汽車安全與法規(guī) (第3版) 課件 第4-6章 汽車被動安全性、汽車主動安全系統(tǒng)、汽車被動安全性能試驗

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)與標準第3章

汽車主動安全性第4章

汽車被動安全性第5章

汽車主動安全系統(tǒng)第6章

汽車被動安全性能試驗第4章汽車被動安全性4.1概述4.2安全的車身機構(gòu)4.3座椅安全帶系統(tǒng)4.4安全氣囊系統(tǒng)4.5座椅系統(tǒng)4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷系統(tǒng)4.7其他被動安全裝置4.1

概述汽車被動安全性概述汽車被動安全性介紹了與汽車碰撞的關(guān)系、汽車被動安全性的分類以及影響汽車被動安全性的主要措施汽車被動安全性定義汽車被動安全性是指事故發(fā)生時保護乘員和步行者，使直接損失降至最低的性能。汽車被動安全性的分類汽車被動安全性分為汽車外部安全性和車內(nèi)安全性。汽車外部安全性是從減輕在事故中汽車對人、自行車和摩托車乘員的傷害方面提高汽車被動安全性的能力。汽車外部安全性決定因素有:發(fā)生碰撞后汽車車身變形的狀態(tài)、汽車車身外部形狀。4.1

概述汽車被動安全性概述汽車被動安全性的分類汽車被動安全性分為汽車外部安全性和車內(nèi)安全性。車內(nèi)安全性是汽車在事故中使作用于乘員的加速度和力降低到最小,在事故發(fā)生以后提供足夠的生存空間,以及確保對從車輛中營救乘員起關(guān)鍵作用部件的可操作性等的能力。車內(nèi)安全性決定性因素有:車身變形狀態(tài)、客艙強度、當碰撞發(fā)生時和發(fā)生后的生存空間尺寸、約束系統(tǒng)、撞擊面積(車內(nèi)部)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、乘員的解救及防火。4.1概述汽車被動安全性概述安全車身結(jié)構(gòu)和乘員保護系統(tǒng)車輛的被動安全性也可分為安全車身結(jié)構(gòu)和乘員保護系統(tǒng)兩大類。安全車身結(jié)構(gòu)是在碰撞發(fā)生時,盡可能多地吸收汽車碰撞動能,減輕車內(nèi)乘員所承受的碰撞動能,同時保證乘員有足夠的生存空間。乘員保護系統(tǒng)是在碰撞發(fā)生后，減少二次碰撞造成的乘員損傷或避免二次碰撞。4.1概述汽車被動安全性概述汽車碰撞安全法規(guī)汽車碰撞安全法規(guī)是汽車生產(chǎn)企業(yè)必須遵循的規(guī)定,是指導(dǎo)汽車碰撞安全性設(shè)計與改進的依據(jù),是汽車產(chǎn)品進入市場的最低要求。目前,汽車碰撞安全法規(guī)主要規(guī)定了車輛對車內(nèi)乘員、路上行人的保護性能。近年來隨著汽車電動化，現(xiàn)在法規(guī)還增加了電路短路、人員觸電和電池電解液泄露甚至爆炸起火。目前各國有關(guān)碰撞的安全法規(guī)如表所示。汽車碰撞實驗標準4.2

安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車車身安全概述汽車車身主要由車身覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)加強件等部分組成，對汽車被動安全有重要影響，要求車身本體結(jié)構(gòu)在發(fā)生碰撞事故時,盡可能多地吸收汽車碰撞動能,減輕車內(nèi)乘員所承受的碰撞動能,同時保證乘員有足夠的生存空間。其功能包括：安全的車身結(jié)構(gòu)必須盡可能地緩和與吸收車輛及乘員的運動能量，以緩解乘員受到的沖擊。安全的車身結(jié)構(gòu)在確保乘員有效生存空間的同時，還必須保證碰撞后已于乘員逃脫和車外救護。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身的變形特殊性汽車在各種路面上高速行駛時,發(fā)生碰撞事故的碰撞形式可分為前碰撞、側(cè)面碰撞及追尾碰撞三種形式。正面碰撞在正面碰撞過程中，可以將車身前部分為三個變形吸能區(qū)。第一變形區(qū)可以保護行人，避免車輛低速下的碰撞破壞性；第二變形區(qū)為相容區(qū)，可以在兩車相撞時吸收能量；第三變形區(qū)為自身保護區(qū)，在撞擊固定障礙時，可以保護乘員艙的完整。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身的變形特殊性側(cè)面碰撞側(cè)面碰撞時受到的撞擊部位為車門、立柱或門檻梁等。汽車側(cè)面碰撞的理想特性應(yīng)是要求側(cè)面結(jié)構(gòu)有足夠大的剛度,以確保車門和立柱不發(fā)生大的變形。追尾碰撞追尾碰撞時相對碰撞速度較低,并且尾部一般也有足夠多的碰撞吸能區(qū)間(短尾車除外)，乘員受到的最主要傷害是頸部沖擊損傷。車輛尾部區(qū)段應(yīng)盡量軟化。碰撞時應(yīng)保證燃油系統(tǒng)的完整性。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計概述從汽車碰撞安全性考慮，可以將車身分為兩個區(qū)域，乘員安全區(qū)（A區(qū)）和緩沖吸能區(qū)（B區(qū)）。乘員安全區(qū)應(yīng)具有足夠大的剛度，不允許發(fā)生大的碰撞變形；緩沖吸能區(qū)允許車輛有足夠大的碰撞變形，以吸收碰撞能量，設(shè)計成“外柔內(nèi)剛”的結(jié)構(gòu)。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身正面的防碰撞機構(gòu)汽車發(fā)生正面碰撞時，車身前部機構(gòu)吸收大部分的能量，因此車身的設(shè)計顯得十分重要。為了實現(xiàn)汽車車身防碰撞結(jié)構(gòu)的第二區(qū)段的特性,車身前部結(jié)構(gòu)的設(shè)計一般采用如下方法：有效利用車身前部的壓潰變形吸收碰撞能量，減小碰撞加速度加固乘員艙前圍結(jié)構(gòu)，提高乘員艙梁框架的承載能力，保證乘員的生存空間防止車身前部部件侵入乘員艙內(nèi)，必須采取結(jié)構(gòu)措施使其在汽車發(fā)生正面碰撞時向下移動4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身側(cè)面的防碰撞機構(gòu)汽車側(cè)面結(jié)構(gòu)碰撞設(shè)計原則是提高側(cè)面結(jié)構(gòu)的剛度，減小碰撞凹陷變形，保證乘員艙內(nèi)的完整性及生存空間。車身側(cè)面的防碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)計一般采用以下方法:合理設(shè)計乘員艙的梁框架結(jié)構(gòu)，使碰撞力能夠傳遞到各部件上加強車門強度車身側(cè)圍框架的抗沖擊強度增加門檻強度，如增大門檻梁的斷面面積等措施加強地板中部的地板通道，提高車身抗彎強度合理設(shè)計及布置門鎖與鉸鏈4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身后面的防碰撞機構(gòu)汽車追尾碰撞時，沖擊力沿兩種路徑傳遞，一條后保險杠經(jīng)后縱梁傳遞給門檻梁，另一條由后車輪候補結(jié)構(gòu)經(jīng)后輪傳遞給門檻梁。汽車車身后面的防碰撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計一般采用如下方法:車身后方的防碰撞機構(gòu)設(shè)計應(yīng)該提高后部構(gòu)件的吸能效率，設(shè)置更具吸能特性的后橫梁與后縱梁等連接件設(shè)計階段要考慮汽車后部結(jié)構(gòu)形狀及材料低于多角度碰撞的能力車身后方的防碰撞機構(gòu)也應(yīng)該對汽車燃油箱進行設(shè)計，將燃油箱布置在壓縮變形區(qū)之外，防止變形4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身的防翻碰撞機構(gòu)汽車發(fā)生事故時，駕駛?cè)藭霈F(xiàn)操作失誤導(dǎo)致車輛翻車。為確保乘員有足夠的生存空間,一般采用如下方法:為保證乘員的生存空間，應(yīng)加強車頂縱梁及立柱的強度和剛度在車頂設(shè)置橫向支撐梁構(gòu)建，如設(shè)置翻車保護杠等裝置4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

車身結(jié)構(gòu)安全設(shè)計車身外圍的碰撞機構(gòu)汽車的保險杠設(shè)計時，應(yīng)能保證吸收足夠多的碰撞產(chǎn)生的能量，因此保險杠一般由能折疊變形的輕質(zhì)金屬制成。救護網(wǎng)布置在車身前部，防止撞擊后的行人跌落路面繼而受車輪碾壓。在發(fā)動機上部及前封窗玻璃周圍布置彈性材料，減輕行人撞擊后再次沖擊的程度。利用車架的變形來吸收碰撞能量,保證乘員必要的生存空間。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠汽車保險杠主要類型阻尼型保險杠在保險杠和車身之間加裝油壓和液壓阻尼元件的叫阻尼型保險杠。彈性型保險杠在保險杠內(nèi)填充泡沫材料、蜂窩結(jié)構(gòu)材料等吸能材料的叫彈性型保險杠。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠汽車保險杠主要類型彈性-阻尼型保險杠，綜合了彈性保險杠和阻尼型保險杠優(yōu)點波紋管型保險杠，利用矩形波形管來吸收能量柔性型保險杠，利用合成材料制成的保險杠，碰撞后可以恢復(fù)原狀能量耗散型保險杠，利用金屬切削或彎曲、擠壓變形等方式來消耗碰撞能量4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠汽車保險杠主要類型主動作用型保險杠這種保險杠與主動防撞裝置相連，根據(jù)即將發(fā)生的碰撞使保險杠彈出適當?shù)木嚯x來吸收能量。安全氣囊式保險杠將傳感器、充氣泵和氣囊等部件集成后安裝在汽車前保險杠內(nèi)，主要是為了保護行人。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠保險杠骨架保險杠骨架一般采用橫梁結(jié)構(gòu)，又叫防撞梁，是保險杠系統(tǒng)的核心部件?？梢栽谄嚢l(fā)生碰撞時能有效保護車身、發(fā)動機和發(fā)動機附屬裝置等部件。按照材料可以分為三類：鋁合金防撞梁、高強度鋼防撞梁、GMT材料防撞梁。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠鋁合金防撞梁裝配鋁合金防撞梁可以降低車身質(zhì)量，鋁合金防撞梁的折疊變形模式又有利于能量吸收。高強度鋼防撞梁高強度鋼防撞梁用高強度鋼板熱沖壓成型，有利于將碰撞能量均勻的傳遞。GMT材料防撞梁GMT（GlassMatReinforcedThermoplastic）材料具有輕質(zhì)、比強度高、抗沖擊、易成型和可回收等特點。GMT材料現(xiàn)在已經(jīng)運用在發(fā)達國家和地區(qū)的汽車零部件制造上。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車保險杠汽車保險杠相關(guān)法規(guī)及要求世界各國對汽車保險杠的防撞性有著明確的規(guī)定要求，各國對保險杠的規(guī)定和試驗要求如下表。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

電動汽車碰撞后安全電動汽車是機械電氣一體化設(shè)備，有其特殊的安全要求，尤其是在碰撞后高能量動力電池起火、擠壓爆炸，電解液泄漏，高壓系統(tǒng)觸電等安全問題。動力蓄電池安裝位置動力蓄電池是電動汽車上主要的危險源。要求動力蓄電池所在的安裝位置，當車輛受到碰撞后蓄電池不能有損壞。動力蓄電池機械防護動力蓄電池還應(yīng)該設(shè)置多重保護結(jié)構(gòu)，防止蓄電池擠壓變形。車身門檻、總量等在發(fā)生側(cè)面碰撞時應(yīng)該保證變形小，地板橫梁與車身門檻分離以減小傳遞到蓄電池的沖擊等措施。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

電動汽車碰撞后安全電解液泄漏傷害和車輛儲能系統(tǒng)（REESS）傷害要求在碰撞結(jié)束30min內(nèi)，不應(yīng)該有電解液從REESS中溢出到乘員艙，同時規(guī)定不應(yīng)有超過5.0L的電解液從REESS中溢出，保證車內(nèi)人員有充足時間逃離。滅火藥劑根據(jù)電動汽車動力蓄電池組的火災(zāi)特點，目前滅火藥劑主要包括干粉滅火劑、細水霧滅火劑、氫氟碳類滅火劑、惰性氣體滅火劑等。在鋰電池起火后，應(yīng)根據(jù)起火環(huán)境、噴射殘留情況等因素選擇合適的滅火器。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞模擬仿真的有四種類型模擬汽車事故的模型模擬碰撞中結(jié)構(gòu)大變形的模型模擬人體整體動力學(xué)的模型模擬人體局部結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)模型這四種模型根據(jù)建模方法又可以分為集總參數(shù)模型多體系統(tǒng)模型有限元模型4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車碰撞計算機仿真分析車身碰撞有限元法分析過程車身碰撞有限元分析方法包括整車的有限元分析、部件或結(jié)構(gòu)的碰撞有限元分析等。車身碰撞的有限元分析過程如右圖：4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞過程的計算機仿真多剛體動力學(xué)法多剛體動力學(xué)法主要應(yīng)用有關(guān)人體和車輛各個部分在碰撞過程中的動態(tài)響應(yīng)、事故分析與再現(xiàn)問題的被動安全性研究。由于多剛體動力學(xué)法以剛體來代表分析的對象，因此不能直接用來進行車體結(jié)構(gòu)的受撞變形計算分析。圖為利用MADYMO3D軟件進行氣囊系統(tǒng)與假人碰撞分析。4.2安全的車身結(jié)構(gòu)

汽車碰撞計算機仿真分析汽車碰撞過程的計算機仿真動態(tài)大變形非線性有限元法動態(tài)大變形非線性有限元法將連續(xù)的空間系統(tǒng)離散化，利用節(jié)點將實際結(jié)構(gòu)的各個部件聯(lián)系在一起，可以用于人體和車輛的詳細建模，能夠得到各個部件的變形、應(yīng)力應(yīng)變分布、速度和加速度分布等。多剛體動力學(xué)和動態(tài)大變形非線性有限元混合法此方法綜合以上兩種方法的優(yōu)點，及突出有限元的特點，又可通過局部的多剛體處理提高計算速度。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的作用與原理汽車座椅安全帶的作用是將乘員的身體約束在座椅上，汽車發(fā)生碰撞事故時，防止乘員在車內(nèi)發(fā)生二次碰撞，使乘員傷亡降至最低。當碰撞事故發(fā)生時，人體作用在安全帶上的力使安全帶運動速率到達一定值時，鎖止機構(gòu)開始工作，安全帶鎖緊。圖為典型的三點式安全帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的分類按照使用的主動性，可以分為主動型安全帶和被動型安全帶按照固定安裝方式來分，可以分為兩點式安全帶、三點式安全帶和全背式安全帶4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的分類兩點式安全帶兩點式安全帶可以分為安全腰帶和安全背帶。安全腰帶的優(yōu)點是使用方便，缺點是腰部負荷較大，一般用于后排座及中間座乘員，現(xiàn)在很少使用。安全背帶使乘員的受力不均勻，下體容易先行擠出，不推薦使用。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的分類三點式安全帶三點式安全帶既能限制乘員軀體向前移動，又能限制其上軀體過度前傾，兼有兩點式安全腰帶和背帶的優(yōu)點。全背式安全帶又稱馬夾式安全帶，是在兩點式安全腰帶上再裝兩條抱肩帶而成，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實用性差。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的相應(yīng)法規(guī)在我國,安全帶總成必須滿足GB14166—2013《機動車乘員用安全帶、約束系統(tǒng)、兒童約束系統(tǒng)和ISOFIX兒童約束系統(tǒng)》的要求。在速度為50km/h的正面撞擊試驗中:（1）影響乘員約束的安全帶總成或約束系統(tǒng)的部件不得斷裂，并且?guī)Э刍蜴i止系統(tǒng)均不得失效。（2）對于腰帶，假人骨盆位置前移量應(yīng)為80~200mm，對于其他形式安全帶，骨盆位置前移量應(yīng)為80~200mm，胸部位置前移量應(yīng)為80~300mm。（3）安全帶安裝在前排外側(cè)乘坐位置并且在前面有安全氣囊保護時，如果胸部參考點在通過規(guī)定（2）位移值的時刻的速度不超過24km/h，胸部參考點的位移值可超過這個規(guī)定的值。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理座椅安全帶的相應(yīng)法規(guī)（4）動態(tài)試驗中，除胸部與轉(zhuǎn)向機構(gòu)總成接觸外，假人的頭部或身體與車輛前面堅硬部位不發(fā)生任何接觸。如果轉(zhuǎn)向機構(gòu)總成符合《防止汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)對駕駛員的傷害》(GB11557—2011)要求，且胸部與轉(zhuǎn)向裝置的撞擊速度不24km/h，則胸部參考點的移動量允許超過規(guī)定（2），位移和鎖止系統(tǒng)應(yīng)保證所有座椅上的乘員在試驗后，仍可用手操作方式離開車輛。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理安全帶的應(yīng)用普通安全帶普通安全帶是在安全帶鎖止后通過自身的變形來吸收人體的碰撞能量，降低胸部加速和胸部壓縮量，目前應(yīng)用在一些低價位的商用車和乘用車上。限力式安全帶限力式安全帶是在普通安全帶卷收器中心安裝一根限力桿，通過限力桿扭曲變形限制安全織帶的增長，目前應(yīng)用在一些低價位乘用車上。4.3座椅安全帶系統(tǒng)

汽車座椅安全帶結(jié)構(gòu)原理安全帶的應(yīng)用預(yù)張緊力式安全帶預(yù)張緊力式安全帶通過安全氣囊發(fā)出信號使預(yù)緊器內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生卷曲動力，消除安全帶與人體之間的間隙，目前應(yīng)用在中高端車型中。預(yù)卷式預(yù)緊力式安全帶預(yù)卷式預(yù)緊力式安全帶通過雷達裝置感應(yīng)與前車的間距，若間距小于一定值，電機運動消除安全帶與人體之間空隙，并且提醒駕駛?cè)司o急制動或進行應(yīng)急處理，目前應(yīng)用在一些高端車型上。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理安全氣囊系統(tǒng)的組成安全氣囊系統(tǒng)由控制裝置、氣體發(fā)生器和氣袋組成。汽車安全氣囊作為一種輔助的乘員約束系統(tǒng),主要用來緩沖在前碰事故中乘員頭部的運動,防止與車內(nèi)飾件的二次碰撞,同時分散對乘員胸部的沖擊力。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理安全氣囊系統(tǒng)的工作原理汽車發(fā)生碰撞事故時，傳感器檢測汽車碰撞強度，電子系統(tǒng)接收并處理傳感器的信號。當經(jīng)計算有必要打開氣袋時，立即由觸發(fā)裝置發(fā)出點火信號觸發(fā)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器收到信號后迅速產(chǎn)生大量氣體，在乘員的前部形成充滿氣體的氣囊。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置安全氣囊控制裝置包括傳感器、電子控制系統(tǒng)以及觸發(fā)裝置，是安全氣囊系統(tǒng)的核心。主要功能為控制氣囊的點火、氣囊系統(tǒng)的故障診斷以及判定作為是否有乘員等?？刂蒲b置各組件的功能傳感器用來檢測汽車發(fā)生事故的程度，并向控制系統(tǒng)發(fā)送信號；電子控制系統(tǒng)決定是否啟用安全氣囊；觸發(fā)裝置接到啟動信號后點爆氣體發(fā)生器，使安全氣囊進入工作狀態(tài)。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置各組件的功能安全氣囊的點火控制算法安全氣囊的點火控制算法有加速度法、速度變量法、加速度坡度法、移動窗式積分算法和基于模糊決策與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制算法。傳感器傳感器主要有三種類型，機械式、機電式和電子式。圖為機械式傳感器。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理控制裝置各組件的功能傳感器機電式傳感器分為滾球式、偏心式和水銀開關(guān)式等。滾球式傳感器特點為其內(nèi)鋼球在碰撞時向前運動，觸發(fā)電路。偏心式傳感器中有偏心轉(zhuǎn)動質(zhì)量的機電式加速器。而水銀傳感器較為常見，其觸發(fā)所需的力較小。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣體發(fā)生器氣體發(fā)生器的作用及分類在碰撞發(fā)生后，氣體發(fā)生器可以迅速產(chǎn)生大量氣體，用于氣袋的充氣。常見的氣體發(fā)生器有固體燃料式氣體發(fā)生器和混合式氣體發(fā)生器。煙火式氣體發(fā)生器煙火式氣體發(fā)生器屬于固體燃料式氣體發(fā)生器的一種。煙火式氣體發(fā)生器最早使用火箭固體推進劑，因此它在工作過程中容易灼傷人，且工作后會產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣體發(fā)生器壓縮空氣式氣體發(fā)生器壓縮空氣式氣體發(fā)生器也屬于固體燃料氣體發(fā)生器的一種，它將氣體壓縮在一個高壓罐內(nèi)，工作時高壓罐炸開產(chǎn)生氣體，對人體無害。混合式氣體發(fā)生器混合式氣體發(fā)生器采用少量固體燃料加熱儲存氣體，具有性能穩(wěn)定，可靠性強，且對人和環(huán)境都無害的優(yōu)點。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋式氣囊系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)生怕碰撞時，其充氣形成柔軟的氣墊起到保護的作用。氣袋一般由袋體織物、內(nèi)部涂層、抗拉限制帶(阻尼帶)和排氣機構(gòu)組成，抗拉限制帶將氣囊上、下中心連接起來?以限制氣囊的展開厚度，避免傷人。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋材料氣囊袋織物經(jīng)歷了縫制型涂層織物氣囊、縫制型非涂層織物氣囊和非涂層全成型三種。氣袋涂層作用：避免氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高溫氣體及殘留物對氣袋的腐蝕；消除氣袋織物的透氣性，控制氣袋排氣特性；保持氣袋展開的初始壓力；使氣袋基本織物穩(wěn)定；使尼龍絲結(jié)合牢固；保持氣袋的透氣性不變。傳統(tǒng)的氣袋涂層材料為聚氯丁二烯。近年來開發(fā)出了性能更為出色的硅酮涂層。4.4安全氣囊系統(tǒng)

汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成與工作原理氣袋氣袋的漏氣特性氣袋的漏氣特性是指氣袋在充氣后氣袋氣體泄漏到氣袋外面的特性。氣袋的漏氣特性會影響對乘員的保護效果。氣袋排氣機構(gòu)氣袋排氣機構(gòu)的構(gòu)成方式可以是簡單的排氣口，或利用氣袋的不同部位密度不同的特點來構(gòu)成，或利用內(nèi)部涂層分布與厚度的不同來構(gòu)成。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類機械式安全氣囊機械式安全氣囊主要有氣囊傳感器、氣體發(fā)生器、氣袋等裝置組成，有著結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點，但是因傳感器必須與氣體發(fā)生器安裝在一起，安裝位置受到限制。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類機電式安全氣囊觸點在車身減速的作用下，克服機械勢能觸發(fā)安全氣囊點火開關(guān)，從而得到安全氣囊點火信號。機電式安全氣囊兼有機械式安全氣囊的優(yōu)點，它采用電子點火，因此安裝位置沒有限制。電子式安全氣囊電子式安全氣囊在機械式安全氣囊的結(jié)構(gòu)上增加了控制器ECU、主電源及備用電源和報警系統(tǒng)。其中ECU用于分析傳感器的信號、啟動點火指令、進行系統(tǒng)故障診斷和記錄存儲工作過程。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按采用傳感器分類電子式安全氣囊電子式安全氣囊通過各傳感器實時檢測汽車減速度信號，由ECU判斷當前時刻的減速度是否超過設(shè)定值，從而確定是否需要引爆安全氣囊，并控制氣體發(fā)生器動作。它可以對路況和碰撞事故進行判斷，并根據(jù)不同類型的事故控制安全氣囊的引爆時間，但是有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、易受電磁場影響的缺點。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按保護作用和安裝位置分類駕駛?cè)藗?cè)氣囊（轉(zhuǎn)向盤氣囊）駕駛?cè)藗?cè)氣囊安裝于轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，作用是在車輛發(fā)生正面碰撞時，防止駕駛?cè)伺c轉(zhuǎn)向盤、儀表板及前風(fēng)窗玻璃發(fā)生碰撞而造成傷害。前排乘員安全氣囊乘員安全氣囊安裝與儀表板內(nèi)，主要是為了防止前排乘員與儀表板和前風(fēng)窗發(fā)生碰撞而造成傷害。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類按保護作用和安裝位置分類側(cè)撞安全氣囊側(cè)撞安全氣囊主要是保護車內(nèi)乘員在發(fā)生撞車事故時，不會與車門發(fā)生碰撞而造成乘員受傷。分為胸部和頭部側(cè)撞安全氣囊兩種形式。后座椅安全氣囊后座椅安全氣囊一般安裝在前排座椅的靠背上部或頭枕后部，主要用于高級轎車。主要保護后座乘員頭部的安全氣囊采用小容積氣囊，大容積氣囊則用于保護頭部和胸部。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊氣囊式安全帶氣囊式安全帶借鑒了氣囊特性的安全帶產(chǎn)品，其可以在發(fā)生碰撞時展開氣囊，以便對人體產(chǎn)生緩沖作用減少對胸部、腰部的傷害。膝部氣囊膝部氣囊的主要作用是減輕碰撞時膝蓋部位受到的傷害。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊腿部氣囊腿部氣囊安裝于座椅前沿，碰撞時沿垂直大腿方向展開，從而起到調(diào)節(jié)座椅角度的作用。足部氣囊足部氣囊主要是防止前圍板和前地盤侵入乘員艙時乘員受傷，為了降低踝關(guān)節(jié)受傷程度。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊的分類其他類型氣囊行人安全氣囊行人安全氣囊的主要作用是為了保護行人而設(shè)計，行人安全氣囊主要有兩種發(fā)動機艙蓋氣囊和前圍安全氣囊。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術(shù)開發(fā)質(zhì)量小、折疊體積小的輕小型氣囊氣囊的一種發(fā)展趨勢是使用新型材料，比如420d的新型尼龍，質(zhì)量小、舒適性好、裝配性能好。另一種發(fā)展趨勢是無涂層氣袋，比如采用尼龍66型織物具有更好的經(jīng)濟性。改進氣袋的展開模式傳統(tǒng)氣袋是先充氣再展開，改進的氣袋展開模式是先展開再充氣，可以有效減小充氣展開時對乘員的沖擊力，減小乘員損傷。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術(shù)開發(fā)智能型/自適應(yīng)型安全氣囊智能型安全氣囊是一種能夠最大限度地保護乘員的安全氣囊系統(tǒng)，在汽車碰撞的瞬間可以根據(jù)碰撞條件和乘員狀況來調(diào)節(jié)氣囊的工作性能。依靠先進的的傳感器技術(shù)新型傳感器應(yīng)該包括：傳感與診斷模塊，側(cè)碰撞傳感裝置，乘員位置傳感裝置，座椅位置傳感裝置，座椅安全帶傳感裝置，成人臨界重量傳感裝置，碰撞程度傳感器，碰撞預(yù)警傳感器。4.4安全氣囊系統(tǒng)

安全氣囊新技術(shù)安全氣囊的多樣化針對易受傷的部位設(shè)計了許多新型的安全氣囊，比如安裝在轉(zhuǎn)向盤下方膝墊部位的安全氣囊，可保護下肢在正碰撞中免受傷害，安裝在制動踏板下的安全氣囊，可保護腳和踝關(guān)節(jié)，安裝在前座椅靠背上的安全氣囊，可以保護后座乘員。集成式座椅安全氣囊傳統(tǒng)的安全氣囊被安裝在車身結(jié)構(gòu)上，新型的安全氣囊技術(shù)可以直接被布置在座椅上，該款氣囊會從座椅中彈出，緊緊地抱住乘客，保護乘客的頭部、上半身和骨盆等身體部位不受碰撞沖擊。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)概述汽車座椅系統(tǒng)的作用就汽車系統(tǒng)控制和駕駛視野等，為駕駛?cè)硕ㄎ?。在人體重要的結(jié)構(gòu)點上支撐人體，使乘客在汽車行駛中保持平穩(wěn)。為乘客提供安全舒適的環(huán)境，以減少顛簸路面的影響。在汽車受到撞擊時保護乘員。汽車座椅是汽車中將乘員與車身聯(lián)系在一起的重要部件，它直接影響到汽車的乘坐舒適性、方便性和安全性。汽車座椅系統(tǒng)的制造要求擁有良好的靜態(tài)特性，能夠保證駕駛?cè)擞辛己檬孢m的坐姿。具有足夠的強度和剛度。具有良好的振動特性。使駕駛?cè)伺c各操縱機構(gòu)之間擁有合適安全的距離，調(diào)節(jié)輕便。具有良好的造型。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)概述汽車座椅系統(tǒng)的安全性汽車座椅系統(tǒng)安全性是指汽車座椅再事故發(fā)生時，能最大限度地減少對駕駛?cè)思俺藛T造成傷害的能力。座椅系統(tǒng)的被動安全裝置的功能應(yīng)該包括：事故中保證乘員的生存空間。在事故發(fā)生時乘員能保持一定的安全姿態(tài)。能夠吸收碰撞能量，盡量使乘員受到的傷害最低。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)汽車座椅的分類按形狀可以分為分離式座椅、肩斗式座椅、半分離式座椅和長凳式座椅。按性能可以分為固定式座椅、活動式座椅、可折式座椅和調(diào)節(jié)式座椅等等。按其乘坐的人數(shù)可以分為單人用座椅、雙人用座椅、多人用座椅。按功用可以分為駕駛?cè)俗?、前排乘客座椅、后排乘客座椅以及輔助座椅(包括兒童座椅)，其中輔助座椅通常用于大型客車、運動車、大型轎車和旅行車等。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)座椅的安全結(jié)構(gòu)座椅主要由座椅骨架、靠背、頭枕、坐墊、調(diào)節(jié)裝置、座椅總成與車身相連的固定部件組成。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)座椅的安全結(jié)構(gòu)座椅骨架座椅骨架是汽車座椅形狀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由座椅彈簧或緩沖材料以及蒙皮等部件直接或間接地固定在骨架上。座椅骨架一般由鋼制材料焊接而成，如今熱塑成型的座椅骨架和鎂制骨架正在推廣。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)座椅的安全結(jié)構(gòu)座椅坐墊座椅坐墊通常由座椅彈簧、緩沖墊和蒙皮制成。座椅彈簧起緩沖作用，一般由彈簧鋼絲或橡膠元件構(gòu)成。緩沖墊是蒙皮和彈簧之間的柔軟部分，而蒙皮是套在座椅總成表面的材料，起到保護座椅泡沫，增加舒適度的作用。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)座椅的安全結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)座椅高度機構(gòu)、前后位移調(diào)整機構(gòu)、靠背仰角調(diào)整機構(gòu)和坐墊前傾角調(diào)整機構(gòu)等?？勘晨勘秤袕姸仍O(shè)計和造型設(shè)計兩方面的內(nèi)容。強度設(shè)計又包括剛性吸能設(shè)計和柔性吸能設(shè)計，需要根據(jù)不同狀況來選擇。造型設(shè)計的原則應(yīng)該使靠背的高度和曲線符合人體，為乘員提供穩(wěn)定舒適的坐姿。4.5座椅系統(tǒng)

汽車座椅系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)座椅的安全結(jié)構(gòu)連接部件汽車座椅連接部件的強度直接影響座椅的安全性能。座椅的連接部件要求具有足夠的強度，要避免在事故發(fā)生時因連接部件失效造成危險。頭枕頭枕是用以限制乘員頭部相對于軀干向后移位的彈性裝置。頭枕分為固定式和可拆式兩種。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求體壓分布從人體工學(xué)角度出發(fā)，汽車座椅應(yīng)對乘員產(chǎn)生良好的靜壓感，乘員在自然狀態(tài)下應(yīng)保持肌肉放松、體壓分布合理等。體壓分布與坐墊和靠背的硬度有關(guān)，除了座椅本身的尺寸和形狀，還應(yīng)該考慮座椅相對車內(nèi)空間的總體布置。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計對體壓分布要求座椅的高度和前后位置可以調(diào)節(jié)坐墊前角使乘員大腿受力小，能支持大腿座椅靠背能承受1500N以上的力，靠背設(shè)計要防止造成駕駛員疲勞座椅靠背前后傾角可調(diào)，使乘員下半身可調(diào)坐墊傾斜角應(yīng)能調(diào)節(jié)，滿足坐姿要求座椅靠背和坐墊與彈簧連成一體，使沖擊能迅速衰減在座椅上制動踏板和加速踏板踩踏到底時，兩只腳移動距離和角度應(yīng)該相等4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求振動特性要求汽車座椅應(yīng)有合適的彈性特性，過硬的彈性部件使人感到不適，而過軟的彈性部件容易使車身振動的低頻相近而引起共振。將人體看做一個剛體，從座椅傳來的振動原封不動地傳到人體各部分，根據(jù)各部分地感覺整理成R.N.杰恩威上下振動容許極限圖。4.5座椅系統(tǒng)

座椅系統(tǒng)安全性能要求

4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)概述汽車轉(zhuǎn)向系防傷機構(gòu)是一種除了滿足轉(zhuǎn)向機構(gòu)常規(guī)功能外,還能夠在正面碰撞事故中確保駕駛?cè)擞凶銐虻纳婵臻g,吸收碰撞能量,防止或減輕駕駛?cè)藗Φ谋粍颖Ｗo裝置。常見的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)有吸能轉(zhuǎn)向盤、能量吸收式轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向中間軸。4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與駕駛?cè)讼到y(tǒng)正面碰撞的關(guān)系汽車發(fā)生正面碰撞時，一次碰撞能量使汽車前部發(fā)生塑性變形，安裝在汽車前部的、與轉(zhuǎn)向器輸入端相連的轉(zhuǎn)向中間軸在碰撞力的作用下向后運動。要減輕一次碰撞的影響,可由轉(zhuǎn)向中間軸來完成。二次碰撞下，駕駛?cè)嗽诒旧淼膽T性能量下與轉(zhuǎn)向盤產(chǎn)生碰撞。吸收二次碰撞的能量和駕駛?cè)说牟糠謶T性能量是吸能轉(zhuǎn)向盤和能量吸收式轉(zhuǎn)向柱設(shè)計要解決的問題。4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理減輕一次碰撞影響的防傷機構(gòu)伸縮式轉(zhuǎn)向中間軸當汽車發(fā)生正碰時，通過花鍵軸套之間的相對滑動來消除碰撞力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪軸的位移波紋管式或網(wǎng)格式轉(zhuǎn)向中間軸通過波紋管或網(wǎng)格式軸的彎曲和壓縮來消除碰撞力使轉(zhuǎn)向器齒輪軸產(chǎn)生的向后的位移4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理減輕一次碰撞影響的防傷機構(gòu)可斷開式中間軸當碰撞力達到某一規(guī)定值時，上、下兩段軸能及時脫開而避免轉(zhuǎn)向盤后移裝有鋼球的雙層管式轉(zhuǎn)向中間軸碰撞發(fā)生時，轉(zhuǎn)向軸內(nèi)、外管產(chǎn)生相對運動，而管與球之間又有較大的過盈量從而產(chǎn)生較大的摩擦力，吸收撞擊能量4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理

4.6轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防傷機構(gòu)

轉(zhuǎn)向防傷機構(gòu)相關(guān)法規(guī)各國對轉(zhuǎn)向防傷系統(tǒng)法規(guī)及標準《防止汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)對駕駛?cè)藗Α?GB11557-2011)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱機構(gòu)作出了規(guī)定，主要包括以下內(nèi)容:汽車在以48.3~53.1km/h之間的車速進行正面固定壁障碰壁試驗中，要求轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向管柱在水平方向的后移量不得大于127mm，沿垂直方向所測量的車輛轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向軸頂端相對車內(nèi)不受碰撞影響的某點的向上位移量不得大于127mm。人體模塊以24.1~25.3km/h的相對速度撞擊轉(zhuǎn)向操縱裝置時，轉(zhuǎn)向操縱裝置作用在人體模塊上的水平力不得超過11123N。撞擊頭型以24.1~25.3km/h的相對速度撞擊轉(zhuǎn)向操作裝置時，作用在該撞擊頭型上的減速度超過80g的累積作用時間不得大于3ms，且最大減速度不得超過120g。4.7

其他被動安全裝置

安全玻璃安全玻璃包括鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃和夾層玻璃。汽車前風(fēng)窗玻璃普遍采用安全性更好的夾層玻璃。除前風(fēng)窗玻璃之外，汽車玻璃均為鋼化玻璃。鋼化玻璃是汽車上使用最多的玻璃，在遇到外力沖擊造成玻璃破裂時，不會形成鋒利的刀口，而是碎裂為許許多多的小碎片。區(qū)域鋼化玻璃一般用作汽車的前風(fēng)窗玻璃，安全性不如夾層玻璃，破碎時會變成一堆碎片會阻擋駕駛?cè)艘暰€，但是成本較低。夾層玻璃由兩塊普通玻璃膠合而成，中間夾有一層薄膜經(jīng)強力膠壓制成，玻璃破碎時不會散落飛濺。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅概述汽車兒童安全座椅是專為不同體重的兒童設(shè)計、安裝在汽車內(nèi)、能有效提高兒童乘車安全的座椅。兒童安全座椅的分類按照兒童安全座椅在車輛上的放置位置，可以分為通用類、半通用類、受限制類和特殊車輛類；按照擺放方向可以分為，臥式、后向式、前向式和可轉(zhuǎn)換式；按照使用兒童的年齡可以分為，嬰兒用（0~1歲）、幼兒用（1~5歲）和學(xué)童用（5~12歲）兒童座椅。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅的約束帶裝置和固定裝置汽車兒童安全座的約束功能通過約束帶裝置和固定裝置來實現(xiàn)。約束帶裝置作用是將兒童可靠的約束在乘臥空間的系統(tǒng)。固定裝置是指將兒童安全座椅連接在座椅上的固定系統(tǒng)。兒童安全座椅固定裝置地分類兒童安全座椅固定地方式分為安全帶固定方式、ISOFIX固定方式和LATCH固定方式。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅固定裝置地分類安全帶固定方式使用安全帶固定方式的兒童安全座椅，可以裝在所有配置安全帶的車輛，適用性強，多數(shù)兒童安全座椅都可采用這種固定方式，但缺點則是安裝費時、復(fù)雜且長時間使用容易造成松動。ISOFIX固定方式ISOFIX系統(tǒng)是國際標準化組織制定的汽車兒童安全座椅快速剛性連接系統(tǒng)，優(yōu)點是連接強度高、不易松動、安裝簡單，但是必須使用專用接口的安全座椅、通用性不好。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅固定裝置地分類LATCH固定方式兒童安全座椅底部連接件用于連接汽車座椅較低位置的固定點，兒童座椅的上拉帶用來連接汽車座椅上部固定點，較低位置的固定點和上拉帶組成了LATCH系統(tǒng)。該系統(tǒng)有三個固定點。可以脫離安全帶而獨立工作，并且對于兒童座椅的安裝也是非常地簡便。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童受傷部位及原因發(fā)生交通事故時，兒童頭部可能與汽車內(nèi)飾發(fā)生碰撞，也包括與車內(nèi)其他乘員碰撞導(dǎo)致?lián)p傷兒童頸部骨骼發(fā)育尚未成熟，碰撞也可能導(dǎo)致頸部受傷風(fēng)險兒童心臟在胸腔內(nèi)所占比例大于成人心臟所占比例，因此兒童胸腔內(nèi)器官損傷概率較高在車輛碰撞時，由于兒童骨骼發(fā)生尚未成熟，因此事故極易造成兒童四肢骨折甚至截肢4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童安全座椅的功能正面碰撞或緊急制動時，能有效阻止兒童身體向前急速運動，避免二次碰撞，不能因為約束系統(tǒng)的定位不佳而向前滑動側(cè)向碰撞時，靠背側(cè)翼和頭枕側(cè)翼能有效地保護兒童軀干和頭部追尾碰撞時，靠背和頭枕能承托住兒童地軀干和頭部，避免兒童頸部損傷側(cè)翻時，兒童身體及約束系統(tǒng)只有少許位移，但絕對不能松脫兒童睡覺時，座椅側(cè)翼能保證兒童身體不會嚴重歪斜，以免碰撞時受到傷害4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅兒童約束系統(tǒng)相關(guān)法規(guī)歐洲ECE相關(guān)法規(guī)歐洲在1981年針對兒童約束系統(tǒng)制定了ECER44法規(guī)，約束系統(tǒng)總成的要求主要包括鹽霧試驗、兒童靠背的能量吸收性、翻滾實驗、動態(tài)試驗以及耐溫度性要求。美國相關(guān)法規(guī)要求美國聯(lián)邦機動車安全法規(guī)FMVSS213于1971頒布，規(guī)定了三個方面：對動態(tài)試驗的要求、對兒童施加分布載荷的要求以及對約束帶系統(tǒng)的要求。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅新型兒童安全座椅多功能兒童座椅汽車兒童安全座椅與手推車相結(jié)合的多功能座椅配有座椅機座，可固定在汽車的后座，取放便捷。組合式多功能兒童座椅組合式多功能兒童汽車安全座椅集汽車座椅、手推車、航空座、就餐座等功能為一體。4.7其他被動安全裝置

兒童安全座椅新型兒童安全座椅整體增高式兒童座椅整體增高座椅與是車體座椅的一部分，不需要外掛式安全帶或其他固定裝置，但需要配合成人安全帶使用，使用起來相對簡單。4.7其他被動安全裝置

頭頸防護系統(tǒng)RHR（感應(yīng)式頭枕）ReactiveHeadRestraint，感應(yīng)式頭枕，事故發(fā)生時靠背上的觸發(fā)裝置啟動，頭枕可自行向前、向上移動，保護頭部。PAHR（主動式頭枕）Pro-ActiveHeadRestraint，主動式頭枕，可以自動預(yù)測碰撞強度，自動彈開頭枕內(nèi)置的預(yù)緊彈簧，推動頭枕前移上抬，頭頸支撐系統(tǒng)啟動就位，對正副駕駛位乘員實施實時保護，有效預(yù)防碰撞中的頸椎過度彎曲。4.7其他被動安全裝置

頭頸防護系統(tǒng)RAS（感應(yīng)式座椅）ReactiveSeat，感應(yīng)式座椅，通過座椅與頭枕的一體化來吸收后尾部碰撞能量，受到撞擊時，頭頸部保護裝置會迅速充氣膨脹同時靠背后移，以減小碰撞傷害。PAS（被動式座椅）PassiveSeat，被動式座椅，利用被動泡沫技術(shù)吸收碰撞能量。4.7其他被動安全裝置

主動彈起式發(fā)動機艙蓋主動彈起式發(fā)動機艙蓋作用主動彈起式發(fā)動機艙蓋的作用主要是為了保護行人安全。主動彈起式發(fā)動機艙蓋原理當汽車與行人發(fā)生碰撞事故時，前保險杠的感應(yīng)器受到感應(yīng)并及時反饋，發(fā)動機艙蓋后部會立即彈起從而留出一定空隙，緩沖對行人的頭部沖擊。4.7其他被動安全裝置

電動汽車碰撞斷電保護系統(tǒng)電動汽車碰撞安全電動汽車與傳統(tǒng)汽車的主要差別在于電動汽車的高壓動力系統(tǒng)和動力蓄電池，電動汽車碰撞過程中乘員面臨的觸電、電解液腐蝕、起火爆炸等傷害規(guī)律與傳統(tǒng)汽車相比有明顯的不同。電動汽車的高壓碰撞斷電功能能夠確保電動汽車在碰撞發(fā)生的過程中切斷高壓設(shè)備，保障乘員的生命安全。其主要由感知模塊、控制策略模塊和執(zhí)行模塊三個部分組成。4.7其他被動安全裝置

電動汽車碰撞斷電保護系統(tǒng)感知模塊電動汽車經(jīng)常采用碰撞傳感器來感知整車碰撞工況，傳感器檢測到車身相應(yīng)位置發(fā)生碰撞時，電子控制單元識別碰撞狀況并將信號發(fā)送給整車控制模塊?？刂撇呗阅K控制策略模塊主要由蓄電池管理單元、ECU、蓄電池管理器、整車控制器等裝置組成，原理如右圖所示。4.7其他被動安全裝置

電動汽車碰撞斷電保護系統(tǒng)執(zhí)行模塊執(zhí)行模塊一般使用高壓繼電器或熔斷器實現(xiàn)。高壓繼電器通過斷開電池與外部部件的連接來防止進一步損害；熔斷器則是用于斷開蓄電池模塊內(nèi)部單體蓄電池的連接來防止蓄電池內(nèi)部短路損壞。THANKYOU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)與標準第3章

汽車主動安全性第4章

汽車被動安全性第5章

汽車主動安全系統(tǒng)第6章

汽車被動安全性能試驗第5章汽車主動安全系統(tǒng)5.1概述5.2防抱死制動系統(tǒng)5.3驅(qū)動防滑系統(tǒng)5.4電子制動力分配系統(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概述汽車的主動安全性是指事故將要發(fā)生時操縱制動或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防止事故發(fā)生，以及汽車正常行駛時保證其動力性、操縱穩(wěn)定性、駕駛舒適性的能力，也叫事故前汽車安全性。主動安全性主動安全系統(tǒng)包含哪些？防抱死制動系統(tǒng)(ABS)制動力分配系統(tǒng)(EBD)驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)電控懸架系統(tǒng)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)……5.2.1ABS的基本原理5.2防抱死制動裝置防抱死制動系統(tǒng)(ABS)通過將制動器制動力調(diào)節(jié)到適應(yīng)路面所能提供的附著力，達到防止車輪在緊急制動期間發(fā)生抱死的目的。這樣可以提高汽車制動時方向的可控性和穩(wěn)定性，防止車輛側(cè)滑和甩尾。5.2.1ABS的基本原理5.2防抱死制動裝置輪胎與路面的附著特性當輪胎純滾動時，ψＢ為0；當滑移率為10%～20%時，ψＢ達到峰值。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力矩的增加，而提供足夠的地面制動力。當滑移率繼續(xù)增大，ψＢ持續(xù)下降，直到車輪抱死，ψＢ降到極小值。隨著作用車輪制動力矩的繼續(xù)增大，地面制動力反而在逐漸減小。在此過程中，側(cè)向附著系數(shù)ψs急劇下降，且當車輪抱死時，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時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防抱死制動裝置ABS控制方法按基本工作原理實現(xiàn)ABS控制方法有：(1)按慣性原理設(shè)計的機械式車輪控制系統(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防抱死制動裝置5.2.3ABS結(jié)構(gòu)與組成ABS系統(tǒng)是由制動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防抱死制動電子控制系統(tǒng)組成在制動過程中，當車輪尚未抱死時，制動過程與常規(guī)制動完全相同。只有當車輪趨于抱死時，ABS才對制動壓力進行調(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)計算和邏輯判斷輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)制動分泵的制動壓力。防抱死制動電子控制系統(tǒng)防抱死制動電子控制系統(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輪速傳感器和霍爾效應(yīng)主動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、差動變壓式和半導(dǎo)體式等防抱死制動電子控制系統(tǒng)防抱死制動電子控制系統(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防抱死制動裝置制動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)制動壓力調(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壓力的控制?？諝鈮毫κ秸{(diào)節(jié)器主要用于大客車、中型以上貨車等的氣壓制動系統(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防抱死制動裝置ABS的配置是指汽車車輪或車軸的制動力矩是否直接受控于防抱制動系統(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)計形式。液壓制動系統(tǒng)的ABS配置1)4S/4M四通道獨立控制系統(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防抱死制動裝置氣壓制動系統(tǒng)的ABS配置氣壓制動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)動防滑系統(tǒng)能在車輪開始滑轉(zhuǎn)時，迅速降低發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，同時控制制動系統(tǒng)，降低傳遞給驅(qū)動車輪的力矩，使之達到合適的水平，以使汽車起動和加速時達到既快速而又穩(wěn)定的效果?？梢苑乐蛊囋诜菍ΨQ路面或在轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)，維持最佳驅(qū)動力矩，保證實現(xiàn)汽車的動力性，保持車輛的方向穩(wěn)定性和操縱性。驅(qū)動滑轉(zhuǎn)率與路面附著系數(shù)關(guān)系圖5.3驅(qū)動防滑系統(tǒng)5.3.1ASR的工作原理汽車在路面上行駛時，其驅(qū)動力決定于傳遞到驅(qū)動輪上的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和輪胎與路面的附著條件。通過增大發(fā)動機轉(zhuǎn)矩來增強汽車驅(qū)動能力，只有在輪胎與路面之間附著極限內(nèi)驅(qū)動輪不發(fā)生滑轉(zhuǎn)時才有效。路面附著系數(shù)與驅(qū)動滑轉(zhuǎn)率的關(guān)系如上圖所示，只有滑轉(zhuǎn)率在0與λＴ之間時，才可保證穩(wěn)定驅(qū)動，且當滑轉(zhuǎn)率為λＴ時可獲得最佳附著性能。汽車防滑控制正是利用驅(qū)動滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)之間這種關(guān)系進行控制的。ASR的工作原理驅(qū)動滑轉(zhuǎn)率與路面附著系數(shù)關(guān)系圖5.3驅(qū)動防滑系統(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現(xiàn)，可以看成ASR是ABS的延伸，是對ABS的完善和補充。ABS對所有車輪都可進行控制，是一個控制制動的單循環(huán)系統(tǒng)；而ASR只對驅(qū)動車輪進行控制，是既可控制制動又可控制發(fā)動機輸出的多循環(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)動防滑系統(tǒng)對于采用發(fā)動機控制節(jié)氣門開度與驅(qū)動輪制動綜合控制方式的ASR由液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成。防滑轉(zhuǎn)液壓控制系統(tǒng)是在防抱死制動液壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)ASR制動執(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)動防滑系統(tǒng)5.3.2ASR的組成及控制方式驅(qū)動輪制動控制：通過對驅(qū)動輪施加制動力使驅(qū)動輪保持最佳滑轉(zhuǎn)率，是響應(yīng)速度較快的控制方法。發(fā)動機控制：發(fā)動機控制方式通過調(diào)整發(fā)動機加到車輪上的驅(qū)動轉(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)動機的輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動輪的制動力、組合控制發(fā)動機的輸出轉(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電子制動力分配系統(tǒng)電子制動力分配系統(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，自動改變車輪制動器制動力的分配比例，使制動力與地面附著能力相匹配，從而縮短制動距離和提高行駛穩(wěn)定性?，F(xiàn)已廣泛用于不同類型的車輛上。汽車電子制動力分配系統(tǒng)是由減速度傳感器(制動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)和制動壓力調(diào)節(jié)器組成。EBD系統(tǒng)的組成5.4電子制動力分配系統(tǒng)EBD系統(tǒng)的工作原理在制動過程中，EBD先起作用，當車輪接近抱死時，ABS才起作用，此時EBD作用消失。EBD系統(tǒng)和ABS是一個控制功能相互融合、工作時相互協(xié)調(diào)的有機整體，當EBD系統(tǒng)分配給車輪的制動力使車輪趨于抱死滑移時，ABS就會開始工作，其通過調(diào)節(jié)車輪的制動力，將滑移率控制在10%-30%之間，從而提高制動效能。EBD系統(tǒng)在車輪達到一定的制動滑移率范圍之前，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)上通過軟件控制實現(xiàn)前、后軸制動力分配。5.4電子制動力分配系統(tǒng)EBD系統(tǒng)在汽車的制動瞬間通過ECU分別對各個車輪在路面上的附著和滑移情況進行測量與計算，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)每個輪缸中的制動油壓，使前后制動力的分配線在理想的制動力分配曲線下方，并接近理想的制動力分配曲線。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)動機轉(zhuǎn)速改變轉(zhuǎn)向動力的放大倍數(shù)，使汽車停車或低速行駛時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤所需的力減小，高速行駛時轉(zhuǎn)動轉(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)和電動助力轉(zhuǎn)向(ElectricPowerSteering,EPS)系統(tǒng)兩種。近年來，隨著技術(shù)的進步，出現(xiàn)線控轉(zhuǎn)向(Steerby

Wire,SBW)系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間沒有機械連接，完全由電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。汽車電動助力轉(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。車速快時適當減少油泵供油量，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，“反應(yīng)”更為劇烈，而高速時，則“反應(yīng)”平緩。優(yōu)點：原來的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都可利用，不需要更改布置；低速時轉(zhuǎn)向效果不變，高速時可以自動根據(jù)車速逐步增大轉(zhuǎn)向手力，提高車輛行駛穩(wěn)定性；增強了路感；具有失效保護系統(tǒng)，當電子元件失靈后仍可依靠原液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全工作。缺點：相對液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，EHPS結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、價格更昂貴，而且仍然無法克服液壓動力系統(tǒng)的一些缺點，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5.5.1電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)5.5.2電動助力轉(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)由機械式轉(zhuǎn)向裝置、驅(qū)動電機、電磁離合器、減速機構(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，是電動助力的參數(shù)之一。轉(zhuǎn)矩傳感器可分為無觸點式轉(zhuǎn)矩傳感器和有觸點式轉(zhuǎn)矩傳感器。電控助力轉(zhuǎn)向(EPS）系統(tǒng)是在機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用電機作為助力源，通過電子控制裝置控制電機產(chǎn)生相應(yīng)大小和方向的輔助力，協(xié)助駕駛?cè)诉M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機電動式EPS系統(tǒng)一般采用直流電動機。電磁離合器保證在規(guī)定車速和出現(xiàn)異常情況時自動切斷離合器，使轉(zhuǎn)向器變?yōu)槭謩愚D(zhuǎn)向減速機構(gòu)減速機構(gòu)分為蝸輪蝸桿減速助力傳動機構(gòu)和差動輪系助力減速傳動機構(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機工作，又可以收集電動機的電流、發(fā)電機電壓、發(fā)動機工況等信號，判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，確保系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)，具有診斷功能。5.5.2電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本工作原理當操縱轉(zhuǎn)向盤時，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，選定電動機的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向助力的大小。電動機的轉(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)向機構(gòu)上，使之得到一個與汽車工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力，從而保證汽車轉(zhuǎn)向在低速行駛時輕便靈活、高速行駛時穩(wěn)定可靠。EPS系統(tǒng)的的組成和基本原理5.5.2電動助力轉(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)電動機布置的位置分類轉(zhuǎn)向軸助力式(Column-assisttype，EPS)系統(tǒng)助力電機固定在轉(zhuǎn)向軸的一側(cè)，通過減速增扭機構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動轉(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)助力電機和減速增扭機構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動齒輪實現(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)動電機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)，單獨驅(qū)動齒條助力轉(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)動電機與齒條形成了一個獨立的單元，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動帶動循環(huán)球螺母轉(zhuǎn)動，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，并確定目標電流。下層控制是采用一定的控制方法實現(xiàn)對目標電流的跟蹤控制。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)的特點電動機和減速器安裝在轉(zhuǎn)向機總成內(nèi),所占空間很小,易于布置;由于用電動機作為動力裝置,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)向時電機才提供助力,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;反應(yīng)靈敏迅速、轉(zhuǎn)向平穩(wěn)準確、路感好,轉(zhuǎn)向助力大小可以通過軟件調(diào)整,能夠兼顧低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的操縱穩(wěn)定性,回正性能良好;當發(fā)動機出現(xiàn)故障時,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)向擺動和反沖降到最低;電動助力轉(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電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)5.5.3線控電動轉(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械連接，完全實現(xiàn)電機轉(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，裝在轉(zhuǎn)向拉桿上的拉壓力傳感器和線位移傳感器實時地反映出路面狀況，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上反饋來的電流信號來控制路感電機的轉(zhuǎn)動方向和輸出轉(zhuǎn)矩大小，從而完成對路感電機的實時控制。當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，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，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)向電機上反饋來的電流信號來決定轉(zhuǎn)向電機的轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)矩大小，從而完成對轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的實時控制。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到最佳，從而改善汽車的行駛安全性?？煽貞壹艿膽?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)可控阻尼的半主動懸架，進而發(fā)展到有自身能源、連續(xù)可控的主動懸架系統(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)抗點頭控制３)振動控制5.6可控懸架系統(tǒng)5.6.2主動與半主動懸架系統(tǒng)主動懸架中不再有傳統(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)行元件對振動進行“主動”干預(yù)。根據(jù)執(zhí)行元件的響應(yīng)帶寬，可分為寬帶寬主動懸架和有限帶寬主動懸架兩種，兩種懸架又分別稱為全主動懸架和慢主動懸架。慢主動懸架將執(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100Hz。主動懸架系統(tǒng)汽車主動懸架布置示意圖5.6可控懸架系統(tǒng)5.6.2主動與半主動懸架系統(tǒng)半主動懸架與主動懸架的區(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)控制實現(xiàn)控制單元提出的力要求。半主動懸架包括阻尼連續(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)只能在幾個離散的阻尼值之間進行切換。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周期變化范圍內(nèi)頻繁地改變(切換速度為十幾毫秒)。主動懸架與半主動懸架系統(tǒng)區(qū)別：與主動懸架相比，半主動懸架不需要油泵、過濾器、儲油箱、冷卻器及輸油管等附件，幾乎不消耗發(fā)動機功率，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)的制造成本和運行成本可大大降低。半主動懸架系統(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)通過主動調(diào)節(jié)各輪缸制動壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生作用于整車的附加橫擺力矩，實現(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)作為一種先進的主動安全控制系統(tǒng)，能夠通過主動施加相應(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)測汽車實際運動狀態(tài)并判斷駕駛?cè)说牟僮饕鈭D，ESPECU計算出理想車輛行駛狀態(tài)并將理想值與實際值進行比較，通過控制偏差，計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，主動干預(yù)各制動輪缸壓力，對相應(yīng)的車輪進行制動，同時根據(jù)需要與發(fā)動機管理系統(tǒng)通信，由發(fā)動機管理系統(tǒng)通過節(jié)氣門執(zhí)行器改變發(fā)動機的輸出轉(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，此時系統(tǒng)將對內(nèi)側(cè)后輪進行制動干預(yù)，產(chǎn)生補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)首先會減小驅(qū)動力矩，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)會提高，產(chǎn)生一個與過度轉(zhuǎn)向相反的橫擺力矩，如果沒有達到理想效果，那么系統(tǒng)將向轉(zhuǎn)向外側(cè)的前輪進行制動，產(chǎn)生一個使汽車向外側(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等控制制動力和驅(qū)動力的主動安全系統(tǒng)，與EPS系統(tǒng)和主動懸架系統(tǒng)等組合成為車身動態(tài)綜合管理系統(tǒng)(VDIM)。車身動態(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等主動安全系統(tǒng)組合成一體進行統(tǒng)一管理和控制，同時也將液壓調(diào)節(jié)裝置組合成為一體，由集成的控制單元進行控制。VDIM可以對車身姿態(tài)進行全方位調(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，實現(xiàn)更高的行駛安全性和更好的操控性。車身動態(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)進行綜合控制，不僅能夠提高車身的動態(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，在第一時間采集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，進行靜、動態(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間內(nèi)察覺可能發(fā)生的危險。ADAS主要由夜視系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、隨動轉(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)的熱量要多這個特點，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