汽車行駛安全性控制系統(tǒng)ppt課件

1、111.1 11.1 汽車防滑控制系統(tǒng)汽車防滑控制系統(tǒng)11.2 11.2 汽車電子制動系統(tǒng)汽車電子制動系統(tǒng)11.3 11.3 汽車防汽車防/ /避撞控制系統(tǒng)避撞控制系統(tǒng)11.4 11.4 安全氣囊和安全帶安全氣囊和安全帶11.5 11.5 汽車行駛記錄系統(tǒng)簡介汽車行駛記錄系統(tǒng)簡介主動安全性：汽車避免發(fā)生事故的能力被動安全性：汽車在發(fā)生意外事故時對乘員進(jìn)行有效保護(hù)的能力211.1 11.1 汽車防滑控制系統(tǒng)汽車防滑控制系統(tǒng)11.1.1 汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）汽車防抱死制動系統(tǒng)汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) 當(dāng)行車在濕滑路面上突遇緊急情況而實(shí)施緊急制動時，汽車會發(fā)生側(cè)滑，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)旋轉(zhuǎn)調(diào)頭；當(dāng)左

2、右側(cè)車輪分別行駛于不同摩擦系數(shù)的路面上時，汽車的制動也可能產(chǎn)生意想不到的危險；彎道上制動遇到上述情況則險情會更加嚴(yán)重。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生，均源自于制動過程中的車輪抱死（車輪抱死是在制動過程中，車輪由于制動力矩的作用，停止轉(zhuǎn)動，在路面上拖滑的現(xiàn)象。車輪抱死使車輪失去了抵抗橫向力作用的能力，易發(fā)生側(cè)滑、汽車失控等）。汽車防抱死制動裝置就是為了消除在緊急制動過程中出現(xiàn)上述非穩(wěn)定因素，避免出現(xiàn)由此引發(fā)的各種危險狀況而專門設(shè)置的制動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 3 制動效果的好壞完全取決于外界制動力的大小及其所具有的特性。由于地面制動力是地面與輪胎之間的摩擦力，因此，它具有一般摩擦力的特性。即：當(dāng)車減速度（即慣性力）較小

3、時，地面摩擦力未達(dá)到極限值，它可隨所需慣性力增加而增加；汽車減速度（即慣性力）達(dá)到一定數(shù)值后，地面摩擦力達(dá)到其極限值，以后便不再增大。按照摩擦的物理特性可知，F(xiàn)xbmaxFz式中：Fxbmax地面制動力（摩擦力）的最大值；Fz作用在車輪上的垂直（法向）載荷；摩擦系數(shù)（通常稱為附著系數(shù)）。1、制動過程分析 4 由此可以看出，在汽車緊急制動情況下，若欲提高制動效能，即縮短制動距離或增大制動減速度，必須設(shè)法增大Fxbmax。為此，可以采取兩條途徑：一方面，可以通過提高正壓力Fz來增大Fxbmax；另一方面，也可以通過提高摩擦系數(shù)中使Fxbmax得以提高?？紤]到汽車具體使用情況，后一種途徑更具有實(shí)際意

4、義。路面的類型、狀況；輪胎的結(jié)構(gòu)類型、花紋、氣壓和材料；車輪的運(yùn)動方式和車速。 大量試驗(yàn)已經(jīng)證明，輪胎與路面之間的附著系數(shù)是一個與車輪滑移程度有關(guān)的變量，主要受到三方面要素影響，即： 滑移為制動時車輪速度小于汽車車身速度而導(dǎo)致車輪既滾動又滑動的現(xiàn)象。5 制動車輪的運(yùn)動方式一般均經(jīng)歷了三個變化階段，即開始的純滾動、隨后的邊滾邊滑和后期的純滑動。 6100%vwv 為能夠定量地描述三種不同的車輪運(yùn)動狀態(tài)，即對車輪運(yùn)動的滑動和滾動成分在比例上加以量化和區(qū)分，便定義了如下的車輪滑移率v汽車行駛（平移）的速度w車輪的瞬時線速度 車輪縱向附著系數(shù)（又稱制動力系數(shù)）隨車輪滑動成分的增加呈先上升后下降的趨勢，

5、附著系數(shù)最大值一般出現(xiàn)在滑動率為1525之間，滑動率達(dá)到100（車輪抱死）時車輪的橫向附著系數(shù)（又稱橫向力系數(shù)）趨近于0，這時，車輪無法獲得地面橫向摩擦力。7 汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）便是一套能在制動過程中隨時監(jiān)控車輪滑移程度，并依此自動調(diào)節(jié)作用在車輪上的制動力矩，防止車輪抱死的電子控制裝置。它不僅能縮短制動距離,有效避免各種因制動引起的事故，還可減少輪胎磨損，使其達(dá)到使用壽命。 理想制動系統(tǒng)的特性應(yīng)當(dāng)是：當(dāng)汽車制動時，將車輪滑移率控制在峰值系數(shù)滑移率（即 20）附近，這樣既能使汽車獲得較高的制動效能，又可保證它在制動時的方向穩(wěn)定性。 若這種情況出現(xiàn)在前輪上，會導(dǎo)致前輪無法獲得地面?zhèn)认蚰Σ?/p>

6、力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向能力的喪失；若這種狀況出現(xiàn)在后輪上，則會導(dǎo)致后輪抱死，此時，后軸極易產(chǎn)生劇烈的側(cè)滑，使汽車處于危險的失控狀態(tài)。83、ABS制動的過程（原理P300）常規(guī)制動 ABS不介入控制，各進(jìn)液調(diào)壓電磁閥斷電導(dǎo)通，各回液電磁閥斷電關(guān)閉，電動泵不通電運(yùn)轉(zhuǎn)，各制動輪缸與儲液器隔絕，系統(tǒng)處于正常制動狀態(tài)。 緊急制動（ABS工作） 制動壓力調(diào)節(jié)過程由制動保壓、制動減壓和制動增壓組成。9制動增壓當(dāng)傳感器告知右前輪抱死趨勢已消失，右前輪進(jìn)液調(diào)壓電磁閥和回液凋壓電磁閥均斷電，進(jìn)液調(diào)壓閥導(dǎo)通，回液調(diào)壓閥關(guān)閉，電動泵運(yùn)轉(zhuǎn)，與主缸一起向右前輪輪缸送液，實(shí)現(xiàn)制動增壓。制動減壓當(dāng)傳感器告知ECU右前輪抱死趨勢無改善，

7、右前輪回液調(diào)壓電磁閥也通電導(dǎo)通，輪缸制動液回流儲液器，實(shí)現(xiàn)制動減壓。制動保壓當(dāng)傳感器告知ECU右前輪趨于抱死，右前輪進(jìn)液調(diào)壓電磁閥通電關(guān)閉，右前輪回液調(diào)壓電磁閥仍斷電關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)制動保壓；其他車輪仍隨制動主缸增壓。10 由此可以看出，ABS控制過程實(shí)際上就是利用制動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)對制動管路油壓高速地進(jìn)行“增壓一保壓一減壓”的循環(huán)調(diào)節(jié)過程。 1111.1.2 汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) 在汽車行駛過程中，時常會出現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)動而車身不動，或者汽車的移動速度低于驅(qū)動輪輪緣速度的情況，這時，意味著輪胎接地點(diǎn)與地面之間出現(xiàn)了相對滑動，我們把這種滑動稱為驅(qū)動輪的“滑轉(zhuǎn)”，以區(qū)別于汽車制動時車輪抱死而產(chǎn)生的車輪“滑移”

8、。驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)，同樣會使車輪與地面的縱向附著力下降，從而使得驅(qū)動輪上可獲得的極限驅(qū)動力減小，最終導(dǎo)致汽車的起步、加速性能和在濕滑路面上通過性能的下降。同時，還會由于橫向摩擦系數(shù)幾乎完全喪失，使驅(qū)動輪上出現(xiàn)橫向滑動，隨之產(chǎn)生汽車行駛過程中的方向失控。121、驅(qū)動防滑控制（ASR）系統(tǒng)的作用主要作用：在車輪開始滑轉(zhuǎn)時，采取降低發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩或控制制動系統(tǒng)的制動力等方法來減小傳遞給驅(qū)動輪的驅(qū)動力，防止驅(qū)動力超過輪胎與路面之間的附著力而導(dǎo)致驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，提高車輛的通過性，改善車輛的方向操縱性和行駛穩(wěn)定性。%100wvwv汽車行駛（平移）的瞬時速度 驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制參數(shù)是滑轉(zhuǎn)率，滑轉(zhuǎn)率的計算公

9、式如下： 當(dāng)車身未動而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動時，滑轉(zhuǎn)率為100，車輪處于完全滑轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)滑轉(zhuǎn)率為0時，驅(qū)動車輪處于純滾動狀態(tài)。w車輪的瞬時線速度13 車輪轉(zhuǎn)速傳感器將驅(qū)動輪和非驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入給控制器，控制器根據(jù)這些信號計算出驅(qū)動輪的滑動率，當(dāng)滑動率超出設(shè)定范圍時，電子控制器便依據(jù)節(jié)氣門開度信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 汽車上的ASR系統(tǒng)通常和ABS系統(tǒng)結(jié)合為一體，平時處于待命狀態(tài)，不干預(yù)常規(guī)行駛，只有當(dāng)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)出現(xiàn)后才開始工作。當(dāng)ASR系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，以警示燈告知駕駛員，發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)正常工作不受影響。信號 、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向信號等選定控制方式，然后向各執(zhí)行器發(fā)出控制指令，最終將驅(qū)動輪的滑動率控制在目

10、標(biāo)范圍內(nèi)。2、ASR工作流程：1411.2 11.2 汽車電子制動系統(tǒng)汽車電子制動系統(tǒng) 1、電子制動系統(tǒng)工作原理 與傳統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)不同，電子制動系統(tǒng)以電子元件替代了部分機(jī)械元件，是一個機(jī)電一體化的系統(tǒng)。同時，液壓的產(chǎn)生與傳遞方式也不一樣。在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)中，駕駛員通過制動主缸的調(diào)節(jié)，在輪缸建立制動壓力，而電子制動系統(tǒng)則是通過液力儲壓罐提供制動壓力，而所儲壓力是由電動活塞泵產(chǎn)生的，可以提供多次連續(xù)制動的液壓。 電子制動的控制系統(tǒng)一般由傳感器、ECU（電子控制單元）與執(zhí)行器（液壓控制單元）等構(gòu)成。制動踏板和車輪制動器之間的動力傳遞是分離的，在制動過程中，制動力由ECU和執(zhí)行器控制。 152、電

11、子制動系統(tǒng)工作過程 駕駛員進(jìn)行制動操作時，踏板行程傳感器探知駕駛員的制動意圖，把這一信息傳給ECU，ECU匯集輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器等各路信號，根據(jù)車輛行駛狀態(tài)計算出每個車輪的最大制動力，再發(fā)出指令給執(zhí)行器的儲壓罐執(zhí)行各車輪的制動。高壓儲壓罐能快速而精確的提供輪缸所需的制動壓力，根本不需駕駛員費(fèi)心考慮。同時，控制系統(tǒng)也接受其它電子輔助系統(tǒng)（例如ABS、ESP等)的傳感器信號從而保證最佳的減速度和行駛穩(wěn)定性。163、汽車電子制動力分配系統(tǒng) 能夠根據(jù)由于汽車制動時產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，而自動調(diào)節(jié)前、后軸的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。 比如，有時左前輪和右后輪附著在干燥

12、的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會導(dǎo)致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動時容易造成打滑、傾斜和車輛側(cè)翻事故。EBD用高速計算機(jī)在汽車制動的瞬間，分別對四只輪胎附著的不同地面進(jìn)行感應(yīng)、計算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動裝置根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運(yùn)動中不斷高速調(diào)整，從而保證車輛的平穩(wěn)、安全。1711.3 11.3 汽車防汽車防/ /避撞控制系統(tǒng)避撞控制系統(tǒng)汽車發(fā)生碰撞的主要原因是由于汽車距其前方物體（如汽車、行人或其他障礙物）的距離與汽車本身的車速不相稱造成的，即距離近而相對速度又太高。為了防止汽車與前方物體發(fā)生碰撞，汽車的車速

13、就要根據(jù)與前方物體的距離變化由執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使汽車始終在安全車速下行駛。這樣就會大大提高汽車行駛的安全性，減少車禍的發(fā)生。18 汽車防撞裝置是借助于遙測技術(shù)監(jiān)視汽車前方和后方的車輛、障礙物，并根據(jù)當(dāng)時的車速自動判斷是否達(dá)到危險距離，及時向司機(jī)發(fā)出警告，必要時還可進(jìn)行自動緊急剎車。汽車要避撞就必須憑借一定的裝備測量前方障礙物的距離，并迅速反饋給汽車，以在危急的情況下，通過報警或自動進(jìn)行某項(xiàng)預(yù)設(shè)定操作如緊急制動等，來避免由于駕駛員疲勞、疏忽、錯誤判斷所造成的交通事故。目前，大家都將防撞技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)著眼于車輛測距技術(shù)。19目前使用的防撞系統(tǒng)簡介目前使用的防撞系統(tǒng)簡介傳感測距裝置：要求能監(jiān)測到幾米

14、以外的物體即可。常用的測距裝置有紅外線傳感系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離雷達(dá)式傳感系統(tǒng)、激光測距、攝像設(shè)備和圖像處理系統(tǒng)、超聲波障礙物距離傳感器等。碰撞報警與避免系統(tǒng)：當(dāng)碰撞報警系統(tǒng)系統(tǒng)探測到可能與周圍車輛或物體發(fā)生碰撞危險時，發(fā)出報警信號（聲音或圖像），提醒駕駛員作出反映，但不會自動減速或轉(zhuǎn)向。避免系統(tǒng)是在報警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上兼有避免碰撞的功能。能夠輔助駕駛員控制車速，同時幫助駕駛員改正行車方向，避免發(fā)生碰撞。雷達(dá)新型防撞系統(tǒng)：該系統(tǒng)是一種以微波信號與電路和速算法結(jié)合的航空技術(shù)為基礎(chǔ)的高頻雷達(dá)系統(tǒng)。有效工作范圍為0.3-107m。20v 汽車和障礙物間的碰撞稱為一次碰撞；v 乘員和車內(nèi)結(jié)構(gòu)之間的碰撞稱為二次碰撞。

15、當(dāng)汽車急劇降速時，由于慣性，乘員與方向盤、儀表板、擋風(fēng)玻璃之間發(fā)生碰撞，造成乘員的傷亡。11.4 11.4 安全氣囊和安全帶安全氣囊和安全帶21v 安全氣囊的基本思想是：二次碰撞前，迅速在乘員和車內(nèi)結(jié)構(gòu)之間打開一個充滿氣體的袋子，避免或減緩二次碰撞。氣囊的背面開兩個直徑25mm左右的圓孔，借助圓孔放氣，減輕乘員和氣囊相碰時振蕩造成乘員傷害。放氣過程是一個能量釋放過程，可很快吸收乘員的動能，保護(hù)乘員。v 座椅安全帶的功用是在汽車遭受碰撞時，迅速收緊安全帶，縮短駕駛員和乘員身體向前移動的距離，防止身體受到傷害。該系統(tǒng)在安全氣囊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了防護(hù)傳感器和安全帶收緊器。安全氣囊的ECU向安全帶收緊

16、器的點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令的同時，還向氣囊點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令，引爆氣囊點(diǎn)火器，在座椅安全帶收緊的同時，氣囊膨脹開，吸收碰撞產(chǎn)生的動能，保護(hù)駕駛員和乘員。22 汽車行駛記錄儀能夠?yàn)轳{駛員提供其駕駛活動的反饋信息，為道路運(yùn)輸企業(yè)提供良好的管理工具。 首先，汽車行駛記錄儀在車輛超速或超時行駛時能發(fā)出報警聲，督促司機(jī)安全行車。 其次，汽車行駛記錄儀能真實(shí)、準(zhǔn)確反映車輛運(yùn)行中的實(shí)際狀況，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)。其存儲的數(shù)據(jù)可作為企業(yè)加強(qiáng)對車輛的使用、運(yùn)行、調(diào)度的科學(xué)管理的依據(jù)。 另外，汽車行駛記錄儀記錄的數(shù)據(jù)，對交通事故的原因和責(zé)任分析，也有一定的作用。1、現(xiàn)實(shí)意義11.5 11.5 汽車行駛記錄儀系統(tǒng)簡介汽車行駛

17、記錄儀系統(tǒng)簡介232、記錄儀功能 1）.自檢功能記錄儀在通電開始工作時，應(yīng)首先進(jìn)行自檢，自檢正常后應(yīng)指示工作正常，如有故障則指示故障信息。2）.實(shí)時時間、日期及駕駛時間的采集、記錄、存儲功能（1）記錄儀能提供北京時間日期和時鐘。該日期和時鐘被用于為記錄儀實(shí)現(xiàn)所有功能（記錄、輸出、顯示、數(shù)據(jù)通信等）標(biāo)注日期和時間。記錄儀應(yīng)能以年、月、日或yyyy/mm/dd/的方式記錄實(shí)時日期；應(yīng)能以時、分、秒或hh:mm:ss的方式記錄實(shí)時時鐘。（2）記錄儀應(yīng)能對連續(xù)駕駛時間進(jìn)行記錄。（3）連續(xù)記錄24小時數(shù)據(jù)，記錄時間允許誤差在5秒以內(nèi)。243）.車輛行駛速度的測量、記錄、存儲功能（1）事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄儀能

18、以不大于0.2秒的時間間隔持續(xù)記錄并存儲停車前20秒實(shí)時時間對應(yīng)的車輛行駛速度值及車輛制動狀態(tài)信號，記錄次數(shù)至少為10次。速度記錄單位為km/h（千米/小時），測量范圍為0km/h220km/h，測量分辨率等于或優(yōu)于1km/h。（2）行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)無論車輛在行駛狀態(tài)還是停駛狀態(tài)，記錄儀均能提供實(shí)時時間對應(yīng)的車輛行駛速度信息。當(dāng)車速傳感器輸出的脈沖信號超過1脈沖/秒并且持續(xù)5秒以上時，可認(rèn)為車輛是在行駛狀態(tài)，否則認(rèn)為車輛是在停駛狀態(tài)。記錄儀應(yīng)能以不大于1分鐘的時間間隔持續(xù)記錄并存儲車輛在最近360小時內(nèi)的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，該行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)為：車輛在行駛過程中與實(shí)時時間相對應(yīng)的每分鐘間隔內(nèi)的平均行駛速度值

19、。254）.車輛行駛里程的測量、記錄、存儲功能記錄儀應(yīng)能持續(xù)記錄車輛從指定統(tǒng)計時間開始的累計行駛里程。車輛行駛里程記錄單位為km，行駛里程的測量范圍為0999999.9km，分辨率應(yīng)等于或優(yōu)于0.1km。5）.駕駛員身份記錄功能記錄儀應(yīng)能實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)藛T身份記錄功能，應(yīng)能記錄駕駛員代碼和公安交通管理部門核發(fā)的機(jī)動車駕駛證證號。駕駛員代碼為阿拉伯?dāng)?shù)字，其最大長度不超過7位，代碼設(shè)置方法由使用者根據(jù)需要自定，在同一記錄儀的數(shù)據(jù)記錄中，某一駕駛員的代碼應(yīng)與其機(jī)動車駕駛證證號唯一相對應(yīng)。266）.數(shù)據(jù)顯示功能當(dāng)無按鍵操作時，可默認(rèn)顯示車輛的實(shí)時行駛速度、實(shí)時時鐘或駕駛員代碼；通過操作按鍵應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下顯示：

20、（1）最近15分鐘內(nèi)每分鐘的平均車速記錄；（2）最近2個日歷天內(nèi)同一駕駛員連續(xù)駕駛時間超過3小時的所有數(shù)據(jù)記錄；（3）車輛特征系數(shù)。7）.數(shù)據(jù)打印輸出功能數(shù)據(jù)打印只能在停車狀態(tài)下進(jìn)行。記錄儀至少能打印輸出車牌號碼、車牌分類、駕駛員代碼、駕駛證號碼、打印實(shí)時時間、停車時刻前15分鐘內(nèi)每分鐘的平均車速、疲勞駕駛記錄（一次連續(xù)駕駛時間超過3小時的所有記錄）。278）.數(shù)據(jù)通信功能（1）下傳信息 能通過規(guī)定的通信接口，實(shí)現(xiàn)對記錄儀中如下參數(shù)和信息的輸入、設(shè)定、存儲：車輛識別代號、車牌號碼、車牌分類、駕駛員代碼、駕駛證證號、實(shí)時時鐘、記錄儀主機(jī)可識別的唯一性編號及初次安裝日期。（2）上載信息 記錄儀能通過通信接口，向外部設(shè)備輸出至少包含如下內(nèi)容的信息：實(shí)時時鐘、事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)