电子技能在汽车中的应用概述论文

电子技能在汽车中的应用概述论文

　　在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛,今天的汽车已经进人了电脑控制的时代。电子技术和计算机技术的发展为汽车安全性能的提高创造了条件。为了21世纪的汽车更加安全可靠,近年来日本各大汽车公司相继开发了21世纪先进安全实验车ASV的研究工作。其中丰田公司在已完成的TOYOTAASv上采用了很多新安全技术装备。目前,在汽车行驶安全方面采用的电子技术装备越来越先进。

　　1.睡眠驾驶替报系统。疲劳驾驶以至磕睡是引发事故的一个很重要的因素,很多公司都在研究磕睡警告装置。例如,丰田公司在其先进安全车上用控测转向状态及驾驶员脉博,来判断驾驶员是否开始磕睡。其认为是轻度磕睡,则发声闪亮警告灯提醒驾驶员采取措施。如驾驶员未觉察仍继续磕睡,则此装置会振动驾驶员的座椅,以唤醒驾驶员采取措施。如驾驶员仍然不醒,此装置会自动刹停车辆。据称此装置对防止驾驶员磕睡状态操作非常有效。雷诺公司与西门子公司也共同研制了防止驾驶员磕睡驾驶的装置。他们采用摄像机监视驾驶员,当发现有任何磕睡征兆(如眼皮动作、头部摆动等),就及时发出警告。同时将空调开到最大制冷,并向驾驶员头部吹冷风。本田公司已推出一套防磕睡警告装置。它是利用导航装置的陀螺仪感知车辆发生不正常的“蛇行”状况,并发出警告。例如:通过监视转向操作和驾驶员心跳状态感知睡眠(意识低下)特有的现象;通过警报声和警报指示提醒驾驶员休息;在意识进一步低下的情况下座椅产生振动使驾驶员觉醒,并警告其休息;警告后驾驶员继续处于睡眠(意识低下)状态行车时,电子控制油门和制动系统自动停车。防止在驾驶员睡眠状态下发生事故。

　　2.轮胎气压不足普报系统。防止轮胎破损而发生事故,由车轮转速传感器检测各个车轮转速,判断轮胎气压是否不足,通过警报声和警报指示警告驾驶员对轮胎补气。汽车行驶中如轮胎气压不足,将导致燃汕消耗的增加、轮胎磨损不均匀,并使稳定性及操纵性变坏。特别是在高速行驶时,容易引发事故。因此,急需一种在行驶中能监视轮胎气压的装置,当发现气压降低时,及时发出警告。采用电子技术较易实现。有用压力传感器直接测量感知气压的方法。但由于要保证其可靠性及耐久性,成本较高。丰田公司开发了一种间接测量方法,用车轮速度传感器探测4个车轮的振动波,当轮胎气压降低,则轮胎刚度下降,簧下质量的谐振频率就降低,车载的ECU就能分析出某处轮胎气压不足,就会发出响声和用指示灯警告驾驶员。已在丰田MarkE系列车上装用此装置。

　　3.火灾警报系统。早期发现发动机舱内要发生的火灾,通过温度传感器和气体传感器检测发动机舱内发生的火灾,通过警报声和警报指标警告驾驶员要发生火灾。

　　4.前照灯自动配光控制系统。根据道路环境自动配光,提高视野,用毫米波雷达和CCD摄摄影机对道路环境(迎面、前行是否有车)进行监视。通过近光远照,在近光与远光之间实现可变式配光形式,避免使迎面、前行车产生目眩,自动控制最佳的配光形式。通过对道路状况的监视,调整行进方向的配光,获得好的照射光度。

　　5,盲区监视系统。在行驶或停车过程中,常常由于存在盲区,使驾驶员不能及时发现障碍易发生碰撞事故。防止在观察困难的十字路口等转弯时发生事故,通过在前保险杠左右侧的CCD摄影机将观察不到的外部情况进行显示,供驾驶员监视。奔驰公司开发了一种称之为Parktroni。的系统,用于在停车过程中靠近障碍物时能向驾驶员发出警告。这种系统也可在车前或车后有孩童存在时发出警告,以免发生误伤。这种系统在前、后保险杠上装设超声波发射及接收器,根据发出的信号回收时间,可算出距障碍的距离。然后显示在仪表板的液晶显示屏上。这个显示屏只有在车速低于16kln/II时才开启。当车辆接近障碍l:n就开始显示,当保险杠距障碍约250mm时,就会发出声响警告驾驶员。丰田公司研制了一种间隙探测声呐系统,这也是一种利用超声波传感技术的辅助安全系统。主要是帮助驾驶员“观察”汽车四周,可测出汽车四周50cm以内的物体与汽车之间的距离。主要是由4个装在前、后保险杠4角的传感器、电子控制装置和显示装置构成,根据传感器发现信号及回收时间,算出距障碍物的距离。由装在仪表板上的4个指示灯(每个灯对应一个传感器)的闪亮频率,指示出车辆距障碍的大致距离。另有一个蜂鸣器,与距障碍物最近的传感器相对应的指示灯的闪亮频度同步发声,以提醒驾驶员的注意。

　　6.新一代警报系统。改善车辆行驶状态的信息表示方法,减轻驾驶负担,车辆异常、车问距离等信息显示在驾驶员座椅前,根据危险程度不同对警报声和警报指示颜色及指示位置加以区别。

　　7.车辆间能够相互传递情报的灯光系统。驾驶员的意图和车辆运行状态通过外部传递,用附加的辅助灯光和已有的灯光的开关来表示各种情报。“请先行”(在十字路口处对迎面车或行人让路信号)、“制动预告”(自动制动操纵时,对后车发生的制动预告信号)、“注意前方、横向”(让路时,对后车发出的注意信号)、“请求救助”(驾驶员体质变化和非正常停车时,对后续车发出的防止追尾和对外请求救助信号)。

　　8.提供交通信息的导航系统。及时提供交通信息,减轻驾驶员负担。从道路的红外线信息装置上获得现在地点和要经路线上的堵车信息、、事故信自、、停车场信息,并显示在地图画面上,对驾驶员进行行车导向。

　　9.减轻碰撞的自动制动系统。避免或者减轻碰撞事故;通过毫米波雷达对前方障碍物(前行和停止的车辆等)的相对速度和距离进行测定;通过CCD摄影机对行为路线和其他车辆进行确认;对本车速度、前方状况综合分析判断,预测碰撞的危险性;通过警报声和警报指示提醒驾驶员采取躲避行动;驾驶员虽然采取了躲避行动,但经判断碰撞不可避免时,将自动停车。

　　1O.SOS(请求救援)停车系统。驾驶员身体突发异常不能继续驾车情况下使用,防止事故发生‘异常发生时,驾驶员操作一个开关,车辆自动停止,同时川灯光提醒后续车辆防止追尾,并对外传达请求救援。

　　11.智能式车速控制系统。这种系统也有称为适应性车速控制系统ACC。行驶车速控制系统是20世纪70年代末研制,80年代在美国开始较广泛采用的一种电子控制系统。在长途行驶中十分方便有用。驾驶员可以将脚离开加速踏板而自由活动。1997年在美国轿车上的装车率已达78.5%,在轻型货车上的装车率也达76.4%,在欧洲应用还不普遍,仅占ro%这是由于欧洲公路上车辆密度较大,不大容易保持恒定车速行驶。这种智能式车速控制系统,由于加装了雷达微波探测系统及调整微处理器,它可以探测到巧on:处在车道上前面行驶的车辆。设定一个车速后,当行驶至靠近前车时.就会发出警告,同时自动降低发动机转速及开始制动。

　　12.安全气囊。其形式很多,正碰撞安全气囊自20世纪80年代末开始装车以来,发展很快,开始仅安装于驾驶员座处,后发展到副驾驶座处,1996年在轿车上作为标准装置,已全部安装。装设安全气囊以来,对保护乘车人员确实起到很大作用。据美国调查,装有安全气囊的车辆,驾驶人员在撞车中丧生的危险性降低了18%,在1987一19%年间,安全气囊挽救了1800多人的生命。事故调研发现,造成人员受伤的侧碰撞约占30%,其中44%的事故其乘员有致命的受伤。25%以上系头部受伤。这多数发生在侧碰撞及多车碰撞。因此,这就提出了侧碰撞保护系统的要求。由于侧面距门窗的距离很近,故侧碰撞安全气囊的响应时间要更快,对电子系统提出了更高的要求。西门子公司为此开发了响应更快的传感器及中央处理器,可以在4ms内展开气囊,比现有的正碰撞气囊反应时间4OmS要快得多。为了在侧碰撞时能更好地保护头部及侧胸,各公司都积极地做了大量工作。沃尔沃公司在其1995年型的850系列车上装设侧碰撞气囊。1996年l月就扩展到所有系列。奔驰公司在1997年型的E420开上也开始装侧碰撞气囊。为了更进一步保护头部,很多公司又推出了充气帘式保护气囊。奔驰公司已于1998年7月开始,在所有E级车上装设长达Zm、宽300mm、厚SOmm的充气帘,可在25ms内充满。宝马公司也在1998年的5系列及7系列车型上,将一种称为头部保护系统(IlPS)的充气帘作为标准装置。这种侧碰撞装置是一种直径38c。,、长1.52:1:的挠性管,充气后直径可达12.95Cm,一直从前立柱到中立柱后,穿越门框,在发生侧翻滚时也可起一定的保护作用。西门子公司还开发了一种保护脚部的气囊。这种气囊设在驾驶员脚下的衬垫里。当发生挂车时,它比正碰撞气囊早数毫秒自动充气弹出,直径约7.6c:rl,可使驾驶员的双脚改变角度,从而避免被刹车踏板和油门踏板撞断,可减少重伤70%。智能式气囊,主要指能探测座位上是否有人、乘坐者体重与身材、乘坐者是否在正确的位置、碰撞的强度等,根据探测到的信息,确定气囊是否要展开或展开的程度(气压与速度)。从而,达到最合适的充气状态,以免由于强烈的冲击而伤害乘坐者。从探测运算到发出指令,都由电子设施完成。现在很多公司都在积极开展这类产品的研究与开发。