第十一章 汽车行驶安全性控制系统.ppt

1、11.1汽车防滑控制系统11.2汽车电子制动系统11.3汽车防碰撞控制系统11.4安全气囊和安全带11.5汽车行驶记录系统概要、自主安全性：避免汽车事故的能力被动安全性：汽车事故时有效保护乘员的能力、2、 11.1汽车防滑控制系统11.1.1汽车防抱死制动系统(ABS )、汽车防抱死制动系统汽车驱动防抱死控制系统、行驶车在湿路面遇到紧急情况实施紧急制动时，汽车发生侧滑， 在严重情况下，如果发生旋转调节的左右车轮分别在摩擦系数不同的路面上行驶，汽车的制动也有可能发生意外的危险.如果弯道上的制动遇到上述情况，则会变得更加危险. 这些现象的发生是由制动中车轮被抱紧(车轮被抱紧是制动中车轮因制动扭矩而停止旋转，在路面上滑动的现象)引起的。 车轮紧紧抱住的话，车轮就会失去抵抗横向力的能力，容易发生侧滑和汽车失控等。 汽车的防抱死制动装置是专门设置的制动压力调节系统，用于消除在紧急制动期间产生的上述不稳定因素，避免由此引起的各种危险状况。 3、制动效果的好坏完全取决于外部制动力的大小及其所具有的特性。 由于地面制动力是地面与轮胎之间的摩擦力，因此具有一般的摩擦力特性。 即，在车减速度(即惯性力)较小的情况下，地面摩擦力未达到界限值，能够根据需要的惯性力的增加而增加. 从摩擦的物理特性可知，在Fxbmax=Fz式中，Fxbmax地板制动力(摩擦力)的最大值Fz作用于车轮的垂直(法线)载荷摩擦系数(通常称为附着系数)。 1、制动过程分析、4、汽车紧急制动的情况下，如果要提高制动性能，缩短制动距离或增大制动减速度，就必须增大Fxbmax。 因此，可以采取两种方法。 另一方面，通过提高正压Fz可以增大Fxbmax，另一方面，通过提高摩擦系数也可以提高Fxbmax。 考虑到汽车的具体使用情况，后者的做法更具现实意义。 路面类型、状况轮胎结构类型、花纹、气压和材料车轮的运动方式和车速。 大量试验证明，轮胎与路面的附着系数是与车轮打滑程度有关的变量，主要受到三个因素的影响：由于打滑时车轮速度小于汽车车体速度，导致车轮滚动、打滑现象。 5、制动车轮的运动方式一般经过三个变化阶段，开始纯滚动，然后边缘滚动，后期纯滑动。 6、车轮滑动率、汽车行驶(平移)的速度、车轮的瞬时线速度、车轮的纵向附着系数(也称为制动力系数)有随着车轮滑动成分的增加而上升下降的倾向， 附着系数的最大值一般在滑移率为15%25%之间出现，滑移率达到100% (车轮抱住)时，车轮横向的附着系数(也称为横力系数)接近0时，车轮不能得到地面横向的摩擦力。 7、汽车防抱死制动系统(ABS )是一种在制动中随时监视车轮打滑的程度，由此自动调节作用于车轮的制动扭矩，防止车轮锁定的电子控制装置。 不仅能缩短制动距离，有效避免制动引起的事故，还能减少轮胎磨损，延长寿命。 理想的制动系统特性是，在汽车制动时，通过将车轮滑移率控制在峰值系数滑移率(即=20% )附近，对汽车赋予高制动性能，可以保证制动时的方向稳定性。在前轮出现这种情况时，前轮不能获得地面侧的摩擦力，导致转向能力丧失的这种情况出现在后轮时，后轮被抱住，这种情况下，后轴容易发生急剧的侧滑，汽车成为危险的失控状态。8、3、ABS制动过程(原理P300 )中，通常制动器ABS不介入控制，各送液调压电磁阀关闭，各送液电磁阀关闭，电动泵不通电运转，各制动轮缸与储液器断开，系统处于正常制动状态。 紧急制动(ABS动作)的制动压力调节过程由制动保压、制动减压和制动增压组成。 9、制动增压传感器通知右前轮没有抱住倾向时，右前轮的送液调压电磁阀和返液衰减电磁阀被切断，送液调压阀导通，返液调压阀关闭，电动泵工作，与主缸一起送至右前轮轮缸，实现制动增压。 制动减压时传感器通知ECU的右前轮抱死倾向没有改善，右前轮回液调压电磁阀也通电导通，轮缸制动液回流到储油室，实现制动减压。 另外，关于制动保压，传感器将ECU的右前轮抱紧，即使右前轮的送液调压电磁阀关闭通电，右前轮的送液调压电磁阀也关闭通电，实现制动保压的其他车轮仍在制动主缸增压。 10、由此可知，ABS控制过程实际上是利用制动压力调节系统高速“增压保压减压”制动管线液压的循环调节过程。 11、11.1.2汽车驱动防滑控制系统在汽车行驶过程中，车轮可能会旋转而导致车身无法移动，或者汽车的移动速度低于驱动轮的轮辋速度。 在这种情况下，意味着轮胎接地点和地面之间发生了相对滑动，这种滑动被称为驱动轮的“滑动”，与汽车制动时车轮紧紧抱住发生的车轮的“滑动”区别开来。 驱动车轮的滑动旋转，车轮与地面的纵向附着力下降，驱动轮得到的极限驱动力减少，最终导致汽车的起步、加速性能和湿路面的通过性能下降。 同时，由于横向摩擦系数几乎完全丧失，驱动轮发生侧滑，随之发生汽车行驶中的方向失控。 12、1、驱动防滑控制(ASR )系统的作用是，在车轮开始打滑时，降低发动机的输出扭矩，或者采用控制制动系统的制动力等方法，减少传递给驱动轮的驱动力，驱动轮超过轮胎与路面的附着力而打滑，车辆的通过性汽车行驶(平移)的瞬时速度，驱动防滑旋转控制系统的控制参数为滑动旋转率，滑动旋转率的计算公式如下：车体不动车轮旋转时，滑动旋转率为100%，车轮处于完全滑动旋转状态的滑动率为0时，驱动车轮处于纯粹的滚动状态。 车轮的瞬时线速度、13、车轮转速传感器将驱动轮和非驱动轮的转速转换为电信号并输入控制器，控制器基于这些信号计算驱动轮的滑移率，当滑移率超过设定范围时，电子控制器将节气门开度信号、发动机转速、 汽车的ASR系统通常与ABS系统成为一体，平时处于待机状态，不干扰正常行驶，驱动轮打滑后才开始工作。 ASR系统发生故障时，用警告灯通知驾驶员，不影响发动机和制动系统正常工作。 选择信号、转向信号等控制方式，向各驱动器发出控制指令，最终将驱动轮的滑移率控制在目标范围内。 2、ASR工作流程：14、11.2汽车电子制动系统、1、电子制动系统的工作原理与常规汽车制动系统不同，电子制动系统是机电系统代替一些机械部件。 同时，液压的产生和传递方式也不同。在传统制动系统中，驾驶员通过制动主缸的调节在车轮缸上建立制动压力，电子制动系统通过流体储存罐提供制动压力，储存压力在电动活塞泵上产生，可以多次提供连续制动的液压。 电子制动器的控制系统一般由传感器、ECU (电子控制单元)和执行元件(液压控制单元)等构成。 制动踏板和车轮制动器之间的动力传递是分离的，在制动过程中，制动力由ECU和驱动器控制。 15、2、电子制动系统的工作过程、驾驶员进行制动操作时，踏板行程传感器探测驾驶员的制动意图，将该信息传递给ECU，ECU收集车轮速度传感器、转向角传感器等各路信号，根据车辆的行驶状态计算各车轮的最大制动力高压储油罐能够迅速而准确地向轮缸供给必要的制动压力，无需驾驶员介意。 同时，控制系统受到其他电子辅助系统(例如，ABS、ESP等)的传感器信号，以保证最佳的减速度和行驶稳定性。 16、3、汽车电子制动力分配系统能够通过汽车制动时产生的轴载荷的移动，自动调节前后轴的制动力分配比率，提高制动性能，与ABS协作提高制动稳定性。 例如，左前轮和右后轮有时会附着在干燥的水泥地板上，右前轮和左后轮有时会附着在水和泥水上，这种情况下，汽车制动时4根车轮和地板的摩擦力不同，制动时容易发生滑动、倾斜、车辆侧翻事故。 EBD在高速计算机上汽车刹车时，分别引导计算4个轮胎附着的地面，求出摩擦力的数值，根据情况用不同的方式和力刹车4个轮胎的刹车装置，在运动中高速调整，保证车辆的稳定和安全。17、11.3汽车防撞控制系统，汽车碰撞的主要原因是汽车与其前方物体(如汽车、行人或其他障碍物)的距离与汽车自身的车速不相符，即距离近而相对速度过高。 为了防止汽车与前方物体碰撞，汽车的车速根据与前方物体的距离的变化而受致动器控制，汽车总是以安全的车速行驶。 这大大提高了汽车行驶的安全性，减少了交通事故的发生。18、汽车防撞装置可利用遥测技术监测汽车前后车辆、障碍物，基于当时车速自动判断是否达到危险距离，立即警告驾驶员，并根据需要自动紧急刹车。 汽车为了避免碰撞，必须用一定的装备测量前方障碍物的距离，在紧急情况下自动进行警报和紧急刹车等事前设定操作，以避免驾驶员疲劳、疏忽、错误判断引起的交通事故，必须反馈给汽车。 目前，防撞技术要点着眼于车辆测距技术。 19、现在使用的防撞系统的介绍、传感测距装置：要求能够监视数米以上的物体。 一般测距装置有红外线传感器系统、远距离雷达式传感器系统、激光测距、摄像装置和图像处理系统、超声波障碍物距离传感器等。 碰撞警报和回避系统：碰撞警报系统检测到可能与周围车辆或物体碰撞的危险时，发出警报信号(声音或图像)，反映给驾驶员，但不会自动减速或转向。 避免系统除了警报系统之外还兼有避免冲突的功能。 在帮助驾驶员控制车速的同时，还能帮助驾驶员修正行驶方向，避免碰撞。 雷达新型防碰撞系统：该系统是基于微波信号、电路和速度算法相结合的航空技术的射频雷达系统。 有效范围为0.3-107m。 20、汽车与障碍物的碰撞称为一次碰撞，乘员与车内构造的碰撞称为二次碰撞。汽车急剧减速时，惯性会导致乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃之间发生碰撞，导致乘员死伤。 11.4安全气囊和安全带，21，安全气囊的基本思想是在二次碰撞前，打开乘客和车内结构之间充满气体的袋子，避免或缓解二次碰撞。 在气囊背面开设两个直径25mm左右的圆孔，通过圆孔排出空气，减轻乘员与气囊碰撞时的振动对乘员造成的伤害。 排气过程是一个能量释放过程，可以立即吸收乘员的动能，保护乘员。 安全带的作用是，在汽车发生碰撞时，快速系好安全带，缩短驾驶员和乘员身体向前移动的距离，防止身体受伤。 该系统除安全气囊系统外，还增设了防护传感器和安全带拉紧器。 气囊的ECU向安全带卷收器的点火器发出点火指令，同时向气囊点火器发出点火指令，引爆气囊点火器，系紧安全带，同时气囊膨胀，吸收碰撞引起的动能，保护驾驶员和乘客。 22、汽车行驶记录仪可为驾驶员提供驾驶活动反馈信息，为道路运输企业提供良好的管理工具。 首先，汽车行驶记录仪能够在车辆加快速度或超时时发出警报音，促使驾驶员安全行驶。 其次，汽车行驶记录仪能正确反映车辆运行中的实际情况，并能记录相关数据。 其存储数据为企业加强车辆使用、运行、调度科学管理提供依据。 另外，汽车驾驶记录器记录的数据也有助于交通事故的原因和责任分析。 1、现实意义，11.5汽车行驶记录仪系统的概要，23，2，记录仪功能，1 .自诊断功能记录仪应在通电开始时首先进行自诊断，自诊断正常后正常工作，有故障时应指示故障信息。 2 ) .实时时间、日期及运行时间的收集、记录、记忆功能(1)记录仪可提供北京时间的日期和时钟。 此日期和时钟用于记录仪填写日期和时间以实现所有功能(记录、输出、显示、数据通信等)。 可以以年、月、日或yyyy/mm/dd/的形式记录计时器的实时时钟可以以时、分、秒、hh:mm:ss的形式记录。 (2)记录仪须能记录连续运行时间。 (3)连续记录24小时的数据，记录时间的容许误差在5秒以内。 车辆的行驶速度的计测、记录、存储功能(1)事故的疑问点数据记录仪能够以0.2秒以下的时间间隔记录并持续存储与停车前的20秒实时时间对应的车辆的行驶速度值和车辆制动状态信号，记录次数至少为10次。 速度记录单位为km/h (公里/小时)，测量范围为0km/h220km/h，测量分辨率为1km/h以上。 (2)行驶状态数据无论车辆处于行驶状态还是停车状态，记录仪都能够提供与实时时间对应的车辆的行驶速度信息。 在车速传感器输出的脉冲信号超过1脉冲/秒且持续5秒以上的情况下，认为车辆处于行驶状态，在不超过1脉冲/秒的情况下，认为车辆处于停车状态。 记录计可以以1分钟以下的时间间隔，记录并持续存储车辆最近360小时的行驶状态数据，所述行驶状态数据是与车辆行驶中的实时时间对应的每分钟的平均行驶速度值。 25、4 ) .车辆行驶距离的测定、记录、记忆功能记录仪应该持续记录从车辆指定的统计时间开始的累计行驶距离。 车辆行驶距离的记录单位为km，行驶距离的测定范围为0999999.9km，分辨率必须在0.1km以上。 5 ) .驾驶员身份记录功能记录仪应能够实现驾驶员身份记录功能，能够记录驾驶员代码和公安交通管理部门颁发的汽车驾驶执照号码。 驾驶员代码是阿拉伯数字，其最大长度在7位以下，代码的设定方法由使用者根据需要进行定制，在同一记录仪表的数据记录中，某驾驶员的代码必须与汽车驾驶执照号码唯一对应。数据显示功能在没有按键操作情况下，通过操作车辆的实时行驶速度、实时钟表或者能够默认显示驾驶员代码的按键，(1)在最近15分钟的每1分钟的平均车速记录(2)最近的2日历日以内同一驾驶员的连续驾驶时间为3小时7 ) .数据打印输出功能的数据打印只能在停车状态下进行。 记录仪至少能够打印输出车牌号码、车牌分类