車安全保障體系。第二章汽車主動安全技術(shù)2.1ABS-防防抱制動系系統(tǒng)車輪的三種種運動狀態(tài)態(tài)：滾動，，滑動，邊邊滑邊滾發(fā)展歷史：：火車/飛機機－－中高高檔轎車－－－大型客客車－－汽汽車標準配配置ABS是目目前世界上上最成功的的汽車電子子產(chǎn)品滑移率與附附著系數(shù)附著系數(shù)的的意義縱向附著系系數(shù)（制動動附著系數(shù)數(shù)）橫向附著系系數(shù)（側(cè)滑滑附著系數(shù)數(shù)）滑移率的定定義：（V-w××r）/v×100％滑移率單純的滾動動邊滾邊滑抱死拖滑制動時輪胎胎的印跡滑移率0100%制動時的車車輛運動分分析制動力受到到地面附著著力的限制制當左右制動動力不一致致時會產(chǎn)生生偏轉(zhuǎn)力矩矩制動跑偏情情況問題：是不是有了了制動力不不平衡就一一定會產(chǎn)生生制動跑偏偏？前軸側(cè)滑受受力圖ABCFjuBuAOαFj離離心力后軸側(cè)滑受受力圖ABCFjuBuAαO滑移率與附附著系數(shù)曲曲線ABS的作作用1，防止后后輪抱死，，提高制動動時的行駛駛穩(wěn)定性。。2，防止前前輪抱死，，提高制動動時的操縱縱性。3，最大可可能利用車車輪與地面面的附著，，減少制動動距離4，減少輪輪胎磨損，，減輕駕駛駛員的緊張張程度地面制動力力、制動器器制動力與與附著力之之間的關(guān)系系rWFXbuamTbω制動時車輪輪動力學方方程

-------ABS的控控制原理基基礎(chǔ)ABS單輪輪模型理論曲線實際附著系系數(shù)-滑移移率曲線各種路面上上的附著系系數(shù)與滑移移率的關(guān)系系曲線車速對附著著系數(shù)與滑滑移率的關(guān)關(guān)系曲線的的影響ABS控制制滑移率區(qū)區(qū)域車輪與發(fā)動動機的轉(zhuǎn)動動慣量對ABS控制制的影響車輪運動狀狀態(tài)的重要參數(shù)數(shù)角速度角減（加））速度滑移率ABS邏輯輯門限值控控制滑移率在峰峰值附著系數(shù)附附近波動獲得較大的的縱向和橫向力單獨使用時時，不能適適應(yīng)各種變變化的路況況單獨使用時時，不能充充分的利用用附著條件件ABS控制制的基本思思想已知：某車車整車質(zhì)量量為2t，制動器最最大制動力力為1500Nm，車輪半徑徑為0.25m。求該車的的72km/h初速度制動動的有ABS作用和無ABS作用時的最最短制動距距離。該車車速為為20m/s，有ABS作用時，，附著系數(shù)數(shù)取0.9制動時間為為20m/s/0.9*10=2.2s制動距離為為2.2s*20m/s/2=22m需要制動器器提供最大大制動力為為：0.9*10*2000=18000N制動器能產(chǎn)產(chǎn)生的制動動力最大為為：1500/0.25*4=24000N滿足要求無ABS作作用時，附附著系數(shù)取取0.720m/s/0.7*10=2.86s2.86s*20m/s/2=28.6m如果整車重量為3t?如果車速為100km/h車輪制動趨于抱死部分制動液液流出減小制動壓壓力車輪抱死趨勢消除增大制動壓壓力制動開始2.1.2.5ABS控控制技術(shù)2.1.2.5ABS控制技術(shù)術(shù)ABS控制制策略邏輯門限滑?？刂颇：刂谱顑?yōu)控制控制策略車輪速度車輪的減速速度汽車的減速速度參考車速滑移率ss大于門限限值車輪的角減減速度低于門限值值-a制動壓力保保持制動壓力減減小車輪的角減減速度減小到到-a車輪因慣性性加速越過+a越越過+AkYN制動壓力增增加YN車輪角加速速回到+Ak車輪角加速速回到+a制動壓力保保持制動壓力增增加邏輯門限值值的控制過過程1）預測控控制技術(shù)只以車輪減減速度作為為控制參數(shù)數(shù)減速度測量量比較準確確，但受轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣量影影響比較大大只以滑移率率作為控制制參數(shù)車速測量主主要靠估算算，精度有有限。同時時響應(yīng)慢，，估計外部部環(huán)境變化化能力有限限。以車輪減速速度和車輪輪加速度作作為控制參參數(shù)以車輪減速速度和車輪輪加速度，，以及滑移移率作為控控制參數(shù)預測控制技技術(shù)的實用用化1）制動裝裝置的滯后后性2）驅(qū)動軸軸的振動學習控制算算法制動防抱裝裝置(ABS)的基基本結(jié)構(gòu)ABS構(gòu)造造1ABS構(gòu)造造2輪速傳感器器電磁感應(yīng)式式利用電磁磁感應(yīng)原理理，將車輪輪轉(zhuǎn)動的位位移信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電壓壓信號，由由隨車輪旋旋轉(zhuǎn)的齒盤盤和固定的的感應(yīng)元件件組成。此此類傳感器器的不足之之處在于，，傳感器輸輸出信號幅幅值隨轉(zhuǎn)速速而變，低低速時檢測測難，頻響響低，高速速時易產(chǎn)生生誤信號，，抗干擾能能力差。霍爾式利用用霍爾半導導體元件的的霍爾效應(yīng)應(yīng)工作。當當電流Iv流過位于于磁場中的的霍爾半導導體層時。。電子向垂垂直于磁場場和電流的的方向轉(zhuǎn)移移，在半導導體橫斷面面上出現(xiàn)霍霍爾電壓UH，這種種現(xiàn)象稱之之為霍爾效效應(yīng)。傳感器安裝裝位置ECU（（電子控制制單元）ABS的ECU接受受由設(shè)于各各車輪上的的傳感器傳傳來的轉(zhuǎn)速速信號，經(jīng)經(jīng)過電路對對信號的整整形、放大大和計算機機的比較、、分析、判判別處理，，向ABS執(zhí)行器發(fā)發(fā)出控制指指令。一般般來說，ABS電控控單元還具具有初始檢檢測、故障障排除、速速度傳感器器檢測和系系統(tǒng)失效保保護等功能能。l）輸入級級電路以完成波形形轉(zhuǎn)換整形形、抑制干干擾和放大大信號為目目的，將車車輪轉(zhuǎn)速傳傳感器輸人人的正弦波信號號轉(zhuǎn)換成為為脈沖方波波，經(jīng)過整形形放大后，，輸給運算算電路。2）運算電電路（微型型計算機））根據(jù)輸入信信號運算電電磁閥控制制參數(shù)。主主要根據(jù)車車輪轉(zhuǎn)速傳傳感器輸人人信號進行行車輪線速速度、開始始控制的初初速度、參參考滑動率率、加速度度和減速度度等運算，，調(diào)節(jié)電磁磁閥控制參參數(shù)的運算算和監(jiān)控運運算，并將將計算出的的電磁閥控控制參數(shù)輸輸送給輸出出級。3）輸出級級電路利用微機產(chǎn)產(chǎn)生的電磁磁閥控制參參數(shù)信號，，控制大功率率三極管向電磁閥線線圈提供控控制電流。。4）安全保保護電路將汽汽車車12V電電源源電電壓壓改改變變并并穩(wěn)穩(wěn)定定為為ECU作作所所需需的的5V標標準準電電壓壓，，監(jiān)監(jiān)控控這這種種工工作作電電壓壓的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性。。同同時時監(jiān)監(jiān)控控輸輸人人放放大大電電路路、、ECU運運算算電電路路和和輸輸出出電電路路的的故故障障信信號號。。當當系系統(tǒng)統(tǒng)出出現(xiàn)現(xiàn)故故障障時時，，控控制制繼繼動動電電動動機機和和繼繼動動閥閥門門，，使使ABS停停止止工工作作，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)人人常常規(guī)規(guī)制制動動狀狀態(tài)態(tài)，，點點亮亮ABS警警示示燈燈，，將將故故障障以以故故障障碼碼的的形形式式存存儲儲在在ECU內(nèi)內(nèi)存存中中。。①減減壓壓時時高高速速運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，迅迅速速將將制制動動液液泵泵回回制制動動主主缸缸。。②其其余余時時間間低低速速運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，油油泵泵低低速速運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，將將儲儲能能器器中中制制動動液液抽抽空空，，以以備備下下次次減減壓壓時時儲儲油油。。制動動壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器中中三三個個電電磁磁閥閥線線圈圈與與一一個個監(jiān)監(jiān)測測電電阻阻并并聯(lián)聯(lián)，，監(jiān)監(jiān)測測電電阻阻用用來來檢檢測測電電磁磁閥閥線線圈圈的的故故障障，，當當線線圈圈出出現(xiàn)現(xiàn)故故障障時時，，電電阻阻兩兩端端的的電電壓壓發(fā)發(fā)生生變變化化，，通通過過AST端端子子將將此此故故障障信信息息輸輸人人ECU，，同同時時切切斷斷調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器電電路路，，ABS退退出出工工作作。。1．．常常規(guī)規(guī)制制動動ABS不不介介入入控控制制，，各各進進液液調(diào)調(diào)壓壓電電磁磁間間斷斷電電導導通通，，各各回回液液電電磁磁閥閥斷斷電電關(guān)關(guān)閉閉，，電電動動泵泵不不通通電電運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，各各制制動動輪輪缸缸與與儲儲液液器器隔隔絕絕，，系系統(tǒng)統(tǒng)處處于于正正常常制制動動狀狀態(tài)態(tài)。。2．．調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)制制動動制動動壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)過過程程由由制制動動保保壓壓、、制制動動減減壓壓和和制制動動增增壓壓組組成成。。l））制制動動保保壓壓進液液調(diào)調(diào)壓壓電電磁磁閥閥通通電電關(guān)關(guān)閉閉，，回回液液調(diào)調(diào)壓壓電電磁磁閥閥仍仍斷斷電電關(guān)關(guān)閉閉，，實實現(xiàn)現(xiàn)制制動動保保壓壓；；2））制制動動減減壓壓回液液調(diào)調(diào)壓壓電電磁磁間間也也通通電電導導通通，，輪輪缸缸制制動動液液回回流流儲儲液液器器，，實實現(xiàn)現(xiàn)制制動動減減壓壓；；3））制制動動增增壓壓進液液調(diào)調(diào)壓壓閥閥導導通通，，回回液液調(diào)調(diào)壓壓閥閥關(guān)關(guān)閉閉，，電電動動泵泵運運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，與與主主缸缸一一起起向向右右前前輪輪輪輪缸缸送送液液，，實實現(xiàn)現(xiàn)制制動動增增壓壓。。循環(huán)環(huán)式式調(diào)調(diào)壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)可變變?nèi)萑莘e積式式電磁磁閥閥不通通電電通大大電電流流較小小電電流流柱塞塞右邊邊左邊邊中間間活塞塞通回回油油通儲儲能能器器不通通單向向閥閥打開開——增增壓壓關(guān)閉閉——減減壓壓關(guān)閉閉——保保壓壓液壓壓式式制制動動主主要要由由供供能能裝裝置置（（液液壓壓泵泵、、儲儲液液器器等等））、、電電磁磁閥閥和和調(diào)調(diào)壓壓缸缸等等組組成成。。從從布布置置方方式式上上看看，，有有將將壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)裝裝置置獨獨立立于于制制動動主主缸缸、、助助力力器器的的分分離離式式布布置置型型式式，，它它具具有有布布置置靈靈活活、、成成本本低低但但管管路路復復雜雜的的特特點點；；也也有有將將壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)裝裝置置以以螺螺栓栓與與主主缸缸和和助助力力器器相相連連的的組組合合式式布布置置型型式式，，它它具具有有結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較緊緊湊湊、、成成本本較較低低的的優(yōu)優(yōu)點點；；也也還還有有將將壓壓力力調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)裝裝置置與與主主缸缸和和助助力力器器制制成成一一體體的的整整體體式式布布置置方方式式，，