现代汽车新技术课件：先进汽车安全技术

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,先进汽车安全技术,5.1,主动安全控制技术,主动安全性是指汽车避免发生意外事故的能力。,主动安全性包括,行驶安全性、环境安全性、感觉安全性和操作安全性,。,汽车的行驶安全性是指汽车的装备保证汽车运行安全，同时具有最佳的动态性能的能力，也就是通常说的良好的,制动性能、操纵稳定性、动力性和通过性,。,5.1.1,电子稳定程序,ESP,1,概述,2,ESP,的结构及其工作原理,3,电子稳定程序的展望,厂家,名称,宝马,动态稳定控制,Dynamic Stability Control，DSC,丰田,车辆稳定性控制,Vehicle Stability Control，VSC,本田,车辆稳定辅助系统,Vehicle Stability Assist，VSA,沃尔沃,动态稳定与牵引控制系统,Dynamic Stability&Tract

2、ion Control System，DSTC,表,1,各厂商类似,ESP,系统基本情况,1,概述,(b),在急转弯车道上高速行驶时运动工况,(c),在地面附着力不同的路面装备,与未装备,ESP,车辆行驶效果对比,(a),躲避前方突然出现障碍物运动工况,ESP,典型工作工况,2,ESP,的结构及其工作原理,ESP,是一项综合控制技术，整合了下列多项电子制动技术：,制动防抱死系统,ABS,。,(2),驱动防滑控制,ASR/TCS,(3),电子制动力分配,(4),电子差速锁,(5),发动机牵引力力矩调整,MSR/EBC,图,ESP系统组成及控制示意图,1-ESP,控制单元；,2-液压控制单元；3-制动压力传感器；4-侧向加速度传感器,；,5-,横向偏摆率传感器；,6-ASR/ESP,按钮；7-转向盘转角传感器；8-制动灯开关；912-轮速传感器；13-自诊断接口；14-制动系统报警灯；15-ABS报警灯；16-ASR/ESP报警灯；17-车辆和驾驶状态；18-发动机控制调整；19-变速器控制调整,典型组成部件如图所示，各主要部件介绍如下：,(1)ESP,控制单元,1,(2),转向盘转角传感

3、器,7,(3),制动压力传感器,3,(4),横向偏摆率传感器,5,(5),纵向加速度传感器,(6),侧向加速度传感器,4,(7)ASR/ESP,开关,6,2,ESP,的结构及其工作原理,ESP,工作原理和控制措施：,通过转向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向,(,驾驶员意愿,)A;,由横摆角速度传感器识别车辆绕重心的旋转角度，侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向,B;,若,AB,，,ESP,判定为出现转向不足，则制动内侧后轮，使车辆进一步增大转向,;,若,AB,，,ESP,判定为出现转向过度，则制动外侧前轮，防止出现甩尾并减弱过度转向趋势,;,若单独制动某个车轮不足以稳定车辆，,ESP,则进一步降低发动机转矩输出或制动其它车轮以达要求。,转向不足,车辆转向不足时，控制液压调节器过程为：关闭前,/,后隔离阀打开前,/,后起动阀关闭右前,/,右后进口阀运行液压泵。,转向过度,出现转向过度时，液压系统控制过程与转向不足相似,工作过程,车辆转向,行驶状态,受制动车轮,目的,第,1阶段,向左,不足转向,左后轮,前轮保留侧向力，有效保证车辆的转向,第,2阶段,向右,不足转向,右前轮,

4、保证后轴的最佳侧向力，后轴车轮自由转动,第,3阶段,向左,过度转向,左前轮,为阻止车辆出现甩尾并限制前轴产生侧向力，在特殊危险情形下该车轮将强烈制动,第,4阶段,中间,稳定,无,在所有不稳定行驶状态被校正后，,ESP结束调整,综合控制过程实例,当向左急打接着又向右急打转向盘时，,ESP,的控制过程。,3,电子稳定程序的展望,ESP,二代,汽车动力学集成管理,VDIM,5.1.2,轮胎压力监控预警系统,间接式,TPMS,是通过,ABS,系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的，特点是性能差，价格低。,直接式轮,TPMS,是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。,TPMS,的结构及工作原理,轮胎压力传感器结构及工作原理,1-,发射天线；,2-压力/温度传感器,；,3-,测量和控制电子装置；,4-,锂亚电池；,5-,金属气门嘴；,6-轮胎压力传感器；,压力,/,温度传感器,具有压力、温度、加速度、电压检测和后信号处理,ASIC,芯片组合的智能传感器,SOC,测

5、量和控制电子装置,4,8,位单片机,(MCU),、,RF,射频发射芯片,锂亚电池,发射天线,轮胎压力传感器有以下两个关键技术：,电池低功耗技术,信号的可靠性传输及其抗干扰性技术,锂亚,电池,RF,射频发射芯片,信号处理,MCU,智能传感器,SOC,天线,唤醒,电路,轮胎压力传感器结构及工作原理,TPMS,展望,TPMS,向着,低功耗,、,配重低,、,成本低,的方向发展。,TPMS,的多功能化。,TPMS,与其它汽车电子系统相融合。,TPMS,的无源化。,5.1.3,自适应巡航控制系统,自适应巡航控制系统,(Adaptive Cruise Control,，,ACC):,自动巡航控制系统,（,Cruise Control system,，,CCS),+,车辆前向撞击报警系统,(Forward Collision Warning System,，,FCWS),ACC,系统的组成和互联主件系统,:,ACC,模块,发动机控制模块,制动控制模块,仪表群,控制器局域网,(CAN),巡航开关,制动开关,制动灯,ACC,关闭状态,ACC,待机状态,ACC,启动状态,ACC,速度控制状态,ACC,时间间

6、隙控制状态,ACC,系统的,5,种状态,速度控制状态时的操作（,ACC,速度控制）,(a),匀速控制,跟车模式时的操作（,ACC,时间间隙控制）,(b),减速控制,(c),跟随控制,(d),加速控制,ACC,的,4,种典型的操作：,5.1.4,预防碰撞系统,预防碰撞安全系统,(Automatic Warning System,，,AWS):,侧面碰撞预防系统（,Side Collision Prevention,，,SCP,）,倒车碰撞预防系统（,Back-up Collision Prevention,，,BCP,）,车道偏离警示系统（,Lane Departure Prevention,，,LDP,）,车距控制辅助系统（,Distance Control Assist,，,DCA,）,侧面碰撞预防系统,当邻道有车时，如果司机开始变道，就会发出警示，,并,通过分别控制每个车轮的制动器产生横摆力矩,，,帮助司机驾驶操作不接近邻道车辆。,展望,人,-,车,-,路协同,5.2,智能乘员约束技术,传统电子安全气囊的工作过程：,碰撞发生,加速度传感器输出响应信号给微控制器,微控制器分析,“,碰

7、撞判断算法,”,，然后决定安全气囊的打开和打开定时,微控制器命令点火芯片打开气囊,点火芯片送点火信号给充气机，然后气囊打开,智能安全气囊系统增加了乘员识别技术，在过程中，乘员识别传感器把获得的座椅上乘员身材、体重、是否系好安全带、人在座椅上所处位置等信息一并传递给微控制器，智能安全气囊采取不同的充气级别，使安全气囊对乘客提供最合理和最有效的保护。,智能,ECU传感系统,1-,超声波位置传感器；,2-重量传感器；3-带扣传感器；4-副驾驶员安全气囊；5-主驾驶员安全气囊；6-座椅位置传感器,超声波传感器,1,，通过发射超声波，然后分析遇到的物体后的反射波探明乘员的存在和位置,重量传感器,2,，通过应变片测量乘员重量的乘员识别系统。每个乘员底座下分布四个应变片，通过应变片电阻的变化测量乘员质量的变化，从而起到乘员识别的效果。,带扣传感器,3,，判断乘员是否配带安全带,座椅位置传感器,6,，提供座椅位置信息,乘员识别技术,乘员识别技术,5.2.2,气囊式安全带,气囊式安全带,结合传统的安全带和安全气囊技术，在汽车碰撞时，安全带在乘员躯干和肩膀处展开成气囊。,5.2.3,乘员头颈保护系统,5.

8、3,汽车侧面碰撞保护技术,我国不同形态事故,汽车侧面碰撞可以分为直接碰撞和间接碰撞两种形式,:,直接碰撞,是指车与车之间的碰撞,间接碰撞,是指由于车辆的滑移，跑偏等引起的与障碍物的碰撞，如树木，柱子等，侧面碰撞位居正面碰撞之后，是第二种最常见的碰撞形式。,新车评价程序,NCAP,对侧面碰撞测试的规定,欧洲新车安全评鉴协会（,E-NCAP）,美国高速公路安全管理局（,NHTSA）,日本新车安全评价体系（,J-NCAP）,中国新车评价规程（,C-NCAP）,正面碰撞,无,56km/h,55km/h,50km/h,正面偏置,40%碰撞,64km/h,无,64km/h,56km/h,侧面碰撞,50km/h,63km/h,55km/h,50km/h,侧面柱碰,29km/h,车辆以,75角撞击柱体的碰撞测试，时速约32.2km/h,无,无,表,5.x,各国新车评价规程中测试的速度,中,侧面安全气囊和气帘,图,XX,奔驰侧面安全气帘 图,XX,乘员之间独特的安全气囊,这些安全气囊系统包括：,保护胸部的胸部安全气囊,保护头部和胸部的头部,/,胸部安全气囊,保护胸部和骨盆的胸部,/,骨盆安全气囊,在典型

9、侧面碰撞中，在乘员和车门及,B,柱之间的实际间隙必须迅速加以闭合。,安全气囊还会在主驾驶员和副驾驶员之间弹开，就像一个“空气墙”一样，减轻乘员在发生二次碰撞的伤害。,5.4,行人碰撞保护技术,欧洲法规对行人的保护,1994,年首个行人保护的试验方法及碰撞模拟器在欧洲推出；,从,2005,年,10,月起，欧洲所有的新车型须满足小腿撞击保护要求和一个头部撞击保护的要求；,从,2010,年起，欧洲所有的新车型都必须满足全部的,4,个撞击保护要求,我国法规对行人保护的新进展,（,1,）我国,汽车对行人的碰撞保护,标准的制订,（,2,）,C-NCAP 2012,版将增加行人保护附加试验,5.4.1,带全力自动刹车的行人探测系统,5.4.2,发动机盖弹升技术,加速度传感器检测撞到行人,ECU,收到信号，进行判断，若速度超过,25km/h,以上，则发出点火命令,发动机盖弹起,奔驰可复原的弹起式发动机盖,可复原的弹起式发动机盖系统包括以下,4,个部件：,（,1,）,电子控制单元,该控制单元内置于安全气囊控制单元里面,（,2,）,加速度传感器,2,个安装在保险杠上，,1,个安装在横梁上,（,3,）,复原

10、装置,手动操作即可把发动机盖复原到原有的位置,（,4,）,弹簧执行机构,由电磁控制，每个弹簧执行机构可弹升,50mm,奔驰可复原的弹起式发动机盖,5.4.3,行人安全气囊系统,5.5,儿童乘员保护技术,VOLVO,汽车事故中儿童伤害比例,目前，国内在保护儿童乘车安全方面，存在非常突出的三大问题：,（,1,）中国作为世界最大汽车保有量国家之一，没有任何针对儿童监护人、保护儿童乘车安全的法规；,（,2,）儿童汽车座椅产品充斥市场但没有任何针对生产者的强制性制造标准；,（,3,）家长对孩子充分疼爱但普遍缺乏对儿童乘车安全的正确认知。,5.5.1,我国儿童乘员保护法规的新发展,1,机动车儿童乘员用约束系统,国家标准,2010,年,2,月，我国首部有关儿童乘车安全的强制性国家标准,机动车儿童乘员用约束系统,已上报审批，预计于,2011,年,7,月,1,日起实行，事实上，该标准延期实行，真正推出可能仍需要一段时间。,2,C-NCAP2009,版新评价标准强调儿童安全,C-NCAP2009,版增加了对儿童约束系统的评价和考核，并从,2010,年,1,月,1,日起，,C-NCAP2009,版正式执行。

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