现代汽车安全技术(第四章3)

吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 汽车安全技术 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 第四章汽车主动安全性 自动化汽车的电子控制系统 采用电子 传感 液压 电机与微控制器等技术 提高汽车机械系统的自动化程度 减轻驾驶员操作负担没有自动化系统 驾驶员人工操作也能实现 自动化系统降低了驾驶员的疲劳程度 提高了汽车行驶的安全性20世纪80年代的前沿汽车电子技术 诸如ABS PS AT AMT CC EPS X By Wire等 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 敏捷汽车的电子控制系统 采用电子 传感 液压 电机与微控制器等技术 提高汽车行驶过程中的主动安全性能 弥补驾驶员操作能力的不足敏捷汽车系统根据驾驶员的转向操作 协调控制驱动与制动 避免进入车轮滑转 侧滑 跑偏 甩尾 滑出等极限工况 大幅度提高汽车的主动安全性能20世纪90年代的前沿汽车电子技术 诸如EBS TC ASR DSC ESP VSC VDC等 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 智能化汽车的电子控制系统 智能化控制系统 采用电子 传感 液压 电机与微控制器等技术 部分或全部替代驾驶员的感知 决策与操纵行为主要弥补了驾驶员的感知 决策能力不足 需要感知前方的道路交通信息2010年前后的前沿汽车电子技术 诸如夜视系统 碰撞警示 车道偏离警示 避撞系统 自适应巡航控制 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 意义 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 产生严重交通事故的类型 日本 美国 意义 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 产生严重交通事故的类型 日本 美国 意义 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 国内外相关计划 欧洲的先进辅助驾驶系统 ADAS AdvanceDriverAssistanceSystem 中的PROMETHEUS美国先进车辆控制及系统 AVCSS AdvancedVehicleControlandSystems 中的IVI IntelligentVehicleInitiative 日本的主要研究计划是AHS AutomatedHighwaySystem AHSRA AssistHighwaySystemResearchAssociation 和ASV AdvancedSafetyVehicle 的研究中国的ITS IntelligentTransportantSystem 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 欧洲ADAS计划 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 美国AVCSS计划内容 防追尾事故 Rear EndCollisionAvoidance 换道和并道行驶辅助系统防车道偏离系统交叉口防碰撞系统视觉增强系统车辆稳定性监测系统抗冲击安全措施驾驶员状态监测系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 日本ASV的主要内容 障碍物检测驾驶员危险状态检测紧急刹车控制轮胎监测自适应巡航控制车道偏离预警系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 4 7自适应巡航控制系统 ACC 定义 汽车自适应巡航控制 AdaptiveCruiseControl 简称ACC 系统是从传统巡航控制 ConventionalCruiseControl 简称CCC 系统发展而来的 主要是通过控制自车速度来保证与前车的车头净距 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU ACC的优点 通过减轻驾驶员劳动强度来增强驾驶的舒适通过减少追尾碰撞的危险来增加驾驶的安全性通过稳定速度控制来增加汽车的节能与环保 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 发展历史 CCC 日本丰田汽车公司从1965年开始在车上装用机械控制的巡航控制系统德国的VDO公司也研制出机械式巡航控制系统1968年德国奔驰公司开发了晶体管控制的巡航系统 并在莫克利汽车上装用到70年代中后期 模拟式微机控制的巡航控制系统普遍采用 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 发展历史 CCC 从1981年起 采用数字式微机控制的巡航控制系统美国的CONCORDE NEWYORKER BUICK CADILLAC等品牌的轿车均装有巡航控制系统日本 CROWN CAMRY LEXUS CEDRIC等品牌的轿车也都装有巡航控制系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 发展历史 ACC 1998年 丰田公司首次在其生产的豪华轿车Progres上安装了使用激光雷达测距传感器的ACC系统 该车仅在日本销售尼桑公司在其生产的Cima41LV 2豪华轿车上安装了采用雷达测距传感器的ACC系统 该车也仅在日本销售 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 发展历史 ACC 1999年9月 Jaguar公司与Delphi公司 提供雷达传感器单元 TRW公司 提供制动控制单元 以及Siemens公司 提供发动机节气门控制单元 合作共同开发了车辆自适应巡航控制系统 该系统安装于在德国和英国销售的JaguarXKR系列车型上 2000年 Lexus公司和奔驰公司也分别推出其ACC系统 分别作为LexusLS430及BenzC系列和S系列轿车的选装件 仅在美国和欧洲销售 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 发展历史 ACC Audi 2004A8 BWM 2003 20047系列和20045系列 GM 2003 2004CadillacXLR Infiniti 2003 2004Q45和FX Jaguar 2003 2004XKR Lexus 2001 2004LS430 Mercedes Benz 2000 2004S级和CL级 2003 2004E级和SL级 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 研究机构 美国的UniversityofCalifornia PATH课题组日本Toyota Nissan韩国HanyangUniversity HyundaiMotorCo 德国DarmstadtUniversityofTechnology 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 研究机构 吉林大学 清华大学 北京理工大学 国防科技大学 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 工作原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 工作原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 基本结构 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 基本结构 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 基本结构 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 基本结构 雷达 测距雷达用于测量自车与前方车辆的车头距 相对速度 相对加速度毫米波雷达激光雷达 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达的基本要求 ACC系统对雷达的基本要求外形体积 特别是天线 较小测距范围大于100m测量精度小于1m接近速度在100km h以上应能利用汽车的电源 消耗功率较小 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达的要求 雷达能够识别本车道障碍物 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达功能 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达功能 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达功能 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达 毫米波雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的脉冲多普勒雷达双频CW雷达FM雷达 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达特点 毫米波雷达的特点毫米波频率高 波长短 测量精度高探测性能稳定 不易受对象表面形状和颜色的影响 也不受大气流的影响环境适应性能好 雨 雪 雾等对之干扰小 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达测量原理 距离测量 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 传播时间d 距离c 光速 毫米波雷达测量原理 相对速度测量 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU fD 频率差fc 雷达频率vrel 相对速度 毫米波雷达测量原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达基本结构 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达处理单元 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Bosch的雷达参数 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 毫米波雷达供应商 毫米波雷达主要供应商Eaton公司76GHzDelphi公司生产的76GHz的毫米波雷达Bosch公司76GHz 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 装车后的毫米波雷达 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 激光雷达 激光雷达是一种光子雷达系统 根据激光束传播时间确定距离 测量时间短量程大精度高激光镜头被泥 雪等物质盖住后 或在强光干涉情况下 激光雷达工作将受到影响 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 激光雷达 从高功率窄脉冲激光器发出的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后 用扫描镜左右扫描 向空间发射 照射在前方车辆或其他目标上 其反射光经扫描镜 接收物镜及回输光纤 被导入到信号处理装置内光电二极管 利用计数器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差 即可求得目标距离 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 雷达供应商 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 控制原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 控制原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 控制原理 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU LQ控制 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 是状态变量 是期望车头距 是实际车头距 是驾驶员预先设定的时间带 分别是前车和ACC车速度 控制逻辑 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 执行机构 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU 系统连接 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU ACC的显示与操作 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Eaton的ACC 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Eaton的ACC 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Bosch的ACC 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Volvo的ACC 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Stop Go系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Stop Go系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Stop Go系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Stop Go系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSLofJLU Stop Go系统 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL