汽车主动安全技术应用研究

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汽车主动安全技术应用研究

 

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 学号:2012180827 密级:

 学号:2012180827

 自 考 本 科 生 毕 业 论 文 ( 设 计 )

 自 考 本 科 生 毕 业 论 文 ( 设 计 )

  汽车主动安全技术应用的研究

 学院:汽车工程学院

 专业:汽车维修与检测

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  学士学位论文原创性申明

 本人郑重申明:所呈交的论文(设计)是本人在指导老师的指导下独立进行研究,所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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 1摘要 汽车作为高速交通工具一直伴随着较高的危险性,其安全性越来越受人们的关注,因此汽车的安全性能将会是人们最关心的问题之一。众所周知,现代汽车安全系统包括主动安全系统和被动安全系统,其中汽车被动安全系统的代表即为传统的保险杠、安全带、安全气囊等,主要目的是在意外发生时能尽量降低事故对车内人员的伤害程度,而与之相对的主动式安全系统则考虑的是如何避免这种事故的发生,可见主动安全系统将会是当今世界研究汽车安全的主题与趋势。

 如今,主动安全系统在应用和研究方面主要有预碰撞系统、ACC 自适应巡航控制系统、驾驶警示系统、电子稳定程序等,如 ABS,EBD,TCS 等都是应用较广的主动安全技术。

 本文简单地介绍了目前国内外汽车主动安全技术产生的背景及意义,国内外研究现状,并进一步分析了主动安全技术的功能、工作原理及控制过程,并通过对汽车主动安全技术的整合使其更能在汽车上推广开来,增加汽车的安全性能,减少交通事故的发生。最后,对本论文进行了总结,也对汽车主动安全技术的研究应用也进行了展望。

 关键词:主动安全;技术应用;技术研究

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  Abstract As a high-speed car transport has been associated with higher risk, its security more and more attention, and therefore the safety performance of the car will be one of the issues that people are most concerned about. As we all know, modern vehicle safety systems include active safety systems and passive safety systems, including automotive passive safety system is representative of traditional bumpers, seat belts, airbags, the main aim is to be able to minimize the time of the accident car accident the extent of personal injury, and as opposed to active safety systems are to consider is how to avoid such incidents, visible active safety systems will be the subject of research and trends in today"s world of automotive safety. Today, active safety systems in the application and research mainly pre-collision system, ACC adaptive cruise control system, driver warning system, electronic stability program, etc., such as ABS, EBD, TCS, etc. are used widely active safety technologies. This article briefly describes the background and significance of the current domestic and foreign automotive active safety technology generated, current research, and further analysis of the active safety technology features, working principle and control process, and through the integration of automotive active safety technology makes it better promotion in the car open, increase safety performance of vehicles, reduce traffic accidents. Finally, this paper summarizes, but also for research applications in the automotive active safety technology were also discussed. Key

 words:Prevention safety ; Application; Research

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  目录 第 1 章绪论 ............................................... 1

 1.1

 研究背景 .......................................................................................................... 1 1.2

 研究意义 .......................................................................................................... 1 1.3

 国内外研究现状 .............................................................................................. 1 第 2 章汽车主动安全技术简介 ............................... 3

 2.1

 制动安全性相关技术 ...................................................................................... 3

 2.1.1

 ESP 电子车身稳定系统 ........................................................................ 3 2.1.2

 ABS 防抱死制动系统 ........................................................................... 4 2.1.3

 EBD 电子制动力分配系统 ................................................................... 5 2.1.4

 TCS 牵引力控制系统 ............................................................................ 6 2.2

 轮胎胎压监测系统 .......................................................................................... 6 2.3

 自适应巡航控制系统(ACC)

 ...................................................................... 7 2.4

 车道偏离预警与换道辅助系统(LDWS)

 ................................................... 8 2.5

 主动照明系统(随动转向照明系统 AFS)

 .................................................. 9 第 3 章汽车主动安全技术的应用 ............................ 11

 3.1

 奥迪 A4 电子稳定系统 .................................................................................. 11 3.2

 一汽大众 CC 轿车车道偏离预警系统 ......................................................... 12 3.3

 沃尔沃 FH 系列配备的自适应巡航控制安全系统 ..................................... 14 3.4

 东风雪铁龙 C5 轿车 AFS 照明技术 ............................................................ 15 第 4 章总结与展望 ........................................ 17

 参考文献 ................................................ 18

 致谢 .................................................... 19

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 1第1章绪论 随着科技的发展与进步,在我们生活中占据大部分时间的汽车在给我们带来便利舒适的同时,也带来了巨大的交通事故问题,据统计,全球每年有超过 130万人死于因汽车引起的道路交通事故,而汽车保有量只占 2%的中国车祸死亡率却连续 10 多年保持世界第一,汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失,已成为一个不容忽视的社会问题。现代汽车主动安全技术应用能够很好的提高汽车安全性能,实现汽车的人工智能和避免交通事故的发生。

 1.1

 研究背景 随着人类社会的不断发展与进步,汽车的普及和应用将更加普遍和深入,随之带来的道路交通安全问题也已成为世界性的大问题。据联合国世界卫生组织最新一期的“世界灾难报告”称目前,全球每年有超过 130 万人死于因汽车引起的道路交通事故,道路交通事故仅次于心脑血管疾病、呼吸系统疾病和恶性肿瘤之后,已经成为威胁人类生命的第四大杀手。全球每年因道路交通事故造成的直接经济损失高达 5800 多亿美元。因此,汽车的安全性能对人类生命和财产安全的影响是不言而喻的。传统的被动安全技术已经远远不能避免交通的事故发生,而主动安全技术能够互补被动安全技术存在的不足,随着汽车预碰撞系统 AWS、电子机械制动系统 EMB、防抱死制动系统 ABS、驱动防滑系统 ASR 和电子制动力分配系统EBD 等主动安全技术革新应用,最大程度地解放了驾驶人,使驾驶更安全、更舒适、更快捷。

 1.2

 研究意义 现代汽车主动安全系统能够对汽车实现人工智能控制。加强对现代汽车主动安全系统的研究进程,不仅能够降低因发生交通事故而造成的财产损失,更好的保护人身安全,因为相对于被动安全技术减弱或缓解事故伤害结果地功能,主动安全技术可以在事故发生前及时检测潜在地不安全因素,对驾驶人地驾驶行为进行预警或者干涉,保证行驶安全,因此,发展主动安全技术更具现实意义。

 1.3

 国内外研究现状 目前,研究先进的安全技术已经成为汽车开发的重要研究方向。由于被动安全装置的功能有限,人们对车辆安全性能要求转向主动安全技术领域。常见的典型汽车主动安全技术装置主要有 ESP 电子车身稳定系统、ABS 防抱死制动装置、EBD

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  电子制动力分配系统、TCS 牵引力控制系统、车道偏离警示系统、轮胎压力检测系统、夜视辅助系统、ACC 自适应巡航系统。我国目前对汽车主动安全技术的重视程度还很低,虽然国家已经通过立法来推行安全装置,但其装机率与世界平均水平相比还是很低。

 常见的 ABS 防抱死制动系统、EBD 分配系统、ESP 稳定系统等先进的安全技术均为国外汽车研究机构发明。而 ABS 和 ESP 系统在我国乘用车的装配率远远低于欧美地区,甚至低于全球平均数值。2011 年统计数据表明,欧美地区的车辆装配ABS 的比例约为 88%,ESP 的装配比例约为 45%,而在中国这两项数据分别为 63%和 5%。目前,ABS 系统、EBD 系统、TCS 系统主要装配在中高档乘用车辆上使用,而 ESP 系统及车道偏离警示系统、轮胎压力监测系统、夜视辅助系统、ACC 自适应巡航系统则主要装配在国产高档车辆及进口高档车辆上使用,由于其价格较贵,中低档乘用车一般为选装,根据客户需要进行选择性安装,市场装配率较低。轮胎压力监测系统当前在高档车辆上使用较多,中低档车辆还没有配置该系统,而2000 年 11 月美国推出的安全法案则要求 2003 年 12 月 31 日后所有新车都必须配置轮胎压力监测装置,另外,IIHS(美国高速公路安全保险协会)的数据表明,安装了 ESC 系统以后,事故量有很大的降低。尤其反映在单车死亡事故上,其事故发生率下降幅度达到 56%,可见汽车主动安全技术的应用在驾驶安全方面上起到了至关重要的作用。

 现代汽车主动安全电子技术将呈现出以下发展趋势:功能多样化、系统集成化、体积微型化、通讯网络化。世界各国研究汽车主动安全技术逐渐走向白热化阶段,本文综述了现代汽车主动安全技术,在充分掌握目前国内外主要汽车主动安全技术现状的基础上队主动安全技术进行整合与设计使其更好的应用于现代汽车上。

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  第 2 章汽车主动安全技术简介 目前汽车主动安全技术应用较广主要有 ESP 电子车身稳定系统、ABS 防抱死制动系统、EBD 电子制动力分配系统、TCS 牵引力控制系统、轮胎胎压检测系统、自适应巡航控制系统(ACC),车道偏离预警与换道辅助系统(LDWS)、主动照明系统(随动转向照明系统 AFS)等,它们各自在汽车的某方面起到重要的安全作用,弥补了传统汽车被动安全方面的不足。

 2.1 制动安全性相关技术 2.1.1ESP 电子车身稳定系统 电子车身稳定系统(简称 ESP 系统)是在其他牵引控制系统的基础上构建的非独立的行车安全控制技术,其涵盖 ABS 制动系统、EBD 制动力分配系统、TCS 控制系统的功能。

 ESP 系统的基本原理是行车过程中电子控制单元实时采集方向盘转角传感器的数据,经过系统分析确定出车辆理想的行驶方向,然后对采集的侧向加速度和车身横摆角速度传感器数据进行计算,确定出车辆的真实行驶方向。当系统检测到车辆真实行驶方向与车辆的理想行驶方向不同时,电子控制单元首先利用 TCS 牵引力控制系统对发动机的输出扭矩进行控制,并向发动机控制模块(ECM)发送一个串行数据通信信号,减小发动机输出扭矩。同时,系统程序会通过对车辆前后轮施加制动压力进行轮速调整,消除车辆存在的侧向滑移危险,保持车辆的正确行使轨迹。

 ESP 系统主要功能是其不但控制驱动轮,而且控制从动轮。它通过主动干预危险信号来实现车辆平稳行驶。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP 便会放慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP 则会放慢内后轮,从而校正行驶方向。其作用效果图如下 2.1、2.2。

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