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汽車被動安全與主動安全講座

		點擊數：	更新時間： 2021年05月10日
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主動安全與被動安全
汽車工程知識講座
報告內容
2

主動安全技術
2
汽車安全概述
3

1
被動安全技術
3

車輛
4
3
二、主動安全技術—動智能避撞
6.EBA (Electronic Control Brake Assist System)剎車輔助
組成：EBA是在防抱死制動系統ABS的基礎上，增設一只制動踏板行程傳感器和壓力傳感器，并在防抱死制動電控單元 ABS ECU 中增設制動力調節軟件程序而構成。
4
二、主動安全技術—動智能避撞
6.EBA (Electronic Control Brake Assist System)剎車輔助
作用：在非常緊急的情況下，駕駛者往往不能迅速地踩下剎車踏板，EBA此時就會指示制動系統產生更高的油壓使ABS發揮作用，從而使制動力快速產生，減少制動距離。
5
二、主動安全技術—動智能避撞
6.EBA (Electronic Control Brake Assist System)剎車輔助
①傳感器根據作用于剎車踏板的速度和力量判斷是否緊急剎車。②即使踩剎車的力量很弱，也能快速地產生出很大的制動力。③松開踏板時自動減少助力量，降低剎車時的不適應感。 
工作
原理
6
作用條件
前進檔
放開制動踏板
后退

HAC取消
制動控制
起步

HAC (Hill-start Assist Control)坡起輔助控制
二、主動安全技術—動智能避撞
7
二、主動安全技術—動智能避撞
6.　GCC(Global Chassis Control） 底盤一體化控制系統
功能：當汽車的運動狀況偏離駕駛員的意向或者汽車出現了危險的運動狀況，GCC控制單元將進行綜合平衡，全面協調，對底盤各子控制系統進行合理分工，用最佳的方法來完成汽車的動態控制和穩定。一旦某一個子控制系統發生故障，GCC控制單元會自動地對汽車底盤各子控制系統的分工進行及時調整，以達到最佳的控制效果。
8
二、主動安全技術—動智能避撞
6.　GCC(Global Chassis Control） 底盤一體化控制系統

轉向系統ECU
驅動系統ECU
制動系統ECU
懸架系統ECU
GCC
控制器
各種傳感器

汽車

駕駛員

外界環境
安全的汽車運動

原理：通過底層傳感器信息共用、車輛運動和動力學狀態共享，計算汽車在三維空間里的6 種運動：縱向、側向、垂向以及側傾、橫擺和俯仰，對整車安全性、動力學等多層次目標協調優化后，對多個底盤電子控制系統的集成控制。
9
二、主動安全技術—動智能避撞
VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management)車輛動態集成管理系統
VDIM
傳統
驅動
轉向
轉向
制動

駕駛
轉向
轉向
制動

概念示意圖
10
二、主動安全技術—動智能避撞
VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management)車輛動力學集成管理系統

轉向協同控制

ABS
ESP
TCS
EBA
EBD
ECB系統
HAC
EPS
VGRS/AFS/RWS
RWS ( rear wheel steering)
EPS ( electric power steering)
AFS ( active front steering)
VGRS (Variable Gear Ratio Steering)
HAC (Hill-start Assist Control)
ECB (Electric Control Brake )
功能集成
11
二、主動安全技術—動智能避撞
VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management)車輛動力學集成管理系統
控制組成
12
二、主動安全技術—動智能避撞
VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management)車輛動態集成管理系統
控制原理
制動執行器
EPS
ECU
發動機ECU (ECM)
制動控制ECU

車輛目標行為計算
車輛狀況計算
控制值計算

VGRS ECU
主缸制動液壓
制動鉗液壓缸液壓
制動踏板行程
車輪轉速
方向盤轉角
加減速
搖擺率
EPS助力扭矩
油門踏板位置
節氣門位置
VGRS控制角
CAN通訊
傳感器
13
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
14
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
15
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
定速巡航裝置 (GRA/CCS) 
自適應巡航系統（ACC）
達到駕駛員設定的車速 
正前方無行駛的車輛
正前方有行駛的車輛
達到駕駛員設定的車速
實現由駕駛員設定的車距
16
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
17
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
    雷達探測信號以波瓣狀向外發射。信號強度隨離發射器距離的增大而逐漸減弱。 
18
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
確認前方車輛的位置，必須附加一個信息，即前方車輛在本車前方以何種角度運動。此信息可通過運用三波束雷達探測技術來獲得。通過每個雷達波瓣接收（反射）信號的振幅（=信號強度）關系可確定角度信息。
19
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
確定作為控制參照物的車輛：通過車距控制系統控制單元確定車道，此過程需要附加信息。這里所需要的數據是轉動角度傳感器信號、車輪轉速傳感器信號和轉向角度感應器信號。對這些信號進行處理，即可得到車道彎道走向方面的報告。 
20
    由目前帶有自適應巡航定速系統的車輛正行駛的彎道半徑，和特定的車道平均寬度得出此虛擬車道。  
    雷達探測感應器測量到的在此車道和旁邊車道的物體將作為對車距調控系統有重要意義的物體。
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
21
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
22
二、主動安全技術
7. ACC（Adaptive Cruise Control）自動巡航控制系統
23
二、主動安全技術
5. AWS（Advance Collision Warning System）碰撞預警系統
    AWS汽車碰撞預警系統，能預測到行車危險并在碰撞危險發生前2.7秒向駕駛員發出警報，預防交通事故發生，被稱為永不疲倦的第三只眼。
AWS預警功能：前碰撞預警系統（FCW）
車道偏離預警（LDW）
24
二、主動安全技術
5. AWS（Advance Collision Warning System）碰撞預警系統
顯示和控制裝置

Mobileye AWS-4000
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原理：
AWS系統是通過動態視頻攝像技術和計算機圖像處理技術來實現其預警功能。
1、觀察車輛
        AWS能觀察到前面的車輛，并計算與它們的距離、方位、相關的速度和接觸所需要的時間。AWS利用這些計算結果提供連續的車距和潛在的碰撞信息。
2、觀察車道和識別彎道情況
        AWS能觀察和計算車輛到車道兩側標記線的距離、來往車輛的距離，其中包括了更換車道的車輛（計算通過車道的時間即TLC），并在接觸到停車振動帶之前就發出警報。且彎道情況的分析能確定哪輛前方的車輛和主車處于同一車道內。
二、主動安全技術
5. AWS（Advance Collision Warning System）碰撞預警系統
26
二、主動安全技術
5. AWS（Advance Collision Warning System）碰撞預警系統
FCW（Forward Collision Warning）前碰撞預警
    系統可以在發生碰撞危險前2.7秒發出警報，提醒剎車；同時車尾燈不停閃爍，提醒后面汽車注意，避免追尾。對應所有速度情況。
Daimler Benz的調查顯示，提前0.5秒發出警報能防止60%的追尾事故，提前1.5秒能防止90%。
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二、主動安全技術
5. AWS（Advance Collision Warning System）碰撞預警系統
LDW（Lane Departure Warning）車道偏離預警
    系統能在無意識發生車道偏離前0.5秒發出警報，提醒注意保持在原車道上安全行駛，此功能特別適合長途駕車人士及疲勞駕車。
28
二、主動安全技術
5. BSI（Blind Spot Intervention  System）盲點側撞預防系統
        車輛后側盲點范圍進行偵測，有車輛從后方竄出占據盲點內的車道時，只要略微轉動方向盤朝盲點區的車輛靠近，系統將通過車頂光學鏡頭確認車道標線并透過電子煞車分配系統對反向車輪制動，將車身拉回原有車道內。
29
二、主動安全技術
5. ANV（Active Night View  System）主動夜視系統
30
二、主動安全技術
5. ANV（Active Night View  System）主動夜視系統
31
二、主動安全技術
5. TPMS（Tire Pressure Monitor System）輪胎壓力監測系統
間接式：WSB（Wheel-Speed Based TPMS），這種系統是通過汽車ABS 系統的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉速差別，以達到監測胎壓的目的。當輪胎壓力降低時，車輛的重量會使輪胎直徑變小，這就會導致車速發生變化，這種變化即可用于觸發警報系統來向司機發出警告。
直接式：PSB（Pressure-Sensor Based TPMS），這種系統是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，利用無線發射器將壓力信息從輪胎內部發送到中央接收器模塊上的系統，然后對各輪胎氣壓數據進行顯示。當輪胎氣壓太低或漏氣時，系統會自動報警。
32
二、主動安全技術
5. ESS（Emergency Stop Signal）緊急制動提醒系統
       在急剎車時制動燈/指示燈閃爍，將危險信號傳送給后面車輛，有效減少追尾事故的發生機率。
       ESS能在駕駛者踩下剎車踏板的那一刻計算出減速的速度，從而判斷剎車運作的狀態，例如，進行4 m/s2以下減速或者無ABS控制時，制動燈閃爍就自動解除。
33
二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
倒車影像
34
二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
倒車影像
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二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
自動泊車輔助
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二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
自動泊車輔助
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二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
自動泊車輔助
自動泊車過程分解
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二、主動安全技術
5. PA（Park Assist）泊車輔助系統
自動泊車輔助
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二、主動安全技術
5. AFS（ Active Front Steering ）主動前輪轉向系統
        轉向系統內集成了一個并行的轉向機（執行元件）和控制單元。
組成
40
二、主動安全技術
5. AFS（ Active Front Steering ）主動前輪轉向系統
功能
實現可變轉向傳動比，增強轉向穩定性。
41
二、主動安全技術
5. AFS（ Active Front Steering ）主動前輪轉向系統
        根據車速和司機所實施的轉角，控制單元計算出轉向角。通過操縱一個電機驅動并行轉向機工作。
        并行轉角可以：
– 與司機施加的轉角同向
– 與司機施加的轉角反向
– 在司機未操縱方向盤時自動轉角
原理
車輪轉角 = 并行轉角 + 方向盤轉角
42
二、主動安全技術
5. AFS（ Active Front Steering ）主動前輪轉向系統
audiA4
轉向機結構
43
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
         AFS系統能夠根據行駛路況和狀態的變化自動對燈光的照度分配進行最優化調節的系統，系統能夠提供最優的行駛安全性。
道路狀況改變
高速路段, 鄉村路段, 城市路段
十字路口, 轉彎路段
行車狀態改變
駕駛車速
前方靠近的車輛，路人
天氣狀況改變
下雨,起霧
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二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
45
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
46
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
47
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
48
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
49
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
50
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
51
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
52
二、主動安全技術
5. AFS（Adaptive Front-lighting System）自適應前照明系統
可變照明距離
        采用一個新型的攝像頭來識別車前的實時亮度有多強，然后實施大燈照明距離的無級調節。
在夜間行車時，保證本車道能獲得足夠的照明，同時又不會對其他車輛司機造成眩目。
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