毕业论文—汽车防碰撞技术

1、 . PAGE36 / NUMPAGES36汽车防碰撞技术关键字：汽车碰撞、制动防抱死系统（ABS）、电子稳定程序（ESP）、随动大灯、智能泊车系统、倒车雷达、安全气囊（SRS）、安全带、保险杠Keywords:Car crash, anti-lock braking system (ABS), Electronic Stability Program (ESP), with fixed headlamps, intelligent parking system, parking sensor, air bags (SRS), seat belts, bumpers汽车的安全、节能、环保已成为

2、当今汽车工业乃至整个人类社会面临的三大焦点问题，由于汽车保有量剧增、交通环境的紧、车数不断提高等因素，汽车安全问题更是首当其冲,而交通事故中汽车碰撞是最常见的形式,也是最令人们头痛的问题。汽车安全有主动安全与被动安全之分。汽车主动安全性是指防止汽车发生交通事故的性能；被动安全性则是指交通事故发生时，汽车本身具有保护乘员、行人不受伤亡或伤亡程度减至最小的性能。目前汽车上广泛安装使用的被动安全装置主要有座椅安全带与安全气囊、保险杠。主动安全装置主要有倒车雷达,制动防抱死系统，EPS电子稳定程序，胎压监测系统以与其他防碰撞措施随着科学技术的不断进步和更多的电子技术、新型材料的应用汽车防碰撞技术也走向

3、多元化、系统化、智能化、全面化、精确化、普与化，也考虑到美观、紧凑性、经济性、可靠性，人性化等多种因素使防碰撞技术多样化本论文从汽车防碰技术发展现状以与趋势，简单分析现在的各种防碰撞装置的组成、工作原理、使用以与以与存在问题。全文容主要由主动安全（章节2至7）和被动安全（章节8至10）两部分组成。设计学生：学 号：9班 级：汽检 0722 班指导老师： 目 录1前言第一部分主动安全2汽车防抱死控制系统（ABS）3汽车电子稳定系统(ESP)4倒车雷达5智能辅助泊车系统6随动转向大灯7轮胎压力检测系统第二部分被动安全8安全气囊（SRS）9安全带（safety belt）10保险杠第三部分参考文献1

4、前言1.汽车碰撞形式，特点由于交通环境的复杂多变、驾驶员技术的差异等因素汽车碰撞形式也异常复杂，往往汽车碰撞会同有多种形式发生。如正面碰撞、侧面碰撞、后部碰撞、底盘碰撞等正面碰撞冲击能量大，一般车速越高越严重由于惯性驾驶员和乘客一般向前碰撞，、损失和伤亡概率也大驾乘员多为前部受伤为主，而后部碰撞主要一人的脖颈为主。而侧面碰撞、底盘碰撞等相对冲击小，一般以刮蹭为主对驾乘人员伤害也较小1.2汽车防碰撞技术的发展与趋势随着科学技术的不断进步和更多的电子技术、新型材料的应用汽车防碰撞技术也走向多元化、系统化、智能化、全面化、精确化、普与化，也考虑到美观、紧凑性、经济性、可靠性，人性化等多种因素使防碰撞

5、技术多样化1.2.1防碰撞技术在被动安全方面的发展被动安全是指在碰撞发生时防止驾乘人员二次碰撞或减小碰撞伤害的措施，最早人们通过汽车的柔软饰（有缓冲作用）和减少尖锐部位和安全带束缚作用、前后保险杠的缓冲以与网纹状方向柱和车身吸收能量来提高被动安全，发展到今天已有预紧式安全带、安全气囊、侧气囊、气帘、气枕等新技术得到广泛应用，使被动安全技术不断完善。今天的气囊已经发展到可以在任意方向的碰撞中（包括侧向碰撞）起保护乘员头部、躯干和膝部的作用。使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出

6、来。1953年，第一个气囊的专利就诞生了。 但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。到了1980年，德国默台斯公司开始实现这种设想，它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。而从1985年起，在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。随后，又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。现在，世界上许多汽车制造厂与专业生产厂都在设计和生产安全气囊，其中最大的是德国的波许公司。目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。例如在美国，相应的法规已从1989年起实施该法规要求一定要安装大尺寸的气囊。而欧洲的专家们则认为最好的方案应该是：安全带和小尺寸气囊的配合使使用

7、。所以，欧洲的公司只生产小尺寸气囊。现在，在汽车上，一个气囊安装在驾驶盘上，一个安装在驾驶员旁前排乘员的前面。侧面气囊或者装在车门上，或者装在座椅靠背上，气囊用尼龙制成，材料厚度为0.45mm。安全气囊系统采用了一种类似火箭固体燃料发动机的气体发生器，在这种气体发生器中，燃料燃烧产生的气体使气囊充气。气体发生器的燃料通常使用叠氮化钠，但也有的使用硝化纤维，也有的系统使用压缩气体。当前，安全气囊出现了两种发展趋势。美国和日本的汽车公司正在努力增大气囊尺寸来保护乘员。而欧洲一些汽车制造公司，如“默台斯奔驰”、“宝马”和“沃尔沃”等则认为，安全气囊本身决不是保障乘员的灵丹妙药，它必须在一个统一的汽车

8、被动安全系统中才能有效地发挥作用，在这个系统中，一定要具备紧缩式安全带、结构可靠的座椅、儿童专用座椅等1.2.2防碰撞技术在主动安全方面的发展主动安全是指在汽车行驶中（碰撞前）防止汽车发生碰撞的安全措施。最早人们是在设计时通过提高驾驶员的视野和各种信号（灯光、喇叭、蜂鸣器等）、改善制动性能提高操作稳定性、改善轮廓通过性、以与提高驾驶员对行驶环境的感知能力（如提高车速表的准确度）等提高安全性能。随着电子技术等新技术应用，人们开始应用制动防抱死系统ABS、电子稳定程序等EPS、车胎气压报警系统、电控悬架、倒车雷达、自动导航、车况路况监测、大灯随动功能、自动泊车功能来进一步完善主动安全。2汽车防抱死

9、控制系统ABS2.1汽车防抱死控制系统ABS的发展与趋势当制动过程中车轮抱死滑移时，车轮与地面间的侧向附着力将完全消失。如果前轮（转向轮）制动到抱死滑移而后轮滚动，汽车将失去转向能力（跑偏）。如果后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使汽车受到不大的侧向的干扰力，汽车后轮将产生侧滑现象（甩尾）。这样都可能会带来交通事故。 因此汽车在制动时在要求有尽可能大的制动力的同时还要求制动轮不要抱死滑移，而是希望车轮边滚动边滑移。为了达到此目的，1936年德国波许（BOSCH)公司研制出带有电磁感应传感器的汽车防抱死控制系统ABSAnti lock Braking System。1978年波许（BOSCH)

10、公司又成功研制出数字电子控制的四轮适用的ABS2型后又优化为ABS2E型。1990年德尔科（Delco)公司推出更经济的Delco ABS4型。发展到今天大多数轿车已安装了ABS系统2.2工作原理2.2.1滑移率对附着系数的影响制动过程轮胎在地面全滚动、边滚边滑已与被抱死三种状态在地面上的印痕如右图滑移率公式；S=(rw-v)/v*100% 其中v为车轮线速度 w为车轮角速度 r为车轮自由滚动半径由实验得知，随着附着系数f随着滑移率S的变化曲线如右图由图可知滑移率s处于15%35%的围轮胎与路面间纵向附着系数f1和侧向f2附着系数都有较大值。当车轮滑移S=100%时，侧向附着系数f2=0说明此

11、时车轮抱死滑移而横向稳定性降低。2.2.2汽车防抱死控制系统的作用与控制方式ABS使汽车自动的将车轮控制在纵向附着系数和横向附着系数都较大的围。是通过控制制动轮缸（或制动气室)的压力来控制作用到车轮的制动力矩来实现车轮滑移率约在15%-35%的理想状态。2.2.3ABS基本组成与工作原理ABS主要分为轮速传感器、制动压力调节器（液压模块）、控制单元ECU三部分组成它的原理是制动时轮速传感器检测倒车与车速成对应关系的电压信号传给，ECU根据信号计算出车速与制动减速度，再根据计算结果对制动压力调节器发出指令信号，制动压力调节器根据信号控制制动压力。在该过程中ECU不断监控车轮信息计算并发出指令这样

12、就连续得对制动压力进行控制。 2.3ABS分类与布置形式2.3.1根据制动系统分类分为整体式、分离型、ABS5型注：整体式是制动压力调节器与制动主缸于一体式、（多用于美系车） 分离式是制动压力调节器与制动主缸分开布置（如丰田车、大众车）ABS5型装有三个带控制阀的活塞泵（压力调节器），两前轮各一个，两后轮共用一个（如美国通用、国大宇）2.3.2.根据abs管道数和传感器数分为以下几种：四传感器四通道四轮独立控制适用于前后轮独立布置的双管路制动系统的汽车。特点：高制动性能有很好的操稳性充分发挥了地面附着力，但在左右轮附着力不等路面时方向性较差会因两制动力不等而车路跑偏四传感器四通道前后轮独立后轮

13、低选控制适用于X型布置双管路汽车特点：不对称路面紧急制动时偏转力矩较小，可获得较好操稳性和方向性四传感器三通道前轮独立后轮低选控制适用于前后轮独立布置的双管路制动系统的汽车。特点：可获得较好操稳性和方向性，但制动性能较差三传感器三通道前轮独立后轮低选控制适用于前后轮独立布置的双管路制动系统的汽车。特点：可获得较好操稳性和方向性，但制动性能较差四传感器二通道前轮独立控制适用于X型布置的双管路的汽车。特点可保持方向稳定性，后轮制动力稍显不足，但后轮滑移较小，制动稳定性较好四传感器二通道前轮后轮低选控制制动效果更近三通道和四通道abs2.3.3根据制动压力调节器的种类分为循环式和可变容积式2.4的工

14、作过程2.4.1循环式的工作过程的工作过程分为增压、保压、减压三个过程 当电磁阀通入较大的电流时，柱塞移至上端，主缸和轮缸的通路被截断，轮缸和液压油箱接通，轮缸的制动液流入液压油壶，制动压力降低。与此同时，驱动电动机启动，带动液压泵工作，把流回液压油箱的制动液加压后输送到主缸，为下一个制动周期作好准备，见右图。这种液压泵叫再循环泵。它的作用把减压过程中的轮缸流回的制动液送回高压端，这样可以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。因此，在ABS工作过程中液压泵必须常开。保压过程给电磁阀通入较小的电流时，柱塞移至右图所示的位置，所有的通道都被截断，所以，能保持制动压力。增压过程电磁阀断电后，柱塞又回

15、到初始位置。主缸和轮缸再次相通，主缸端的高压制动液（包括液压泵输出的制动液）再次进入轮缸，增加了制动压力，见右图。增压和减压速度可以直接通过电磁阀的进出油口来控制。直接控制式液压装置结构简单、灵敏性好。对于这种方式，液压泵工作时的高压制动液返回主缸时，或增压过程制动液从主缸流回瞬间，制动踏板行程均会发生变化（叫踏板反应）。这种反应能让驾驶员知道ABS开始工作2.4.2可变容积式的工作过程 可变容积式的工作过程与循环式很相似，也分为增压过程、保压过程、减压过程。3汽车电子稳定系统ESP3.1概述汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program，ES

16、P)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。在汽车行驶过程中，因外界干扰，比如行人、车辆或环境等突然变化，驾驶员采取一些紧急避让措施，使汽车进入不稳定行驶状态，即出现偏离预定行驶路线或翻转趋势等危险状态。装置ESP的汽车能在极短的几毫秒时间，识别并判定出这种汽车不稳定的行驶趋势，通过智能化的电子控制方案，让汽车的驱

17、动传动系统和制动系统产生准确响应，与时恰当地消除汽车这些不稳定的行驶趋势，使汽车保持行驶路线和预防翻滚，避免交通事故的发生。ESP系统是汽车主动安全措施的巨大突破，它通过控制事故发生的可能性来实现安全行车，使汽车在极其恶劣的行车环境中确保行驶的稳定性和安全性。3.1汽车电子稳定系统的组成ESP在ABS和ASR各种传感器的基础上，增加了汽车转向行驶时横摆角传感器、车身翻转角速度传感器、侧加速度传感器、制动总泵中的液压力传感器和转向盘转角传感器等。其中最重要的是车身翻转角速度传感器，这种车用传感器是航天飞机和空间飞行器上使用的旋转角速度传感器的类似产品。车身翻转角速度传感器就像一个罗盘，适时地监控

18、汽车行驶的准确姿态，监控汽车每个可能的翻转运动角速度。其他传感器则分别监控汽车的行驶速度和各车轮的速度差，监控转向盘的转动角度和汽车的水平侧向加速度，当制动发生时则监控制动力的大小和各车轮制动力的分配情况。ESP系统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪，周围环境识别、综合稳定控制和制动助力(BAS)9项控制功能。通过综合应用9种智能主动安全技术，ESP可将驾驶员对车辆失去控制的危险性降低80左右。ESP智能化随车微机控制系统，通过各种传感器，随时监测车辆的行驶状态和驾驶员的驾驶意图，与时向执行机构发出各种指令，以确保汽车在制动、加速、转向等状况下的行驶稳定性。汽车电

19、子稳定系统ESP的各种传感器与电子稳定系统ECU在轿车上的安装，其ECU中配置了两台56kB存的微机。ESP系统利用这两台微机和各种传感器信号不间断地监控车电子模块、系统的工作状态和汽车的行驶姿势，比如，速度传感器每相隔20ms就会自检一次。ESP系统还通过车电子模块之间的信号交流通信网络，充分利用防抱死制动系统ABS、制动助力系统BAS和驱动防滑控制系统ASR等的先进功能。紧急情况下，如紧的驾驶员对制动力施加不够，制动助力系统BAS将自动增大制动力。在ESP系统出现故障不能正常工作时，ABS和ASR系统能照样工作，以保证汽车正常行驶和制动。ESP系统的功能不简单是ABS和ASR功能之和，而是

20、ABS与ASR功能之和的平方，因此使汽车能在极其恶劣的条件下保持行驶的稳定性。梅塞德斯-奔驰A级轿车的安全理念是通过先进的电子控制模块与液压机械执行机构的智能化集成，实现了对汽车与乘员安全的最大可能保护。3.2汽车电子稳定系统的工作原理从外部作用于汽车的所有力，包括制动力、驱动力、任何一种侧向力，都会引起汽车绕其质心转动。ESP系统根据此原理，在汽车进人不稳定行驶状态时，通过对制动系统、驱动传动系统的干涉，修正过度转向或转向不足的倾向，使汽车保持稳定行驶状态。微机控制系统的ROM中，预先储存了控制程序中的标准技术数据。在汽车传感器监测并将汽车行驶状态的各种数据随机传送给ECU时，ECU立即调出

21、预存标准数据与之进行比较，判定轿车是否出现不稳定行驶趋势和不稳定的程度与原因。一旦确定汽车有不稳定行驶的趋势，ESP系统就会自动代替驾驶员控制汽车，通过微机控制系统向制动执行机构和发动机执行机构发出指令，采取最有利的安全措施修正驱动力和制动力，阻止潜在危险情况的发生，使汽车恢复到安全稳定的行驶状态。微机控制系统指令执行的安全措施是指，当汽车传感器监测到汽车有发生翻转或偏离驾驶员需求的行驶路线的趋势时，系统能有选择地对单个汽车前轮或后轮实施制动，或必要时同时增加或者减少发动机的输出转矩，调整驱动力。汽车在转弯道路上行驶时见当汽车驶入弯道时，假如驾驶员通过转向盘使汽车转向的转弯半径大于弯道半径，这

22、种情况称为不足转向。如汽车车速过快，则汽车可能冲出路面。安装在汽车上的横摆率传感器会测出转向偏差，侧加速度传感器会测得右驶加速度偏大和转向盘转角传感器测得左转向不足，并立即监测到这种冲出路面的危险趋势，将信号输入电子稳定系统中的ECU。ECU立即指令在左后轮实施脉冲制动力，制动力在汽车质心产生一个向偏转力矩，迫使汽车绕质心向偏转一个角度。同时ECU立即指令发动机减少输出转矩，将汽车速度降下来，并代替驾驶员使汽车转向角度稍大一些，使汽车按弯道半径要求的转向角度行驶，回到正确路线上。轨迹的最初位置。假如驾驶员转向盘转动过猛，使汽车转弯半径小于弯道半径，这种情况称为过度转向。如汽车速度过快，则汽车可

23、能因离心力而向外翻转。安装在汽车上的横摆率传感器、侧加速度传感器和转向盘转角传感器等监测到这种翻转的危险趋势，立即将信号输入电子稳定系统中的ECU，ECU迅速指令在右前轮实施脉冲制动，制动力在汽车质心产生一个向外偏转力矩，抵消离心翻转力矩，迫使汽车绕质心向外偏转一个角度，制止了汽车可能侧翻的趋势。同时ECU控制迅速减少驱动力，将汽车速度降下来，并代替驾驶员使汽车转向角度稍小一些，使汽车按弯道半径要求的转向角度行驶。汽车电子稳定系统ESP在汽车出现不稳定行驶趋势时，采用了两种不同的控制方法，使汽车消除不稳定行驶因素，回复并保持汽车预定的行驶状态。这两种控制方法是，首先ESP系统通过精确地控制一个

24、或者多个车轮的制动过程(脉冲制动)，根据需要分配施加在每个车轮上的制动力，迫使汽车产生一个绕其质心转动的旋转力矩，同时代替驾驶员调整汽车行驶方向。其次在必要时(比如车速太快，发动机驱动转矩过大)，ESP系统自动调整发动机的输出转矩，控制汽车的行驶速度。上述两种技术措施，当汽车进行蛇形线路测试的时候就可以有效避免汽车的翻转。ESP系统不仅仅是在干燥路面上提高了汽车的稳定性，还可以在路面附着性比较差的时候，诸如结冰、湿滑，以与碎石等情况下起作用。在上述不利状况下，车轮与路面之问的附着力降低，即使是最好的驾驶员也很难将高速行驶的汽车保持在预定的路线上，汽车容易发生侧滑和跑偏，失去方向稳定性，甚至在急

25、转弯的时候发生翻车事故，这时就需要ESP系统。3.3汽车电子稳定系统的可靠性公司从1994年起就对ESP系统进行了适用性和可靠性的全面验证试验。的ROM中，预先储存的控制程序中的标准技术数据，应该来源于大量的实车测试数据。但由于在没有安全保障的情况下的实车试验，有可能造成无法弥补的安全事故后果，因此标准技术数据的取得，采用了模拟器。模拟器输入了大量的通过实验采集的数据，可以仿真出很多复杂的路面状况和驾驶过程。再通过80位梅塞德斯轿车车主用模拟器进行时速为100kmh的模拟路面驾驶试验，得到各种不同性能的汽车在各种驾驶过程中的响应。模拟器检测手段既安全，又可以得到很多实车试验无法测量的数据。比如

26、，在试验场的4个转弯处，用模拟器模拟路面突然结冰的情况，这将使车轮和路面之间的附着力在几米的路程减少70以上。如果轿车没有ESP系统，则78的驾驶员不能将他们的汽车稳定在冰雪路面上，还可能遭受汽车连续3次翻转造成的伤害。有了ESP系统，所有参加过模拟测试的驾驶员都能避免汽车翻转事故的发生。1995年梅塞德斯-奔驰S级轿车开始安装ESP系统，ESP系统突出的安全保障表现，大大降低了汽车在各种道路状况下以与转弯时发生翻转的可能性。同时汽车在弯道和湿滑路面上的制动距离得到缩短，在弯道行驶加强了汽车线行驶能力。1998年，梅塞德斯-奔驰A级微型轿车也安装了。ESP系统，使这种采用大量高新技术开发的A级

27、微型轿车，克服了因车身较窄，在汽车以小转弯半径急转向时，容易产生侧向翻转而造成人身伤害和财产损失的缺点，成为一辆安全性能卓越的微型轿车。目前，奔驰司的S600、CL600、sL600、FA30、E320、4MATIC以与高性能的E55AMG和C43AMG等车型上都选配了ESP系统，2002年所有G级车上都安装了该系统。34新一代汽车电子稳定系统汽车电子稳定系统将主动转向控制系统(Active steering Control，ASC)和可选择悬架模式的主动悬架控制系统(Active Damping Control，ADC)和ESP集成在一起，使汽车的动态稳定控制技术更加完善，提高了汽车在任何情

28、况下的行驶稳定性和操纵稳定性。行驶状况下，主动转向控制系统使驾驶更灵活，以增加驾驶乐趣。在危险行驶状况下，主动转向控制系统与制动系统、发动机管理系统共同控制汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。3.5综合稳定控制系统控制系统在任何给定的条件下，具有综合控制车上所有的主动系统，如驱动、制动和操纵系统等功能。综合稳定控制系统与现行的主动车辆稳定控制系统相比，可以对汽车进行持续控制，并实现控制的个性化。3.6汽车底盘电子控制系统的发展(1) 集成底盘管理系统别是大规模集成电路和微型电子计算机技术的高速发展，汽车的电子化程度越来越高。汽车的底盘系统也改变了以往那种完全依靠液压或气压执行机构来传递力的机械式结构

29、，开始步入电子伺服控制(By-wire，操纵装置与执行器之间靠电信号联系而非机械的连接)阶段，底盘综合控制系统也已开始出现。先进的底盘电子控制系统优化了车轮与地面之间的附着状况，显著地改善了汽车的动力性、安全性和舒适性。盘电子控制系统将逐步形成一个集成底盘管理(ICM)系统。该系统将集成所有的底盘电控子系统，实现各子系统问硬件、能量和信息的共享，以最大限度地获取系统集成带来的增效作用，提高汽车的安全性、舒适性和经济性。ICM系统的层次结构，结构图的上层只包含了一些关键的监控功能，在这一层次上系统通过一个“协调器”ECU来实现对发动机、传动系、底盘系统等的管理。空白方块代表其他的功能，如导航和A

30、CC功能。结构图的下层代表目前的电控系统，不过它们不再是单独工作的模块，而是在上层单元监控、管理下协调工作。系统中的传感器和执行器可分为两类：传统型和智能型。传统型传感器和执行器与各自的ECU之间只有直接的物理连接，而智能传感器和执行器与ECU之间则使用总线接口来传输数据。一般情况下它们都具有自诊断能力和一定的传感器信号处理能力。(2) 动力车身控制系统(Dynamic Body Control)对于多用途运动车(SUV)和其他质心较高的汽车，动力车身控制系统可最大程度地提高转向稳定能力，同时汽车行驶舒适感增强。在汽车越野行驶时，车桥通过相互配合来获得更好的牵引性能。动力车身控制系统使用12个

31、主动式平衡杆模块，通过对平衡杆施加可调节的预加载荷来防止汽车转弯时发生左右摇晃。当汽车车身要发生倾斜时，加速度计监测到汽车侧滑倾向，将信号传到控制系统ECU，ECU指令向平衡杆执行器通入压力油，压力油产生力的大小根据加速度计监测到的汽车横向加速度大小和汽车产生摇晃的时间来确定。4倒车雷达4.1倒车雷达的工作原理与成组：达的主要作用是在倒车时，利用超声波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再提示给驾驶者，使停车和倒车更容易、更安全。组成1主机2显示器3探头210个。雷达产品使用发射和接收一体化超声波探头，采用单片机控制超声波

32、发射，发射的超声波遇到障碍物反射,探头接收反射的超声波送入放大电路进行放大，由单片机进行数据处理，然后送显示器显示障碍物距离和方位。 探头利用压电瓷作为换能器件实现超声波的发射和接收。给探头压电瓷片施加一定的超音频电信号，压电瓷片将电能转换成声能发送超声波。超声波作用于探头压电瓷片，压电瓷片将声能转换成电信号，微弱的电信号经放大后送电路处理。 PDC（Parking Distance Control）系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设置雷达侦测器， 用以侦测前后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物，或停车时与它车的距离，此装置除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。PD

33、C是以超音波感应器来侦测出离车最近的障碍物距离， 并发出警笛声来警告驾驶者。而警笛声音的控制通常分为两个阶段，当车辆的距离达到某一开始侦测的距离时，警笛声音开始以某一高频的警笛声鸣叫， 而当车行至更近的某一距离时，则警笛声改以连续的警笛声，来告知驾驶者。PDC的优点在于驾驶员可以用听觉获得有关障碍物的信息，或它车的距璃。PDC系统主要是协助停车的， 所以当达到或超过某一车速时系统功能将会关闭4.1.1普通雷达（普通型）它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。它能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、

34、倒车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。现在市面上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，将汽车的挡位推到R挡，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由显示器显示距离并发出警示信号，从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。整个过程，驾驶者无须回头便可知车后的情况，使停车和倒车更容易、更安全。4.1.2可视倒车雷达可视倒车雷达的原理就是在车尾（一般是挂牌照的上方）装一个摄

35、像头，当汽车挂上倒档时，倒车雷达自动启动，把尾部摄像头拍下的图像通过视频连接线显示在车前的显示屏幕上，普通倒车雷达就是通过尾部的雷达探头发射超声波遇到障碍物反弹后确定障碍物离车尾的距离通过声音或者数字显示屏进行报警，两者的工作原理不一样。统具有安装简单,布线方便,经济实用的特点,目前被广泛采用. 4.2倒车雷达的要求3.3.1功能方面：从功能方面区分，倒车雷达可分为LCK距离显示、声音提示报警、方位指示、语音提示、探头自动检测等，一个功能齐全的倒车雷达应具备以上这些功能。3.3.2性能方面：性能主要从探测围、准确性、显示稳定性和捕捉目标速度来考证。探测围至少在0.4米到1.5米间；准确性主要看

36、两个方面，首先看显示分辨率，一般为10厘米，好的能达到1厘米，其次看探测误差，即显示距离与实际距离间的误差，好产品的探测误差低于3厘米；显示稳定性指在障碍物反射面不好的情况下，能否捕捉到并稳定显示出障碍物的距离；捕捉目标速度反映倒车雷达对移动物体的捕捉能力。倒车雷达性能方面的要：测得准、测得稳、围宽和捕捉速度快。3.3.3外观工艺要求：作为汽车的外装饰件，显示器和传感器安装后应美观大方，与汽车相协调，还有探头的颜色，一定要与汽车的颜色相协调，差异不可过大，以免影响美观。4.4倒车雷达安装方式不同品牌倒车雷达的结构不同，则其安装方法也不同，主要的安装方式有以下 两种 4.4.1粘附式安装：它仅限

37、于具有粘贴性探头的，这种方法无需在车体上开孔，只将报警器粘贴在适当位置即可，这种报警器一般安装在尾灯附近或行箱门边4. 4.2开孔式安装：它适用于具有开孔式探头的报警器，探头安装在汽车尾部或保险杠上，其它部件的安装方式与粘附式安装一样。最后，安装问题上，要注意安装位置的高低、角度以与探头分布的距离等，如不注意这些问题，会影响探头的探测结果。5智能辅助泊车系统智能辅助泊车系统的工作机制如下。将车辆停在想用来停放车辆的车位前、起动系统后，车辆就会自动操纵方向盘，将车辆诱导至最佳倒车起始位置。从该位置开始，由驾驶员在保持方向盘位置不变的情况下直接向后倒车，在系统发出语音指示后再将方向盘打回原位置，这

38、时不需要进行复杂的方向盘操作即可进行倒车泊车与纵列泊车。具体的操作步骤如下。（1）将车辆停在前门衬上的标志对准停车场白框线时（在纵列泊车时为停放车辆的前端）的位置上，然后按下操作开关。（2）松开刹车踏板，使车辆缓慢向前移动，这时输助系统就会自动操纵方向盘，将车辆向最佳倒车起始位置诱导。停车由驾驶员根据语音导航的提示进行。（3）驾驶员保持停车状态下的方向盘位置直接向后倒车，直至发出语音指示。在发出语音指示后将车辆暂时停住、把方向盘打回原位置，然后即可保持这一状态倒车直至泊车完成。具体地说，倒车雷达的工作原理为：首先连接电源并打开，车辆进入倒挡时，探测器主机自动进入工作状态，同时显示器亮起。然后，

39、用专用钻头在保险杠上开孔，并将探测器分别装入孔。根据车主倒车和停车的习惯，四个探头探测器分别安装在汽车的尾部或者两侧安装两个。安装好探测器主机在适当的位置，将显示器夹在车后视镜上，就开始正常工作。简单的说，智能辅助泊车系统包含了一般的倒车雷达，还加多对车辆的自动倒车控制,比单纯的倒车雷达更自动化. 6随动转向大灯在汽车的照明领域里，随动转向大灯算得上是较为尖端的技术装备了。通常，汽车上安装的普通大灯具有固定的照射围，当夜间汽车在弯道上转弯时，由于无法调节照明角度，常常会在弯道侧出现“盲区”，极威胁了驾驶员夜间的安全驾车。它能够根据行车速度、转向角度等自动调节大灯的偏转，以便能够提前照亮“未到达

40、”的区域，提供全方位的安全照明，以确保驾驶员在任何时刻都拥有最佳的可见度。这种先进的汽车照明装备，从前很少能在国产轿车中见到，只有宝马545i、330i等高档车型上装有。不过最近，细心的消费者会在相继上市的几款中高档级别车上惊喜地发现随动转向大灯的身影，这几款车分别是东风雪铁龙的凯旋、丰田的凯美瑞和东风日产的新天籁。凯旋凯旋的随动转向大灯是雪铁龙C5的优良传统得以保持的结果，它不仅具有随动转向功能，而且还是双氙气大灯。凯旋的随动转向功能可“上下”、“左右”随动，光束随转向盘转动而转动（转弯时侧灯可转动15，外侧灯可转动8），光束宽度加大，特别在连续弯道上，弯道侧照明更宽，照明围更大，可照亮传统

41、车灯照不到的盲区，以便驾驶员与时发现路上的障碍物和行人，提高了驾车的安全性。再加上双氙气大灯的光线比卤素灯倍，可以看清更远处的障碍物。强两无AFS随动系统 有AFS随动系统凯美瑞凯美瑞的随动转向大灯基本上与凯旋上的工作原理一样。所谓的“上下”随动和“左右”随动分别是AFS前大灯智能随动系统和ALS光轴自动调整系统。在夜间转弯时，AFS能根据车速以与转向盘转向角度，自动调整近光灯的照射中心，自动指向入弯，确保弯道中的高能见度。在后排负载较重导致车身角度上扬时，ALS自动调整光轴倾角，避免光轴上扬对对面来车驾驶人员的干扰。上图上部分：无ALS光轴自动调整系统上图下部分：有ALS光轴自动调整系统新天

42、籁新天籁同样安装了双氙气前大灯，在亮度上无可挑剔，图示的自动辅助转向灯（AFS）能够在转向盘转过固定角度的时候自动开启，从而扩大相应方向上的照明围，扩大驾驶者的视野，增强转向时候的安全性。不过遗憾的是，新天籁的随动转向大灯没有ALS光轴调整功能，也就是不能够随着汽车前后重心的变化而“上下”随动。7轮胎压力检测系统7.1概述轮胎压力检测系统（TPMS-Tire Pressure Monitoring System）通过连续检测轮胎的压力、温度，为驾驶年员提供必要的轮胎信息，当出现不正常情况时，发出警告信号，美国法律规定从2003年11月开始，所有汽车必须安装轮胎压力检测系统。国际上，早在20世纪

43、70年代末就已开始研究轮胎压力自动检测系统。美国Lucas公司在1981年推出的轮胎压力检测系统，在驾驶室设有接收器，每个车轮均有传感器，随后C.P.K和Marketing公司也相继开发了自己的产品，基本结构由传感器、信号发生器和接收器三部分组成，传感器安装在轮辐上，直接检测轮胎的压，德国Wabco公司和Bosch公司在1989年分别推出了采用ABS检测轮胎压力的装置，Bosch公司生产的汽车轮胎压力检测系统已批量的装在汽车上，该系统由装在轮辐上的压力传感器、带有显示器的电子部件和高频收发器三部分组成，检测系统与ABS一起工作，压力测量准确度约为0.0005Pa，其他许多公司也相继推出各自的轮

44、压力检测专利产品。 目前，轮胎压力检测系统主要分为两类：一种是间接式系统，通过汽车ABS系统的轮速传感器比较轮胎之间的转速差别，以达到监测轮胎的目的，其缺点是无法对两个轮胎同时缺气的状况和速度超过100km/h的情况进行判断。另一种是直接式系统，利用安装在每一个轮胎里的以电池为电源的压力传感器直接测量轮胎的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶室的监视器上；监视器随时显示各轮胎气压，驾驶员可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警。 未来的轮胎压力监测系统是集轮胎压力检测与实时控制为一体的智能化系统，系统将向着结构小、性能高、可靠性高方向发展，并尽可能地提高其性

45、价比。 随着汽车工业的发展，人们越来越关注汽车的安全性能，ABS、安全气囊已经广泛的安装在各种档次的汽车上。近年来，轮胎的安全也引起了人们的关注。各大汽车厂商都推出了轮胎压力检测系统。 轮胎压力检测系统可以实时的检测轮胎的压力，这样就可以防止汽车在高速公路上行驶，因为轮胎压力过大或者轮胎温度过高而引起的爆胎7.2车轮胎压力检测系统原理 轮胎压力检测系统见下图1，在现有的汽车车胎压力检测装置中，每个轮胎安装一个从机，从机包括信号发射器、压力传感器、控制单元和电池，从机的框图见下图2。在汽车驾驶室放置一个主机，主机中包括信号接收器、控制单元、显示装置、按键等。数据，判断压力是否正常，如果正常则显示

46、各个轮胎当前的压力；如果压力不在正常围，主机则提示轮胎压力不正常并显示当前轮胎的压力。主机框图如右图。夜间停车的状态时，不需要检测车胎的压力，但是由于从机单向发送信号，不能判断汽车当前的状态，所以就会全天都在消耗车胎里电池的能量，这样就会导致电池的使用时间较短，需要经常更换电池。这样一方面会增加使用的复杂性，提高使用成本，给用户造成不便；另一方面会增加换胎的次数，并且由于换胎时会磨损从机，更容易损坏从机。 车轮胎压力检测系统的改进针对现有汽车车胎压力传感器从机电池使用时间过短所存在的问题，本设计提供了一种采用双向传输数据的智能汽车车胎压力检测装置. 控制为达到上述目的，主机包括信号收发器、控制

47、单元、按键、显示和语音提示单元，其中显示与语音提示单元包括显示和语音提示模块和相应的发声和发光装置。显示与语音提示单元与驾驶室中里程表的速度输出接口相连，主机的电路见图下图机包括信号收发器、压力温度传感器、控制单元和电池。主机和从机通过无线信号收发器进行信号的相互传输。从机的电路图见图5。从机的控制单元与信号收发器相连，这样从机就可以接收主机发出的指令，只有当主机发出检测指令时，从机才开始检测车胎压力，在其他时间从机处于休眠状态。在夜间和其他不需要检测车胎压力的情况下，主机不发送检测指令，从机也就不进行压力和温度测量数据的传送，这样就可以大幅度减少安装在车胎的电池的电量消耗，减少更换电池对设备

48、所带来的影响。另外，压力检测装置增加了声音提示单元，可以在车胎压力不正常时用声音警告驾驶员检查车胎。 汽车车速大于某一个设定的阈值时，主机的控制单元控制无线收发器每隔一段时间发出一个检测车胎压力的信号，从机的无线收发器接收到这个信号后，压力传感器单元开始进行温度和压力的检测。检测结束后，从机将检测到的温度和压力数据发送给主机。主机接收到从机发送的数据后，控制单元进行判断。如果压力和温度值处于正常围，主机通过显示单元显示每一个车胎的压力值；如果压力和温度值不正常，主机则显示不正常的轮胎编号、当前的压力值和温度值，并且用语音提示驾驶员。采用这种控制方法，从机就不需要时时刻刻都检测车胎压力，就可以大

49、幅度的减少从机检测车胎压力的次数，可以节省车胎电池的电量消耗。另外，由于汽车车胎爆胎主要发生在车速比较高的情况下，所以这种通过设定车速阈值的方法来减少检测次数的方法并不影响设备的正常使用。在车速小于阈值时，从机不检测压力值，不传送任何数据，处于休眠状态，从机电池的耗电量很低；如果希望在车速小于阈值的时候检测车胎压力，可以人为地通过主机发送命令给从机，进行温度和压力的检测。 本设计改进了传统的汽车轮胎压力检测系统，可以延长电池的使用时间，减少更换电池的次数。本设计已在某汽车车胎压力检测装置中得到成功的应用，实践证明，该系统可靠性高，线路简单可靠。8安全气囊SRS随着高速公路的发展和汽车性能的提高

50、，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，使得事故更为频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。 8.1安全气囊系统的作用在汽车发生冲撞时，安全气囊系统对保护驾乘人员的安全十分有效。目前安全气囊系统一般为转向盘单气囊系统，或者双气囊系统。安装有双气囊和安全带预紧器系统的车辆在发生冲撞时，不管速度高低，气囊和安全带预紧器同时动作，因此造成低速冲撞时气囊的浪费，使维修费用增加很多。两次动作的双安全气囊系统，在汽车发生冲撞时，能根据汽车的速度和加速度的大小，自动地选择只使用安全带预紧器动作，还是安全带预紧器和双气囊同时工作。这样，在低速发生冲撞时，系统只使用安全带即能足够

51、保护驾乘人员安全，而不用浪费气囊。如果在速度大于30km/h发生冲撞时，安全带和气囊同时动作，以便保护驾乘人员的安全。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全是指汽车防止发生事故的能力，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力。当汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的。例如，以车速50公里/时进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置安全装备，目前主要有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统。 ( SupplementalInflatable Restraint System，简称SRS)等由于很多事故是难以避免的，因

52、此被动安全性也非常重要，安全气囊作为被动安全性的研究成果，由于使用方便，效果显著，造价不高，得到了迅速的发展和普与。安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。为了减小汽车发生正面碰撞时由于巨大的惯性力所造成的对驾驶员和乘员的伤害，现代汽车在驾驶员前端方向盘中央普遍装有安全气囊系统，有些汽车在驾驶员副座前的工具箱上端也装有安全气囊系统。实验和实践证明，汽车装用安全气囊系统后，汽车发生正面碰撞事故对驾驶员和乘员的伤害程度大大减小。有些汽车不仅装有前端安全气囊，还装有侧向安全气囊，在汽车发生侧向碰撞时，也能使侧向安全气囊充气，以减小侧向碰撞时的伤害。安装了安全气囊装置的轿车方向盘，平常与普通方向盘没

53、有什么区别，但一旦车前端发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬时间从方向盘“蹦”出来，垫在方向盘与驾驶者之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上，这种奇妙的装置自从面世以来，已经挽救了许多人的性命。美国一研究所分析了1985年至1993年美国7000多起汽车交通事故中发现，有气囊装置的轿车前部撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了30%，中型轿车降低11%，小型轿车降低14%。8.2安全气囊系统的发展历史其实，早在40年前,就发明了安全气囊。1953年8月18日，美国人约翰赫特里特获得了“汽车缓冲安全装置”的美国专利。赫特里特是一位自学成才的宾夕法尼亚州工程师，他在1952年的一次事故后

54、，萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中，他为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动，他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须有一个更好的方法来保护乘员，两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。当然，事物的发展不是一帆风顺的，安全气囊从取得专利到应用推广，竟然走了三十多年的时间，经历了几上几下的波折，因为汽车制造商以成本理由拒绝接受安全气囊装置。前几年才由美国参议院通过公路死伤减少条例，确认了安全气囊的作用，规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊，美国政府还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的

55、安全气囊。目前各国生产的中高级轿车，大多数有安全气囊，有些轿车已将安全气囊列入必装件。在现在有着广泛使用。8.3安全气囊系统工作原理当汽车发生正面碰撞事故时，安全气囊控制系统检测到冲击力(减速度)超过设定值时，安全气囊电脑立即接通充气元件中的电爆管电路，点燃电爆管的点火介质，火焰引燃点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，在0。03秒钟的时间即将气囊充气，使气囊急剧膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击，随后又将气囊中的气体放出。安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤

56、的可能性。安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。据统计，配备安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达64，甚至在其中有80的乘客未系上安全带！至于来自侧方与后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的围；气囊中78的气体是氮气，十分安定且不含毒性，对人体无害；爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末，对人体亦无害。万事都是一把双刃剑，安全气囊同样也有它不安全的一面。据计算，若汽车以60km的时速行驶，突然的撞击会令车辆在0.2秒之停下，而气囊则会以大约30

57、0km/h的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有180公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此，如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错，就有可能酿出一场“悲剧”。在汽车行驶中，3个传感器不断将车速变化的信息输入到电子控制器，经电子控制器不断地计算、分析、比较和判断，并随时准备发出指令。当车速小于30km/h冲撞时，前方传感器和其串联的安全传感器同时向电子控制器输入撞车信号，并发出引爆安全带预紧器电雷管的指令，而中央传感器发出的信号不能使电子控制器发出引爆气囊电雷管的指令。所以，在低速(减速度较小)冲撞时，只要预紧器向后拉紧安全带，就足以保护驾乘人员不撞向前方。在高速(减速度较大)冲撞

58、时，前方传感器和中央传感器同时向电子控制器输入冲撞信号，电子控制器在迅速判断后发出指令，同时引爆左右预紧器和双气囊的电雷管。安全带向后拉紧的同时，2个气囊同时开，吸收驾乘人员因减速度大而产生的冲撞能量，有效地保护他们的安全。当汽车和前面的固定物冲撞时，汽车行驶的速度越快，减速度就越大，传感器接受到的力就越大。若将前方传感器和中央传感器预设定的力分为上、下限，即前方传感器的预定冲撞速度在小于30km/h的下限值，并且相应的安全传感器预设值也是下限值，则汽车发生低速冲撞时，电子控制器只使安全带预紧器引爆。中央传感器预设值为上限，则汽车高速冲撞时，前方传感器，中央传感器和安全传感器同时向电子控制器输

59、出冲撞信号，电子控制器使所有的电雷管引爆，则安全带拉紧，气囊开。从发生冲撞、传感器发出信号到控制器判断引爆电雷管，大约需要10ms时间。引爆后，气体发生器产生大量氮气，迅速吹胀气囊。从发生冲撞到气囊形成，进而到安全带拉紧，全过程所需时间为30-35ms，所以气囊系统的保护效果是非常好的。当气囊引爆后，由于产生的气体大量涌进气囊，使气囊的压力增高，不利吸收冲撞能量，所以，在气囊的后面有2个排泄压力的气体排放孔，有利于保护驾乘人员的安全。安全气囊在近几年得到了飞速的发展，价格大幅度下降，装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时，有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊

60、规格），乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。进入90年代以来，安全气囊的安全性能已被人们普遍接受，并被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理与注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用，但对于驾驶员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进的安全装置都无法替代的！8.4安全气囊的组成驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫，因此，当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样，就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递与发送信号；气体发生