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汽车安全技术论文

摘要:作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。
汽车安全技术论文

汽车安全技术论文:试论现代汽车新的安全技术

摘 要:随着家用汽车进一步普及,人们对交通安全的担心已经成为当今社会的流行病,行车安全始终是围绕汽车这一交通要素的永恒主题。随着信息科技在道路交通领域特别是汽车这一交通安全载体上的应用,智能车辆技术成为了智能交通系统建设中的重要组成部分。本文将围绕着汽车工业新结构和新技术这一主线,提高现代汽车的安全性能,使交通参与者保有更加舒适、安全和便捷的交通出行环境。

关键词:现代汽车;安全技术;安全性能

1 现代汽车安全性能

现代汽车安全性能是指通过信息技术的应用,使汽车在行驶中能更好地避免或减缓事故,以保障交通参与者人身和财产安全的特性。汽车的安全性能分为主动安全性能和被动安全性能。事实上,安全性能好的汽车,往往可以避免事故的发生或减少人员伤亡和财产损失的程度,由此可见,安全、舒适的交通环境,汽车的安全性能是重要的因素。从某种意义上说,汽车的安全能性能甚至超出了技术的本身,已成为一个重要的社会问题。

2 汽车主动安全性能及装置

2.1 车身稳定控制系统

车身稳定控制系统是在汽车制动防抱死系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)功能的基础上,增加了汽车在转弯运行时M摆率传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器等装置,通过行车电脑控制车轮驱动力和制动力的大小,以确保汽车运行时的侧向稳定性。装有电子稳定程序的汽车也会同时具备驱动防滑系统、电子防滑差速器、防抱死制动系统的功能。当驾驶人操纵的汽车运行数据超过极限值时,由计算机、信息处理和执行机构组成的ESP系统会自动辅助驾驶人进行操作修正,从而确保行车安全[1]。其主要是通过控制发动机节气门的开度来控制输出转矩来调节车速,或者通过对某些车轮的制动,让车速减缓到可控制的速度范围内。行车电脑主要通过转向盘的转向角度传感器、车轮转速传感器、侧倾力矩传感器等来判断汽车的行驶状况。即:转向角度传感器会适时将检测到的转向角度,车轮转速传感器会将其检测到的车轮转速传给ESP,行车电脑会根据各个车轮的转速换算出汽车运行轨迹,并与存储器里理论的运动轨迹进行对比判断,若检测出某个车轮丧失附着力,行车电脑就会通过执行元件减小节气门的开度,然后通过制动系统对某个车轮进行制动,来修正运动轨迹;当电脑判断出实际运动轨迹与理论运动轨迹一致时,ESP系统就会自动解除控制。该系统就是在车辆运行的紧急情况下帮助驾驶人保持对车辆的控制[2]。

2.2 疲劳驾驶预警系统

每个驾驶人都会经历受睡眠不足、路况单一、长时间驾驶或其他恶劣天气条件等交通环境影响而导致驾驶疲劳的情况。据统计,60%以上的交通伤亡事故是因疲劳驾驶造成的。经研究,在行车危机发生之前,基于车辆行驶状态和驾驶人生理特性,驾驶人的疲劳迹象是可以通过技术手段来检测的。如:驾驶速度、道路标识线的位置、操作情况和方向盘的受力变化等来判断驾驶人的疲劳程度。疲劳驾驶预警系统由行车电脑和摄像头两大模块组成,基于驾驶人生理图像反应,通过驾驶人眼睛闭合时间变化、视线凝视方向改变、打哈欠等面部特征和头部运动规律等生理节律与事先储存在行车电脑里的相应数据相对比,来判断驾驶人行车疲劳状况,并进行报警提示和采取相应措施的主动智能安全系统[3]。

2.2.1 疲劳驾驶提醒系统

该系统会自动记录驾驶人正常驾车时的操作行为等信息,并与车辆实时运行的操作变化进行识别对比。比如,当出现转向操作频率变低并伴随着急促的转向时,是驾驶精力分散的集中表现。在综合行车里程和连续驾车时间等其他参数,系统会对驾驶人的疲劳强度进行计算和鉴别并通过仪表盘上的闪烁图标或语音作出提醒。

2.2.2 注意力辅助系统

该系统是靠安装在车辆上的几十个传感器检测到的车辆高速行驶时车轮纵向和横向加速度,方向盘转动的角度、转向灯和踏板的使用频率,甚至在侧风的变化和崎岖不平的路面等情况下采集到的行车信息,与系统存储的正常情况下的行车记录信息和驾车习惯行为等信息进行对比,从而判断驾驶人的注意力是否集中,身体是否疲劳。比如:驾驶人打盹时会轻打方向盘,然后又会下意识地及时修正,这是疲劳的特征表现之一。当系统感知到驾驶人正处于精力分散或疲劳驾驶时,行车电脑会发出仪表盘上的图文提示或语音提示。

2.2.3 驾驶人安全警告系统

车辆在行驶中,特别是在平直的道路上行车时,容易使司机进入精神放松状态,若出现分神打盹或行车时速超过65公里时,驾驶人安全警告系统均会被自动激活。其原理是:由一个装在风挡和车内后视镜之间的摄像头发出的信号及车辆行驶的轮迹动态数据,行车电脑会计算出实时线路与车道标识线之间的距离,并与储存在行车电脑的驾驶人正常驾驶风格的数据进行判断和对比,如果检测到较大的差异数据并判断有疲态或分心的迹象,评估的结轮处于高风险状态时,系统就通过仪表盘上的图像提醒或声音信号向驾驶人发出警示信息。

2.3 汽车防撞安全新技术

防撞控制系统是利用光线、激光、或超声波通过传感器检测汽车与障碍物间的距离信息及车速传感器和车轮传感器收集到的数据信息一起输入电控系统,通过行车电脑计算出车辆与障碍物的实际距离及相对速度,从而显示接近距离并发出预警信号。当要发生碰撞时,行车电脑及时对节气门控制单元和刹车装置输出控制信号,使发动机降速或行车制动,以避免碰撞事故的发生。当汽车点火开关打开,行车电脑根据变速杆所处档位,显示屏上会显示路况图像。激光雷达是靠接受被测物体返回激光的时间差来计算车辆与被测物体间的距离,根据光的反射特性,将光元件接收到的光通量释放的电流值转换为图像信号输出,测出车辆前部与障碍物稳定的较长距离,在车辆的侧部和后部检出的距离与实际相比变短。超声波传感器的原理是利用日常的回声现象制成的倒车声呐系统,倒车时靠超声波检测与后方障碍物的距离,并通过指示灯、图像或蜂鸣声对驾驶人进行提醒。电磁波传感器是采用电磁震荡原理,通过发射电磁波信息来检测车辆周围有无障碍物并提示驾驶人的一N电子装置。新型光学防撞传感器,可实现辅助制动功能。能在汽车追尾危险时辅助驾驶人及时制动,特别在低速行驶时可避免主动追尾事故的发生,该系统可扫描左右前方10米的区域范围,当检测出物体时,光学传感器随即发出信号并返回,此时安装在内视镜旁的发射接收装置会接收该信号并计算出物体与车辆的距离,以及车辆的接近速度[4]。

汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状与展望

摘要:随着社会的不断发展,人们的经济水平得到了显著的提高,汽车成为人们普遍使用的代步工具,而随着汽车数量的不断增加,随之出现的车祸伤亡和车辆事故也不断增加,消费者在购买汽车的时候汽车的安全性成为了消费者首先考虑的问题。本文主要阐述了汽车安全技术研究的现状以及对汽车安全技术的展望,以供参考。

关键词:汽车安全;研究现状;展望

汽车是当今社会不能缺少的交通工具,它不仅给人们带来了便利,同时也带来了威胁。近年来,不断增长的汽车伤亡数量,导致经济损失严重。因此,各国越来越重视汽车安全技术,并取得了一些成绩。

一、汽车安全技术的研究现状

(一)主动安全技术

1、防抱死制动系统(ABS)

在制动系统的基础上得到采用的电子控制技术,在车辆中制动的时候避免车轮抱死的一种机电一体化系统。ABS可以对路面和轮胎之间的峰值附着性能进行充分的利用,使汽车的抗滑性能得到提升,制定距离得到缩短,发挥出制动性能,提高汽车在制动过程中的可控性、稳定性和安全性。

2、加速滑转反应装置(ASR)

ASR在驱动的过程中调节差速器的锁紧系数、传动系的传动比以及发动机的输出扭矩等,以及调节驱动车轮制动轮缸的制动压力,分别使驱动车车轮的驱动力和制动力矩得到控制,使驱动车轮的滑动率得到控制,将其控制在合理的范围内,避免发生驱动滑转。

3、ESP系统

以ASR系统和ABS系统为基础发展而成的ESP,增加了横摆角速度传感器、横向加速度传感器、纵向加速度传感器、方向盘转角传感器等,继承和进一步扩展了ASR和ABS功能。通过调节车轮纵向力的大小和匹配,使汽车的横摆运动得到控制。使汽车的方向稳定性和操纵性良好。

4、自适应巡航控制系统(ACC)

ACC的主要组成部分是ACC控制单元、转向角传感器、轮速传感器和车距传感器等,是一种智能化的自动控制系统。车距传感器的探测距离为汽车前方200米左右;和ABS系统公用的轮速传感器装在汽车的后轮上,可以感应到行驶的速度;转向角传感器可以判断出汽车行驶的方向;各个传感器的信号可以通过ACC控制单元进行搜集和计算,以便于发动机控制单元和制动防抱死控制卧进行数据交换。

二、汽车被动安全技术

(一) 安全带系统

在发生交通事故时,安全带可以防止乘坐人员因为和物体发生碰撞而发生伤害,保护乘坐人员的人身安全。其工作原理为:预紧装置在汽车发生碰撞的时候或者紧急刹车时迅速收紧,将乘坐人员固定在作为上,避免乘坐人员受到伤害。当装车的影响变弱时,安全带就会自动松开。通过大量的实验证明,1.4吨是安全带较大可以承受的力量,对伤害的防止和减轻起着很大的作用。安全带系统主要由安全带预紧装置和安全带拉力控制器组成。

(1)安全带预紧装置

其作用原理为对于撞车信息有专门的感应器进行收集,一旦汽车发生了碰撞脉冲就会释放出来,脉冲控制气体发生器将气体引爆。爆炸之后产生的气体会在管内迅速发生膨胀,棘爪盘因受球链向前运动的影响而转动[1]。轴连和棘爪盘是一体的,安全带绕在轴上,轴随着棘转盘的转动而转动,因此安全带可以在瞬间被收紧。

(2)安全带拉力控制器

其作用原路是将一根金属转动棒装在预收紧装置的轴上。在汽车发生碰撞就,转动棒就会转动,安全带就会自动松开。

(二)安全气囊

使乘坐人员在汽车碰撞之时降低受伤的可能性是安全气囊的主要作用。气囊系统、气体发生器以及传感器是安全气囊的组成部分。传统的安全气囊设计中,主要是对汽车发生碰撞时保护乘坐人员的头部、颈部和胸部。安全气囊随着技术的不断成熟和发展而将保护的范围扩大了,由传统的只对前排乘坐人员的前方进行保护扩展到了对前排乘坐人员的侧面、膝部以及后排乘坐人员的前方和侧面、车外的行人进行保护。虽然安全气囊能保护人的生命安全,但是也会使乘坐人员受伤或者死亡,特别是对于个头矮小的成年人、儿童和婴儿。为了防止这一现象的发生,就要将安全气囊智能化,对于乘坐人员的身高、重量、坐姿、是否系安全带以及有无乘坐人员等情况都能识别到,并根据识别到的情况将动作进行调整,以便于使失误得到较大化的减少,保护乘坐人员的安全。

(三)安全座椅

安全座椅主要是针对儿童的安全保护设计而成的的汽车专用座椅。汽车的安全带和座椅通常都是按照成人的体形设计而成的,不能有效的保护儿童的乘车安全。安全座椅的设计主要是根据儿童的体形特点设计的,在事故发生的时候可以有效的保护儿童的生命安全。

三、汽车安全技术的展望

现阶段,国际汽车高新技术发展最主要的主题即为汽车的安全和汽车的节能技术[2]。先进安全汽车的研发不仅可以保障交通运输系统的高效和安全,而且也是保护人民生命财产安全的必然选择。随着汽车数量的不断增加,交通运输系统变得越来越复杂,同时由于地区的不稳定因素以及国际恐怖活动的不断增多,国家安全和社会经济等方面对汽车安全技术有了更高的要求。汽车安全技术的核心即为研究先进的安全汽车技术。先进安全汽车主要是指具有先进的车载安全装置和结构,具有主动安全系统、被动安全系统和整车安全性设计的关键技术,对交通事故的发生起到有效的防止作用,并能使乘坐人员在交通事故事故中受到伤害的可能性降低的高安全性汽车。先进安全汽车技术则是指运用交通工程、电子控制、汽车设计等领域中的先进方法和理论,控制和诊断行驶中的汽车的重大安全问题,较大限度的降低交通事故的发生和人员受伤的可能性。其发展的方向,具体指:

(一)车路协调控制

当前,多样化和复杂的交通事故发生的原因,对明显、简单的危险因素采取措施很难使问题得到解决。所以,需要对这些措施的基础性研究进行改进,在研究人、路、车的基本因素外,更要注重研究三个因素之间协调的作用。相对车、路而言,人具有较为复杂的因素,对车路的协调控制方面会使将来一定时间内主要研究的方面。简单的说,就是不仅要用自主式的车载安全装置外,并且还要用车路协调合作的方式,即用车与车之间、车和路通信技术将道路的环境信息获取到,优化车载安全系统的功能以及有效的评估潜在的危险。

(二)智能公路

智能公路以当前的汽车安全系统为基础,例如先进辅助巡航公路系统、车载辅助安全系统、不停车收费系统、车载导航系统,和道路基础设施向结合,一个开放共用的基础平台就此而形成,使得车载装置一元化并使车路一体化协调得以实现,提供了各式各样的职能运输系统服务。

(三)基础共性技术的研究

汽车安全技术的发展不能离开各个子系统关键技术的突破。因此,在将来的一定时间内,汽车安全技术的研究重点仍是关键零部件的研究,如关键传感器技术的突破、汽车被动安全碰撞中的人体模型、稳定性控制中的液压单元等。只有这些技术逐渐成熟了,才能摆正汽车安全技术的持续发展。

人类不会停止对科学技术的探索。在汽车技术上,我们已经取得了一些成绩。作为汽车技术中尤为重要的组成部分,安全技术一定会在人们的不断努力和探索中得到进步,使汽车行业以及交通运输业繁荣发展,保护人民的生命财产安全。

汽车安全技术论文:汽车类电子通信安全技术的应用途径

摘 要 汽车类电子通信安全技术主要是指安全协议、密钥管理技术、入侵安全检测技术,能有效的应用于私家车、公交车以及轨道交通列车上,给人们的生活带来极大的便利。但是存在着不少的缺陷。只有通过不断的提高汽车类电子通信安全技术,才能确保信息的安全性、稳定性以及性。

【关键词】汽车类电子通信安全技术 信息安全系统 应用途径

1 前言

汽车类电子通信系统是指一种建立在传感网络技术以及智能交通系统上的,应用于汽车上的技术手段,可以利用无线电通信技术实现交通智能化以及信息化,达到安全、便捷驾驶的目的,有效的减少手机通信带来的危险驾驶行为、避免经过拥堵路线等,同时还可以通过系统实现导航、定位、上网以及邮件等功能。

2 汽车类电子通信安全技术

2.1 安全协议

常见的安全协议有三种:

2.1.1 SAODV

其验证手段是数字签名,可以起到有效防止修改、攻击链路等行为。

2.1.2 SRP

是指通过安全连接以及共享密钥来验证信息,保障信息的安全级别以及转发的优先级别,从而完成节点身份的认证,到达阻止攻击的效果。

2.1.3 Ariadne

其主要通过单向散列消息鉴别码进行验证链路信息的真实性、完整性,起到确保节点身份可信度的效果,通过发送端以及接收端之间的身份认证来起到对黑洞攻击等恶意行为的阻止效果。

2.2 密钥的管理安全技术

最常见的信息安全保障措施之一就是加密,通过使用加密技术来实现身份认证,确保信息的隐私、完整以及安全性,防止信息外泄或者确实对车主造成损害。加密技术需要有效的密钥管理安全技术,而传统的密钥管理技术有两种,证书认证以及密钥分发。实现秘钥管理的途径有三种:

2.2.1 局部分布式认证

其利用公钥加密后通过Shamir的计算方法来分配私钥并且进行证书签部,从而组成完整有效的证书,并且对其进行定期更新。

2.2.2 分布式认证

其利用Shamir密钥共享的机制进行各个节点的私钥分配,从而达到离线反应能力的提高效果。

2.2.3 自发式证书认证

这种管理方式是指节点自行证书,这样有利于系统安全性以及灵活性的提高。

2.3 入侵的安全检测技术

汽车类电子通信安全除了要做好安全防护外,还需要充足的补充措施,如:入侵检测等。即通过数据的分析进行行为是否安全、合法的检查以及法桐是否遭受攻击的检查,从而达到有效保护通信安全的效果,对信息的安全提供实时的保护。

3 汽车类电子通信安全技术的应用途径

3.1 私家车的应用

汽车类电子通信安全技术应用于私家车上可以使得车主一方面能够对路况进行实时了解 ,帮助车主避免拥堵的路线,另一方面还可以进行导航,帮助车主选择的驾驶路线。除此之外,还能将通信从手机中解放出来,实现便捷沟通,避免因为手机通信造成车祸的后果。总而言之,汽车类电子通信安全技术应用于私家车上保障了其出行的安全以及便捷性。

3.2 公交车的应用

汽车类电子通信安全技术对公交车的应用不仅有利于公交的工作,也有利于市民的出行,如:及时,可以通信安全技术将客流信息以及路况信息反馈给公交公司,以便车辆安排管理,进行合理的预报以及调度。在客流量较多的时候合理多给予车辆,在发生交通拥堵的时候,适当的改变路线,避免路过拥堵路口,即满足人们出行,又提高交通效率。以此第二,可以通过导航以及GPS定位技术,公布公交车的位置,方便市民进行实时查询,使得市民能够清楚公交车的位置,确定等待的时间,方便市民的出行。

3.3 轨道交通列车的应用

轨道交通列车的载客量比较大,是群众远行的,所以对于轨道交通列车的合理调度是非常重要的。信息安全系统可以使得列车驾驶员以及总调度室对列车实行实时监控,可以及时发现列车的运行情况,列车上如果发现异常情况可以及时的采取应对措施。

4 汽车类电子通信安全技术不足之处以及解决方法

4.1 汽车类电子通信安全技术在判断外界入侵中存在缺陷

汽车类电子通信安全技术需要对外界的入侵进行不断地检测,才能保障其通信系统的安全以及稳定性。汽车类电子通信安全系统不断的检测以及分析数据,当发现外界的入侵时候,可以以及进行有效的实时防护。然而目前的技术只能实现本地入侵的检测,对于外界入侵以及一些异常情况无法进行的判断。

4.2 汽车类电子通信安全技术在信息管理中存在缺陷

汽车类电子通信安全技术对于信息的管理主要是通过密钥来确保信息的安全以及稳定性,但是目前的密钥管理安全技术更多是实现身份认证这一功能,对于信息不能给予更强的保密性。

4.3 汽车类电子通信安全技术其他方面的缺陷

汽车类电子通信安全技术还存在着其他方面的缺陷,如:防范意识差、管理松散,对于信息的辨识能力差,其安全性以及效率有待加强;由于信息的不及时等造成无法及时了解路况以及车辆情况,造成对车主、乘客的困扰,信息的及时性以及度有待加强等。

4.4 汽车类电子通信安全技术缺陷的解决方法

有以下的解决方法:

(1)通过不断提高汽车类电子通信安全技术,完善其安全机制来确保其通信系统的安全性。

(2)通过完善汽车类电子通信密钥的管理制度、建立相对应的网络防火墙来确保信息的安全以及稳定性。

(3)通过加强对于信息的保密力度以及对传播虚假信息、入侵他人系统的违法犯罪手段的惩罚力度,确保信息的真实性。

5 结语

随着科技的发展,汽车类电子通信安全技术的出现给人们带来极大的便利,但是同时也为人们带来了其他的隐患,比如信息的泄露以及由于信息的延迟以及不造成人们的困扰等。我们只有通过不断提升汽车类电子通信安全技术,在开发其更多功能的同时确保其安全性、稳定性以及性,才能使其更好的为我们的生活复服务。

作者单位

汽车安全技术论文:浅谈现代汽车安全技术的应用

【摘 要】随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的不断提升,汽车成为当前较为重要的交通工具之一,汽车各项技术得到不断完善与整改,但是汽车安全事故却也不断滋生,所以我们应该正视此类现状,适时进行现代汽车安全技术认知与创新,以汽车安全技术来保障汽车乘员安全,不断解决新型技术难题的同时,加强汽车安全运行效率与运行质量,从而为广大群众提供更好更优的汽车安全技术服务。

【关键词】现代汽车 安全技术 分析 应用

从18世纪汽车诞生以来,汽车安全问题便随之产生了。安全性作为汽车的重要使用性能之一,直接关系到人们的健康乃至生命。随着各国汽车保有量的日益增加,因为道路交通事故伤亡的人数也在不断增加,据世界卫生组织预测,在人类死亡和发病原因排名中,道路交通事故对人类的伤害可能会提升到第三位,将远远高于其他疾病。汽车安全,在汽车飞速发展的今天,已经不只是技术问题,已经成为一个重要和复杂的社会问题。随着人们对汽车安全性能要求的提高,越来越多先进的技术被应用到汽车上,能否提高汽车的安全性,已成为衡量现代汽车发展水平的核心指标之一。本文将从主动安全技术和被动安全技术两个方面来阐述现代汽车安全技术的应用。

1 主动安全技术

汽车主动安全技术,旨在交通事故发生以前,通过对汽车行驶状态下各种信息的传递和处理,采取主动措施,有效的预防和避免交通事故的发生,因其定位于防患于未然,有望以最彻底的方式来减少交通事故对人员的伤害,从而成为现代汽车安全研究的重点区域,具有最广泛的发展前景。

1.1 防抱死制动系统

这是应用得最早、最广泛的一项汽车主动安全技术。凡是汽车驾驶者都有这样一些体验:在被雨淋湿的泥土路上或是在有积雪的道路上紧急制动时,汽车会发生侧滑甚至是旋转调头;左右两侧车轮如果行驶在附着力不同的路面上,紧急制动时汽车会失去转向的能力;如果在弯道高速行驶,在进行紧急制动时也发生侧滑甚至是旋转调头,于是从路边滑出或是闯入对向车道。汽车防抱死制动系统,能在汽车制动过程中强制性的把车轮的滑移率控制在峰值附着系数附近,可缩短制动距离,防止车轮制动时抱死失控,有效地减少了交通事故的发生可能性

1.2 驱动防滑系统

在汽车驱动过程中,假设车轮本体驱动能力高于路面基本附着力,那么极有可能出现附着力失衡状况,此类现象出现便会严重影响车辆自身方向稳定性,最为常见的即为湿滑路面加速行车和超车所造成的车轮打滑现象,车辆便会失控。驱动防滑系统基于ABS的功能,借助监测车轮滑移率来进行车轮附着情境判断,如若出现车辆打滑制动施加,车轮转速便会被降低,之后在此基础上可保障附着力重新获取,避免在非对称路面,湿滑路面和冰雪路面因车轮空转而失控现象的产生,有效提升了车辆行车安全性。

1.3 电子制动力分配系统

汽车在制动时,四只轮胎附着的地面条件往往不一样,该系统能够依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,自动调节前、后轴的制动力分配比例,并在运动中不断保持调整,使制动力与摩擦力相匹配,并缩短汽车制动距离保障车辆的平稳,提高制动效能,有效防止出现甩尾和侧移。

1.4 车身电子稳定程序

该系统不但可以控制驱动轮,也可以控制从动轮,比如后轮驱动汽车会常出现转向过度的情况,此时后轮会失去控制而发生甩尾,车身电子稳定程序便会通过刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向不足的情况下,为了校正行驶轨迹方向,该系统则刹慢内侧后轮,从而校正行驶方向。车身电子稳定程序的应用提升了汽车的安全性和操控性,有效地防止车辆达到其动态极失控的危险。

1.5 电子控制四轮转向技术

汽车行驶速度日渐提升,但是汽车高速转弯过程中,离心力要素会对车辆稳定性产生巨大影响,汽车高速转弯状态下也极易引发交通事故。电控四轮转向技术出现使汽车后轮发生微小偏转,车辆高速转弯过程中,汽车后轮行进与汽车前轮行进方向会相反的出现微小偏转状况,以至车辆转弯程度被合理增加,具体转弯离心力得到有效降低,此时汽车行驶稳定性能便会不断攀升,交通事故发生几率也得到有效降低。

1.6 自适应巡航控制系统

该系统是基于传统巡航控制系统之上的一种技术,通过微波雷达实时探测并分析车辆前、后方障碍物,并根据障碍物的位置、速度和运行轨迹,测算出发生碰撞的可能性。当系统判断碰撞发生可能性很大时,则发出警报声提醒驾驶员,同时自动激活一系列安全系统直接干预制动与转向,防止碰撞事故发生以及极大限度地减轻撞击所造成的损伤。

1.7 车道偏离预警系统

这是一种通过警报的方式来辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统,它利用红外线传感器的采集方式收集信号来分析路面状况和车辆数据,监测汽车在当前车道中的位置参数,比如在未有转向信号状态下,假设汽车偏离原行驶车道,此时该系统启动预警发出警报,督促汽车驾驶员及时进行行车路线纠正,而如果驾驶员打开转向灯,正常进行变道行驶的话,那么车道偏离预警系统不会做出任何提示,有效避免了因车道偏离导致的交通事故的发生。

1.8 轮胎压力监控系统

在汽车行驶过程中,轮胎压力对行车安全的重要性不容忽视,如果轮胎压力正确,那么轮胎可获得较大的附着力,保障最小的制动距离,提高汽车操纵稳定性和行驶舒适性。而当轮胎压力过高或过低时,会造成胎面纹槽磨损不均匀,改变汽车制动距离,缩短轮胎使用寿命,影响汽车的行车安全。轮胎压力监控系统的应用能持续有效监控轮胎压力,并能识别出问题车轮位置,对司机发出轮胎压力警报,提醒驾驶员注意检查轮胎压力,必要时校正压力。

1.9 夜视辅助系统

各种交通事故统计表明,夜间行车的危险性极大,尤其是着装不易辨识的行人和照明亮度不足的骑自行车的人,采用传统的灯光技术,驾驶员很难及时识别并做出相应的反应,若是上述人和车不在光束中时,就更加难以识别,最容易造成夜间的交通事故。夜视辅助系统能利用红外热像技术识别出障碍物,判断是否有碰撞危险,并发出警告声响信号,提醒驾驶员做出相应反应,以规避行人避免碰撞,有效地降低了夜间行车的危险。

1.10 驾驶员安全警告系统

该系统通过摄像头和红外传感器,密切监测汽车驾驶员的面部特征、眼部信号、头部运动性等,如眨眼频率,头部左后转向及上下运动的程度等,并结合汽车行驶轨迹的数据分析,推断驾驶员的精神状态,及时对其进行警报提示和采取相应处理措施,对驾驶员给予主动智能的安全保障,从而有效避免了因驾驶员注意力不集中以及长时间驾车导致疲劳驾驶诱发的交通事故,保障了车内乘员的安全。

2 被动安全技术

虽然主动安全技术在提高汽车安全性方面的作用越来越大,效果也越来越明显,但在一定程度上,交通事故并不能的避免,因此,仍需要汽车被动安全技术,作用在交通事故发生后,通过车内固定装置,把车上乘员,固定在安全的位置,并利用结构上的导引与溃缩,尽量吸收撞击的力量,对乘员起到被动的安全保护作用。被动安全技术不同于主动安全技术,它是事故后的补救措施,虽不能防止或避免事故的发生,但在事故发生时,能较大程度地减轻人身受伤害的程度。

2.1 安全车身

现代汽车车身结构设计理念,充分考虑了汽车安全性、轻量化以及人性化保护等方面的要求,通过车身结构强度的优化设计和先进的整体式冲压工艺及焊接工艺,极大提高了车身扭转刚度,在汽车发生碰撞时,借助折叠区的变形,充分吸收碰撞能量,并将其分散至车身各部位骨架,较大限度保障汽车舱体不发生或将变形减小到最小,使车内乘员受到伤害的可能降到低,确保车内乘员安全。

2.2 安全带与安全气囊

汽车安全带是在事故发生阶段对车上乘员身体产生约束作用,限制其发生惯性位移,尽可能避免与车内零件碰撞造成二次伤害。通过不断研究与实践,安全带的广泛应用使交通事故死亡几率不断降低。而安全气囊与安全带不同,安全气囊在事故发生瞬间在乘员与车内零件之间弹出充气气囊,将乘员的运动能量均匀分散到气囊上,降低了乘员与车内零件碰撞所造成的伤害程度。安全气囊的设计理念是辅助安全带的保护效果,而不能取代其作用。从实际运行效果角度而言,汽车安全带对汽车乘员保护较为,能直接有效地避免伤害的发生,而安全气囊只能减少伤害的程度,只有在乘员正确使用安全带基础上才会发挥出安全气囊的原有效能,所以应养成系安全带的良好乘车习惯,才能真正意义上提高行车安全。

2.3 安全转向柱

在汽车剧烈的碰撞中,安全带可以把你拉紧,气囊可以保障你的头部不受硬性的撞击,但是,刚才还在你手中的方向盘,此时有可能会毫无防备地压向你的胸部。所以在碰撞过程中,安全转向柱的动作非常重要,转向柱不受控制的挤人驾驶室内将大大增加驾驶员受伤的风险,所以碰撞时必须让它“避开”驾驶员。因此安全转向柱在发生强烈碰撞时候,借助强制导向收缩到尽可能深的位置或是发生预先设计的断裂和变形,从而避免对驾驶员造成伤害。

2.4 儿童安全座椅

随着儿童交通安全问题的日益显著,如何对车内儿童进行有效的保护已趋于强制实施的阶段,汽车儿童安全座椅,是一种专为不同年龄(或体重)儿童设计、安装在汽车内、能有效提高儿童乘车安全性的防护系统,在汽车发生碰撞或突然减速的情况下,能减缓对儿童的冲击力和限制儿童的身体移动来减少对他们的伤害,确保孩子的乘车安全。

2.5 主动式头枕

在追尾碰撞事故中,即使汽车速度较低,车内乘员都会因车辆紧急制动而引起头部剧烈后仰,主动式安全头枕的应用,能配合安全带的使用,使人体头颈在发生晃动之前,充分保护乘客的头颈,防止和降低车上乘员因头部过度后仰而受伤的程度。

2.6 安全信息记录仪

此装置与飞机黑匣子技术有一定相似性,它能完整、地监控汽车行驶过程中的有关信息,并进行连续较长时间的记录,为汽车的研究设计、生产制造、日常维护以及及时查找突发性交通事故的原因,具有重要的实际作用及现实意义。

2.7 行人保护系统

随着汽车技术的发展,安全不能只针对车内乘员,同时也应充分考虑行人的安全问题,因此,一些汽车技术将保护行人安全列为重点发展的目标。比如通过应用车身吸能材料,如吸能式保险杠、软性引擎盖材料、大灯及车身附件无锐角,在发动机舱盖面采用缓冲结构设计,利用发动机舱盖弹升技术,使发动机在汽车发生碰撞时瞬间鼓起,给被撞行人提供足够的缓冲空间,还有同样以气囊为碰撞缓冲装置,在发动机盖以及前挡风玻璃附近设置安全气囊,避免人体撞击汽车的前挡风玻璃,达到吸收碰撞能量,减小对行人造成的伤害程度,从而解决碰撞事故中的行人安全问题。

3 结语

综上所述,汽车安全技术应用越来越,涉及的领域越来越广,仅仅依靠某一项或某几项技术已经很难保障汽车的整体安全性,今后的汽车安全技术是主动安全还是被动安全将不再细分,对主动安全技术和被动安全技术进行融合,集于一体共同协作,将为汽车提供多方位更的保护效果。伴随电子信息等技术的飞速发展,汽车智能化技术发展是必然走向,汽车安全技术也会日趋智能化,各种各样智能化技术应用在汽车上将发挥更大的作用,而在人车路组成的这一交通系统里面,协调发展三者之间的关系,并使其达到各自性能的匹配,才能实现整体系统的效益,未来的汽车安全技术将向着集成化技术、车载网络技术、光导纤维技术,声纳传感技术、纳米技术等更先进的领域发展,综合多个领域的新技术应用到汽车上,最终集成化,智能化和系统化,多方位多角度的保障行车安全。

汽车安全技术论文:汽车主动安全技术研究

【摘要】汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的,汽车主动安全技术是当今汽车研发的重点研究领域。本文对汽车上应用的ESP、EBA、ACC、BSD、LDW和TPMS等主动安全技术的作用和工作原理进行了介绍,分析了现代车型上主动安全技术的应用情况,未来汽车安全性能会越来越高。

【关键词】主动安全 汽车 安全技术

一、前言

汽车安全技术对人类生命财产安全起着重要作用,汽车安全性包括主动安全性和被动安全性两大类。被动安全技术主要包括碰撞安全技术、碰撞后伤害减轻与防护技术等,如吸能车身、安全气囊、儿童安全装置等。主动安全技术是在汽车设计和制造时,对汽车进行合理有效的设计,采用更先进的技术和装备,主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故,以提高汽车的主动安全性能。

二、汽车主动安全技术种类

目前汽车上应用的主动安全技术很多,如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS/ASR)、电子制动力分配系统(EBD)、电子稳定程序控制系统(ESP)、辅助制动系统(BAS/EBA)、自适应巡航控制系统(ACC)、盲点监测系统(LCA/BSD)、车道偏离警示系统(LDW)、胎压监控系统(TPMS)、抬头数字显示系统(HUD)等。

三、主动安全技术分析

(一)电子稳定控制系统(ESP)

ESP是电子稳定控制系统的英文缩写。ESP系统其实是ABS和ASR功能上的延伸,主要由控制总成及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕纵轴线转动的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。

当车辆前面突然出现障碍物时,驾驶员必须快速转弯,产生的横向作用力会使汽车不稳定,易发生事故。此时,ESP系统控制单元通过这些传感器的信号,对车辆的运行状态进行判断,进而发出控制指令。ESP不但控制驱动轮,而且控制从动轮,如果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。如图1所示是车辆躲避障碍物时有无ESP的车辆运动轨迹对比。

(二)自适应巡航控制系统(ACC)

自适应巡航控制系统,是一种自动跟车距离保持系统。在0至250公里/小时的速度范围内,该系统利用两个安装在车前端的雷达传感器(冷时会自动加热)发射一定频率的雷达波工作,如图2所示。传感器控制单元对信号进行处理,从而监测汽车前面的情况。系统通过自动加速或自动制动,对车速以及与前车的距离进行控制。

面对走走停停的交通状况,ACC系统能够自动减慢行驶速度直至停车。在经过红绿灯等短暂停止后,汽车重新自动启动,跟上前车。如果是经过较长的停车,驾驶者必须踩下油门或操纵控制杆才能继续跟车。在启动前,系统将检查车内后视镜上的摄像头提供的图像数据。通过这种方式,系统可以侦测到潜在的危险―比如想抢在绿灯一刻过马路的行人。它使用来自多达27个控制单元的数据,不断分析汽车周围环境,使行驶更加流畅、协调。

(三)盲点监测系统(LCA/BSD)

盲点监测系统(LCA/BSD),又称变道辅助系统,我们开车的时候,从后视镜观察侧后方时都会存在一个盲点(如图3所示,包含车后左右两侧2.5*3m的区域)。如果后方车辆进入这个盲点,驾驶员就无法从后视镜观察到,而回头观察,同样也会存在较大危险。因此,在一些高级别的车型上一般会配备BSD盲点监测系统。

该系统采用超声波雷达传感器或短距离毫米波雷达传感器,在车速≥15km/h时,此系统会借助隐藏在后保险杠左右两侧内的雷达探头,对车身后方20米左右的距离进行实时监测,一旦侧后方来车,行车电脑可及时发现侧后方障碍车辆,如果这个时候你要打转向灯变道,系统就将发出警报提醒驾驶者侧后方有障碍车辆。如上汽大众凌度轿车的报警灯会直接点亮在后视镜表面,这样做的好处是在不分散驾驶员注意力前提下,提醒驾驶者关注侧后方危险隐患,并及时作出反应,从而避免车辆碰撞甚至车祸的发生。

(四)车道偏离系统(LDWS)

LDWS主要是由装置在前风挡玻璃后的传感摄像头检测前路两边的分道线,并且回传至行车电脑进行数据分析,当车辆在没有打开转向灯的条件下就发生车道偏移时,电脑会认定此情况属于驾驶员无意识下的行为,从而开启车道偏离提示。如图4所示。车道偏离时,发出警报,方向盘也会振动。

而当驾驶员打开转向灯准备正常并线超车时,该系统将不启动,不会干预和影响正常的驾驶操作。所以车道偏离系统不仅可以预防高速事故的发生,同时还起到了纠正驾驶员不良驾驶习惯的作用。

车道偏离系统对于应用环境有着比较高的要求,比如行车速度,路面宽度以及分道线的清晰程度,只有路况较好地高速公路上才有施展才能的机会,随着科技的进步,车道偏离预警系统也会克服种种困难,逐渐完善自身的功能,更好的为驾驶者服务。

(五)胎压监控系统(TPMS)

胎压监控系统(TPMS),它可随时检测到轮胎气压及温度状态,如果发生异常可以马上通知车主。TPMS又可分为间接式与直接式两种。间接式的胎压检测是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测,目前已慢慢被淘汰。

直接式胎压监测装置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和温度数据,利用无线发射器将压力信息和温度信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上,然后对各轮胎气压力和温度数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时,系统会自动报警,中高级车上都采用了此技术。系统组成如图5所示。

(六)抬头数字显示系统(HUD)

HUD叫平视显示系统,能让驾驶员很方便的读取车辆时速以及导航等信息。传统的仪表盘读取,驾驶员的视线离开前方道路最少也要0.5秒,这就意味着一辆时速100公里的车通过了14米。所以HUD是一个非常实用的安全性配置。

HUD是一套光学系统,由投射器和叠像镜所组成的。它可以把重要的信息,映射在风窗玻璃上的全息半镜上,使驾驶员不必低头,就能看清重要的信息,如图3-6所示。

三、应用介绍

大多数车型都配置了ABS、EBD等主动安全技术,紧凑型车型如卡罗拉车型都配置了ABS、EBD和EBA等主动安全技术,中等车型如迈腾车型都配置了ABS、EBD、ASR、EBA、ESP和TPMS等主动安全技术,中大型车如VOLVO-S80L、奔驰品牌等车型配备了ACC、LDWS、BSD等主动安全系统。新(凌志)LS460和E350已经配套视觉和雷达结合防撞系统,现代雅科仕、英菲尼迪顶级版和起亚k7都配置了车道偏离系统。HUD抬头数字显示系统已覆盖宝马5系、6系、7系、X3、X5、X6。

四、总结

目前,汽车主动安全技术已经有了飞速发展,但由于成本原因,汽车的价格和档次越高,汽车上配置的汽车主动安全系统才越多。随着电子技术、机器人技术、通信等科学技术发展,汽车上的主动安全技术会越来越普及,汽车将会越来越安全,越来越,越来越人性化,越来越智能。

汽车安全技术论文:自动化及测量技术在我国汽车制造安全技术中的应用分析

[摘 要]自动化以及测量技术的综合应用能够显著提高产品生产能力,同时对保障产品生产质量也有重要价值。可以说,自动化以及测量技术的已经对多个领域的生产工艺起到了改进并完善的效果。在汽车制造过程中,引入自动化及测量技术,对于确保汽车制造的安全性,顺利完成整车装配工作是非常关键的。本文即从这一角度入手,探讨自动化及测量技术在我国汽车制造安全技术中的应用思路与要点,希望能够引起同行人员的关注与重视。

[关键词]汽车制造 安全技术 自动化 测量 应用

根据近年来的统计数据来看:我国汽车制造行业的发展速度以及发展质量均是非常可观的。虽然汽车制造企业的数量不断增加,但从企业自身的角度上来说,利润总额却比较有限,企业相互之间的竞争关系比较紧密。为了能够积极应对这一竞争关系,促进汽车制造企业的自身发展与完善,应当将技术工艺的完善作为重点关注对象,通过不断提高制造技术安全性的方式,确保汽车整体运行的稳定、长效,更好的满足客户的实际需求。在汽车制造安全技术中,又以自动化以及测量技术的重要性是最为突出的。本文即就该问题展开详细分析。

1.基本思路

汽车制造行业具有技术密集以及资金密集的特点,各种机械化设备的应用非常广泛,且更新换代速度较快。当前,国际汽车巨头纷纷进入国内市场,通过与国内企业合资或其他方式,扩大生产规模,加大投入力度,由此使得整个汽车制造行业对于现代化技术的要求与应用得到了更进一步的发展。换句话来说,汽车制造行业的蓬勃发展也为本领域各种先进技术的应用、发展提供了必要的动力支持。

从汽车整车生产线的角度上来说,主要操作工序包括冲压、焊接、总装(涂装)、以及发动机这几个方面。其中,在冲压生产线上,虽然当前已经基本实现了自动化生产,但对于部分特殊零件而言,仍然需要依靠人工方式进行冲压,或者是在故障影响下必须单机运行时,压力机进料口、出料口都需要通过设置安全光幕保护的方式提高其安全性,同时还需要双手操作台控制。而对于焊接环节而言,由于本环节生产线上大量使用机器人操作,因此需要做好安全光幕区域防护的处理工作。对于总装(涂装)作业线来说,需要将MUTING功能模块与安全光幕联合,形成一个完整的入口防护系统,通过引入装配线机器人的方式,确保生产线运行的安全性。除此以外,在发动机生产线上,针对其大量使用数控机床的这一特点,需要综合应用安全控制器、安全模块、安全光幕、以及急停按钮的方式,确保运行安全。

2.自动化及测量技术应用要点

根据以上对汽车制造中整车生产线工艺流程的分析认为:在自冲压开始至发动机的各个环节当中,除冲压车间基于机械手进行控制外,其他部分的控制都需要通过PLC方式实现。焊装车间中,PLC系统的主要功能是传输控制,一般需要设置5~8个PLC中心(若期间涉及到汽车压装线,则需要采取分布式控制模式),将PLC控制与系统一一对应起来。而在总装过程中,PLC系统的应用价值则表现为对输送线的控制。

当前技术条件支持下,安全PLC供应商不断发展,包括西门子、欧姆龙、以及罗克韦尔在内的PLC自动化巨头纷纷展开对汽车制造行业实际情况的分析,推出了大量具有其独特性能的安全PLC产品,并多得到了SIL3的等级认证资质,在汽车制造中有进一步应用的价值。在这一过程当中,研究的方向关注在对控制器功能以及通讯系统的集成化方面,这一思路下形成了集成一般控制功能以及安全控制功能的PLC,也支持对运动伺服控制功能与PLC的集成,同时配合引入以太网的方式,促进了技术产品的逐步丰富,对提高自动化应用价值意义显著。

而从测量技术的角度上来说,当前已经支持应用坐标测量技术的方式对各个制造环节中的产品质量进行动态控制,通过应用龙门式、桥门式、或悬臂式三坐标测量机,能够针对制造生产线上的车身尺寸进行动态监控,及时发现尺寸方面的缺陷并予以纠正。特别是对于支持移动功能的三坐标测量机而言,其能够在不影响生产线作业的前提下,对零件以及关键夹具进行检验,得出性、合格性方面的结论,确保工序作业的稳定性。

3.结束语

汽车制造行业较大的特点是高度,利用率高,且设备使用寿命长。以上特定决定了在汽车制造环节中对自动化产品以及测量技术的选择应用需要比较谨慎。为了能够满足自身在提高效率以及控制成本方面的实际需求,就需要将汽车制造厂商生产设备以及系统的完善作为重点关注对象。在这一背景之下,对自动化以及测量技术的合理应用能够为汽车制造提供技术上的安全保障。本文即围绕当前的汽车制造环节中,自动化及测量方面的安全技术应用展开探讨研究,希望能够促进汽车制造技术安全性水平的不断提高与完善。

汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状与展望

【摘要】 汽车安全问题很大程度上取决于汽车的安全技术,而汽车的安全技术主要包括汽车主动安全技术和汽车被动安全技术这两部分的内容,因此,汽车主动与被动安全技术的研究无疑成为了广大汽车安全技术研究人员所要面临的一个重要课题。本文通过对汽车安全技术中关于汽车主动安全技术和汽车被动安全技术方面的具体内容进行了深入的研究和讨论,并针对汽车安全技术在当今时代的发展现状作出了具体分析,提出了关于汽车安全技术进一步的发展展望,希望可以为我国汽车安全技术的研究和汽车交通产业的更好发展带来新的指引和思路。

【关键词】 汽车主动安全技术 汽车被动安全技术 研究现状 未来展望

一、汽车主动安全技术

1、防抱死系统。在汽车主动安全技术当中,所谓的防抱死系统简单来说就是指用于防止汽车抱死事故发生的一项主动安全技术,这项技术通常作用于汽车运行的实时状态下,它可以通过汽车的实际运行状态及时的感知和判断汽车车轮的轮动轨迹和运动趋势,一旦发现隐患或有突发状况也可以迅速的作出反应并进行调节。

2、电子稳定系统。电子稳定系统集合了驾驶者疲劳检测功能、距离控制功能周边环境功能、刹车助力功能、汽车限速功能、汽车综合稳定性控制、汽车轨道设置功能以及汽车轨道偏离警示功能于一体,也正因为电子稳定系统的多方面功能才更能保障汽车运行实时状态下的运动稳定性,从而减少交通事故发生的安全隐患。

3、电子制动力分配系统。在汽车主动安全技术当中,电子制动力分配系统的作用也是无可替代的,电子制动力分配系统的工作原理比较复杂,该系统在工作时所借助的最重要的电子工具就是计算机,通常在汽车运行的过程中,汽车的每个车轮周边的环境都有一定程度的差异,这就造成了每个车轮运动过程中所承受的不同程度的摩擦力,这也就会给汽车的安全性带来威胁,而电子制动力分配系统的安装就可以很好的调控每个车轮的在不同摩擦力影响下的刹车性能,然后再通过对实时调控数据进行分析并提出合理的制动力分配方案,这样就可以有效的控制汽车前后轴刹车制动的分配比例,也可以提升汽车的安全性能,降低风险与事故的发生频率。

4、汽车牵引方向控制系统。汽车牵引方向控制系统进行工作时,首先会通过传感器感应到汽车运动过程中汽车运行的实时状态及信息,再根据具体信息的变化幅度调节汽车行驶时的刹车、加速及减速情况,如果汽车运行实时状态下的感应信息偏离一般的标准安全数据,那么汽车牵引方向控制系统就会及时的对汽车车轮的运行进行自动的调节,从而使汽车的行驶路径方向得到合理的修正。

5、汽车防滑转系统。汽车防滑转系统技术区别于其他主动安全技术的最重要的一点就是它的运行必须以防抱死系统为基础,汽车防滑转系统的主要是借助电子传感器感应和判断汽车运行时各个轮胎的转速,一旦轮胎转速出现不协调的状态,该系统就会作出刹车、或降低档位的即时反应,以免汽车车轮发生滑转后造成汽车事故。

二、汽车被动安全系统

汽车被动安全技术往往作用于交通事故发生的同时,安全带、安全座椅、安全气囊等一些汽车配置都属于汽车被动安全技术。安全带系统又可以分为两个部分,一个部分是安全带预紧装置,一旦事故发生就会有专门的感应设备感应到事故的碰撞信息,此时安全带预紧就会自动启动收紧;另一个部分就是安全带拉力控制器,这个装置的主要功能就是在事故的碰撞结束后松开安全带。

三、汽车安全技术的的未来发展策略

关于汽车安全技术的未来发展策略制定,首先要明确影响汽车安全技术的核心技术内容,即为安全电子技术。国际汽车行业内高新安全电子技术的应用与研究水平总是高于国内,而这也正是国内汽车行业汽车安全问题遭遇现实困境的最重要原因。因此,我国汽车行业必须开拓视野的前瞻性,还要充分考虑国情和行业内部的具体特点,在汽车安全技术的研发方面制定合理、科学的发展战略,以追求国内汽车产业更长远的发展目标;其次,汽车主动安全技术和汽车被动安全技术的研发路线也应该遵循汽车产业化的发展需求,最终达到人车路一体化的高新智能车辆安全控制技术;此外,汽车产业、交通运输业以及电子信息产业的协调发展与相互融合也是推进汽车安全技术研发与进步的一个重大契机,这三个领域的充分结合也可使这三个产业共同发展、互利共赢。

四、 结语

综合上述关于汽车安全技术现状与发展的探究与剖析,我们可以看出,当下汽车行业汽车的安全技术已经成为影响我国交通运输业安全发展的关键环节,虽然汽车安全技术在我国汽车产业中的研究与发展遭遇了现实的困境,但安全问题仍然是汽车交通发展的主题,因此汽车安全技术的研发也必须在不断的试炼中进步,并向着更好的方向寻求新的进步与发展,这样才更有利于我国汽车产业与交通运输业的繁荣。

汽车安全技术论文:汽车吊安全技术使用

摘 要:关注汽车吊自身技术性能,选择用好吊装索具,加强现场安全管理,是汽车吊安全技术使用的关键。

关键词:技术 使用 规范 管理

一、概述

汽车吊(又名汽车式起重机)是一种移动式变臂垂直运输机械,通常以内燃机作动力,通过液压机械传动等安全保护装置实施对物体的变高运输,即将物体从一个高度安全稳妥地吊运至另一高度,这种作业方式是各行业生产、建设和施工中常见的基本手段,由于汽车吊的工作是始终处于多变的工作状态(环境、吊物、起吊条件等),回顾历史及各行业对汽车吊应用的事故案例,加以系统的总结,对防范汽车吊使用过程出现安全事故是尤为重要,以下从诸因素对汽车吊安全技术使用的影响加以说明,以此借鉴。

二、结构件强度的保障作用

汽车吊的结构件主要包括水平支腿、臂架、垂直支腿、车架、回转盘支承架、回转盘、起重臂支架、起重臂、起重臂头架、滑轮组、变幅缸支承,伸缩臂支承、卷扬减速支承等,这些结构件担负着载荷的支承,一但某处出现诸如断裂失效等,起重作业将会出现重大事故,后果不堪设想,因此,在使用过程中要加强对这些部件受力点的观察和检测,以便及时消除隐患,隐患的表现形式有:严重锈蚀、基体的变形、焊缝的裂纹和开焊、支架的断裂、钢索在滑轮处掉槽,回转盘固定螺栓松脱等。

三、液压系统

汽车吊的液压系统是实现稳定支承、伸缩臂杆改变工作半径、升降钩头、上车回转运动的液能传动装置,如果液压系统的工作出现故障或性能下降,就会出现工作中断或受阻,液压系统主要有:液压油箱、滤油器、管路、液压泵、液压马达、操作阀、平衡阀、溢流阀、液压锁、液压油缸等组成。在使用中,要保持液压油的清洁,系统的额定压力,各装置及阀类有良好的工作性能,不能出现任何的外漏内泄,这样系统内各部件才能灵敏到位,工作中的运动停歇阶段,才不会出现油缸回缩,吊物下落现象,始终处于严密受控状态,如出现液压系统异常状态,应及时稳妥回收吊物,将故障及时排除,确认无误才可重新作业。

四、安全装置

为了防止汽车吊在作业过程中出现不安全因素,厂家在设计制造时就已安装了能满足吊车性能的各种安全防护装置,如:力矩限制器、幅度指示、臂杆长度指示、起重量指示、水平仪、防止吊臂后倾装置、钩头起升高度限位器、溢流阀、平衡阀、液压锁、电磁卸荷阀等,其主要作用是:

1.当起吊重物、吊臂长度、吊臂角度三者形式的总力矩低于安全极限值5%时,起重机蜂鸣器系统动作报警,当起重力矩达到安全极限值时,红灯开始报警,执行系统迫使液压卸荷,切断动力,停止吊车动作。

2.钩头上升高度达到极限值时,停止钩头动作。

3.保持液压系统平稳动作,锁止液压油缸和液压马达。

在汽车吊作业过程中,确保这些装置和元件的有效性能,是汽车吊安全作业的基本保障,因此在作业前或作业中都要严密关注它的情况,一旦有丝毫的异常就要随时停机查明原因,加以排除,确认无误后才可继续动作。

五、起吊参数及载荷系数的确定

汽车吊起重参数的确定主要是指起吊重量,吊车工作半径,臂杆使用长度等,需要认真考虑的是被吊物的尺寸和重量,以及要吊的初始位置和准备吊达的最终位置,现场平面布置及空间位置。

1.知道被吊物的尺寸和重量,初选吊车工作半径。如某施工现场有一台储罐Q1=16t,直径φ4.0m,罐高5.6m,要从水平地面吊至高为5m的基础上,选用吊车工作半径,现有一台NK-400E加腾汽车吊,16.5m臂杆6.4m工作半径时可吊20t,钩头重q1= 0.45t,吊装索具重q2= 0.2t,是否合乎使用要求?

解答:设起吊载荷为Q0,则Q0=Q1+q1+q2=16t+0.45t+0.2t=16.65t

吊车额定起重量为Q,Q=20t

选定单车起吊动载荷系数为k1=1.2

则有:Q0×k=16.65×1.2=19.98(t)

吊车回转中心至后尾距离为2.5m,储罐半径为2.0m,初选工作半径为6.4m,吊车后尾至吊物间隙为e,则有e=6.4-2.5-2.0=1.9(m)

初选16.5m臂杆的吊装高度大于基础高5m+5.6m=10.6m,所以选择NK-400E吊车的相关工作参数符合安全起吊要求。

2.确定动载荷。在起吊作业过程中,由于频繁和突然的起动与制动,加之发动机运行振动以及风力作用在被吊物体上而附加的吊载,使原有的静止载荷有了增大的改变,因此就引入了动载荷系数K1,以动载荷系数K1乘以原静载荷,得出了计算动载荷,通常汽车吊动载荷系数选定为K1=1.2,如令动载荷为Q2,静载荷为Q0,则Q2=K1×Q0= K1(Q1+q1+q2)。

设备在垂直吊装作业时,提升系统的较大动载荷同时要考虑钩头滑轮组重量q1,吊索具的重量q2。

3.两台以上吊车同时抬吊一台设备时,每台吊车可吊载荷应是相应工况下额定载荷的80%,如TG500E多田野50t汽车吊,在支腿全伸,21.8m起重臂长,在工作半径4.0m时的较大起重量是24t,采用两台吊车合吊一台设备时,每台吊车的起重能力只能是

24×0.8=19.2(t),考虑动载荷系数,则Q2==16(t)扣除钩头滑转组0.5t和吊索重0.1t,则每台吊车较大起吊重物能力只能是15.4t。

六、起吊钢丝绳的选用及吊物的捆绑

吊装设备钢丝绳的强度是起重吊装安全的关键,在选用钢丝绳时要根据钢丝绳受力进行强度核算,不同的吊装工况不同的吊装机械所选用的钢丝绳都有相应的安全系数规定。

1.由钢丝绳受力确定选择钢丝绳,通常汽车吊吊装设备使用的钢丝绳的安全系数为6~10,设钢丝绳选用的安全系数为n,钢丝绳应受的较大拉力为Fmax,钢丝绳的破断拉力总和为Fb,钢丝绳破断拉力换算系数为φ(钢丝绳名义直径与作拉力试验同等直径钢筋的实际截面积之比值),则有

根据上式中钢丝绳所需的破断拉力选出相应规格型号的钢丝绳。

2.吊装钢丝绳受力的计算

选择吊装吊索直径时要根据物体的重量,吊索的根数及吊索与水平面夹角大小来决定,夹角越大,吊索受力越小,反之夹角越小,吊索受力越大。如图:采用两弯四股

钢丝绳与水平夹角的关系,α越小,h越大,夹角就变大,钢丝绳所受张力变小,反之变大,捆绑钢丝绳与水平夹角在450~600为宜,这样,就有吊装时的稳定又不致于加大钢丝绳的张力,在捆绑设备(吊物)时,钢丝绳与设备间应加塞软性防滑物,避免钢丝绳被割伤和滑移。

七、汽车吊的稳定性及站立位置的确定

汽车吊的稳定性是指在自重和外载荷作用下抗翻倒的能力,也就是在其吊起规定的重物离开地面而不翻倒为准。

⑵自身稳定是指在非工作状态下失去稳定而倾倒的抵抗能力,如风力影响等,自身稳定应满足下列要求:

自身稳定系数另外自身稳定还需考虑坡度影响,附加载荷和载荷偏摆等。

2.站立位置的确定:

汽车吊的站立位置非常重要,它对安全起吊和设备就位有着决定性作用,在确定汽车吊站立位置时要充分考虑被吊物的重量、尺寸、被吊物就位时的高度,以及上吊在作回转动作时,是否在安全区域内,同时还要考虑汽车吊的进、出线路以及工作空间无障碍物等,用一台吊车起吊多台设备时,站位更要选择科学、合理、以充分发挥其工作效率,具体要求是:

(1)场地要坚实平整,如需要时铺设枕木或钢板,防止沉陷。

(2)汽车吊的回转支承面与水平面的倾斜度不应大于2/1000。

(3)汽车吊的任何部位与架空高压线的安全距离应符合规定。

(4)汽车吊支腿下部要有足够面积的承压枕木,以保障作业时的稳定。

(5)在坑、沟边吊装时要有的安全距离,其净距离要考虑坑、沟的深度和土质情况来决定,通常安全距离应是坑、沟深度的1.1~1.2倍。

(6)汽车吊站位下方要避免隐蔽工程,尤其是在工厂区,应在站位前摸清情况,必要是进行取证。

八、其它要注意的问题

1.明确汽车吊吊装作业区域,设置警戒线,安排专人负责现场安全。

2.起重作业要有专门的起重工,并且持证上岗,汽车吊要有安全使用许可证,在作业前要对其技术性能作进一步确认。

3.设备的捆绑要有防滑措施,设备就位应视需要在预先加装溜绳,以作就位时牵拉使用。

4.起重作业时风速不得大于13.8m/s(相当于6级风),臂长大于50m起重机作业时,风速不得大于9.8m/s(相当于5级风)。

5.汽车吊在吊装作业时,可先将被吊物按预先起吊半径吊起离地100~200mm,稍等片刻(10~15分钟)观察重物下落情况,各油缸活塞杆回缩情况,结构件的受力情况,必要时加以检测计量,确认符合要求后,放落被吊物,检查支腿支承情况和回转盘水平情况,必要时加以调整,再重新进入起吊作业。

6.避免雨、雪、雾天气作业。

7.不允许不打支腿进行任何起重作业。

8.不允许斜拉、斜吊和吊拔重量不明物体。

9.起重作业时不得随意调整支腿。

10.汽车吊作业区域内不得有防碍作业的障碍物。

11.汽车吊在操作时应平稳起吊,起吊被吊物和被吊物就位时尤其要缓慢平稳,防止快动和制动带来的冲击载荷。

上述有关汽车吊安全技术使用事项,是针对现场吊装实际考虑,是为了合理合规正确使用汽车吊完成相应的吊装工作,主要从吊车性能的保持、吊装参数的选择、吊索的选择、吊车的站位稳定及基本的安全技术措施来着手,把通常应用实际与相关技术规定相结合,力求使汽车吊在广泛的应用领域能安全稳妥的应用,更好地适应新经济建设事业的需求。

汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展

摘 要:近年来,随着人们生活水平的提升,我国汽车保有数量在不断的增多,随之而来的,交通事故发生率也越来越高,因此,全社会开始普遍关注交通安全问题。笔者认为,对于汽车安全技术,一般可以从两个方面来理解,一种是主动安全,另一种则是被动安全。本文分析了汽车安全技术的智能化发展方向,希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词:汽车安全技术;智能化发展;分析

汽车节能、环保、安全是现代汽车技术的发展方向。其中最重要的是汽车安全,因为其和人们生命财产有着最直接关系。汽车安全技术将一系列先进的技术设备加以应用,借助于传感器和雷达,可以对周围交通环境与路面状态等进行检测和扫描,同时,将电子、信息、通信处理技术等应用过来,智能化程度得到了显著提升,车辆安全程度得到了提高。

1 主动安全技术

在车辆控制系统中,非常重要的一个方面是车辆智能安全保障系统,如安全系统、危险预警系统等,通过这一系列先进技术的应用,可以保障行驶安全;将传感器、红外线以及超声波传感器等安装于车身各个部位,这样就可以有效地监测路况、预防事故,尤其在容易出现事故的环境下,如雨天、大雾等,可以借助于声音和图像等,将车辆周围以及车辆自身信息提供给驾驶员,这样就可以有效控制车辆,降低了事故发生率。同时,因为有传感器布置于车身四周,那么就可以对车辆四周的路况分别探测,将回避操作指令等及时提供给驾驶员,促使车距符合相关要求。具体来讲,包括以下几个方面的技术:

1.1 制动系统

通过实践研究表明,借助于汽车制动防抱死装置,可以促使刹车距离得到缩短,在刹车过程中,也可以有效控制车辆,这样交通事故的发生几率就得到了有效降低;而ABS的辅助功能则是电子制动力分配,可以对ABS的功效有效改善,ABS的升级版为加速防滑控制系统,在汽车加速过程中,它可以有效控制滑动率,否则就容易出现打滑问题。

1.2 车速自动控制系统

借助于本系统,车速保持固定,本装置行驶于恒定速度下,加速踏板是不需要踩的,那么车辆就可以更加安全平稳的行驶,车辆如果行驶于高速公路上,这种装置就非常有效。

1.3 视野、控制和显示装置

驾驶员要想安全驾驶,视野非常的重要;要想扩展驾驶员的视野,就可以对摄像头适当增加,对玻璃材料进行改善,将防雾防眩功能给充分发挥出来,如果出现了不利天气,镜面清洁需要良好控制。同时,为了促使黑洞效应得到减少,还可以将紫外线大灯给安装过来,这样驾驶员方可以具有良好的视野,降低了交通事故的发生几率。

1.4 危险警告系统

通过危险警告系统的应用,可以避免车辆与行驶路线偏离,导致碰撞或者其他交通事故的产生。在这个方面,可以将CCD摄像机应用过来,以便对道路上的白线进行识别,如果汽车与行驶的道路发生了偏离,司机没有将转弯信号给出来,系统就会自动将声音预警提示出来,如果司机依然没有将纠正动作,系统就会对汽车自动控制,以便促使行驶方向得到保持。

1.5 预警监测系统

借助于本系统,可以有效监测驾驶者、车辆以及道路状况,并且给出相应的警示。比如行人横穿预警,因为我们将超声波传感器设置于汽车保险杠上,那么就可以对车辆前面的行人或自行车等有效监测,如果出现了一些情况,可以及时发出预警,司机也可以集中注意力。将激光雷达用于车轮控制系统中,采用的光束有着较小的照射幅度,水平振动于水平方向,并且不断照射,结合前车反射光反射回来的时间,就可以对车距有效计算,促使车距符合相关要求,如果过分接近了前车,就会有报警信号发出,对驾驶员起到有效警示作用,行车安全可以得到保障。以马自达汽车为例,应用碰撞预警系统技术,将激光雷达装置设置在格栅上,可以对车前行人进行有效的监测。

2 被动安全技术

2.1 智能安全气囊

如今,安全气囊已经被普遍安装到汽车中,这样如果车辆出现了中等或者严重的碰撞,可以避免伤害到车上人员。调查研究发现,广泛采用的智能控制系统往往具备微处理器,控制系统既需要处理电子式传感器的信号,又需要将点爆信号给输出去。过去所采用的安全气囊,仅仅能够保护车内乘员,而进入新世纪以来,还需要有效融合人、车和环境,因此,在汽车设计过程中,还需要保护行人。可以在汽车前部安装相应的安全气囊。一般经常使用的有两种,发动机罩气囊和单独的前围气囊,通过碰撞传感器,激发发动机罩宽幅气囊,这样机罩气囊就会展开于保险杠上方,可以有效保护中高身材成年人的腹部和臀部,而对于儿童或者身材比较矮小的成年人,则可以有效保护其头部和胸部。碰撞传感器激发单独的前围气囊系统之后,就会展开于左右A立柱之间的风窗底部前方,汽车的这个部分能够被覆盖到,这样头部的防护性能就可以得到有效提高。

2.2 座椅安全带

如今,在设计安全带的过程中,也应用了诸多先进技术,结合车辆的具体设计情况,可以有一定的变形出现于安全带收缩装置中。在检测方面,采用的是碰撞传感器,如果出现了碰撞,司机和乘客得到有效保护。同时,设计的安全带还将孕妇和儿童给纳入了考虑范围,这样孕妇和儿童的安全就可以得到保障。

3 结语

综上所述,汽车安全在汽车电子控制中是非常重要的一个方面,如今智能传感器、执行器以及电控单元等得到了大力开发,并且在汽车上也开始广泛应用雷达技术、计算机网络技术等,可以有效集成汽车安全装置,促使汽车安全性能得到提升。汽车的智能化、信息化和自动化程度不断提升,那么汽车安全也需要朝着智能化方向发展,这样在安全领域内,就需要对安全系统大力开发,保障具有较好的性能和更快的反应,这样方可以有效保障汽车安全。

汽车安全技术论文:汽车主动安全技术和被动安全技术发展探究

摘 要:随着人们经济水平的不断提高,汽车的应用已成为普遍的趋势,由此带来的汽车安全问题成为全世界关注的焦点。本文从汽车安全技术的概念入手,简述了汽车主动安全技术和被动安全技术的应用情况,明确了未来汽车安全技术的发展趋势。

关键词:汽车主动安全技术 被动安全技术 发展

从汽车投入使用那日起,汽车的安全问题就一直是汽车设计者非常重视的问题,针对汽车安全领域的额研究和改进也没有停止过。经过世界各个国家和组织的共同努力,汽车安全技术在很多方向中也取得了不错的成效。加大汽车的安全技术可以在很大程度上减少了事故发生的几率,减轻了由事故所带来的伤亡和各方面的损失,进一步保障了人们的人身安全。

一、汽车安全技术的概念

汽车的发展和应用的百余年里,汽车的安全问题一直受到汽车制造商和社会各界的广泛关注。汽车的安全成为人们重视的重点,随意打开某一品牌的汽车宣传册,汽车安全的介绍往往占据主要的篇幅。汽车安全技术可以划分为主动安全技术和被动安全技术两种。主动安全技术是运用原有的防范,防止交通事故的出现。被动安全技术则是指事故发生的过程中或者事故发生后,把伤害减到低的技术。虽然被动的安全技术也可以减小事故发生的伤害,主动安全技术则更占据主要的位置,主动安全技术可以较大可能的避免事故带来的人员或者车辆的损害。主动安全技术起到防患于未然的作用,减少事故发生后出现的交通拥堵而引起的间接地经济损失的问题。

二、汽车主动安全技术及应用

(一)汽车防抱死制动系统(ABS)

汽车防抱死制动技术就是运用计算机对传感器所探测到的各个车轮的转速进行计算,得到当时车轮的滑移率,以此来确定车轮是不是存在抱死的情况,这时可以对执行机构下达调整制动压力的命令,确保车轮在理想的制动情况中运行。对于防抱死制动系统的认识是如果驾驶人员要进行紧急刹车的情况,可以保持车辆不会因为抱死而失去控制,可以维持住转向力进而躲避障碍物的碰撞。在通常的情况下,防抱死制动技术不可以缩短刹车的距离。

(二)驱动防滑系统(ASR)

汽车的驱动防滑系统是指在车辆进行加速运行车轮打滑的时候,运用把调整点的时间和间歇关闭的喷油阀降低至发动机进行转速,从而降低了发动机的扭矩,保障车轮不出现打滑的情况。汽车驱动防滑系统是防抱死系统的延伸,进一步为防抱死系统进行完善。汽车的防抱死系统可以确保制动过程中的汽车方向的稳定和操纵性,汽车驱动防滑系统则保障了行驶过程中汽车方向的稳定性和操纵性。所以,汽车驱动系统只能对驱动的车轮加以控制,而汽车防抱死系统可以对所有的车轮实施控制。

(三)电子稳定程序(ESP)

电子稳定程序对于防抱死系统和驱动防滑系统具有支援的作用。电子稳定程序运用各个传感器得到的车辆行驶情况的信息实施分析,对前面两种系统发出纠偏的命令,辅助车辆维持好平衡。电子稳定程序由车轮传感器、电脑、转向传感器等部分组合而成。如果汽车在行驶的过程中,转向的参数会不停的传到电脑,电脑可以结合其他传感器的值来对该车辆行驶过程的转向不足进行修正。

二、汽车被动安全技术及应用

汽车的被动安全技术是指当事故已经发生后,运用车内的保护系统保障车内所有人员的损失降低到最小的程度。

(一)安全带

安全带的应用有着很久的历史,如果出现剧烈碰撞的情况,安全带可以确保车内人员的身体状态不会出现乱动,为其他的安全设施发挥作用奠定基础。汽车上所运用的安全带一般有两点式、三点式、四点式和斜挂式,分别由安装固定件、调节件、织带等部件组合而成。目前的安全带技术运用电子限力预紧的模式,这种模式的使用不仅可以地锁定安全带,也可以在收紧安全带的同时保障乘车人员的身体和椅背靠紧。电子式的安全带和安全气囊隶属同一套的控制设施,如果出现剧烈撞击的情况,安全带就运用自带的收紧装置比气囊优先工作,更有效的确保乘客的人身安全。

(二)安全气囊防护系统

安全气囊防护系统的应用在很大程度上减小了碰撞发生时车内人员的受伤几率。安全气囊划分为气囊系统、传感器、气体发生器三个方面。由于技术的快速发展,安全气囊的保护范围也不断的加大,安全气囊的应用可以使紧急的撞车事故中减少车内人员遭受仪表盘、方向盘和挡风玻璃对于颈部、头部、和胸部剧烈的撞击。保护气囊的保护部位由安装位置所决定。安装正面的安全保护气囊需要在车头的左右两面30度的区域内的正面碰撞并达到一定的碰撞的速度和力度方可引爆,侧面的安装要求碰撞点在中心线60度左右的区域内。所以不要以为安装了安全保护气囊就万事大吉了,在没有系安全带的情况下,安全气囊对于保护人的左右更小,也有可能出现不好的作用。因此想要发挥气囊原有的作用,首要的条件是系好安全带。

(三)自动求救系统

自动求救的系统是被安装与GPS车上近期的被动安全系统。如果车辆发生严重的碰撞事故后,此系统可以快速的向救援中心发出呼救,并把事故发生的位置和车辆所处的状态进行报告,为救援人员尽早的获知伤员的信息做了快速的传达。自动求救系统不仅可以预测车内是否有需要救助的人员,也可以检测出车厢内部微量的二氧化碳和轻微的震动情况,为尽快、尽早的救助受伤人员争取了宝贵的时间,把伤亡的指数减小到低的限度。

三、汽车安全技术的发展趋势

随着电子信息技术的快速发展,越来越多的智能技术在汽车上得以应用,安全技术也向智能化的方向推进。安全技术的智能化主要表现为可以对车辆的行驶情况时时监控、对车辆自身进行监控、可以对驾驶人员进行监控。比如:可以对在车辆运行过程中驾驶人员的瞌睡情况提出警示,智能化的系统也可以对于驾驶人员的身体状况进行监控,判断驾驶人员是否适合驾车。也可以运用智能化的装置对车辆自身进行监控,杜绝出现病车上路的情况,减少事故出现的几率。

可以把汽车、人和道路当做一个系统来进行研究,达到三者的协调发展,确保各自性能的匹配状态,达到驾驶人员的行为特征和道路的设施、交通法规各方面的协调模式,保障整体系统的效益。

为了确保汽车的主动安全系统和被动安全系统可以合为一体的使用,达到更高的安全性能,在较大的程度中保障车辆、车内乘客和路边行人的安全。把雷达、稳定的控制电子传感器和影像传感器进行整合,的监控驾驶的环境,自动的帮助驾驶人员运用更好的防护方法。

结束语:汽车作为现代社会无可替代的交通工具,不仅给人们的出行带来了方便,随之而来的还有重大的安全问题。汽车主动安全和被动安全具有相互补充的功效,基于现今汽车的主动安全技术和被动安全技术的应用,对未来汽车的安全前景做出展望。

汽车安全技术论文:汽车主动安全技术新动向

如果要列举目前汽车技术最热门的领域,主动安全无疑应该榜上有名。近日有媒体测算,根据目前汽车保有量、增速和电子系统价格,未来3年国内汽车主动安全系统前端市场有望达2926亿元人民币的庞大市场规模;夜视系统后端市场也将达733亿元人民币。

碰撞预警、紧急制度辅助刹车、驾驶辅助、自动泊车、车道偏离警告、ABS、电子差速锁……如果留心一下,你会发现,在2013年上市的新车会上,这些主动安全技术名词开始被作为新车营销的亮点频频提起,德尔福高管甚至称“2013年是中国汽车主动安全元年”。包括德尔福在内的博世、电装、大陆、天合、威伯科等外资零部件企业,早已看准主动安全会在国内汽车市场得到大规模应用的前景,均展在这方面开展了大量的前沿研究。

这里,《汽车科技》把近来主动安全技术的新动向分为三类,分别为大家呈现。

外部检测系统

汽车主动安全策略中,外部检测系统一般主要是针对车辆外部危险物体的靠近进行的检测,用以对驾驶人员进行预警,沃尔沃公司在这方面近来有项新的技术,可以主动发现“突然冒出来的骑行者”。

今年1月份,沃尔沃宣布跟瑞典头盔及运动防护装备公司POC合作,并提出了全新的交通安全理念,他们的及时个合作项目就是从汽车到自行车的通信系统,即在四轮的机动车和两轮的自行车之间建立信息交互渠道。这个合作项目的基础是沃尔沃在2013年3月份的骑行者检测技术。沃尔沃与POC将在今年的下半年进行新技术的公开展示。

所谓骑行者检测技术,是对与车辆行进方向相同的骑自行车的人进行实时监测,能够在即将发生碰撞时自动全力刹车的主动安全技术。这项技术是对行人检测技术的一大更新,对于已经实装行人检测技术的车辆,可以直接升级这项新功能。

根据沃尔沃统计的数据显示,在欧洲,有50%的骑行者死于与汽车相撞。因此,对于骑行者的安全保护技术,也被提上日程。但是,与行人相比,骑行者的速度更快,而且同时有“人”与“物体”两种因素,要进行骑行者检测,对检测系统就有了更高的要求:必须能够进行更快的视觉数据处理功能,能够实现更快的识别和更精准的判断。

骑行者检测系统中三项设备各司其职:安装在进气格栅上的雷达,用于识别探索范围内是否有物体并计算两者之间的距离;安装在车内后视镜前方的摄像机,用于判断物体的类型,是行人、车辆、动物还是骑行者;还有一个中央控制单元,持续不间断地监控并评估前方的交通情况。

该系统不仅能够检测前方行人和骑车人,向司机发出提醒,还能够在司机反应不及的情况下主动采取制动。虽然无法避免碰撞的发生,但该系统至少能够将碰撞发生后的损伤降到低。

国外汽车媒体AOL Autos将这项技术评为年度技术之一。最重要的是,沃尔沃已经准备将该系统搭载于2014年款的车型系列中。

去年,国内科研人员也开发出了成本更低的外部车辆预警摄像头。

在模拟的数字画面中,通过视频捕捉的前方车辆与测试车的间隔距离实时显示,10米、8米、6米……滴滴滴,当两车距离过近时,系统立即通过声音向驾驶者进行预警。这就是27岁的新加坡南洋理工大学工学博士刘国清展示的新型汽车主动安全系统。

“它的工作原理与沃尔沃、奔驰这些高端汽车配备的碰撞警示系统工作原理相同。后者是基于雷达,我们的系统只需要依赖于一个摄像头。”刘国清是南京一家信息科技公司的总工程师,“与辐射范围只在2到3米的短距离倒车雷达不同,应用于汽车前端的长距离雷达的成本很高,因此只能在高端品牌的汽车上配备,或提供选装,价格都在万元以上。”正是这一点的核心区别,使得刘国清和他的创业伙伴们找到了市场中的这块蓝海,“目前,我们是国内首家以视频捕捉分析技术为核心的主动安全系统研发团队。在世界范围内,也只有少数几个独立团队和国际汽车集团从事这一类型的产品开发。”

“一部iPhone 4S的摄像头和芯片处理能力就能满足技术的硬件需要。”刘国清透露,以这套新型汽车主动安全系统为蓝本开发的App将以免费的方式在苹果商店提供下载,“只要开车时将手机进行类似行车记录仪的方式进行固定,打开软件就行。”

驾驶员辅助系统

驾驶辅助是较早开始应用的、针对驾驶员的主动安全技术,尤其是在大型客车上,辅助配置越来越多。目前针对驾驶员的主动安全技术有一个热点――防驾驶分心,通过各种跨学科手段,检测驾驶员的注意力集中状态,用以指导甚至控制车辆的运行。

很多人觉得自己可以一脑多用,但科学证明并不是如此。“大脑是一台集中注意的机器;它只能一次进行一项任务,”Geoff Mackellar说,他是神经工程公司Emotive的CEO。“因而当你觉得自己在进行多任务处理时,实际上只是在不同任务之间迅速地来回切换。”当你边开车边发邮件时,后果是非常危险的。

Emotive和西澳大利亚皇家汽车俱乐部最近刚完成了一项研究,他们造了一辆叫Attention Powered Car(注意力驱动车)的汽车,用以研究我们开车时分心的频率。这车就跟它的名字一样:只有当你注意力a集中时才能全速开动;如果你分心了,它会根据程度来调降车速。

他们使用EPOC(过量耗氧)建立了一个精神探测系统,用来测量驾驶者转换注意力的频率。它会跟踪整体的注意力水平,同时会测量驾驶者喝咖啡或是玩弄广播时的注意力。那个耳机拥有14个EGS传感器,用来测量整体的大脑活动,有8个专注于大脑额叶,这是集中注意力的地方。

最有意思的是Mackellar可以知道一位驾驶者将要分心,在你拿手机发短信之前它就知道你要分心了。“我觉得很惊讶,我们可以探测驾驶者将要做什么事的意愿水平。”他说。

2013年,日本的一名工程师还研制出了一种基于计量生物学原理的车用安全系统,可通过名为EEG的脑电波扫描仪监测司机的脑电波,从而判断出是否有劫车、疲劳驾驶、酒驾或引擎熄火等异常情况的发生。

这个EEG系统由一系列的电极组成,通过连接司机的头皮来检测其脑电波。和指纹、虹膜或者视网膜一样,每个人的脑电波都不同,可用于作为甄别个体的依据。

EEG系统在投入使用前需要首先获取车主在正常驾车状态下的脑电波,当出现劫车、瞌睡、酒驾等突发事件时,车主的脑电波会出现异常,系统即可通过有异的脑电波获知驾车情况有变,进而发出警示或作出其他的必要反应。当有人试图盗车时,EEG可检测出脑电波并非车主所有,自发制动引擎,使汽车无法启动。

在未来,或有可能推出通过无线连接装置将车主的脑电波信息传送给汽车、电脑、智能手机或其他需要持续认证的装置。最为理想的情形是:所有的此类装置都能在车主在场时自动解锁、在车主离开时自动上锁,无需任何手动操作。但距离如此智能化的系统还有多远距离,尚未可知。

2012年4月,谷歌了风靡一时的谷歌眼镜(Google Project Glass),它是一款“拓展现实”眼镜,具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。今年初,谷歌宣布正在研发一款名为Drive Safe的app,将和谷歌眼镜配套使用,用于在司机出现瞌睡迹象时发出警示提醒,并帮助其寻找距离最近的休憩场所。

司机通过语音命令“眼镜,让我保持清醒”即可启动该app。该app主要利用一个红外线传感器和一个倾斜传感器运作,其中,红外传感器检测司机的眨眼情况,倾斜传感器用于测量司机的头部方位,两者测量得出的数据可通过一个特殊的公式计算出司机是否在打瞌睡或有打瞌睡的趋势。如果计算结果显示司机已出现驾车疲劳,那么app就会出现语音警示提醒,并提供距离最近的休息地址。

不过以目前的状态来看,以上三种技术现在还很难应用到实际当中,很多人连安全带都懒得系,更不用说戴个傻气耳机、眼睛或其它装置了。此外,注意力驱动车在公路上随便减速也是很危险的,而谷歌Drive Safe需要和谷歌眼镜结合使用,司机有可能收到眼镜发出的其他无关消息对驾车过程带来干扰,加利福尼亚州就曾处罚过一位戴谷歌眼镜开车的女性。因此,它们是否会商业化还难以定论。

2013年11月,伟世通电子提出一种全新的车舱新概念,其中采用多用途摄像头用于监视路况的同时,保护司机的人身安全。

全新的多功能摄像头能够将特定的驾驶员控制系统增强,能够减少司机在操作这些系统时所花费的时间,减少司机分心的几率。多功能摄像头同时还能够辨认出驾驶者的样貌,并根据情况调节某些系统的运作方式,这一功能用于防止窃贼或强盗时非常有用。

多功能摄像头安装非常方便,可安装在驾驶舱内的各种位置,以实现视野。通过将收集到的画面经过微处理器计算,系统能够辨别出司机当前视线聚焦的地方,例如汽车中控台还是路面。根据这些数据,系统能够即刻自动增强这些功能的可视性,让司机更容易看到信息。

系统拥有的识别能力还可用于自动调节座椅位置或侧视镜。此外,万一有窃贼进入车辆后,系统判断出窃贼并非司机本人后将禁止发动机起动,甚至将拍摄到的入侵者图像保存下来。

前方摄像头与普通摄像头功能一样,检测前方车辆、行人和道路标志。当前方出现障碍物时,微处理器将前方摄像头收集到的画面数据进行计算,而后方摄像头则解析司机当前视线的聚焦点,并判断出司机是否看到了前方的障碍物。这项信息会以声音警报或在仪表盘上弹出信息的方式转达给司机。

伟世通电子正在向各汽车制造商展示这项技术,希望将其运用于未来的汽车安全系统中。

智能交通系统

主动安全新技术还集中在智能交通领域,通过共享道路、车辆信息来预防事故发生。

以前车辆搭载的主动安全系统信号输入主要是由大量的随车传感器提供的,这些随车传感器主要监控驾驶状况以及潜在驾驶危险。而现在已经有大量的研究人员开始研究利用一些外部组合传感器增加甚至替代主动安全系统之前的信号输入种类。

相比之前单纯依靠摄像机、雷达等随车传感器数据的局限性,通过结合GPS卫星数据和车载导航数据作为主动安全系统的信号输入来源具有更广泛的数据输入类型。

越来越多的公司开始研究车辆与车辆、车辆与基站的通信技术,也就是V2X(Vehicle to X)技术。此种通信技术采用了传统车载通信系统不常采用的专用短程通信手段。尽管V2X技术面市还尚需时日,但是其主要的公路测试已经完成。等到美国车辆监管机构批准其上市时,其公路测试的数据将作为主要的数据基准。正因为此技术所带来的车辆安全性以及可承载车流量的大幅提升,目前已有大量的汽车生产厂商正计划在将来将此技术应用到车辆当中。

当路前方较远距离存在潜在驾驶危险时,V2X技术可以及时的通过基站与车辆进行通信,提早做出相应减速措施。相比较随车传感器实时性突出,远距离预警则有所不足。V2X技术的远距离预警功能不仅可以提高驾驶安全性,而且对于提高燃油经济性、保障交通顺畅同样具有重要作用。

目前,德尔福、电装、伟世通等都投入人力、物力研究。

伟世通高级开发副主任Brian Daugherty表示:“V2X系统造价与传统辅助驾驶系统相比要低一些,V2X技术不仅可以作为传统辅助驾驶系统功能上的补充,而且还可供低配车型选配。”

在谷歌宣布125亿美元收购摩托罗拉移动公司两个月后,后者了一款摄像头系统及其专利图,据悉,这项系统能够将检测到的路况信息与其他车辆的司机共享,这也是该公司为数不多的直接与汽车相关的技术专利。这项代号为US 13/556,081的专利或将帮助司机降低道路风险。

“该摄像头系统将收集到的路况信息拍摄记录,并将多媒体信息传输给即将抵达此地的车辆,起到预警的作用。”以上是专利的部分技术说明内容。

系统中包括视频编码器、摄像头、无线电频率调制电路。其中,后者起到调节雷达信号、视频信号8的作用,系统利用跨车辆警报系统(inter-vehicle alert system)控制摄像头捕获视频数据,将视频数据通过后方天线装置传输至其他车。

作为汽车安全措施的重要一环,a新车主动安全系统评价也越来越重要。2013年10月底,中国C-NCAP 管理中心评价部部长、国家轿车质量监督检验中心副总工程师刘玉光透露,新版C-NCAP评价规程预计在2014年形成初稿,2015年定稿并公布实施。“从中远期来看,C-NCAP研究的方向将会更加侧重主动安全、碰撞形态、测量效果、安全考核四大领域。”随着更多企业的加入,主动安全市场由当初的蓝海已经变成了拼杀激烈的红海,但国内企业还是处于被动跟随的状况,等到技术大规模普及红利显现时,我们是否只能望洋兴叹了?

汽车安全技术论文:汽车主动安全技术势在必行

现如今,中国汽车市场发展快速,国内消费者对驾车生活的追求也逐渐从满足基本的代步功能转向追求舒适和安全等更为高层次的需求。对于保千里汽车主动安全系统,汽车电子行业知名品牌广州飞歌汽车音响有限公司的副总经理陈健勇表示,如果能够有效针对潜在危险向驾驶者提供更加、及时的信息,可以有效提升国内汽车安全水平,这不仅对车主是一大福音,也给行业今后在汽车主动安全领域的发展指明了方向。同时,他指出:“汽车的交通安全是我们汽车电子企业的一份事业,同时也是一份社会责任。道路的交通安全离不开企业的创新发展,企业在市场推广的同时也提高了交通参与者,尤其是车主的安全意识。我相信,随着消费者观念的转变,汽车主动安全系统这类产品的市场前景是非常好的。”

据陈总介绍,主动安全相比被动安全,更能保障驾乘者的安全,防患于未然。从过去的数据来看,被动安全的参数基本接近饱和,它的作用已经接近于极限。现在大家更关注的是怎样预防事故的发生,因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。“在汽车业群雄逐鹿的今天,无论从消费者的角度出发,还是从汽车电子行业发展方向来看。中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向,在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。”他说。

深圳市汽车电子行业协会副秘书长陈会军也表示,汽车主动安全产品是一个大趋势,将来会慢慢形成一种标配。他说:“对于驾驶者来说,他们需要的是越来越安全,而汽车的进化就是往安全、便捷、智能化方向发展,所以汽车的主动安全在今后相当长一段时间内可能会占领主要的位置,特别是汽车电子这一部分,汽车安全部件现在增长是非常快的。现在很多品质车都已经安装了主动安全系统,一些中档车也开始在装,根据每个车厂设计的车型的不同,功能会有一些小的差异,但是大的方向是相同的,各个车厂都有自己主动安全的基准侧重点。”

不过,就目前来看,尽管主动安全方面的产品开发已经取得一定的成就,但当前汽车主动安全防护方面的应用状态还很少,普及率较低。对此,陈秘书长表示:“从前装的车厂来看,很多品质车都已经装了,但是后装有些难度,也有技术方面的问题。目前后装的可能只是在原来的基础上加装一些预警和提醒的功能,对车本身的驾驶没有干预,但是前装的车厂很多时候可以对整车的驾驶进行干预,比如自动减速或刹车,这是有很大区别的。从普及率来说,比较快的还是前装车厂的这种模式,但品质车毕竟买的人不多。不过到了中档车也有这种功能的时候,也会有更多的人对主动安全这个概念有更清楚的认识。比如20万以上的车都标配有这种功能的话,那对于普及来说是非常有利的。”

而飞歌的陈总分析道:“任何一个新产品的研发过程都是不易的,因为主动安全是一个新领域,对企业不仅仅有技术上的创新要求,对企业的研发思路上也有极大的创新要求。目前国内主动安全技术的研发相对滞后,但广阔的前景不言而喻。当然,主动安全的意识要不断推广普及,让更多企业和车主加入主动安全的行列。”

那么,汽车电子企业能为汽车主动安全的发展提供哪些支撑呢?陈总说:“我觉得汽车电子行业在汽车主动安全领域还是大有可为的,就拿飞歌自身产品来说,其中就有一项很重要的功能胎压监控。驾驶者可以通过车内提示系统来判断轮胎胎压情况是否正常,避免因轮胎亏气出现的行车跑偏,预防因胎压不正常出现的爆胎情况,在高速行驶时对于乘坐者的安全也是一种保障。汽车电子的种类繁多,但无论是什么类型的产品,都应该从自身角度出发,将细节做到。特斯拉开启了汽车的智能时代,让有技术优势的企业有了新的生机。汽车的智能整合也即将开启,例如主动防撞、道路偏移纠正系统和专业的夜视记录仪就能通过智能系统充分结合。汽车电子企业可以在车辆的通讯、发动机控制、OBD报警、远程故障诊断、轮胎、夜视、主动防撞、车道偏移纠正、救援、云数据等方面提供近期技术和产品支持。将来安全性汽车电子产业将是一个百花齐放的阳光产业。”

在陈总看来,企业的竞争形态可以看出一个行业的发展状况。目前已经出现了很多创新的、有特色的汽车电子产品,除了保千里汽车主动安全系统外,还有自适应巡航系统、车道偏离警告系统、主动刹车系统以及防撞系统等产品。但车载导航是汽车与人沟通的中心点,扮演着司令部的角色。将来所有的汽车智能化产品都是借助车载导航来实现操控与通信。所以,将来的汽车主动安全系统与车机是一个相互配合、相互推动的过程。

对于汽车主动安全未来的发展,陈秘书长也提出了一些建议:“对于汽车制造厂而言,我觉得在汽车设计定型和销售时可以在汽车主动安全方面多做一些科普和宣传,这样可以进一步提高车的销售和买车人的安全意识。而对于后装市场,要尽量将产品的稳定性和性做得更好一些。但我不是特别赞同后装主动安全的企业去干预车辆的驾驶。我觉得后装市场做主动安全的企业把预警做好,能做到提醒驾驶者这就够了,不要轻易涉入车身去干预驾驭。不管是后装的差异、品质,还是品质的管控,安装的难度,市场销售的策略,我觉得都应该是这样子。”

结语

很明显,消费者对于汽车主动安全的需求是存在的,这种需求已经逐渐被激发出来并促使汽车业进入了主动安全时代,这对于汽车电子企业而言无疑是一个机遇。或许过不了多久,将会有越来越多的企业挤进汽车主动安全这片蓝海,那就让竞争来推动这个领域的创新和提升吧!

汽车安全技术论文:汽车安全技术运用及发展趋势研究

摘要:汽车安全技术的运用提高了汽车的安全性,降低了事故的发生率,对保障人民的生命财产安全又重要作用。本文首先探讨了汽车安全技术的运用,然后阐述了其发展趋势。

关键词:汽车安全技术;主动安全技术;被动安全技术;发展

一、汽车安全技术的运用

1.汽车主动安全技术

汽车主动安全性是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了主动安全系统。

(1)距离警示系统

该系统主要特点是在自适应巡航控制系统(ACC)关闭时,也可帮助驾驶员保持与前车的安全距离,当距离警示系统被激活后,驾驶员可预先设定驾驶车辆与前车的时间间隔,汽车行驶时,系统探测到驾驶的车辆与前车的时间间隔低于设定值时,会在前风窗玻璃上发出警示,同时发出警告铃声,如驾驶员仍未采取任何安全措施,这个系统会主动制动。沃尔沃汽车公司最近开发出了这种防止撞车的距离警示系统

(2)行人安全系统

除了提高交通参与者的安全意识以外,主动避让的行人安全技术的开发显得尤为重要。该系统由集成在前格栅中的雷达装置,装在车内后视镜前面的摄像头和一个中央控制单元组成。雷达的任务是探测车前的物体并确定与车的距离。摄像头则确定物体的类型。行人安全系统不仅能够对前方静止或行驶的汽车做出反应,还可以探测到任何身高80cm以上的行人(包括儿童)。如果有人走入汽车的行进路线,系统即会发出警告;如果驾驶者未能及时做出反应,系统会自动全力制动。在车速小于35km/h时,可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,则尽可能在发生碰撞前减小车速。并在发生碰撞前施加全力制动,规避或较大程度减少事故发生的伤亡程度。

(3)误踩踏板加速抑制系统

日常生活中,经常会有些新手驾驶者因为把油门当制动酿成的惨剧,针对这一现象,日产研发的误踩踏板加速抑制系统能够有效地降低惨祸发生的概率。在限定的区域内,只要该系统启动着,无论驾驶者用多大的力度踩加速踏板,车辆都不会猛的向前蹿出去。这个系统将成为很多新手驾驶者的福音。该系统通过全景式监控影像系统的4组摄像机获取图像信号数据,可以识别车辆是在道路行驶还是在停车场内(或者前方有障碍物)。

(4)远红外夜视系统

夜间是事故高发时段,照明系统是否直接关系到汽车驾驶员的生命安全。近期的夜视辅助系统可让驾驶员在夜间提前看清近光灯照不到的交通标牌、弯道、行人、汽车、障碍物或道路上其它可能造成危险的物件。装备夜视辅助系统的汽车装有两个红外线前照灯,可以找到前方大约200m的距离,在风窗玻璃内侧,有一个小型红外线摄像机可以记录前方的驾驶环境,减弱干扰的耀眼光,提高其它物件的显示亮度,并将其显示在驾驶员仪表板的显示屏上。

(5)驾驶者警示控制系统

由于高速公路网的不断完善,增加了长时间驾驶的机会,驾驶人员极易疲劳和注意力不集中,由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示,避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生。在车辆进入容易使驾驶者进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶者注意力不集中的环境时,当车速超过60km/h,该系统激活;当车速超过65km/h,系统便开始进行干预。

2汽车被动安全技术

汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。

(1)膨胀式后座安全带

福特开发的膨胀式后座安全带在事故发生时,通过把撞击压力分散到更大面积来扩大保护范围,为头部和颈部提供额外支持,有助于减少撞击对胸部的压力和控制后座乘客头部和颈部的移位。该系统将筒状气囊折叠成褶皱状收放在安全带内侧。在发生正面碰撞或侧面碰撞时,汽车安全带传感器在瞬间测定碰撞的严重性并展开气囊式安全带的气囊,从发生碰撞到气囊膨胀打开只需40ms的时间。

(2)外部安全气囊

福特开发的外部安全气囊系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊;一个是前围安全气囊。两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞发生时,碰撞预警传感器激活发动机罩气囊,其在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开,50}75ms内完成,充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。

(3)智能型安全气囊技术

所谓智能型安全气囊是在原有安全气囊基础上增加传感器,以探测前排座椅上是否有人,乘员是儿童还是成年人,是否系好安全带及驾驶员和乘员在座位上所处位置。智能型安全气囊有5类传感器:重量传感器可根据座椅上重量测量出是否有人,是大人还是小孩,是男性还是女性;红外线传感器根据热量探测人的存在;电子区域传感器通过测量低能量电子区域的电流,测定乘员是否存在和其所处乘位的位置;光学传感器判定人体存在与否和其位置;超声波传感器分析反射波探明乘员是否存在及其位置。

二、汽车安全技术的发展趋势

为了避免或减轻行人与车辆相撞时发生伤害的严重度,提高车辆的各项主动与被动安全性,世界各大汽车公司投入巨大的人力、物力和财力来研究和开发汽车安全保护技术和产品,并逐渐应用到现代汽车上。未来汽车的安全技术将向着智能化主动化和集成化的方向发展。

智能化。在科学技术不断发展的今天,高科技在汽车制造业中的运用越来越多,使汽车安全系统向着智能化方向前进。通过这些智能化设备的运用,提高了汽车操作的简便性和安全性,保障了人们行车的舒适与安全。

主动化。数据表明,汽车被动安全技术的发展已经到了瓶颈阶段,很难再有新的突破,其作用已经接近极限。现如今,只能通过运用主动安全技术来提高人们行车的安全性。

集成化。将主动安全技术与被动安全技术进行融合,使之形成一个有效的网络,协同发挥作用。中央控制系统能够在危险逼近时主动辅助驾驶者驾驶汽车,而如果事故无法避免的话,系统将会在有限的时间内,把事故的后果减轻到最轻的程度。

三、结束语

车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。

汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状及展望

摘 要:安全技术是汽车技术中最重要的问题。保障汽车技术的安全性可以减少交通事故的发生,减少交通事故带来的伤亡和财产损失。研究和展望现阶段的汽车主动安全技术和被动安全技术,并对汽车安全技术的前景进行展望。

关键词:主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统

1 引言

作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中,笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。

2 汽车主动安全技术

汽车主动安全技术主要包括:防抱死系统,电子稳定系统,电子制动力分配系统,转向控制系统,防滑转系统等技术。

2.1 防抱死系统

防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态,并对其作出调整,防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示,轿车,重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后,交通事故发生率分别减少了8%,15%和5%。通常情况下,防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。

2.2 电子稳定系统

通常情况下,电子稳定系统包括以下几种功能模块:驾驶员疲劳检测,距离控制,周围环境检测,刹车助力器,限速器,综合稳定性控制,汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用,可以很好的提升汽车运行的稳定性,从而减少汽车交通事故的发生。

电子稳定系统的工作原理是:通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据,数据会被传输到微型计算机控制系统,系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较,以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态,系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果,如果不稳定程度比较严重,系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生,保障汽车安全。

2.3 电子制动力分配系统

电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例,从而保障汽车的刹车性能。同时,电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是,利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力,控制每个车轮对应的刹车装置,根据得到的数据提供相应的制动力分配方案,从而保障汽车驾驶的安全性。

2.4 汽车牵引方向控制系统

汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器,减速传感器,车身摇摆角速度传感器,转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力,防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是:利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同,系统会自动的调节刹车控制器和加速器,同时在不同的车轮上独立的进行制动,从而保障汽车驾驶的安全性。

2.5 汽车防滑转系统

汽车防滑转系统是一种新出现的系统,是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是:电子传感器监测主动轮和从动轮的转速,如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高,系统就自动发出控制命令,例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。

3 汽车被动安全技术

汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。

3.1 安全带系统

安全带系统的作用是在交通事故中,减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是:预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧,同时安全带将乘坐者固定住,以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时,安全带会自动松开。大量的测试证明,安全带较大可以承受1.4吨的力量,可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。

(1)安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息,如果发生碰撞就释放出脉冲,脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀,迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体,棘爪盘带动轴转动,安全带就绕在轴上,因此瞬间实现了安全带的收紧功能。

(2)安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后,转动棒即开始转动,从而松开安全带。

3.2 安全座椅

安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计,制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的,在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计,可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。

3.3 安全气囊

汽车安全气囊,通常设置在车内正面,侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度,当汽车发生碰撞时,安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气,保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于,当汽车碰撞不是非常剧烈时,安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。

3.4 COF能量吸收刹车踏板

统计表明,世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折,甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时,驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车,这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。

为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板,最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时,刹车踏板会在制动后自动分解,从而使驾驶者右腿受到保护。

4 汽车安全系统的未来发展方向

4.1 激光测距成像技术

激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题,但也具有一些自身的缺点,例如噪音大,测量精度和分辨率低,成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度,此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。

4.2 集成传感器技术

和激光测距成像技术一样,集成传感器技术也正处在研究阶段,并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用,现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。

4.3 综合控制技术

此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好,分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。

例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”(ARTS),对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进,它能够自动检测乘坐者的体型,头部所处的高度,并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度,从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。

福特公司的“综合安全系统”(ISS),该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统,由超过50种的系统综合组成。

5 结语

人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术,我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步,朝着更高,更远的方向而发展。

汽车安全技术论文:中国汽车安全技术的现状与展望

摘 要:交通意外伤亡率高是当前中国的严峻形式,所以企业、学校、科研机构已加紧研究和开发汽车安全技术投资,加速安全技术和产品开发能力提升的过程。独立的C- NCAP五星级品牌汽车,以获得较高的分数,中国的飞跃带动了安全技术的发展。行人的保护、后排乘客的保护、保护骑自行车等被列入安全研究之内;主动安全系统、预碰撞系统、智能汽车网络系统的研究和发展,已进一步成为了人们关注的焦点,更高层次的乘客、车辆和环境相关的主动和被动安全技术的融合协调,将推动零伤亡的汽车碰撞安全概念的实施。国家研究开发和商业化的主要问题,是完善法规与标准的建立,将成为汽车安全技术的飞速发展。

关键词:中国汽车安全;技术;现状;安全

近年来,中国汽车产业的快速发展。中国已经超越美国作为世界较大的汽车生产商,在2010年中国汽车销量分别为1.826万美元和1.807万美元,汽车产量和销量都超过1800万,赢得了世界的及时。中国汽车保有量以突破70亿,达到一个新的高峰,不断增长的汽车事故造成的大量人员伤亡,是当前中国面临的一个首要问题。为了减少交通伤亡率,提高车辆乘员保护,汽车安全技术已经成为中国汽车产业的最重要的研究方向之一。引进先进的汽车安全技术和研发,努力提高中国汽车产业的自主性是必须经历的过程。

一、中国汽车安全的现状

随着中国社会人们的安全意识的淡薄,中国交通意外在年年增加,日益增长的交通伤亡率,进一步反映了整个中国的汽车安全性能低(见图),虽然在汽车销售存在一个巨大量的突破,中国的汽车安全技术发展还比较落后。

因此,根据中国的国情,为中国新车评估C - NCAP评价体系建立,揭开了中国汽车安全技术快速发展的序幕。国内消费者从以前的重外观不重质量的角度来看,逐渐转化为车辆的安全性能是购买的首要标准,C - NCAP汽车安全星级,以帮助消费者更直观地识别车辆安全性能的表现,正是因为有这样的第三方评级机构,有效地促进了国内汽车公司在汽车安全技术的研究和开发,以及安全配置,加大投资力度,不仅是为了实现国家的法律法规和标准,但深入挖掘并满足消费者的安全需求。中国汽车安全性能的要求逐步提高汽车零部件的质量要求也越来越高,安全零部件供应商积极引进国际先进技术,加大投资力度,研究和开发新产品,以提升国内整体汽车安全部件性能。消费者,原始设备制造商、供应商有效地刺激国内汽车安全技术和产业进步之间的互动。

二、汽车安全的类型

1、主动安全技术

主动安全技术指的易用性和舒适的驾驶条件,以帮助司机避免事故的技术。主动安全技术,包括底盘的主动安全技术,安全预警技术和集成安全技术,整个主动安全技术的发展,如图2所示。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为核心,最终通过机箱组件用于与安全相关的控制。以及开始的防抱死制动系统及其应用(防锁定制动系统.ABS)。

2、主动安全控制

主动底盘控制技术是底盘的主动安全控制与执行以电子制动控制,是使用最广泛的技术。电子稳定控制系统(ESC)在主动安全性的底盘控制技术起到很重要的地位。如图(3):在电子稳定性控制系统通过传感器和汽车驱动程序的实际操作状态的操作意图检测到的数据的比较,和差补偿施加到车辆制动横摆力矩控制的转向特性的变化和改进横向稳定性,从而减少交通事故的数量。

3、安全带

安全带是及时个在中国市场上已经普及的被动安全装置,三点式安全带已成为标准的安全装置。在已经升级的基础上,出现了三点式座椅安全带预张紧器,安全带预紧器和限力器,安全带具有更多功能的安全带,安全气囊,座椅安全带预紧限力等;在中国市场上有三点式安全带的一般逐渐开始取代普通的三点式安全带成为各种车型的标准配置。国内汽车制造商积极引入更智能的电机皮带,电机皮带(参见图8)通过预碰撞警告系统检测到碰撞的风险,可以增加安全带来的电动安全带卷收器,符合消除安全带松弛预碰撞的主动安全系统可以更好的乘员约束,以减少可能造成的损害。

车外人员保护措施

虽然中国汽车保有量在200万左右,但作为一个发展中国家,基础设施相对薄弱,人口众多,混合通过主要道路交通状况时有发生,导致越来越多的车毁人亡,事故中行人的伤亡率、行人事故死亡率高约占总死亡率的26%,高于其他类型的交通人员死亡7%。中国在近几年才开始开展行人保护研究,2009年10月30国家了GB/T24550-2009 “汽车对行人的碰撞保护”的法规和标准,体现了中国政府和汽车制造商的行人注意安全。目前,中国汽车技术研究中心有一个完整的模块,能够超过七冲击实验,包括头模块(成人和儿童)的发动机罩冲击试验,腿模块保险杠冲击试验,大腿模块引擎盖边缘震荡行人保护测试实验室,其他汽车制造商都在积极行人保护实验室的建设。自行车作为中国的主要手段,在复杂的道路环境运输也面临着由机动车辆发生碰撞的风险,根据中国的交通情况,有关大学对驾驶自行车与汽车的骑手接触位置与车辆碰撞速度进行试验,碰撞运动的车手,机械师和人身伤害事故等方面的重建,事故模拟,建立中国人体特征作为参数的碰撞模型模拟研究,并寻求降低骑手受伤的解决方案。

三、国家汽车安全法规和标准

目前的汽车安全法规的释放与建立对中国汽车安全有积极的影响,侧面碰撞、安全气囊技术、安全带技术、安全带提醒装置、儿童座椅、行人保护法规等;相对于欧洲,美国和日本而言,的滞后是我国最基本的国情;欧盟的ECE / EEC法规相对较早,作为中国汽车安全研究时间较短,并开展小范围,技术能力和缺乏这方面的经验是经验丰富的中国缺乏的主要原因。经过多年的努力,支持了自己的品牌,以及高校,国家正在建立具有中国特色的汽车交通安全法规,打破国际技术壁垒,一直占据着很重一页。要加快中国汽车安全技术发展的步伐,中国汽车技术研究中心汽车安全法规标准不断提高,安全带提醒,儿童乘员约束系统,行人保护方面的国家标准。表(1)显示了中国各大汽车安全的阶段有关技术标准:

中国汽车安全技术展望

随着社会的进步和科技的发展,汽车技术也获得了快速增长,越来越多地车企参与汽车安全技术在各方面的研究,中国的汽车安全发展方向也将走向一个综合和创新的时代;主动安全技术将成为汽车安全技术发展的主流,主动提醒没有被证明是有效避免交通事故,开始主动出击,积极干预控制深度的方向,随着技术的不断发展,通过先进的电子技术相结合的智能集成安全系统,自适应主动安全性研究巡航控制系统,车道保持系统,积极的事故预防系统,CAR2X主动安全系统、控制技术、汽车安全技术将成为未来的主流;智能交通系统是先进的信息技术、人工智能技术、信息和通信技术自动控制进行汽车主动安全装置,控制干预智能交通的安全性,最终形成全社会的信息通信技术和计算机处理技术,有效整合交通管理系统,与汽车主动安全技术是一个完整的统一。

总之,人体生物力学、高科技材料、电子信息技术、计算机仿真技术,除了政府需要建立中国人体功能与底盘集成等关键技术研究项目,也要集中优势资源,是解决中国当前滞后重要的一点。只有汽车安全相关的学科和技术已得到改进,才能有效地促进汽车安全技术的快速发展。

汽车安全技术论文:我国汽车制造安全技术中的自动化及测量技术

【摘要】在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。本文讨论了汽车制造安全技术或产品的应用以及汽车制造自动化现代测量技术。

【关键词】汽车制造 安全技术 自动化技术 自动化测量技术

一、汽车制造安全技术或产品的应用

汽车制造设备,尤其是冲压设备,都是安全等级要求极高的设备,一直以来也是安全控制产品的主要应用领域,从很多安全产品和应用中,都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因,欧洲的安全技术和产品一直处于经验丰富,应用也最为成熟和广泛。

在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。

可喜的是,目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准,但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求,带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且,随着美国和日本逐渐重视安全技术,使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。

对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说,安全控制系统应该包括安全输入设备(如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮),安全控制电气元件(如安全继电器、安全PLC 和安全总线)和安全输出控制(如主回路中的接触器、继电器或阀等)。

其中,安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC,就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC,在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的性/故障概率等级时,就意味着它具有广泛的自诊断能力,可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外,安全PLC 还必须能够执行标准机构(例如TUV、FM等)认证的必须的故障安全动作,而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计,并满足国际安全标准(如IEC61508和EN954-1等)中定义的要求。另外,安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容,用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。

从安全PLC供应商方面看,罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A&D等巨头纷纷采取一系列措施,推出自己的安全PLC产品,这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时,都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区,产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节,如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC(模块式与分布式)、安全分布式I/O、安全网络等。同时,罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品,Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外,西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前,在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中,有3个安全PLC项目正在进行中,分别是Tahara(日本)、印第安纳(美国)和剑桥(加拿大)。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个,共使用了大约2000个I/O模块。

二、汽车制造自动化现代测量技术

应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求,不断取得新的发展与突破;同时,测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域,也越来越多样化。

系统的近期发展及方向。目前自动化系统发展的一个主要趋势,是控制器功能的集成化,以及通讯的集成化。长久以来,由于技术的限制,在一个自动化系统中需要使用多种,来自多个厂商的专一功能的控制设备,比如一般控制任务的PLC;安全控制用的PLC;运动控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相应地在通讯上,有一般控制任务的现场总线;用于安全控制的安全总线;用于运动控制的通讯等等。

这样集成得到的系统,复杂性高,无论系统集成商,还是设备使用维护方,除了掌握各种不同的技术外,还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯,不同的软件编制风格。还有,不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上,降低了系统的性能。

现在,集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器,等等。同时在通讯领域也在发生重大变化,以太网借着在一般网络上取得的巨大成功,已经在工业领域逐步深入,开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现,随着技术的逐渐成熟,产品的逐渐丰富,以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。

汽车行业有自己的特点,就是高性,高利用率,设备的高寿命。这些特点,决定了在选用自动化产品时,普遍比较谨慎,不敢为天下先,一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业,就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。

由于中国巨大的汽车市场,各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂,汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售,会对原有厂房或生产线进行扩建或改造,同时,由于汽车厂商的建厂、改造,必然会带动相关零部件厂商间的竞争,从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施,因此,需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一,因此我国汽车制造安全技术非常重要。

汽车安全技术论文:基于数值仿真的汽车安全技术教学方法探讨

摘 要 鉴于汽车安全技术课程在车辆工程领域的重要性以及学生普遍反映难学的特点,将数值仿真技术融入到教学方法中去,并开展本课程的新型教学方法研究与探索。实践证明,在教学中实施数值模拟试验,不但可以弥补课堂讲授存在的单一性和抽象性两方面不足,同时还增强了学生的学习能力和实践能力。

关键词 数值仿真 车辆工程 汽车安全技术 教学实践

0 引言

近年来随着我国汽车工业飞速发展以及汽车的普及,培养特色鲜明的应用型人才已成为理工科院校发展的重要趋势。①汽车安全技术作为车辆工程专业的专业选修课,涉及到机械、车辆工程、卫生医学、交通运输工程、法律、保险等多学科,具有很强的技术性和实践性。在我国,由于高速公路建设和现代汽车工业的不断发展等诸多因素,导致近年来汽车安全事故逐年上升,而且人们对汽车安全性能的关注程度比以前有很大的提高,这些因素都促使我们必须重视对汽车安全领域的教学和科学研究来促进汽车安全性的提高。

然而,目前很多本科院校在汽车安全技术的具体教学中,仍然普遍反映难教、难学的特点。从教师角度出发,汽车安全是一项极其复杂的系统工程,实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。但是,实车碰撞试验费用昂贵,周期较长,限于学校试验条件,只能从理论上向学生讲授,这样就造成教学内容陈旧、方法单一、重理论轻实践等现象。从学生角度出发,由于教学对象过于抽象、乘员约束系统比较复杂、工程性强但实践机会较少,很难将汽车安全技术与工程实践有机结合,学生反映教学效果欠佳。

本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,对课堂教学方式进行了探讨,并将数值仿真技术融入到教学方法中去,其目的是充分激发学生思考、活跃课堂气氛。教学实践证明,基于数值仿真技术的教学方法,可以在课程中引导学生积极思考,促进教师与学生的互动,改善汽车安全技术教学中存在的重理论轻实践的问题,更重要的是能加强学生的实践能力、学习能力和创新能力。

1 改革课堂教学方式

汽车安全是一项极其复杂的系统工程, 教师需根据教学目标和教材的实际情况,从学生的知识基础、心理特点和接受能力出发,以学生为主体,教师为主导,通过教学方法上的改革,②促使学生发展。

及时,强调实践性。针对汽车安全技术教学,应采取课堂教学与数值仿真相结合的方式进行。课后学生上机演练课内所学内容,使学生逐渐熟悉掌握数值仿真技术在汽车安全方面的应用。第二,授课内容应加强针对性,突出教学重点,侧重理论与实践的有机结合,同时做到容量适当,遵照由简到繁的原则完成教学。本课程可先向学生讲授汽车安全技术的相关机理,然后在该理论基础上以具体实例为目标,通过软件建立的数值仿真模型,开展相关的仿真控制和数据处理,增强教学效果。第三,采用互动教学方式。授课期间应观察学生的反应,采取设问、提问、反问等方式调动学生的学习热情, 注意因材施教。③条件允许情况下,可在机房配备一台多媒体投影机,教师边用多媒体投影机讲解,学生边在自己的计算机上模仿,教学效果将会更佳。

2 基于数值仿真技术的汽车安全技术教学

本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,建立乘员和约束系统在不同冲击载荷下的数值仿真模型,如图1所示。利用碰撞过程中乘员的运动方式和约束系统的工作方式来阐述乘员的损伤机理以及需采用的乘员损伤评价指标。教师在课堂上通过仿真动画引导学生进行思考,寻找乘员损伤模式,重点掌握此工况下需采用的人体损伤评价指标。

在授课过程中,教师应针对具体汽车碰撞实例和学生兴趣,主动提供学生动手实践的平台,培养学生自主创新能力。整个教学过程应注重发挥学生潜能,培养学生自学能力,倡导学生进行创新思维。教师应把握好方向,引导学生,并对其设计方案、研究内容、技术路线等严格把关。通过这类实践,学生有针对性地带着问题深入进行理论学习,既培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,又加强了学生自主创新、团队协作的意识。

3 结论

在汽车安全技术课程教学过程中,通过实施数值模拟试验教学方法,并严格贯彻学生为主体,教师为主导的教学思想,不但能引导学生进行积极思考和探索,使其加深对知识的理解,而且还能培养学生的学习能力和创新能力。实践证明,将数值模拟技术引入汽车安全技术课程教学,激发了同学的学习兴趣,开拓了同学的视野,课堂气氛明显得到改善。

论文资助项目:长沙理工大学教学改革研究项目(cn1 206)“汽车服务工程专业应用型人才培养目标和培养模式改革的研究”

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