汽車安全與法規(guī) (第3版) 課件 第五章 汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)

汽車安全與法規(guī)

（第3版）普通高等教育車輛工程專業(yè)“新工科”建設(shè)系列Contents第1章

汽車安全技術(shù)概述第2章

汽車安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)第3章

汽車主動(dòng)安全性第4章

汽車被動(dòng)安全性第5章

汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)第6章

汽車被動(dòng)安全性能試驗(yàn)第5章汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)5.1概述5.2防抱死制動(dòng)系統(tǒng)5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)5.4電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.6可控懸架系統(tǒng)5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.9智能網(wǎng)聯(lián)汽車5.1概述汽車的主動(dòng)安全性是指事故將要發(fā)生時(shí)操縱制動(dòng)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防止事故發(fā)生，以及汽車正常行駛時(shí)保證其動(dòng)力性、操縱穩(wěn)定性、駕駛舒適性的能力，也叫事故前汽車安全性。主動(dòng)安全性主動(dòng)安全系統(tǒng)包含哪些？防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR)電控懸架系統(tǒng)電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)……5.2.1ABS的基本原理5.2防抱死制動(dòng)裝置防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)通過將制動(dòng)器制動(dòng)力調(diào)節(jié)到適應(yīng)路面所能提供的附著力，達(dá)到防止車輪在緊急制動(dòng)期間發(fā)生抱死的目的。這樣可以提高汽車制動(dòng)時(shí)方向的可控性和穩(wěn)定性，防止車輛側(cè)滑和甩尾。5.2.1ABS的基本原理5.2防抱死制動(dòng)裝置輪胎與路面的附著特性當(dāng)輪胎純滾動(dòng)時(shí)，ψＢ為0；當(dāng)滑移率為10%～20%時(shí)，ψＢ達(dá)到峰值。在縱向附著系數(shù)峰值對應(yīng)的滑移率左側(cè)，ψＢ隨滑移率λ呈線性增長，也就是說，路面附著力能隨汽車制動(dòng)力矩的增加，而提供足夠的地面制動(dòng)力。當(dāng)滑移率繼續(xù)增大，ψＢ持續(xù)下降，直到車輪抱死，ψＢ降到極小值。隨著作用車輪制動(dòng)力矩的繼續(xù)增大，地面制動(dòng)力反而在逐漸減小。在此過程中，側(cè)向附著系數(shù)ψs急劇下降，且當(dāng)車輪抱死時(shí)，ψs幾乎為零，汽車將喪失抵抗側(cè)滑的能力。附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系曲線5.2.1ABS的基本原理5.2防抱死制動(dòng)裝置分析可以看出，如果能將車輪滑移率控制在10%～35%的范圍內(nèi)，既可使縱向附著系數(shù)接近峰值，同時(shí)又得到較大的側(cè)向附著系數(shù)。附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系曲線ABS的目的就是保持制動(dòng)時(shí)車輪滑移率始終在側(cè)向附著系數(shù)較大、縱向附著系數(shù)最大的滑移率值范圍，從而得到能維持轉(zhuǎn)向能力和方向穩(wěn)定性充分大的側(cè)向反力及最大地面制動(dòng)力(縱向力)。ABS的理論依據(jù)5.2.2ABS控制技術(shù)5.2防抱死制動(dòng)裝置ABS控制方法按基本工作原理實(shí)現(xiàn)ABS控制方法有：(1)按慣性原理設(shè)計(jì)的機(jī)械式車輪控制系統(tǒng)。(2)按照理論推導(dǎo)方法可分為基于狀態(tài)空間的最優(yōu)控制法和以經(jīng)典數(shù)字控制理論為基礎(chǔ)的滑動(dòng)模態(tài)變結(jié)構(gòu)法等。(3)按預(yù)定控制邏輯、控制參數(shù)及其設(shè)定值的門限值控制方法。5.2.2ABS控制技術(shù)5.2防抱死制動(dòng)裝置ABS控制邏輯基于門限值控制方法的ABS控制邏輯主要有：HSRI控制邏輯Bosch控制邏輯Bendix控制邏輯5.2防抱死制動(dòng)裝置5.2.3ABS結(jié)構(gòu)與組成ABS系統(tǒng)是由制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)組成在制動(dòng)過程中，當(dāng)車輪尚未抱死時(shí)，制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)完全相同。只有當(dāng)車輪趨于抱死時(shí)，ABS才對制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。ABS的組成5.2.3ABS結(jié)構(gòu)與組成5.2防抱死制動(dòng)裝置傳感器ABS采用的傳感器有輪速傳感器和減速度傳感器兩種。電子控制器防抱死制動(dòng)電子控制單元的主要功用是接收輪速傳感器信號、減速度傳感器信號和各種控制開關(guān)信號，并根據(jù)設(shè)定的控制邏輯，通過數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷輸出控制指令，控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)制動(dòng)分泵的制動(dòng)壓力。防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制器和壓力調(diào)節(jié)器的電磁閥等組成。5.2.3ABS結(jié)構(gòu)與組成5.2防抱死制動(dòng)裝置傳感器ABS采用的傳感器有輪速傳感器和減速度傳感器兩種。輪速傳感器可分為磁電式被動(dòng)輪速傳感器和霍爾效應(yīng)主動(dòng)式輪速傳感器減速度傳感器按結(jié)構(gòu)不同可分為光電式、水銀式、差動(dòng)變壓式和半導(dǎo)體式等防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制器和壓力調(diào)節(jié)器的電磁閥等組成。5.2.3ABS結(jié)構(gòu)與組成5.2防抱死制動(dòng)裝置制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)分液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，小轎車普遍采用液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，載貨汽車普遍采用氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)在液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器又稱為液壓式壓力調(diào)節(jié)器。液壓式壓力調(diào)節(jié)器是用電磁閥和液壓泵產(chǎn)生的壓力來控制制動(dòng)壓力。若按液壓油的流通路徑可分為三類：(1)再循環(huán)式調(diào)壓器；(2)回流泵式調(diào)壓器；(3)可變?nèi)莘e式調(diào)壓器。氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣壓ABS的基本工作原理與液壓ABS是類同的，同樣通過加壓、保壓和減壓完成對制動(dòng)壓力的控制。空氣壓力式調(diào)節(jié)器主要用于大客車、中型以上貨車等的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，分為直接控制式和間接控制兩種形式。5.2.4ABS在汽車上的配置5.2防抱死制動(dòng)裝置ABS的配置是指汽車車輪或車軸的制動(dòng)力矩是否直接受控于防抱制動(dòng)系統(tǒng)和其控制方式，以及ABS輪速傳感器、電磁閥的安裝數(shù)量及安裝部位的設(shè)計(jì)形式。液壓制動(dòng)系統(tǒng)的ABS配置1)4S/4M四通道獨(dú)立控制系統(tǒng)，如右圖a)所示；2)4S/3M三通道系統(tǒng)，如右圖b)所示；3)4S/2M雙通道控制系統(tǒng)，如右圖c)所示；4)2S/1M或1S/1M單通道系統(tǒng)，如右圖d)所示。5.2.4ABS在汽車上的配置5.2防抱死制動(dòng)裝置氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的ABS配置氣壓制動(dòng)ABS的配置有4S/3M、4S/4M、6S/3M、6S/4M和6S/6M等。

ＷＡＢＣＯ４Ｓ/４Ｍ配置ＷＡＢＣＯ６Ｓ/６Ｍ配置ASR的功能5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)能在車輪開始滑轉(zhuǎn)時(shí)，迅速降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)控制制動(dòng)系統(tǒng)，降低傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪的力矩，使之達(dá)到合適的水平，以使汽車起動(dòng)和加速時(shí)達(dá)到既快速而又穩(wěn)定的效果。可以防止汽車在非對稱路面或在轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)，維持最佳驅(qū)動(dòng)力矩，保證實(shí)現(xiàn)汽車的動(dòng)力性，保持車輛的方向穩(wěn)定性和操縱性。驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)率與路面附著系數(shù)關(guān)系圖5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)5.3.1ASR的工作原理汽車在路面上行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)力決定于傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和輪胎與路面的附著條件。通過增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩來增強(qiáng)汽車驅(qū)動(dòng)能力，只有在輪胎與路面之間附著極限內(nèi)驅(qū)動(dòng)輪不發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí)才有效。路面附著系數(shù)與驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)率的關(guān)系如上圖所示，只有滑轉(zhuǎn)率在0與λＴ之間時(shí)，才可保證穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)，且當(dāng)滑轉(zhuǎn)率為λＴ時(shí)可獲得最佳附著性能。汽車防滑控制正是利用驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)之間這種關(guān)系進(jìn)行控制的。ASR的工作原理驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)率與路面附著系數(shù)關(guān)系圖5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR大部分都是通過在ABS系統(tǒng)中增設(shè)一些部件的方法來實(shí)現(xiàn)，可以看成ASR是ABS的延伸，是對ABS的完善和補(bǔ)充。ABS對所有車輪都可進(jìn)行控制，是一個(gè)控制制動(dòng)的單循環(huán)系統(tǒng)；而ASR只對驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行控制，是既可控制制動(dòng)又可控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的多循環(huán)系統(tǒng)。ASR也是控制汽車滑移率的系統(tǒng)。ASR系統(tǒng)與ABS系統(tǒng)的聯(lián)系與區(qū)別5.3.1ASR的工作原理5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)對于采用發(fā)動(dòng)機(jī)控制節(jié)氣門開度與驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)綜合控制方式的ASR由液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)組成。防滑轉(zhuǎn)液壓控制系統(tǒng)是在防抱死制動(dòng)液壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)ASR制動(dòng)執(zhí)行器(即ASR液壓調(diào)節(jié)器)而構(gòu)成。小汽車ＡＢＳ/ＡＳＲ控制系統(tǒng)ASR的組成5.3.2ASR的組成及控制方式5.3驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)5.3.2ASR的組成及控制方式驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制：通過對驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力使驅(qū)動(dòng)輪保持最佳滑轉(zhuǎn)率，是響應(yīng)速度較快的控制方法。發(fā)動(dòng)機(jī)控制：發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式通過調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)加到車輪上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使車輪滑轉(zhuǎn)率保持在最佳范圍內(nèi)。綜合式控制：常用的組合方式有:組合控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)力、組合控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和控制差速器的鎖止程度。ASR系統(tǒng)的控制方式EBD系統(tǒng)的主要作用5.4電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(ElectronicControlledBrakeForceDistributionSystem，EBD)是在ABS的基礎(chǔ)上開發(fā)的，根據(jù)制動(dòng)減速度和車輪載荷的變化、車輪與地面附著條件的不同，自動(dòng)改變車輪制動(dòng)器制動(dòng)力的分配比例，使制動(dòng)力與地面附著能力相匹配，從而縮短制動(dòng)距離和提高行駛穩(wěn)定性。現(xiàn)已廣泛用于不同類型的車輛上。汽車電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)是由減速度傳感器(制動(dòng)減速度也可由輪速傳感器提供的輪速變化率求得)、電控單元(EBDECU)和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器組成。EBD系統(tǒng)的組成5.4電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD系統(tǒng)的工作原理在制動(dòng)過程中，EBD先起作用，當(dāng)車輪接近抱死時(shí)，ABS才起作用，此時(shí)EBD作用消失。EBD系統(tǒng)和ABS是一個(gè)控制功能相互融合、工作時(shí)相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，當(dāng)EBD系統(tǒng)分配給車輪的制動(dòng)力使車輪趨于抱死滑移時(shí)，ABS就會(huì)開始工作，其通過調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，將滑移率控制在10%-30%之間，從而提高制動(dòng)效能。EBD系統(tǒng)在車輪達(dá)到一定的制動(dòng)滑移率范圍之前，就根據(jù)前后輪上垂直載荷的大小及路面附著情況，在ABS硬件基礎(chǔ)上通過軟件控制實(shí)現(xiàn)前、后軸制動(dòng)力分配。5.4電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD系統(tǒng)在汽車的制動(dòng)瞬間通過ECU分別對各個(gè)車輪在路面上的附著和滑移情況進(jìn)行測量與計(jì)算，控制其執(zhí)行器中的增壓電磁閥和減壓電磁閥的工作，調(diào)節(jié)每個(gè)輪缸中的制動(dòng)油壓，使前后制動(dòng)力的分配線在理想的制動(dòng)力分配曲線下方，并接近理想的制動(dòng)力分配曲線。EBD系統(tǒng)的工作原理汽車電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變轉(zhuǎn)向動(dòng)力的放大倍數(shù)，使汽車停車或低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤所需的力減小，高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤所需的力增大，以解決傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的“輕”與“靈”的矛盾，從而提高車輛的操縱輕便性和行車安全性。轉(zhuǎn)向電控式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中常見的有電控液壓助力轉(zhuǎn)向(ElectricHydraulicPowerSteering,EHPS)系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(ElectricPowerSteering,EPS)系統(tǒng)兩種。近年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向(Steerby

Wire,SBW)系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間沒有機(jī)械連接，完全由電機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作用與分類5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)EHPS是在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加電子控制和執(zhí)行元件，按控制方式可分為流量控制式、液壓缸分流控制式、壓力反饋控制式、閥特性控制式電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖EHPS系統(tǒng)分類流量控制式隨著車速變化而通過改變向助力轉(zhuǎn)向器的供油流量來控制轉(zhuǎn)向手力，車速慢時(shí)充分發(fā)揮助力轉(zhuǎn)向器助力效果，減小轉(zhuǎn)向手力。車速快時(shí)適當(dāng)減少油泵供油量，使轉(zhuǎn)向手力略顯沉重，無發(fā)飄的感覺，以提高行駛穩(wěn)定性。急轉(zhuǎn)彎時(shí)又可通過傳感器探測出轉(zhuǎn)向角度快速變化，控制系統(tǒng)恢復(fù)到全助力轉(zhuǎn)向狀態(tài)，以幫助駕駛?cè)瞬倏v。該控制方式主要有可變量孔式、電磁閥式及獨(dú)立油泵式三種形式。5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)EHPS系統(tǒng)分類液壓缸分流控制式在連接液壓缸兩腔油路中增設(shè)了電磁分流閥和分流油路，隨著車速的提高，電磁分流閥開啟間隙增大，液壓缸工作壓力減小，轉(zhuǎn)向手力增大；在停車或低速行駛急轉(zhuǎn)彎情況下，電磁分流閥完全關(guān)閉，不起分流作用，轉(zhuǎn)向手力明顯減小。5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)EHPS系統(tǒng)分類壓力反饋控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力反饋控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用改變控制閥反作用腔反饋壓力的辦法來改變轉(zhuǎn)向手力。在車速信號控制下，車速越快，通往控制閥反作用腔的反饋壓力越大，從而增大開啟控制閥的阻力，轉(zhuǎn)向手力也隨之增大，反之轉(zhuǎn)向手力減小。閥特性控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)閥特性控制式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以可變的閥特性來控制轉(zhuǎn)向手力，即在回油路中增加一個(gè)電磁閥，利用通過電磁閥開啟的大小控制回油路阻力的方式改變閥特性，而電磁閥開啟量的大小，由車速傳感器傳來的車速變化信號通過電子控制器來控制，急轉(zhuǎn)彎時(shí)則保證電磁閥全開，不影響轉(zhuǎn)向。5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS系統(tǒng)的特點(diǎn)5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)EHPS系統(tǒng)可以提供多重靜特性曲線。在低速時(shí)，“反應(yīng)”更為劇烈，而高速時(shí)，則“反應(yīng)”平緩。優(yōu)點(diǎn)：原來的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都可利用，不需要更改布置；低速時(shí)轉(zhuǎn)向效果不變，高速時(shí)可以自動(dòng)根據(jù)車速逐步增大轉(zhuǎn)向手力，提高車輛行駛穩(wěn)定性；增強(qiáng)了路感；具有失效保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)電子元件失靈后仍可依靠原液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全工作。缺點(diǎn)：相對液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，EHPS結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、價(jià)格更昂貴，而且仍然無法克服液壓動(dòng)力系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，如效率低、能耗大等。5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS系統(tǒng)的特點(diǎn)5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)的的組成和基本原理EPS系統(tǒng)由機(jī)械式轉(zhuǎn)向裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向盤傳感器(包括轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器)及控制器(包括控制單元和驅(qū)動(dòng)單元兩部分)等組成。組成轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器的作用是測量轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器之間的相對轉(zhuǎn)矩，是電動(dòng)助力的參數(shù)之一。轉(zhuǎn)矩傳感器可分為無觸點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩傳感器和有觸點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩傳感器。電控助力轉(zhuǎn)向(EPS）系統(tǒng)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用電機(jī)作為助力源，通過電子控制裝置控制電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助力，協(xié)助駕駛?cè)诉M(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱，并獲得最佳轉(zhuǎn)向特性的伺服系統(tǒng)。5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)的的組成和基本原理電動(dòng)機(jī)電動(dòng)式EPS系統(tǒng)一般采用直流電動(dòng)機(jī)。電磁離合器保證在規(guī)定車速和出現(xiàn)異常情況時(shí)自動(dòng)切斷離合器，使轉(zhuǎn)向器變?yōu)槭謩?dòng)轉(zhuǎn)向減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)分為蝸輪蝸桿減速助力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和差動(dòng)輪系助力減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?？刂茊卧刂茊卧瓤梢詫⑤斎氲霓D(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器的信號加以處理確定如何控制電動(dòng)機(jī)工作，又可以收集電動(dòng)機(jī)的電流、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號，判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，確保系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，具有診斷功能。5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本工作原理當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測量轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩信號，并將該信號與車速信號同時(shí)輸入電子控制單元中。電子控制單元根據(jù)這些輸入信號，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，選定電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向助力的大小。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速器減速增扭后，傳遞到汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力，從而保證汽車轉(zhuǎn)向在低速行駛時(shí)輕便靈活、高速行駛時(shí)穩(wěn)定可靠。EPS系統(tǒng)的的組成和基本原理5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置的位置分類轉(zhuǎn)向軸助力式(Column-assisttype，EPS)系統(tǒng)助力電機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸的一側(cè)，通過減速增扭機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。適用于各種轉(zhuǎn)向軸，但受到空間布置和噪聲控制的影響，電機(jī)的體積較小，輸出轉(zhuǎn)矩不大，一般只用在小型及緊湊型車輛上。齒輪助力式EPS(Pinion-assisttype，EPS)系統(tǒng)助力電機(jī)和減速增扭機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。可用于中型車輛，以提供較大的助力齒條助力式EPS(Rack-assisttype，EPS)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電磁離合器固定在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器小齒輪相對的另一側(cè)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)齒條助力轉(zhuǎn)向。一般用于大型車輛上。直接助力式EPS(Direct-assisttype，EPS)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與齒條形成了一個(gè)獨(dú)立的單元，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)循環(huán)球螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒條與螺桿產(chǎn)生軸向位移，直接起助力轉(zhuǎn)向作用?？梢垣@得良好的轉(zhuǎn)向路感，主要用于前軸載荷較大的情況。5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向軸助力式EPS系統(tǒng)原理圖齒輪助力式EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖齒條助力式EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖直接助力式EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)的控制技術(shù)EPS系統(tǒng)控制原理圖EPS控制策略可分為上層控制和下層控制。上層控制是確定具體的工作模式，并確定目標(biāo)電流。下層控制是采用一定的控制方法實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)電流的跟蹤控制。EPS工作模式可分為助力控制模式、阻尼控制模式和回正控制模式。5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)的特點(diǎn)電動(dòng)機(jī)和減速器安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)總成內(nèi),所占空間很小,易于布置;由于用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置,故不需加裝液壓泵及相應(yīng)的管路,故障率比較低;只在轉(zhuǎn)向時(shí)電機(jī)才提供助力,可以顯著降低燃油消耗;零部件體積小而且結(jié)構(gòu)緊湊、對整車質(zhì)量影響小,質(zhì)量輕,生產(chǎn)線裝配好,易于維護(hù);反應(yīng)靈敏迅速、轉(zhuǎn)向平穩(wěn)準(zhǔn)確、路感好,轉(zhuǎn)向助力大小可以通過軟件調(diào)整,能夠兼顧低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性,回正性能良好;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),仍能通過蓄電池供電繼續(xù)提供轉(zhuǎn)向助力;有良好的緩沖作用,使轉(zhuǎn)向擺動(dòng)和反沖降到最低;電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與不同車型匹配,可以縮短生產(chǎn)和開發(fā)的周期。5.5.2電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5.3線控電動(dòng)轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)SBW(Steer-by-wire)系統(tǒng)是在EPS的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,兩者都是用電機(jī)作為執(zhí)行器,但在SBW系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間是沒有任何機(jī)械連接，完全實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向。SBW系統(tǒng)又稱為電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要包括轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。SBW系統(tǒng)示意圖線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義5.5.3線控電動(dòng)轉(zhuǎn)向(SBW)系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理SBW系統(tǒng)工作時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向拉桿上的拉壓力傳感器和線位移傳感器實(shí)時(shí)地反映出路面狀況，即可得出路感信息，再將這些信息轉(zhuǎn)換為電流信號傳給ECU，ECU根據(jù)車速傳感器傳來的電信號以及路感電機(jī)上反饋來的電流信號來控制路感電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和輸出轉(zhuǎn)矩大小，從而完成對路感電機(jī)的實(shí)時(shí)控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，裝在轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器開始工作，將在轉(zhuǎn)向軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩信號和轉(zhuǎn)向信號轉(zhuǎn)換為電信號傳給ECU，同時(shí)，ECU再依據(jù)車速傳感器傳來的電信號、拉桿上傳感器的路感信號以及轉(zhuǎn)向電機(jī)上反饋來的電流信號來決定轉(zhuǎn)向電機(jī)的轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)矩大小，從而完成對轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的實(shí)時(shí)控制。5.6可控懸架系統(tǒng)可控懸架系統(tǒng)概述可控懸架能夠通過對行駛路面、汽車的工況和載荷等狀況的監(jiān)測控制懸架本身的特性及工作狀態(tài)，使汽車的整體行駛性能達(dá)到最佳，從而改善汽車的行駛安全性。可控懸架的應(yīng)用起始于車身高度可調(diào)的空氣或油氣彈簧懸架以及阻尼可隨路面條件、車輛工況分級可變的適應(yīng)懸架，其后發(fā)展為具有可快速切換或連續(xù)可控阻尼的半主動(dòng)懸架，進(jìn)而發(fā)展到有自身能源、連續(xù)可控的主動(dòng)懸架系統(tǒng)。5.6.1自適應(yīng)懸架系統(tǒng)5.6可控懸架系統(tǒng)自適應(yīng)懸架系統(tǒng)，是采用復(fù)雜的電控形式形成的智能懸架，懸架阻尼或彈簧剛度可根據(jù)行駛條件的變化在幾擋間由電信號控制，并且可實(shí)現(xiàn)車高調(diào)整和抗側(cè)傾等控制。TEMS阻尼可調(diào)式自適應(yīng)懸架系統(tǒng)自適應(yīng)懸架系統(tǒng)的定義該系統(tǒng)的主要控制有以下幾種１)側(cè)傾控制２)抗點(diǎn)頭控制３)振動(dòng)控制5.6可控懸架系統(tǒng)5.6.2主動(dòng)與半主動(dòng)懸架系統(tǒng)主動(dòng)懸架中不再有傳統(tǒng)意義上的“彈簧剛度”和“阻尼特性”，懸架中的彈簧和減振器全部或者至少部分被執(zhí)行元件所取代。其基本原理是靠自身的能源通過執(zhí)行元件對振動(dòng)進(jìn)行“主動(dòng)”干預(yù)。根據(jù)執(zhí)行元件的響應(yīng)帶寬，可分為寬帶寬主動(dòng)懸架和有限帶寬主動(dòng)懸架兩種，兩種懸架又分別稱為全主動(dòng)懸架和慢主動(dòng)懸架。慢主動(dòng)懸架將執(zhí)行元件的頻響帶寬降低到只考慮車身的垂直、俯仰和側(cè)傾振動(dòng)以及汽車的轉(zhuǎn)向反應(yīng)，不考慮車輪剛度所對應(yīng)的頻率，即帶寬降至3-4Hz。全主動(dòng)懸架系統(tǒng)所采用的執(zhí)行元件具有較寬的響應(yīng)頻帶，以便對車輪的高頻共振也加以控制?執(zhí)行元件多采用電液或液氣伺服系統(tǒng)，控制帶寬一般應(yīng)至少覆蓋0-15Hz，有的執(zhí)行元件響應(yīng)帶寬甚至高達(dá)100Hz。主動(dòng)懸架系統(tǒng)汽車主動(dòng)懸架布置示意圖5.6可控懸架系統(tǒng)5.6.2主動(dòng)與半主動(dòng)懸架系統(tǒng)半主動(dòng)懸架與主動(dòng)懸架的區(qū)別在于用可控阻尼的減振器取代了執(zhí)行元件?？煽刈枘釡p振器所起的作用與主動(dòng)懸架中執(zhí)行元件的作用類似，都是通過系統(tǒng)內(nèi)的閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)控制單元提出的力要求。半主動(dòng)懸架包括阻尼連續(xù)可調(diào)式和可切換阻尼式兩類。前者的阻尼系數(shù)在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)變化，后者的阻尼系數(shù)只能在幾個(gè)離散的阻尼值之間進(jìn)行切換。阻尼可調(diào)自適應(yīng)懸架在每一設(shè)置上停留的時(shí)間較長(一般在5s以上)，而可切換阻尼式懸架的設(shè)置則可在每一車輛振動(dòng)周期變化范圍內(nèi)頻繁地改變(切換速度為十幾毫秒)。主動(dòng)懸架與半主動(dòng)懸架系統(tǒng)區(qū)別：與主動(dòng)懸架相比，半主動(dòng)懸架不需要油泵、過濾器、儲(chǔ)油箱、冷卻器及輸油管等附件，幾乎不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并且制造可控阻尼減振器不像制造電液伺服液力執(zhí)行元件那樣復(fù)雜，懸架系統(tǒng)的制造成本和運(yùn)行成本可大大降低。半主動(dòng)懸架系統(tǒng)5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)概述車身電子穩(wěn)定(ESP)系統(tǒng)主要是在ABS和ASR的基礎(chǔ)上，增設(shè)控制程序和傳感器而構(gòu)成。該系統(tǒng)通過主動(dòng)調(diào)節(jié)各輪缸制動(dòng)壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生作用于整車的附加橫擺力矩，實(shí)現(xiàn)對車輛行駛狀態(tài)的調(diào)整，保證車輛穩(wěn)定行駛。ESP系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，能夠通過主動(dòng)施加相應(yīng)的縱向力控制，有效提高車輛在極限工況下的行駛穩(wěn)定性，降低交通事故率，減小在交通事故中的人員死亡率。5.7.1ESP系統(tǒng)的組成5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP系統(tǒng)是由傳感器、電控單元(ESPECU)和執(zhí)行器三部分組成的。為了實(shí)現(xiàn)防止車輪側(cè)滑功能，ESP系統(tǒng)在ABS和ASR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,傳感器部分增設(shè)了用于檢測汽車狀態(tài)的橫擺角速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、橫向加速度傳感器以及檢測制動(dòng)壓力的壓力傳感器,

ESP

ECU中增加相應(yīng)的信號處理電路、驅(qū)動(dòng)放大電路和軟件程序等。ESP系統(tǒng)的組成5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)5.7.2ESP系統(tǒng)的控制原理傳感器信號監(jiān)測汽車實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并判斷駕駛?cè)说牟僮饕鈭D，ESPECU計(jì)算出理想車輛行駛狀態(tài)并將理想值與實(shí)際值進(jìn)行比較，通過控制偏差，計(jì)算出所需的附加橫擺力矩值，控制指令通過ESPECU發(fā)給執(zhí)行單元，主動(dòng)干預(yù)各制動(dòng)輪缸壓力，對相應(yīng)的車輪進(jìn)行制動(dòng)，同時(shí)根據(jù)需要與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)通信，由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)通過節(jié)氣門執(zhí)行器改變發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，從而修正汽車的過度轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向不足，以避免汽車打滑、轉(zhuǎn)向過度、轉(zhuǎn)向不足和抱死，從而保證汽車的行駛安全。ESP系統(tǒng)工作基本原理圖工作原理5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP系統(tǒng)對轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過多的控制系統(tǒng)對各種行駛狀況的控制，實(shí)質(zhì)上是對轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過多的控制。如果汽車出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的趨勢，行駛軌跡向期望軌跡外側(cè)偏離，此時(shí)系統(tǒng)將對內(nèi)側(cè)后輪進(jìn)行制動(dòng)干預(yù)，產(chǎn)生補(bǔ)償力矩將車輛帶回期望行駛軌跡如果車輛表現(xiàn)出較多的轉(zhuǎn)向過度，一般情況下，系統(tǒng)首先會(huì)減小驅(qū)動(dòng)力矩，提高后軸的側(cè)向附著力，地面作用于后軸的側(cè)向力相應(yīng)會(huì)提高，產(chǎn)生一個(gè)與過度轉(zhuǎn)向相反的橫擺力矩，如果沒有達(dá)到理想效果，那么系統(tǒng)將向轉(zhuǎn)向外側(cè)的前輪進(jìn)行制動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)使汽車向外側(cè)轉(zhuǎn)向的橫擺力矩，從而消除過多轉(zhuǎn)向而使汽車進(jìn)入正常軌道。ESP系統(tǒng)的控制原理5.7.2ESP系統(tǒng)的控制原理5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)5.7.3車身穩(wěn)定性控制新技術(shù)為了確保行車安全并獲得更好的駕駛性能，車身穩(wěn)定性控制技術(shù)的發(fā)展趨勢是將ABS、EBD、EBA、ASR和EPS等控制制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力的主動(dòng)安全系統(tǒng)，與EPS系統(tǒng)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)等組合成為車身動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng)(VDIM)。車身動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng)(ＶＤＩＭ)5.7車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)5.7.3車身穩(wěn)定性控制現(xiàn)狀VDIM將ABS、EBD、EBA、ASR和EPS等主動(dòng)安全系統(tǒng)組合成一體進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制，同時(shí)也將液壓調(diào)節(jié)裝置組合成為一體，由集成的控制單元進(jìn)行控制。VDIM可以對車身姿態(tài)進(jìn)行全方位調(diào)節(jié)，ABS、EBD、EBA和ASR可以控制車輪的縱向力，EPS與ESP配合可以控制側(cè)向作用力。在轉(zhuǎn)彎控制方面，通過與電控轉(zhuǎn)向助力的協(xié)調(diào)來控制轉(zhuǎn)向力矩的助力，實(shí)現(xiàn)更高的行駛安全性和更好的操控性。車身動(dòng)態(tài)綜合管理系統(tǒng)(ＶＤＩＭ)因此，將這些系統(tǒng)組合成一體對車身姿態(tài)進(jìn)行綜合控制，不僅能夠提高車身的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，而且還能大大提高汽車行駛安全性和乘坐舒適性。5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)高級駕駛輔助系統(tǒng)概述高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)利用安裝于汽車上的各種傳感器，在第一時(shí)間采集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，從而能夠讓駕駛?cè)嗽谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)察覺可能發(fā)生的危險(xiǎn)。ADAS主要由夜視系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、隨動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、碰撞預(yù)警系統(tǒng)、盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)、泊車輔助系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)、駕駛?cè)吮O(jiān)控系統(tǒng)、智能座艙系統(tǒng)等組成。5.8.1夜視系統(tǒng)(NVS)5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)汽車夜視系統(tǒng)(NightVisionSystem，NVS)是利用紅外線技術(shù)將車輛前方外界黑暗環(huán)境變得如同白晝使駕駛?cè)嗽诤谝估锟吹酶h(yuǎn)更清楚，以保障行車安全。目前汽車夜視系統(tǒng)主要使用的是熱成像技術(shù)，也被稱為紅外線成像技術(shù)。利用不同溫度的物體散發(fā)的熱量不同，特別是人類、動(dòng)物和行駛的車輛與周圍環(huán)境相比散發(fā)的熱量要多這個(gè)特點(diǎn)，夜視系統(tǒng)可以根據(jù)這些信息，分辨不同物體，然后將其轉(zhuǎn)變成可視的圖像，把本來在夜間看不清的物體清楚地呈現(xiàn)在眼前，增加夜間行車的安全性。夜視系統(tǒng)工作效果示意圖夜視系統(tǒng)(NVS)的定義5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.2自適應(yīng)巡航(ACC)系統(tǒng)ACC系統(tǒng)在傳統(tǒng)的定速巡航系統(tǒng)上增加了代替駕駛?cè)丝刂栖囁俚墓δ?，能夠連續(xù)調(diào)整車速以保持與前車的安全距離，避免了頻繁取消和設(shè)定巡航控制，使巡航系統(tǒng)適合于更多的路況。ACC系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)基本組成與傳統(tǒng)巡航系統(tǒng)不同，ACC系統(tǒng)增加了主要用于檢測與前方物體間距離信息的距離傳感器和根據(jù)該信息瞄準(zhǔn)前方行駛汽車、輸出目標(biāo)加減速度以使其與前車的間距保持一定的汽車間距控制ECU。5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.2自適應(yīng)巡航(ACC)系統(tǒng)利用低功率雷達(dá)傳感器得到前車的確切位置，駕駛?cè)嗽O(shè)定安全車速和車距，通過控制制動(dòng)器和節(jié)氣門實(shí)現(xiàn)智能控制車速。如果系統(tǒng)檢測到前車減速，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)送執(zhí)行信號給發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)系統(tǒng)來降低車速，配合前方汽車車速進(jìn)行減速控制，按照駕駛?cè)嗽O(shè)定的車間距離(等于與車速成比例的車間距離)進(jìn)行隨行控制。當(dāng)前方汽車消失后，又會(huì)加速恢復(fù)到設(shè)定車速后繼續(xù)保持勻速行駛。當(dāng)遇到前方車速很慢必須制動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲音和視覺報(bào)警以提醒駕駛?cè)?。ACC系統(tǒng)工作原理示意圖系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.3隨動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈系統(tǒng)(AFS)隨動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈系統(tǒng)(AFS)能夠根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向盤角度、車輛偏轉(zhuǎn)姿態(tài)和行駛速度，不斷對前照燈進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，適應(yīng)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，保持燈光方向與汽車的當(dāng)前行駛方向一致，以確保對前方道路提供最佳照明并為駕駛?cè)颂峁┳罴芽梢姸?。隨動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈工作原理示意圖系統(tǒng)基本組成（1）傳感器組：傳感器組包括光敏傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、雨量傳感器、霧傳感器、風(fēng)速傳感器、顆粒物傳感器和汽車位置傳感器（2）傳輸通路：CAN總線（3）處理單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包括前照燈照程調(diào)節(jié)控制單元以及轉(zhuǎn)彎燈光動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)等5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.4車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)LDWS是一種通過輔助轉(zhuǎn)向操作及報(bào)警的方式輔助駕駛?cè)藴p少汽車因車道偏離而發(fā)生交通事故的系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由識別汽車前方車道的識別攝像頭和ECU、車速傳感器、雷達(dá)傳感器、轉(zhuǎn)向時(shí)附加以轉(zhuǎn)向操作力的EPS系統(tǒng)等構(gòu)成。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)組成5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.4車道偏離預(yù)警系統(tǒng)(LDWS)當(dāng)系統(tǒng)開啟時(shí)，視覺傳感器會(huì)時(shí)刻采集行駛車道的道路標(biāo)識線，通過圖像處理獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置參數(shù)，測量和監(jiān)控本車與道路邊界的距離，當(dāng)檢測到汽車偏離車道時(shí)，傳感器實(shí)時(shí)采集車輛數(shù)據(jù)和駕駛?cè)说牟倏v狀態(tài)，之后由控制器發(fā)出預(yù)警信號，并根據(jù)控制器計(jì)算出車輛回到車道中央所需轉(zhuǎn)向操作力的一部分以輔助的形式施加到EPS系統(tǒng)中，整個(gè)過程大約在0.5s內(nèi)完成，為駕駛?cè)颂峁└嗟姆磻?yīng)時(shí)間。如果駕駛?cè)舜蜷_轉(zhuǎn)向燈，正常進(jìn)行變道行駛系統(tǒng)不工作。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.5汽車防碰撞預(yù)警系統(tǒng)(ACWS)汽車防碰撞預(yù)警系統(tǒng)(AdvanceCollisionWarningSystem，ACWS)主要用于協(xié)助駕駛?cè)吮苊庾肺?、高速行駛中無意識偏離車道、與行人碰撞等重大交通事故。ACWS主要包括了前方車輛探測傳感器、碰撞判斷中央處理器ECU、制動(dòng)輔助系統(tǒng)、電動(dòng)座椅主動(dòng)安全帶系統(tǒng)以及預(yù)警裝置等。防碰撞預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)基本組成5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.5汽車防碰撞預(yù)警系統(tǒng)(ACWS)當(dāng)在同一車道上有車輛或其他障礙物，傳感器監(jiān)測到與前方車輛達(dá)到危險(xiǎn)距離30m而駕駛?cè)诉€未作出反應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)車速和車距計(jì)算出最佳制動(dòng)力值，并同時(shí)給制動(dòng)輔助系統(tǒng)傳遞制動(dòng)指令，以此來最大限度地避免碰撞發(fā)生，安全帶和座椅都進(jìn)入碰撞預(yù)備狀態(tài)，同時(shí)閃光制動(dòng)燈也開始工作。防碰撞預(yù)警系統(tǒng)工作原理圖系統(tǒng)工作原理如果駕駛?cè)宋催M(jìn)行人工回避操作，系統(tǒng)判斷碰撞不可避免，則強(qiáng)制進(jìn)行制動(dòng)干預(yù)，降低碰撞速度。在碰撞發(fā)生前主動(dòng)型安全帶開始工作，電動(dòng)座椅同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)位置制動(dòng)力通過制動(dòng)輔助系統(tǒng)迅速達(dá)到最大。當(dāng)車速與前方車輛相同或低于前方車輛之后，安全帶和座椅恢復(fù)至正常狀態(tài)。5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.6盲點(diǎn)輔助(BSA)系統(tǒng)盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)(BlindSpotAssist，BSA)的出現(xiàn)提高了汽車的安全性能，系統(tǒng)利用雷達(dá)傳感器檢測車輛后方和兩側(cè)的環(huán)境，并在駕駛?cè)俗儞Q車道時(shí)提供幫助。被監(jiān)控的區(qū)域不僅包括視覺盲點(diǎn)，也包括所謂的“視野”盲區(qū)，同時(shí)系統(tǒng)還對駕駛?cè)藗?cè)和副駕駛?cè)藗?cè)進(jìn)行監(jiān)控。盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)工作示意圖系統(tǒng)定義5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.6盲點(diǎn)輔助(BSA)系統(tǒng)車輛的前后保險(xiǎn)杠安裝6個(gè)短距雷達(dá)，實(shí)時(shí)地對后方與兩側(cè)車道監(jiān)控，系統(tǒng)最大監(jiān)控范圍可達(dá)到50m。當(dāng)車速達(dá)到60km/h以上，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)鄰近車輛進(jìn)入視覺盲點(diǎn)區(qū)域時(shí)，盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)將用后視鏡上的紅色三角形報(bào)警燈提醒駕駛?cè)耍?dāng)駕駛?cè)碎_啟轉(zhuǎn)向燈準(zhǔn)備變換車道且車輛速度超過一定值時(shí)，盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)若識別到變換行車道可能會(huì)造成事故風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)將會(huì)提示或警告駕駛?cè)?，此時(shí)相應(yīng)車外后視鏡內(nèi)的LED警告燈亮起或快速閃爍，以提示或者警告駕駛?cè)藵撛诘娘L(fēng)險(xiǎn)。盲點(diǎn)輔助系統(tǒng)工作示意圖系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.7泊車輔助系統(tǒng)(PAS)泊車輔助系統(tǒng)(ParkingAssistSystem，PAS)又稱主動(dòng)式停車輔助系統(tǒng)，是借助前后保險(xiǎn)杠上安裝的若干組超聲波感應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)輔助泊車的系統(tǒng)。系統(tǒng)基本組成PAS主要由倒車攝像頭、車載顯示器、蜂鳴器、超聲波傳感器、控制器等部件組成，倒車時(shí)，車載顯示器可以顯示車后倒車攝像頭的實(shí)時(shí)視頻。5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.7泊車輔助系統(tǒng)(PAS)通過車身前后和側(cè)面的多個(gè)傳感器，來測算車位的大小、距離以及準(zhǔn)確的入位角度。自動(dòng)泊車時(shí)，首先選好車位，車輛位置固定掛入倒擋后，倒車影像屏幕會(huì)自動(dòng)顯示出車輛所在的位置和周圍環(huán)境。在觸摸屏式導(dǎo)航儀上，通過移動(dòng)光標(biāo)來設(shè)定泊車的目標(biāo)位置，同時(shí)啟動(dòng)智能泊車系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)操縱轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行倒車，最后將車輛停在泊車位置，駕駛?cè)丝梢栽谧⒁庵車袩o障礙物的同時(shí)，控制加速或制動(dòng)踏板調(diào)整泊車過程。泊車輔助系統(tǒng)工作示意圖系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.8胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TirePressureMonitoringSystem，TPMS)在汽車行駛時(shí)對輪胎氣壓自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，保障駕駛?cè)撕统塑嚾说纳踩?。胎壓監(jiān)測系統(tǒng)一般分為直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)和間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，兩者的區(qū)別在于胎壓監(jiān)測傳感器安裝方式及報(bào)警策略不同。胎壓監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)基本組成5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.8胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)當(dāng)駕駛?cè)舜蜷_主駕駛艙車門時(shí)，系統(tǒng)就開始初始化過程，然后控制單元J502給輪胎壓力監(jiān)控發(fā)射器G431-G434和天線R96各分配一個(gè)LIN地址。初始化完成后，發(fā)射器發(fā)射無線電信號。由于這種無線電信號的作用半徑很小，所以它們只會(huì)分別被相應(yīng)的輪胎壓力傳感器所接收，并在這個(gè)無線電信號被接收后再經(jīng)LIN總線傳送到控制單元。胎壓監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)工作流程5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.9抬頭顯示(HUD)系統(tǒng)抬頭顯示(HeadUpDisplay，HUD)系統(tǒng),又稱平視顯示系統(tǒng)，是指以車輛駕駛?cè)藶橹行牡亩喙δ軆x表盤。作為一種綜合電子顯示設(shè)備，它可以把車輛的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、導(dǎo)航等信息投影到風(fēng)窗玻璃上供駕駛?cè)瞬榭?。駕駛?cè)瞬恍枰皖^看儀表盤就可以看到車輛信息，從而有效避免駕駛?cè)艘曈X疲勞。系統(tǒng)基本組成HUD可分為兩大模塊，即提供信息的電子系統(tǒng)和提供放大虛像的光學(xué)系統(tǒng)。電子系統(tǒng)通過收集行車數(shù)據(jù)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)所需的探測器的數(shù)據(jù)，為光學(xué)系統(tǒng)傳輸顯示的內(nèi)容。光學(xué)系統(tǒng)負(fù)責(zé)把放大的虛像投射到風(fēng)窗玻璃前方。5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.9抬頭顯示(HUD)系統(tǒng)HUD系統(tǒng)使用一個(gè)由多個(gè)發(fā)光二極管組成且亮度極高的光源，從后方投射一個(gè)高分辨率顯示屏予以實(shí)現(xiàn)。類似于一個(gè)投影儀，光源所發(fā)光束經(jīng)過兩面鏡子的折射，投影到車輛的風(fēng)窗玻璃上。一面鏡子是固定的，另一面鏡子是可調(diào)的，用于調(diào)節(jié)抬頭顯示投影圖像的高度，可以適應(yīng)不同的座椅位置或駕駛?cè)说囊暰€高度。HUD系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.10駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)駕駛?cè)吮O(jiān)控系統(tǒng)(DriverMonitoringSystem，DMS)能夠發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)俗呱?、疲勞和打瞌睡等影響駕駛的情況。除此之外，DMS還能發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)似垓_輔助駕駛系統(tǒng)，或者與乘客爭執(zhí)等危險(xiǎn)駕駛行為并及時(shí)提示。DMS由圖像采集部分、視頻處理模塊和提示部分組成。駕駛?cè)吮O(jiān)控系統(tǒng)基本組成系統(tǒng)基本組成5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.10駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)數(shù)字圖像采集部分的攝像頭能夠完成實(shí)時(shí)駕駛?cè)祟^部圖像采集并將視頻序列送進(jìn)視頻處理模塊。視頻處理模塊在接收到視頻數(shù)據(jù)后對頭部圖像進(jìn)行定位、特征提取和自動(dòng)識別，并跟蹤駕駛?cè)说臓顟B(tài)。如果出現(xiàn)需要警示的狀況，處理模塊將向提示部分發(fā)出信號，提示部分再根據(jù)不同的識別結(jié)果作出不同響應(yīng)。當(dāng)駕駛?cè)颂幱诜钦ｑ{駛狀態(tài)時(shí)，提示部分可以發(fā)出語音信號或通過儀表板提醒駕駛?cè)颂岣咦⒁饬Γ{(diào)整駕駛狀態(tài)。系統(tǒng)工作原理5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.11智能座艙系統(tǒng)(AICS)智能座艙系統(tǒng)(AdvancedIntelligentCockpitSystem)是指配備了智能化和網(wǎng)聯(lián)化的車載產(chǎn)品，從而可以與人、路、車本身進(jìn)行智能交互的座艙。智能座艙系統(tǒng)是由不同的座艙電子組成的完整體系，主要由機(jī)械部分、電子部件、軟件技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)四部分組成。智能座艙系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)基本組成5.8高級駕駛輔助系統(tǒng)5.8.11智能座艙系統(tǒng)(AICS)智能座艙系統(tǒng)首先通過攝像頭、車載錄音設(shè)備等傳感器收集來自駕駛?cè)说男畔ⅲㄟ^激光雷達(dá)等傳感器收集路面信息，通過V2X則可以輔助汽車收集道路狀況、擁堵情況等信息。車載芯片和系統(tǒng)對反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。云計(jì)算技術(shù)則可以輔助車載芯片完成計(jì)算中較為復(fù)雜的部分。最終計(jì)算出的信息可通過智能中控屏以及HUD等設(shè)備反饋給駕駛?cè)?，或參與智能汽車的駕駛決策和路線規(guī)劃。智能座艙通過上述技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，以中控屏、儀表板、后座娛樂屏等硬件為載體，實(shí)現(xiàn)人臉識別、多音區(qū)檢測、視線追蹤、疲勞分級以及多模命令詞等核心智能化功能，除此以外，該系統(tǒng)還可以衍生出音量自動(dòng)調(diào)節(jié)、高速分心提醒、疲勞拯救等個(gè)性化附加功能，在汽車主動(dòng)安全上有很大的應(yīng)用空間。系統(tǒng)工作原理5.9智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述智能網(wǎng)聯(lián)汽車(IntellectualConnectedVehicle，ICV)智能網(wǎng)聯(lián)汽車從狹義上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)V2X智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。從廣義上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以車輛為主體和主要節(jié)點(diǎn)，融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使車輛與外部節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制，以達(dá)到車輛安全、有序、高效、節(jié)能行駛的新一代多車輛系統(tǒng)。5.9智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述智能網(wǎng)聯(lián)車與交通系統(tǒng)的關(guān)系智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車、車