现代汽车安全技术

现代汽车安全技术主讲：黑猫第一章绪论现代汽车的三大主题：节能，环保，安全1.1汽车交通事故概述联合国世界卫生组织（WHO）向安南秘书长提交的最新报告显示，近几年全球每年因交通事故造成死亡的人数多达约120万．另外还有数百万人在汽车事故中受伤致残。直接经济损失5000亿美元汽车交通事故，不分高低贵贱，各类时间地点，随时可能发生---黛安娜王妃事故发生率，发达国家低，发展中国家高－－香港，南非，德国1.2汽车安全技术研究的发展图1-1主动安全技术预防安全技术车况、路况检测改善驾驶视野提高车辆被视让性驾驶员注意力检测事故前安全技术事故避免系统驾驶操纵性提高：ABS,ASR,VSC,CCS,AT,4WS,4WD被动安全技术碰撞安全技术安全气囊安全带行人保护吸能车体抑制安全技术阻燃自动灭火自动报警安全门锁汽车黑匣子先进安全汽车ASV—21世纪的汽车防瞌睡防酒后驾驶行人保护主动防碰撞汽车安全保障体系哈顿矩阵模型

安全保障体系的构成：人，车，路(环境)，法规，管理×碰撞前，碰撞时，碰撞后人员，车辆，环境采取干预简述哈顿矩阵模型，从工作实际出发，论述如何建立完善汽车安全保障体系。第二章汽车主动安全技术2.1ABS-防防抱制动系系统车轮的三种种运动状态态：滚动，，滑动，边边滑边滚发展历史：：火车/飞机机－－中高高档轿车－－－大型客客车－－汽汽车标准配配置ABS是目目前世界上上最成功的的汽车电子子产品滑移率与附附着系数附着系数的的意义纵向附着系系数（制动动附着系数数）横向附着系系数（侧滑滑附着系数数）滑移率的定定义：（V-w××r）/v×100％滑移率单纯的滚动动边滚边滑抱死拖滑制动时轮胎胎的印迹滑移率0100%制动时的车车辆运动分分析制动力受到到地面附着着力的限制制当左右制动动力不一致致时会产生生偏转力矩矩制动跑偏情情况问题：是不是有了了制动力不不平衡就一一定会产生生制动跑偏偏？前轴侧滑受受力图ABCFjuBuAOαFj离离心力后轴侧滑受受力图ABCFjuBuAαO滑移率与附附着系数曲曲线ABS的作作用1，防止后后轮抱死，，提高制动动时的行驶驶稳定性。。2，防止前前轮抱死，，提高制动动时的操纵纵性。3，最大可可能利用车车轮与地面面的附着，，减少制动动距离4，减少轮轮胎磨损，，减轻驾驶驶员的紧张张程度地面制动力力、制动器器制动力与与附着力之之间的关系系rWFXbuamTbω制动时车轮轮动力学方方程

-------ABS的控控制原理基基础ABS单轮轮模型理论曲线实际附着系系数-滑移移率曲线各种路面上上的附着系系数与滑移移率的关系系曲线车速对附着着系数与滑滑移率的关关系曲线的的影响ABS控制制滑移率区区域车轮与发动动机的转动动惯量对ABS控制制的影响车轮运动状状态的重要参数数角速度角减（加））速度滑移率ABS逻辑辑门限值控控制滑移率在峰峰值附着系数附附近波动获得较大的的纵向和横向力单独使用时时，不能适适应各种变变化的路况况单独使用时时，不能充充分的利用用附着条件件ABS控制制的基本思思想已知：某车车整车质量量为2t，制动器最最大制动力力为1500Nm，车轮半径径为0.25m。求该车的的72km/h初速度制动动的有ABS作用和无ABS作用时的最最短制动距距离。该车车速为为20m/s，有ABS作用时，，附着系数数取0.9制动时间为为20m/s/0.9*10=2.2s制动距离为为2.2s*20m/s/2=22m需要制动器器提供最大大制动力为为：0.9*10*2000=18000N制动器能产产生的制动动力最大为为：1500/0.25*4=24000N满足要求无ABS作作用时，附附着系数取取0.720m/s/0.7*10=2.86s2.86s*20m/s/2=28.6m如果整车重量为3t?如果车速为100km/h车轮制动趋于抱死部分制动液液流出减小制动压压力车轮抱死趋势消除增大制动压压力制动开始2.1.2.5ABS控控制技术2.1.2.5ABS控制技术术ABS控制制策略逻辑门限滑模控制模糊控制最优控制控制策略车轮速度车轮的减速速度汽车的减速速度参考车速滑移率ss大于门限限值车轮的角减减速度低于门限值值-a制动压力保保持制动压力减减小车轮的角减减速度减小到到-a车轮因惯性性加速越过+a越越过+AkYN制动压力增增加YN车轮角加速速回到+Ak车轮角加速速回到+a制动压力保保持制动压力增增加逻辑门限值值的控制过过程1）预测控控制技术只以车轮减减速度作为为控制参数数减速度测量量比较准确确，但受转转动惯量影影响比较大大只以滑移率率作为控制制参数车速测量主主要靠估算算，精度有有限。同时时响应慢，，估计外部部环境变化化能力有限限。以车轮减速速度和车轮轮加速度作作为控制参参数以车轮减速速度和车轮轮加速度，，以及滑移移率作为控控制参数预测控制技技术的实用用化1）制动装装置的滞后后性2）驱动轴轴的振动学习控制算算法制动防抱装装置(ABS)的基基本结构ABS构造造1ABS构造造2轮速传感器器电磁感应式式利用电磁磁感应原理理，将车轮轮转动的位位移信号转转化为电压压信号，由由随车轮旋旋转的齿盘盘和固定的的感应元件件组成。此此类传感器器的不足之之处在于，，传感器输输出信号幅幅值随转速速而变，低低速时检测测难，频响响低，高速速时易产生生误信号，，抗干扰能能力差。霍尔式利用用霍尔半导导体元件的的霍尔效应应工作。当当电流Iv流过位于于磁场中的的霍尔半导导体层时。。电子向垂垂直于磁场场和电流的的方向转移移，在半导导体横断面面上出现霍霍尔电压UH，这种种现象称之之为霍尔效效应。传感器安装装位置ECU（（电子控制制单元）ABS的ECU接受受由设于各各车轮上的的传感器传传来的转速速信号，经经过电路对对信号的整整形、放大大和计算机机的比较、、分析、判判别处理，，向ABS执行器发发出控制指指令。一般般来说，ABS电控控单元还具具有初始检检测、故障障排除、速速度传感器器检测和系系统失效保保护等功能能。l）输入级级电路以完成波形形转换整形形、抑制干干扰和放大大信号为目目的，将车车轮转速传传感器输人人的正弦波信号号转换成为为脉冲方波波，经过整形形放大后，，输给运算算电路。2）运算电电路（微型型计算机））根据输入信信号运算电电磁阀控制制参数。主主要根据车车轮转速传传感器输人人信号进行行车轮线速速度、开始始控制的初初速度、参参考滑动率率、加速度度和减速度度等运算，，调节电磁磁阀控制参参数的运算算和监控运运算，并将将计算出的的电磁阀控控制参数输输送给输出出级。3）输出级级电路利用微机产产生的电磁磁阀控制参参数信号，，控制大功率率三极管向电磁阀线线圈提供控控制电流。。4）安全保保护电路将汽汽车车12V电电源源电电压压改改变变并并稳稳定定为为ECU作作所所需需的的5V标标准准电电压压，，监监控控这这种种工工作作电电压压的的稳稳定定性性。。同同时时监监控控输输人人放放大大电电路路、、ECU运运算算电电路路和和输输出出电电路路的的故故障障信信号号。。当当系系统统出出现现故故障障时时，，控控制制继继动动电电动动机机和和继继动动阀阀门门，，使使ABS停停止止工工作作，，转转人人常常规规制制动动状状态态，，点点亮亮ABS警警示示灯灯，，将将故故障障以以故故障障码码的的形形式式存存储储在在ECU内内存存中中。。①减减压压时时高高速速运运转转，，迅迅速速将将制制动动液液泵泵回回制制动动主主缸缸。。②其其余余时时间间低低速速运运转转，，油油泵泵低低速速运运转转，，将将储储能能器器中中制制动动液液抽抽空空，，以以备备下下次次减减压压时时储储油油。。制动动压压力力调调节节器器中中三三个个电电磁磁阀阀线线圈圈与与一一个个监监测测电电阻阻并并联联，，监监测测电电阻阻用用来来检检测测电电磁磁阀阀线线圈圈的的故故障障，，当当线线圈圈出出现现故故障障时时，，电电阻阻两两端端的的电电压压发发生生变变化化，，通通过过AST端端子子将将此此故故障障信信息息输输人人ECU，，同同时时切切断断调调节节器器电电路路，，ABS退退出出工工作作。。1．．常常规规制制动动ABS不不介介入入控控制制，，各各进进液液调调压压电电磁磁间间断断电电导导通通，，各各回回液液电电磁磁阀阀断断电电关关闭闭，，电电动动泵泵不不通通电电运运转转，，各各制制动动轮轮缸缸与与储储液液器器隔隔绝绝，，系系统统处处于于正正常常制制动动状状态态。。2．．调调节节制制动动制动动压压力力调调节节过过程程由由制制动动保保压压、、制制动动减减压压和和制制动动增增压压组组成成。。l））制制动动保保压压进液液调调压压电电磁磁阀阀通通电电关关闭闭，，回回液液调调压压电电磁磁阀阀仍仍断断电电关关闭闭，，实实现现制制动动保保压压；；2））制制动动减减压压回液液调调压压电电磁磁间间也也通通电电导导通通，，轮轮缸缸制制动动液液回回流流储储液液器器，，实实现现制制动动减减压压；；3））制制动动增增压压进液液调调压压阀阀导导通通，，回回液液调调压压阀阀关关闭闭，，电电动动泵泵运运转转，，与与主主缸缸一一起起向向右右前前轮轮轮轮缸缸送送液液，，实实现现制制动动增增压压。。循环环式式调调压压系系统统可变变容容积积式式电磁磁阀阀不通通电电通大大电电流流较小小电电流流柱塞塞右边边左边边中间间活塞塞通回回油油通储储能能器器不通通单向向阀阀打开开——增增压压关闭闭——减减压压关闭闭——保保压压液压压式式制制动动主主要要由由供供能能装装置置（（液液压压泵泵、、储储液液器器等等））、、电电磁磁阀阀和和调调压压缸缸等等组组成成。。从从布布置置方方式式上上看看，，有有将将压压力力调调节节装装置置独独立立于于制制动动主主缸缸、、助助力力器器的的分分离离式式布布置置型型式式，，它它具具有有布布置置灵灵活活、、成成本本低低但但管管路路复复杂杂的的特特点点；；也也有有将将压压力力调调节节装装置置以以螺螺栓栓与与主主缸缸和和助助力力器器相相连连的的组组合合式式布布置置型型式式，，它它具具有有结结构构较较紧紧凑凑、、成成本本较较低低的的优优点点；；也也还还有有将将压压力力调调节节装装置置与与主主缸缸和和助助力力器器制制成成一一体体的的整整体体式式布布置置方方式式，，