汽車車門自動(dòng)關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(dòng)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(dòng)安全系統(tǒng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)。其中主動(dòng)安全系統(tǒng)是當(dāng)今世界研究汽車安全的主題與趨勢(shì)。 本文介紹了目前國(guó)內(nèi)外主要汽車主動(dòng)安全技術(shù)，分析了事故發(fā)生前后主動(dòng)安全技術(shù)所起的作用。通過(guò)對(duì)汽車主動(dòng)安全技術(shù)的整合使其更能在中低檔汽車上推廣開(kāi)來(lái)，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(lái)越快，隨之帶來(lái)的是巨大的交通事故問(wèn) 題。全球每年有超過(guò)130萬(wàn)人死于因汽車引起的道路交通事故，交

2、通事故導(dǎo)致車毀人亡、 家庭支離破碎，給人們的生活帶來(lái)不必要的災(zāi)難?，F(xiàn)代汽車主動(dòng)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(dòng)關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)的目的和意義隨著人類社會(huì)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(lái)的 道路交通安全問(wèn)題也已成為世界性的大問(wèn)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(jiǎn)單地對(duì)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(duì)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(dòng)控制等功能，體現(xiàn)了人們對(duì)汽車在安全性、舒 適性和方便性等

3、許多方面的要求。汽車車門關(guān)不嚴(yán)，會(huì)造成很多問(wèn)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(huì)對(duì)車架造成大的變形，可是長(zhǎng)期會(huì)對(duì)合頁(yè)、門框造成 震動(dòng)，這樣久而久之車門會(huì)出現(xiàn)不同程度的下垂現(xiàn)象，造成鎖止機(jī)構(gòu)（門開(kāi)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(kāi)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(huì)只鎖上一道鎖，反而有危險(xiǎn)了。通常駕駛員可以通過(guò)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(kāi)關(guān)打到中間位置，這樣只要車門沒(méi)關(guān)嚴(yán)，燈就會(huì)亮著?；陔?/p>

4、磁感應(yīng)等相關(guān)原理，目前，電吸門（也叫電動(dòng)自吸門）是常見(jiàn)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(huì)自動(dòng)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(dòng)作更優(yōu)雅；車門沒(méi)有完全關(guān)閉會(huì)增加危險(xiǎn)性，有了此功能就不必?fù)?dān)心。1.2國(guó)內(nèi)外汽車車門自動(dòng)關(guān)嚴(yán)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視汽車的各種性能。汽車車門自動(dòng)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(kāi)是，線圈中 就會(huì)有電流通過(guò)，從而形成電磁場(chǎng)， 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(huì)被自動(dòng)吸上。已應(yīng)用于奔馳S，BMW系，奧迪A8，邁巴赫

5、，皇冠頂配（第13代），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(méi)關(guān)好就會(huì)語(yǔ)音提示，同時(shí)警示燈會(huì)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(guò) 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(guó)在這方面的理論研究與實(shí)際應(yīng)用也完全可以趕上和

6、超過(guò)美國(guó)、日本和歐洲等發(fā)達(dá) 西方國(guó)家，達(dá)到國(guó)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(jiǎn)單地對(duì)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(duì)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(wú)法依靠單個(gè)部件的控制來(lái)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(cè)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(hào)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，

7、汽車便會(huì)自動(dòng)采取必要的強(qiáng)制 措施來(lái)控制汽車。預(yù)防安全，酒精濃度檢測(cè)避免駕駛員酒后駕駛，車況檢測(cè)以及輪胎氣壓 檢測(cè)能夠很好的檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）酒精濃度檢測(cè)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(cè)到這種成分，便將信號(hào)處理、放大成為計(jì)算機(jī)可以接收的信號(hào)，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(dòng)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

8、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，溫度越高，電阻值越?。粺崦綦娮柚饕糜诩訜酳nO2，同時(shí)加速氣體吸附、脫出的過(guò)程，提高器件的靈敏度和反應(yīng)速度，燒去附著在探測(cè)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(duì)被測(cè)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(chǎng)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(lái)檢測(cè)待測(cè)氣體的成

9、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、使用壽命長(zhǎng)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(lái)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(huì)自動(dòng)恢復(fù)氧的負(fù)離 子吸附，使電阻值回升到初始狀態(tài)。空氣中的氧的成分大體上是恒定的，

10、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(cè)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。禾U用器件阻值的 變化實(shí)現(xiàn)對(duì)斷電器的控制，從而控制點(diǎn)火系統(tǒng)電路。（4）酒精檢測(cè)電路的工作原理（如圖 2-1 ）打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)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一斷電器一酒精濃度傳感器電腦拾鐵電源負(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(chǎng)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

11、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(cè)到這 種成分，吸附大量乙醇?xì)怏w后，電阻值下降，因而回路中的電流較大，磁場(chǎng)力大于常閉觸電彈簧的彈力，點(diǎn)火系統(tǒng)斷開(kāi)，無(wú)法正常啟動(dòng)點(diǎn)火鑰匙'沁-ON-+B室內(nèi)接線盒酒精噥度傳感器短接器£2斷電器儀表盤發(fā)動(dòng)機(jī)接線盒火花塞點(diǎn)火錢圈電容器火花塞28zk發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈點(diǎn)火線圈控制ST/ON 電源搭鐵ECM圖2-1酒精檢測(cè)電路(5)結(jié)論酒精濃度檢測(cè)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(guò)程中，可以對(duì)酒精濃度傳感器進(jìn)行再處理

12、使其更能發(fā)揮作用，也可以增加 信號(hào)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(hào)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(guò)低檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作原理：輪胎氣壓過(guò)低檢測(cè)系統(tǒng)是利用力的平衡原理制作成的?；顒?dòng)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(guò)低時(shí)彈簧彈力大于氣壓壓力與 離心力的合力，活動(dòng)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(guò)低使操縱性降低，安全系數(shù)降低，會(huì)出現(xiàn)意外事故。因而對(duì)輪胎壓力檢測(cè) 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(huì)主

13、動(dòng)降速降低安全隱患。所以 三個(gè)車速范圍為主要的檢測(cè)范圍：24-26km/h, 64-113km/h, 113-145km/h。每一車速范圍所對(duì)應(yīng)的離心力可用F=mv2/r實(shí)驗(yàn)測(cè)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)到三力平衡而使活動(dòng)觸點(diǎn)剛剛與固定觸點(diǎn)分離。輪胎壓力偏低時(shí)，活動(dòng)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(cè)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(dòng)安全?，F(xiàn) 在中高檔汽車上普遍使用感應(yīng)式的輪胎測(cè)壓系統(tǒng)，有復(fù)雜的電子電路并受電腦控制，將其

14、 應(yīng)用于中低檔汽車上還存在一定的問(wèn)題，因而設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的輪胎壓力過(guò)低檢測(cè)系統(tǒng)就十分必 要了。燈泡微型電池連接導(dǎo)線彈簧座膜片活動(dòng)融點(diǎn)國(guó)定融點(diǎn)圖2-2輪胎氣壓檢測(cè)調(diào)整螺母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(guò)對(duì)燈光進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善駕駛員視野、路況進(jìn)行檢測(cè)、電子控 制懸架系統(tǒng)ESS、駕駛員注意力檢測(cè)、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(dòng)安全性能。3.1前照燈自動(dòng)閃光系統(tǒng)（1）前照燈自動(dòng)閃光系統(tǒng)的作用與特點(diǎn)汽車前

15、照燈自動(dòng)閃光系統(tǒng)作用是根據(jù)對(duì)面燈光的強(qiáng)度，自動(dòng)變換前照燈的近光或遠(yuǎn) 光，以提醒對(duì)面駕駛員變換遠(yuǎn)近光，避免會(huì)車時(shí)駕駛員炫目。其最大的特點(diǎn)是可在無(wú)人操 作的條件下實(shí)現(xiàn)燈光自動(dòng)閃亮用以提醒對(duì)面駕駛員。（2）工作原理當(dāng)對(duì)面沒(méi)有車輛駛來(lái)時(shí)，光敏電阻無(wú)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(kāi)關(guān)的控制；當(dāng)對(duì)面開(kāi)著遠(yuǎn)光的車輛駛來(lái)時(shí)，光敏電阻接受燈光高度與強(qiáng)度信號(hào) 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(kāi)關(guān)觸 點(diǎn)至遠(yuǎn)光燈，遠(yuǎn)光閃亮；當(dāng)對(duì)面駕駛員變?yōu)榻饣蛘邥?huì)車結(jié)束時(shí)，光敏電阻無(wú)較弱或無(wú)燈 光照射，電阻又變大至無(wú)窮，自動(dòng)變光電路斷路，燈光自動(dòng)閃至近光燈（如圖 3-1

16、）。前照燈自動(dòng)閃光系統(tǒng)是利用對(duì)面燈光的強(qiáng)度控制電路電流，使閃光器接入與斷開(kāi)，從 而控制遠(yuǎn)近光的自動(dòng)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(guò)組合變光 開(kāi)關(guān)變換遠(yuǎn)近光。近光+12v遠(yuǎn)光圖3-1前照燈自動(dòng)閃光（3）在中低檔汽車上的應(yīng)用分析目前，國(guó)內(nèi)外中高檔汽車上前照燈自動(dòng)變光系統(tǒng)是利用三極管的通斷來(lái)控制電路的， 而本文所設(shè)計(jì)的前照燈自動(dòng)閃光系統(tǒng)是利用閃光器的作用來(lái)控制的，本身需要對(duì)閃光器進(jìn) 行調(diào)試，需要在實(shí)踐過(guò)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(guò)視覺(jué)獲取的，汽車駕駛視野是汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)中的重要組成部分。汽

17、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(duì)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)方視野。另外，夜間行駛需要夜間視野。Z0 S5W740J075W3LL7一一凡點(diǎn)后方向的水平調(diào)整量L33一一瓦點(diǎn)壟加速踏板節(jié)點(diǎn)的水平距離L40一一座椅鍵背角H30一一比點(diǎn)至加速踏板節(jié)點(diǎn)的垂直距離H50一睛的垂直調(diào)節(jié)量F3H蟲(chóng)向上254iiui

18、i處的駕駛室最小寬度W7轉(zhuǎn)向想中心至汽車縱向?qū)ΨQ平面的距離圖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(jiàn)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(jué)特性和能使駕駛員既方便獲取交通信號(hào)又避免太陽(yáng)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

19、圓的上、下、左、右4個(gè)切面，以切面與風(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(guò)車內(nèi)、外后視鏡間接觀察到的可見(jiàn)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(guò)大時(shí)物像會(huì)產(chǎn)生畸變失真；鏡面曲率 過(guò)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(guó)SAE推薦采用眼橢圓的方法

20、確定，要求車內(nèi)、外后視鏡 安裝在第95百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(dòng)角度不超過(guò)60°并避開(kāi)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(guò)側(cè)門風(fēng)窗等直接可見(jiàn)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(dòng)燈、駐車燈

21、、側(cè)位燈、示廓燈 和反射器。對(duì)夜間視野起主要作用的是前照燈配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(hào)燈 是增強(qiáng)視認(rèn)性的有效措施之一。制動(dòng)燈可防止后車追尾碰撞；自動(dòng)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(cè)（1）車況檢測(cè)系統(tǒng)車況檢測(cè)系統(tǒng)就是電子控制系統(tǒng)自己診斷本身有無(wú)故障。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)各種傳感器輸入的信號(hào)，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(guò)向各種執(zhí) 行期發(fā)出相應(yīng)的控制指令來(lái)控制發(fā)

22、動(dòng)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(hào)，就會(huì)影響ECU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能就會(huì)變壞甚至無(wú)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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，自診斷電路隨時(shí)都在檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)使汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)更加有保障。（2）路況檢測(cè)系統(tǒng)1）路況實(shí)時(shí)檢測(cè)RoadView高速全自動(dòng)公路路況檢測(cè)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(cè)量及激光

23、距離測(cè)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(guó) 德克薩斯州立大學(xué)交通研究中心和德克薩斯州交通部2001年聯(lián)合開(kāi)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(cè)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(cè)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(wàn)公里公路路況數(shù)據(jù)采集和 分析工作。經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)和提高，2005年開(kāi)發(fā)出了新一代RoadView高速全自動(dòng)公路路 況實(shí)時(shí)檢測(cè)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(cè)能力，適

24、用于瀝青和水泥路面，并且經(jīng)過(guò)大規(guī)模實(shí)際使用的高速全自動(dòng)公路路況實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。RoadView公路路況實(shí)時(shí)檢測(cè)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(lái)自主研究開(kāi)發(fā)并經(jīng)歷三年多實(shí)際使用?，F(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(guó)市場(chǎng)，同時(shí)具有極強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。其核心技術(shù)有：路 面破損及裂縫檢測(cè)(PaveCrack)；激光斷面掃描儀(PaveRut)；平整度和路面紋理測(cè)量 (PaveTx)； RoadView軟件；其它檢測(cè)技術(shù)：道路前視圖象(Right of Way Video)和距離測(cè)量 和定位。2)防托底系統(tǒng)汽車底盤太低，容易造成托

25、底，托底一般有以下幾種情況： 過(guò)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)水面托底對(duì)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(cè)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(dòng)保護(hù)的 作用；檢測(cè)雷達(dá)安裝在汽車底盤上，以安裝位置為基準(zhǔn)檢測(cè)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(wú)法正常通過(guò)時(shí)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且連通自動(dòng)懸架系統(tǒng)使汽車安全通 過(guò)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(lái)自車輪的振動(dòng)，在汽車行駛過(guò)程中

26、還要傳遞車輪與路 面間產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，懸架還要承受來(lái)自車身的側(cè)向力，并在汽車 起步和制動(dòng)時(shí)能夠抑制車身的俯仰振動(dòng)，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(guò)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(kāi)關(guān)，電子控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成（如圖 3-7 ）。輸入接口車高傳感器右前輪左前輪后橋中部轉(zhuǎn)向角傳感器 車速傳感器 路況預(yù)測(cè)傳感器加速度傳感器腫7變速位置開(kāi)關(guān)節(jié)氣門開(kāi)度傳感錐交流發(fā)電機(jī)IC調(diào)節(jié)帑右前輪 左前輪 后橋中部懸架控制開(kāi)關(guān)>Mh/

27、$輸出接口J/ Kl/Nl/輸入接口微型計(jì)算機(jī)輸岀接口電磁閥 驅(qū)動(dòng)電路繼電器驅(qū)動(dòng)電路電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路指示燈駆動(dòng)電路圖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(dòng)調(diào)節(jié)懸架組件的性能，即通過(guò)各 種傳感器對(duì)汽車的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)車載計(jì)算機(jī)收到傳感器監(jiān)測(cè)來(lái)的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)狀況 信號(hào)后，能自動(dòng)地處理車輛的側(cè)傾、前后仰，并自動(dòng)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制，具有更好的操縱響 應(yīng)性。一是氣動(dòng)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(dòng)彈簧能夠自動(dòng)保持車輛一貫的高度。一個(gè)高度傳感對(duì)乘坐基準(zhǔn)高度進(jìn)行測(cè)

28、量，當(dāng)需要 時(shí)，空氣壓縮機(jī)通過(guò)對(duì)氣動(dòng)彈簧進(jìn)行充氣或放氣維持自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)保持車輛的自動(dòng)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(duì)駕駛者的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和加速進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在快加速、強(qiáng)烈制動(dòng)和打彎的 過(guò)程中，該系統(tǒng)自動(dòng)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(guò)升高車身和采用自動(dòng)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

29、，它會(huì)自動(dòng)降低車身高度，減小風(fēng)阻系數(shù)，同時(shí)在必要時(shí) 通過(guò)調(diào)整阻尼系數(shù)來(lái)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(dòng)力，從而縮短制動(dòng)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(huì)影響制動(dòng)距離。電子控制懸架系統(tǒng)利用電子 技術(shù)來(lái)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(cè)系統(tǒng)駕駛員注意力檢測(cè)系統(tǒng)控制。當(dāng)今世界汽車交通事故頻繁，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(dòng)安全，交通安全

30、的又一大殺手。事故后又很難對(duì)事故原因查清楚，因而很有必 要對(duì)汽車進(jìn)行必要的改裝，加強(qiáng)對(duì)駕駛員注意力的檢測(cè)?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)駕駛員連續(xù)開(kāi)車時(shí)間進(jìn)行限制和對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)來(lái)檢測(cè)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(cè)和駕駛累 計(jì)時(shí)間檢測(cè)。（1）轉(zhuǎn)向檢測(cè)系統(tǒng)原理當(dāng)檢測(cè)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(cè)轉(zhuǎn)向檢測(cè)原理：檢測(cè)到疲勞、精力不集中時(shí)出現(xiàn)的典型操作，類似轉(zhuǎn)向跑偏時(shí)就勸告 駕駛員休息；通過(guò)檢測(cè)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)

31、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(lái)自轉(zhuǎn)向盤的檢測(cè)信號(hào)；方向盤連續(xù)往 一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，判斷為彎道行駛時(shí)，中斷來(lái)自轉(zhuǎn)向盤的信號(hào)。（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(lái)累計(jì)駕駛時(shí)間，具 體工作過(guò)程如圖3-9所示.顯計(jì)時(shí)間休息深夜或雨天/ 1.2倍折算積累X4聞算況勸告休息瞬令 滁圖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(guò) 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(guò)4h，自動(dòng)切斷電路，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；中途休息時(shí)，從累計(jì)時(shí)問(wèn)中減 除4倍休息時(shí)間；雨天或夜間駕駛汽

32、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(cè)程序設(shè)計(jì)如圖3-10 :(3) 駕駛員注意力檢測(cè)在中低檔車上的應(yīng)用分析駕駛員注意力檢測(cè)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，是制約汽車安全的一大難題，目前國(guó)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(hào)與多重信號(hào)傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)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(lái)不便。本文是對(duì)駕駛員注意力中最典型的兩種形式進(jìn)行檢測(cè)與控制，最終實(shí) 現(xiàn)主動(dòng)安全保護(hù)。3.6自動(dòng)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)。又稱恒速行駛系統(tǒng)。它是利用電控對(duì)汽車速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的一種電子控制裝置

33、，有如下特點(diǎn)： 保持汽車行駛速度穩(wěn)定。無(wú)論汽車行駛在平路還是上坡、 下坡，也無(wú)論是風(fēng)和日麗， 還是疾風(fēng)驟雨，只要發(fā)動(dòng)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(wú)或快或慢的感覺(jué)，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(wú)須頻繁踏加速踏 板，疲勞程度可大大減輕。 可提高燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。采用巡航控制系統(tǒng)后，可使發(fā)動(dòng)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(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員開(kāi)說(shuō)，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

34、開(kāi)關(guān)、電控單元ECU執(zhí)行器三部分組成（如圖3-11 ）。* 執(zhí)行器 >發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)開(kāi)關(guān)電控草元Ecu其他傳感器V<車速傳感器圖3-11巡航控制示意圖巡航控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)恒速及其發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)控制。其工作原理為：在汽車前 杠上加裝追蹤定位傳感器來(lái)測(cè)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(dòng)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(jiǎn)稱ESP，用于自動(dòng)控制車輛轉(zhuǎn)彎過(guò)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(guò)度進(jìn)而使車身側(cè)傾角度過(guò)

35、大、車尾偏擺力矩超過(guò) 某一程度、車體的行進(jìn)方向與轉(zhuǎn)向盤所轉(zhuǎn)過(guò)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(guò)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(cè)車速、節(jié)氣門開(kāi)度，橫向 加速度傳感器和橫擺角速度傳感器檢測(cè)車輛的橫擺和側(cè)傾速度。ECU根據(jù)這些信息，通過(guò)ECU判斷與內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較，然后 ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩和車輪上制動(dòng) 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(dòng)控制對(duì)某一車輪施加制動(dòng)，從而修正汽車的不足轉(zhuǎn)

36、向或過(guò)度轉(zhuǎn)向。 汽車有向轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪偏移的趨勢(shì)為不足轉(zhuǎn)向， 此時(shí)ESP自動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)后輪進(jìn)行制動(dòng)，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(dòng)，有甩尾的趨勢(shì)，此時(shí)，ESP能自動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)向外側(cè)前輪進(jìn)行制動(dòng)，產(chǎn)生阻抗力 矩，使車輛恢復(fù)穩(wěn)定行駛（如圖3-13）。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(duì)車 輛的控制和ASR共同工作，幫助駕駛員保持對(duì)車輛的控制在車輛和地面間還有附著力的前 提下，通過(guò)對(duì)駕駛員的動(dòng)作和路面等實(shí)際情況的判斷，對(duì)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

37、糾正司機(jī)的過(guò)度轉(zhuǎn)向 和不足轉(zhuǎn)向。ABS和ASR只能被動(dòng)地做出反應(yīng)，而ESP則能夠探測(cè)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(dòng)力，防止車輪打滑ESP 能夠避免車輛的起步打滑，系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理和變速換擋控制及時(shí)干預(yù)，讓汽車在 啟動(dòng)時(shí)保持合適的扭矩，而整個(gè)過(guò)程ESP利用微處理器分析來(lái)自傳感器的信號(hào)并輸出相應(yīng) 的控制指令。（2）控制轉(zhuǎn)向過(guò)度或不足在轉(zhuǎn)向過(guò)程中，如果駕駛員對(duì)車輛的操作過(guò)于激烈， 會(huì)使車輛不能按照自己的軌跡行駛， 后驅(qū)汽車常出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)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(huì)對(duì)外側(cè)前輪制動(dòng)，讓前輪得到一個(gè)反向轉(zhuǎn)

38、矩來(lái) 穩(wěn)定車身；在轉(zhuǎn)向不足時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則對(duì)內(nèi)側(cè)后輪制動(dòng)，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(duì)開(kāi)路面制動(dòng)距離，對(duì)開(kāi)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(dòng)系統(tǒng)在對(duì)附著力較低的路面上的車 輪施加制動(dòng)力時(shí)，為了防止車輪的抱死滑動(dòng)，制動(dòng)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(dòng)力。原因是如果沒(méi)有反方向控制車身，不對(duì)稱的制動(dòng)力會(huì)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(jué)到后，系統(tǒng)會(huì)給電動(dòng)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(jué)到

39、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(dòng)力能夠發(fā)揮地面附著力的最大值， 并把制動(dòng)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(duì)各種較差路況、低附著路面、高速?gòu)?道行駛等狀態(tài)下研發(fā)的一種車輛主動(dòng)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(huì)成為廣泛應(yīng)用與中低檔汽車上的最重要的主動(dòng)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

40、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(dòng)系統(tǒng)EMB、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS、驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR和電子制動(dòng)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(cè)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(guò)動(dòng)態(tài)視頻攝像技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來(lái)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(wú)意

41、識(shí)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(zhǎng)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(cè)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(méi)有采取制動(dòng)，因?yàn)樗麄兺耆珱](méi)有意識(shí)到危險(xiǎn)的存在，或者沒(méi)有時(shí)間采取制動(dòng)。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(shí)別彎道情況 一一AWS能觀察和計(jì)算車輛到車 道兩側(cè)標(biāo)記線的距離、來(lái)往車輛的距離，其中包括了更換車道的車輛（計(jì)算通過(guò)車道的時(shí) 間即TLC），并在接觸到停車振動(dòng)帶以前就發(fā)

42、出警報(bào)）。觀察車輛一一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(guó) 和歐洲的汽車制造商也對(duì)其產(chǎn)生了極大的興趣。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

43、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(dòng)系統(tǒng)EMB電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)EMB駕駛員接到緊急停車信號(hào)時(shí)，并沒(méi)有立即行動(dòng)，而要經(jīng)過(guò)t'i后才意識(shí)到應(yīng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，并移動(dòng)右腳，再經(jīng)過(guò)t''i后才踩著制動(dòng)踏板；制動(dòng)器有回位彈 簧拉著，蹄片與制動(dòng)鼓間的存在間隙需要t'2,制動(dòng)器起作用制動(dòng)力由最小到最大時(shí)間為 t"2< 有制動(dòng)距離公式S=1/3.6（t'2+ t"2/2）Uao+ U2ao/（25.92abmax）可得到，駕駛員見(jiàn)到信號(hào)后做出行動(dòng) 反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)器起作用至最大時(shí)

44、間對(duì)制動(dòng)性能的影響巨大。因而，要在緊急情況下剎車最重要的就是減小制動(dòng)距離。而為了減小制動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)將完全由導(dǎo)線來(lái)代替液壓油管制動(dòng)分 泵等部件。車輪上的EMB裝置由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)變速器組成。裝在制動(dòng)鉗座上的電動(dòng) 機(jī)和變速器是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行最終的制動(dòng)動(dòng)作。一旦接到指令，每個(gè)車輪上的制動(dòng)器都可 以在毫秒級(jí)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(dòng)距離。機(jī)電一體化制動(dòng)系統(tǒng)完全取消了傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)管路，信號(hào)和能源傳遞依靠電線線束 來(lái)實(shí)現(xiàn)。集成在制動(dòng)模塊內(nèi)的電機(jī)直接產(chǎn)生所需制動(dòng)力（如圖4-2 ）。EMB通過(guò)線束來(lái)傳遞信號(hào)和能量，使該

45、系統(tǒng)裝配非常簡(jiǎn)單，不過(guò)由于電機(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(dòng)主缸、液壓管路和制動(dòng)液。EMB制動(dòng)系統(tǒng)只有制動(dòng)踏板模塊、4個(gè)車輪制動(dòng)器、電機(jī)和線束等。圖4-2電子機(jī)械制動(dòng)器模型4.3汽車防抱死系統(tǒng)研究（1）汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)原理：它通過(guò)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(hào)，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(dòng)器的制動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí) 的

46、方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力，并減小制動(dòng)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(dòng)式制動(dòng)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(kāi)電磁閥不通電時(shí)將制動(dòng)主缸與輪缸接通，常閉電 磁閥通電時(shí)則將制動(dòng)輪缸與回油管接通。普通制動(dòng)：在通常的減速制動(dòng)或停車慢速制動(dòng)時(shí)，ABS不工作，因此，兩電磁閥不通電。此時(shí)，制動(dòng)主缸通常開(kāi)電磁閥與制動(dòng)輪缸，常閉電磁閥則將通儲(chǔ)液器的通道關(guān)閉，制 動(dòng)輪缸的壓力直接通過(guò)制動(dòng)踏板控制。減壓過(guò)程：當(dāng)需要減小制動(dòng)壓力時(shí)，ECU輸出減壓控制信號(hào)，使兩電磁閥均通電。常 開(kāi)電磁閥通電后關(guān)閉，斷開(kāi)了連接制動(dòng)主缸的通道；常閉電磁閥通電后打開(kāi)

47、，使制動(dòng)輪缸 與儲(chǔ)液制動(dòng)器相通制動(dòng)壓力降低。此時(shí)，電動(dòng)回油泵工作，將輪缸流入儲(chǔ)液器的制動(dòng)液泵 回制動(dòng)主缸。保壓過(guò)程：當(dāng)需要保持制動(dòng)壓力時(shí)，ECU輸出保壓信號(hào)，只使常開(kāi)電磁閥通電。常開(kāi) 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(dòng)輪缸與制動(dòng)主缸和儲(chǔ) 液器通道均被封閉，時(shí)制動(dòng)輪缸的壓力保持不變。增壓過(guò)程：當(dāng)需要增大制動(dòng)壓力時(shí)，ECU輸出增壓信號(hào)，使兩電磁閥均處于斷電狀態(tài)。 這時(shí)，制動(dòng)輪缸只與制動(dòng)主缸相通，制動(dòng)主缸的高壓制動(dòng)液進(jìn)入輪缸，使其壓力增大。汽車制動(dòng)時(shí)，ABS ECU通過(guò)控制兩電磁閥均不通電（壓力上升）、只給常開(kāi)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(dòng)

48、壓力大小的自動(dòng)調(diào)節(jié)，將車 輪與地面的附著力保持在較高的范圍。當(dāng) ABS系統(tǒng)失效后，使兩電磁閥均處于斷電狀態(tài)， 制動(dòng)主缸與輪缸相通，可保證普通制動(dòng)器起正常作用。ABS制動(dòng)過(guò)程如圖4-3所示低匝儲(chǔ)龍器T I-Th&右厲輪右前就圖4-3 ABS制動(dòng)控制過(guò)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(guò)程，相信 不久的將來(lái)ABS會(huì)應(yīng)用于每一款車型4.4汽車驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(dòng)或加速時(shí)保持平穩(wěn)，防止驅(qū)動(dòng)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(cè)

49、車輪的滑轉(zhuǎn)情況，當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，控 制系統(tǒng)通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出或?qū)D(zhuǎn)車輪施以制動(dòng)力來(lái)抑制車輪的滑轉(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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的控制通常是通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)及間歇關(guān)閉噴油閥，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，防止車輪打滑。ASR對(duì)滑轉(zhuǎn)車輪施以制動(dòng)力所需的制動(dòng)壓力由制動(dòng)液壓裝置(ABS)產(chǎn)生。ASR通常兩種調(diào)節(jié)功能的組合(自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和制動(dòng))進(jìn)行工作。即一方面進(jìn)行 制動(dòng)調(diào)節(jié)，另一方而進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩調(diào)節(jié)來(lái)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(dòng)機(jī)扭矩超過(guò)車輪

50、與地面的附著力，則至少會(huì)有一個(gè)車輪打滑，可通過(guò)對(duì)其與非驅(qū)動(dòng)輪的輪速加以對(duì)比識(shí)別， 然后對(duì)該打滑車輪施加制動(dòng)力。如果兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪均產(chǎn)生打滑，則ASR(TRC)采用降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的方式控制。因此車輛的兩驅(qū)動(dòng)輪加速發(fā)生打滑現(xiàn)象時(shí)，ASR (TRC)通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)及間隙關(guān)閉噴油器來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)輸出扭矩及通過(guò) ABS制動(dòng)調(diào)節(jié)打滑車輪的 驅(qū)動(dòng)力，使車輛加速安全平穩(wěn)。ASR的工作過(guò)程。由于ASR和ABS之間有許多共同之處，如都是對(duì)車輪滑移率進(jìn)行 控制、都需要輪速傳感器信號(hào)等，因而一般常將他們兩者結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成具有制動(dòng)防抱死 和驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)功能的防滑控制(ABS/ASR)系統(tǒng)。當(dāng)ABS/ASR ECU判

51、定驅(qū)動(dòng)車輪的滑移 率超過(guò)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(dòng)，減小節(jié)氣門的開(kāi)度。此時(shí)， 即使主節(jié)氣門的開(kāi)度不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量也會(huì)隨副節(jié)氣門開(kāi)度的減小而減小，使發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出轉(zhuǎn)矩減小，驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)力就會(huì)隨之下降。如果驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率仍未降到設(shè)定控 制范圍內(nèi)，ABS/ASR ECU又會(huì)控制ABS和ASR的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置，對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪施加 一定的制動(dòng)力，進(jìn)一步降低驅(qū)動(dòng)車輪的滑移率，使之符合要求，以防止驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)的目 的。當(dāng)在ASR處于防滑轉(zhuǎn)控制過(guò)程中，如果駕駛員踩下制動(dòng)踏板進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，ASR會(huì)自動(dòng)退出控制，從而不影響制動(dòng)過(guò)程的正常進(jìn)行。若 ASR系統(tǒng)失效，ECU會(huì)自動(dòng)退出ASR 系統(tǒng)，

52、并將ASR警示燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出警示信號(hào)，而發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)控制系統(tǒng)將默認(rèn)沒(méi) 有ASR系統(tǒng)而正常工作。4.5電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)能夠根據(jù)由于汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動(dòng)調(diào)節(jié)前、 后軸的制動(dòng)力分配比例，提高制動(dòng)效能，并配合 ABS提高制動(dòng)穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)時(shí)，四 只輪胎附著的地面條件往往不一樣。EBD勺工作原理恰恰就是用高速計(jì)算機(jī)在汽車制動(dòng)的 瞬間，分別對(duì)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(dòng)裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中不保持調(diào)整，使制 動(dòng)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

53、輛的重量和路面條件來(lái)控制制動(dòng)過(guò)程，自動(dòng)以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動(dòng)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(jué)前后車輪有差異，而且差異程 度必須被調(diào)整時(shí)，它就會(huì)調(diào)整汽車制動(dòng)液壓系統(tǒng)，使前、后輪的液壓接近理想化制動(dòng)力的 分布。可以說(shuō)在ABS動(dòng)作啟動(dòng)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(dòng)力的平衡并縮短汽車制動(dòng)距離。當(dāng)緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在 ABS動(dòng)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(dòng)距離。從工作原理來(lái)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

54、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(huì)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(guó)內(nèi)外中高檔汽車上配置的主動(dòng)安全技術(shù)并提出了自己的設(shè)計(jì)理念。主要 針對(duì)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(dòng)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(huì)對(duì)

55、中低檔汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)產(chǎn)生影響。汽車主動(dòng)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(dòng)安全技術(shù)至今令人堪憂。為使主動(dòng)安全技術(shù)能夠更好的應(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(cè) 系統(tǒng)，避免酒后駕駛，加強(qiáng)中低檔汽車主動(dòng)安全性能；設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的輪胎氣壓過(guò)低檢測(cè)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(dòng)閃光系統(tǒng)，起到警示對(duì)面駕 駛員的作用，防止炫目；設(shè)計(jì)了駕駛員注意力檢測(cè)與車況路況檢測(cè)系統(tǒng)，防止因疲勞駕駛 帶來(lái)的交通事故，對(duì)車況路況適時(shí)檢測(cè)排除交通隱患。同時(shí)，對(duì)能夠很好的應(yīng)用于中低檔 汽車上的主動(dòng)

56、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(dòng)安全的主趨勢(shì)下，相信中低檔汽車上會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的主 動(dòng)安全技術(shù)，本課題的設(shè)計(jì)理念一定會(huì)對(duì)主動(dòng)安全技術(shù)有所影響！相信我們能夠解決交通 事故問(wèn)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(shì)J.公路與汽運(yùn)，2007(4) : 1-3.2 汪衛(wèi)東國(guó)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(dòng)安全系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004.佐藤武 汽車安全M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000：23-41.袁泉.基于“以人為中心”