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汽车碰撞与安全论文(强烈推荐6篇)

来源:未知 作者:万老师
发布于:2021-09-08 共10659字
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  汽车碰撞与安全指在交通事故后,能够对车内乘员或车外行人进行保护,以免发生伤害或使伤害减低到最低程度的性能。下面我们就为大家介绍几篇关于汽车碰撞与安全论文范文,供给大家参考阅读。

汽车碰撞与安全论文范文第一篇:汽车安全预碰撞系统测评方法研究

  张志国 刘东春 王凯 张长江

  中汽研汽车检验中心(广州)有限公司 东南大学

  摘要:从汽车安全领域的研究热点分析出发,对预碰撞系统组成模块及各部分功能进行介绍;通过调研国内外汽车预碰撞系统的发展现状,梳理出主流汽车制造商和相关测评机构对预碰撞系统测评的思路与研究方法;结合中国实际情况提出关于预碰撞系统测试的一些建议。

  关键词:汽车安全;预碰撞技术;系统测试;

  作者简介:张志国(1984-),男,山东茌平人,高级工程师,在读工程博士,主要研究方向为汽车性能测试、智能网联汽车主被动安全。;

  Abstract:Starting from the analysis of research hotspots in the field of automotive safety, the components of the pre-crash system and the functions of each part are introduced. By investigating the development status of automobile pre-collision systems at home and abroad, the thoughts and research methods of mainstream automobile manufacturers and related evaluation agencies for pre-collision system evaluation are sorted out. Combined with the actual situation in China, some suggestions on the test of the pre-crash system are put forward.

  Keyword:vehicle safety; pre-crash technology; system test;

  0 引言

  近年来,汽车安全预碰撞技术成为汽车安全领域的研究热点,其融合了汽车主动安全和被动安全双方的技术优势,在乘员保护方面的效果更佳。预碰撞系统是运用主动安全技术的雷达、摄像头等传感器对行车环境进行监控,并将监控信息实时传递给控制器。当传感器探知到碰撞危险信息时,控制器将通过决策算法对即将发生碰撞的可能性、碰撞时刻和碰撞强度做出预判,在预判的基础上,于碰撞发生前快速启用被动安全执行系统,使得约束系统以最优的方式保护乘员和行人,以此来减少或减轻人员的伤亡。

  预碰撞系统给汽车安全带来了新生机,也非常适合汽车当前的发展阶段,因此许多车企纷纷布局安全预碰撞系统,但是各厂家的预碰撞系统性能指标不尽相同,国内外也没有统一的测试标准与方法,测评体系亟待解决。本文从调研主流汽车厂商的预碰撞系统现状出发,考察国内外汽车主机厂和检测机构对预碰撞系统的测评方法,然后结合作者多年来在汽车测试方面的经验,针对预碰撞系统的测评方案提出一些建议,希望能为我国建立测评预碰撞系统的测试规范与标准提供一定参考。

汽车碰撞与安全.png

  1 汽车安全预碰撞系统概述

  1.1 汽车安全预碰撞系统组成

  汽车安全预碰撞系统主要包含3个模块:环境感知模块、预警预判控制器和执行装置[1].环境感知模块主要是采用毫米波雷达、摄像头等传感器设备监控行车环境的状况。毫米波雷达可以比较准确地探知到障碍物与自身车辆的距离,摄像头可以对障碍物的形状有较好的识别和判断,因此这两种传感器相结合的方式成为预碰撞系统环境感知能力的主流配置。

  预警预判控制器是预碰撞系统的核心模块,其决策的精准性是衡量预碰撞系统优劣的重要技术指标。因为很多执行装置是不可逆的,一旦触发,将会造成不必要的人身伤害和经济损失。比如气囊,如果控制器预判错误,气囊将会在车辆未发生碰撞时迅速弹出,导致乘员受到意外惊吓甚至死亡。因此,预警预判控制器的算法非常重要,要求其容错率非常低。

  预碰撞系统的执行装置有很多种类型,比如紧急自动刹车(AEB)、可逆预紧式安全带(ACR)、主动座椅、自适应约束气囊、主动引擎发动机罩和车外气囊等。在当前预碰撞系统执行装置的具体配置中,AEB和可逆预紧式安全带技术相结合较为成熟,是应用最多的。

  1.2 汽车预碰撞技术发展现状

  奔驰公司于2003年左右推出Pre-Safe预碰撞系统,其主要应用于高端车型。该预碰撞系统采用雷达和摄像头相结合的方式进行环境感知,当预判危险发生后,可以实现紧急制动刹车和可逆式安全带预收紧、主动座椅姿态调整以及天窗自动关闭等功能[2].Pre-Safe系统在车辆后保险杠中增加了雷达传感器,当后方车辆靠近时,预碰撞系统会发出警告,避免后车追尾碰撞。同时,该Pre-Safe系统增加了车辆在紧急制动时固定车辆的功能,可以在急刹时减少车辆的前倾反冲,进而降低乘员颈部伤害风险。

  丰田公司也于2003年推出了Pre-Collision系统,采用毫米波雷达感知车辆和障碍物,使用单目摄像头传感器检测行人,此外在转向柱上安装了摄像头用来监控驾驶员的精神状况[3].该系统早期的执行装置主要是预紧式安全带和座椅,后又陆续增加了辅助紧急制动和主动控制悬架等装置。

  沃尔沃公司推出了City Safety城市安全系统[4],第一代产品于2009年开始在商业应用,现在已是第三代产品。该系统采用毫米波雷达和单目摄像头相结合的方式探测车辆、行人、骑行者以及麋鹿等大型动物,预判危险并提前警示,进而采取相应措施,帮助避免碰撞或者减少碰撞程度。

  博世公司于2000年左右采用毫米波雷达研制出预碰撞系统,在后续发展过程中又提出了集成式碰撞检测、个性化乘员安全与调整、被动安全预触发、事故引导与校准等多个阶段目标,并进行持续性研究改进汽车整体式安全[5].

  2019年,德国ZF(采埃孚)公司宣布研发出世界上第一款预碰撞外置侧面安全气囊,并在封闭场地进行了撞击演示,如图1所示。整个外置侧面安全气囊的容量相当于驾驶座安全气囊容量的5倍~8倍,事故发生前其从侧面向上展开,在车门侧面区域形成防撞缓冲区,以减轻事故伤亡。此外,该系统还可以在碰撞事故发生之前向乘员发出警告,并触发主动安全带控制卷收器,将乘员固定在安全位置,缓解受伤状况。

  图1 采埃孚推出的预碰撞外置侧面安全气囊系统

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  此外在学术界,国内外许多科研人员对汽车安全预碰撞系统的研发和测试也进行了大量的研究工作。国外Mark M等研究了可逆预紧式安全带和AEB的联合作用,分析对乘员离位姿态的改善情况[6].Daisuke I等使用台车模拟碰撞试验,研究可逆预紧式主动安全带和传统安全带对乘员伤害的影响[7].Meijer R等运用MADYMO模型库里面的主动假人模型,在预碰撞工况下展开对乘员伤害的研究[8].Bálint A等提出了一种基于试验对预碰撞系统进行评估的方法,在追尾碰撞工况下通过减少的伤亡数量和事故降低的程度来验证该评估方法的有效性[9].在国内学术界,清华大学张金换教授团队研制出预警预判控制系统[10],周青教授团队对自适应约束系统展开相关研究[11].湖南大学曹立波教授团队对预碰撞可逆式安全带和自适应约束系统等方面也进行了大量的研究工作[12].吉林大学陈鑫教授团队对形状记忆合金预碰撞智能防护方面进行了研究[13].此外,重庆理工大学[14]等其他高校也对预碰撞进行了相关研究。

  2 汽车安全预碰撞系统测评方法

  目前,汽车安全预碰撞系统的测评方法在行业内还没有形成统一的标准和测试规范,尚处于研究阶段。本文梳理出国内外权威测试机构和主流汽车制造商对于预碰撞系统的测试思路和研究方法,为本领域从业人员提供借鉴。

  2.1 欧盟ASSESS项目测评方法

  ASSESS(Assessment of Integrated Vehicle Safety Systems for Improved Vehicle Safety)项目是由多家欧洲汽车制造商、汽车零部件供应商联合发起的,其目的是制订出一套针对汽车整体安全系统性能测试规程[15].该项目将预碰撞技术纳入到汽车整体安全系统内,并研究制订出可执行的标准规程和相关工具对商用的预碰撞系统进行测评。

  为了比较全面客观地测评汽车集成安全系统性能,ASSESS项目组划分4个方面进行标准规程的制定和研究,分别是驾驶员行为评价、预碰撞系统感知性能评价、碰撞性能评价和社会经济评价。

  驾驶员行为研究是通过采用模拟驾驶仿真器和实际场地测试两种方式进行,考核指标采用刹车反应时间BRT(Brake Reaction Time)和碰撞时间TTC(Time to Collision)两个关键指标作为人机交互的评价指标。试验用的模拟驾驶仿真器和仿真试验路线如图2所示,试验采用的虚拟行驶路线是乡村环城高速公路。

  图2 丰田模拟驾驶仿真器和仿真试验路线

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  预碰撞系统感知性能测试是在3D真车全尺寸的软车体上面进行的,测试场景如图3所示。软车体的内侧使用了雷达反射材料,通过雷达传感器因此可以获得逼真高清的图像。ASSESS项目组成员荷兰国家应用科学院TNO(Netherlands Organisation for Applied Scientific Research)对雷达传感器的能见度规格进行了详细定义,并对目标车辆和参考车辆的雷达传感器进行了测量对比。

  图3 预碰撞系统感知性能测试场景

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  碰撞性能研究是考虑预碰撞系统介入之后对乘员的伤害分析。在研究过程中,分别运用CAE仿真、滑台试验和实车试验3种技术手段进行验证。在ASSESS评价项目中,预碰撞系统执行装置主要是将自动紧急刹车和可逆预张紧安全带纳入考察范围内。

  2.2 美国高速公路安全管理局NHSTA的AARS项目测评方法

  美国高速公路安全管理局NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)尚未有针对预碰撞系统完整的测试方法,AARS(Advanced Adaptive Restraints Systems)项目是对安全自适应约束系统进行评价研究,自适应约束系统也是汽车预碰撞系统的一部分,因此本文也将这个项目的研究方法进行梳理。

  AARS项目的主要研究内容是车辆在紧急自动刹车之后,自适应约束系统能否根据不同的乘员身材、坐姿、碰撞类型条件而产生自适应变化的功能,并确认是否能够减少对乘员的伤害。项目研究分为3个阶段:①通过CAE仿真构建自适应约束系统的模型并验证其有效性;②开发自适应约束系统和感知系统实物;③采用滑台模拟碰撞来验证自适应约束系统的有效性。AARS研究的自适应约束系统主要是气囊的自适应变化,根据乘员身材、坐姿、碰撞类型等条件改变气囊形状和排气速度等参数。

  为评估自适应约束系统的有效性,项目组分别使用HIII 5 F、THOR 50M、HIII 95M假人在正常与离位两种状态下开展试验研究。假人整体评价指标包含头部伤害指标HIC15、脑部伤害指标BrIC、颈部伤害指标Nij、胸部压缩量ChD、大腿轴向力Femur五部分。其中,假人伤害评价指标脑部损伤BrIC为新增加项[16].

  为直观整体评价乘员伤害,基于损伤定级标准AIS3+的伤害风险概率p将乘员各伤害指标转为损伤风险概率,最后归一化处理为整体乘员损伤风险概率指标OIM,以此OIM值作为最终评价指标。OIM的计算公式为:

  OIM={1?[1?p(HIC15)]?[1?p(BrIC)]??[1?p(Nij)]??[1?p(ChD)]??[1?p(Femur)max(L,R)]}AIS3+.

  2.3 戴姆勒奔驰公司对预碰撞系统测评方法

  戴姆勒奔驰公司在2003年开始进行预碰撞系统的研究,并开发出Pre-Safe系统。为测评预碰撞Pre-Safe系统的性能,戴姆勒奔驰公司也进行了大量的试验研究。其研究目标主要是考察紧急自动刹车和可逆预紧安全带联合作用下发生碰撞后对乘员的影响,并开发出对预碰撞系统性能的测试方法[17].

  研究的具体思路是:首先考虑紧急自动刹车对乘员前倾位移量的影响,如图4所示;其次对比志愿者和HIII 50M假人在相同刹车状况下身体部位前倾位移量的区别,并研究出一种泡沫材料板放置在假人腹部位置来缓解与志愿者前倾位移量的差别;然后通过场景试验明确Pre-Safe系统刹车降速性能;最后通过实车矩阵试验对比研究pre-safe系统在碰撞中对车辆和HIII 50M假人伤害指标的影响。

  图4 急刹状况下志愿者和HIII 50M假人前倾位移变化

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  3 对于我国汽车安全预碰撞系统测评方法建议

  欧美权威汽车测评机构和主流汽车制造商在评估汽车安全预碰撞系统中还均处于研究改善阶段,并未形成完整的测试体系,因此我国在该领域还将大有可为,通过未来的努力,完全有机会引领该行业的发展。结合作者多年的测试经验,对我国建立汽车安全预碰撞系统测评体系提出以下几点建议:

  (1) 我国不同省份道路差异较大,整体道路工况比较复杂,在行车过程中人车交互频繁,交通事故类型多样,因此,我国应进一步完善中国交通事故深入研究数据库CIDAS,并详细记录交通事故前、碰撞过程和事故后3个阶段的人、车、路、环境等方面信息。并依据CIDAS数据库开发出真实的碰撞测试场景,为研究开发适合我国国情的预碰撞系统奠定基础。

  (2) 目前现行的碰撞测试假人HIII 50M和THOR 50M都还存在刚度大的问题,不能很好地反映人体在紧急自动刹车状况下的运动姿态,也不能体现人体肌肉变化等应激反应。更加先进符合人体生物力学性能和运动姿态的碰撞测试假人亟待解决,假人伤害指标也需要进一步的研究与改进。因此,应加快开发具有中国特征的碰撞测试假人,以便更好地促进我国预碰撞技术的发展。

  (3) 在开展安全预碰撞系统测评体系中,应从部件级和集成系统级两个层面来进行评价,如此不仅仅考察集成系统的性能,还要关注部件级的性能,也提高预碰撞系统部件的安全性。部件级测评是指分别单独测评预碰撞系统的环境感知能力、碰撞预警预判能力和执行装置响应能力;集成系统级测评是在所有预碰撞系统单元参与作用下,最终对碰撞避免或碰撞减轻程度的效果评价。

  参考文献

  [1]罗逍面向正面碰撞工况的碰撞预判系统关键技术研究[D]北京清华大学,2016:2-3.

  [2] Schoeneburg R, Breitling T. Enhancement of active and passive safety by future PRE- SAFE@ systems[C]//International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles .Washington D C:.National Highway Traffic Safety Administration,2005:9.

  [3] Tokoro S,Kuroda K,Nagao T,et al.Pre-crash sensor for pre-crash safety[C]/The 18th International Technical Conference on theEnhanced Safety of Vehicles (ESV)。 Nagoya: National Highway Traffic Safety Administration,2003: 19-22.

  [4]吴宗骏沃尔沃推出City Safety安全系统[J]轻型汽车技术,2009(3):25.

  [5] Moritz R.Pre-crash sensing-its functional evolution based on a platform radar sensor[C]//International Body Engineering Conference & Exposition,2004:273-282.

  [6] Mark M,Martin S,Uwe C .Analysis of the pre-crash benefit of reversible belt pre-pretensioning in different accident scenarios[]/Proceedings of the 22nd ESV Conference .Washington D C:National Highway Traffic Safety Administration,2011.

  [7] Daisuke l,Susumu E,Yashihiro S,et al Assessment of a pre-crash seatbelt technology in frontal impacts by using a new crash test sled system with controllable pre -impact braking[C]/The 23rd International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles(ESV)。 Seoul:Republic of Korea,2013.

  [8] Meijer R. Elrofai H,Broos J,et al. Evaluation of an active multi-body human model for braking and frontal crash events[C]/The 2

  3rd International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles .Washington DC:NHTSA,2013.

  [9] Balint A,Fagerlind H,Kullgren A. A test-based method for the assessment of pre -crash warning and braking systems[J] .AccidentAnalysis and Prevention,2013, 59:192- 199.

  [10]刘江,张金换,黄世霖汽车碰撞预判系统关键技术分析[J].汽车工程,2009,31(12):1145-1148.

  [11]周青,姬佩君,黄毅。未来交通事故场景中乘员智能保护的挑战与机遇[J]汽车安全与节能学报,2017(4):333-350.

  [12]曹立波欧阳志高,徐哲可逆约束系统参数匹配优化研究[J]机械工程学报,2016,52(10):133-141.

  [13]刘熠形状记忆合金预碰撞智能防护机理研究[D].吉林:吉林大学,2019.2-5.

  [14]王珂基于AEB信号的集成式约束系统仿真与优化分析[D]重庆重庆理工大学,2018:1-6.

  [15] Lemmen Paul,Fagerlind H,Unselt T,et al.Assessment of integrated vehicle safety systems for improved vehicle safety[J].Procedia-Social and Behavioral Sciences, 2012, 48:1632-1641.

  [16] Takhounts E ,Craig M J,Moorhouse K ,et al. Development of brain injury criteria(BrIC)[J] Stapp Car Crash Journal,2013,57:243-266.

  [17] Rodolfo Schoeneburg,Karl-Heinz Baumann,Michael Fehring.The efficiency of PRE- SAFE systems in pre -braked frontal collision situations[C]/22nd International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV) Washington DC:NHTSA,2011:11-0207.

  文献来源:张志国,刘东春,王凯,张长江。汽车安全预碰撞系统测评方法研究[J].机械工程与自动化,2020(04):219-221+224.

汽车碰撞与安全论文范文第二篇:关于汽车碰撞安全装置的开发与研制

  作者:冷粤 薛亮 马兵兵 杨君芳

  作者单位:中汽研汽车检验中心(广州)有限公司

  摘要:随着我国经济的发展,越来越多的人在驾驶汽车过程中,需重视汽车的主被动安全性能。对于现在的人们来说汽车的安全性已经变得愈发重要。汽车安全性能的缺失不仅给人们的生活带来不便,而且将威胁着人们的生命财产安全。因此,在科技研发过程中,要继续加强汽车碰撞安全相关装置的研发,帮助人们有效解决汽车碰撞安全问题。

  关键词:汽车;碰撞;安全装置;开发研究;

  0 引言

  在当今形势下,人们在汽车研究领域已经给予了高度重视。为保障车内乘员的安全,相关的技术人员不断在汽车碰撞安全装置的研发领域内投入大量的研究。其中在发生车辆碰撞的情况下,如何提高车身的抗形变能力,减少对车内乘员的伤害是目前行业内需继续研究的主要问题。虽然目前车身结构改进已经日趋完善,但进一步改进车身结构,增加车身强度仍是目前急需解决的技术难题。

汽车碰撞与安全.png

  1 汽车碰撞安全装置开发研究

  1.1 车辆建模技术及数值模拟计算

  车辆建模技术主要是开发车辆避让系统,这是一项非常重要的技术,主要是结合现在模型和实验车辆数据,同时被称为混合建模技术。主要是利用现有的电力系统获取标准数据信息,在复杂驾驶条件下,能够主动避免碰撞,从而真正实现了软件仿真技术应用,基本上能够满足车辆主动防撞系统的要求。对于简单的模型,如清华大学车辆安全与节能国家重点实验室建立的车辆纵向动力学模型,可用于车辆主动避碰系统,模拟车辆运行的全过程。分别对模型进行了建立和简化,对车辆纵向动力学模型、发动机模型、液力偶合器和自动变速器模型以及车辆驱动系统模型进行了简化。动力传输路径组合,每个单元模型可以得到适合主动避碰系统的纵向车辆模型。基于MATALAB软件,实现了整个模型,并利用车辆主动避碰系统的实车实验平台对实车实验进行了验证。

  1.2 实际科研开发

  汽车安装主要从两方面进行研究,一种是主动安装,另一种是被动安装。科研研发过程中,我们要不断地对其安全性进行开发研究,在此过程中,我们可以根据辅助制动装置进行研究利用,对汽车安全装置进行不断对比,比如说,汽车前保险杠安全气囊和挡风玻璃,这两种安全装置对人们的生命起到保护作用,我们通过对比,查找出性能较好安装,从根本上保证人们的生命财产安全。目前,对乘员保护制度的研究非常活跃。一些汽车制造商也采取措施提高车祸的安全性。知名钢铁公司致力于安全性能高的轻钢材料的研究和制造。通用汽车的内、前、后光束采用激光焊接,以减少总重量和焊缝数量。底盘总成零件采用反向淬火双相钢,提高刚性和抗冲击性。F-150的框架是液压成形的。车身设计具有最佳的防撞特性,在碰撞到达客厢之前吸收能量。

  1.3 碰撞研究方法

  在汽车发生碰撞时,会发生严重的交通事故。因此,我们要进行不同的碰撞试验进行研究,通过汽车碰撞试验对其进行虚拟研究,为人们的安全保驾护航。现如今,利用虚拟仿真技术模拟冲击试验取得了突破性进展。而碰撞试验的主要手段是虚拟仿真,这种仿真技术在一定程度上解决了汽车交通事故频发的概率。

  2 解决汽车碰撞安全问题的发展趋势

  车辆建模技术的水平直接关系到安全性的研究。为了使科研成果更加贴近汽车碰撞的研究理念,我们要不断优化仿真技术,利用汽车碰撞时发生的交通事故案例,对其使用混合建模技术进行分析。现如今,计算机技术的发展十分广泛,因此我们会利用一些方法解决复杂性问题,这些方法分别是并行有限元法、并行计算技术和CPU技术。新的人体模型技术的发展、新算法的探索和新退化集成技术的研究,将逐渐成为汽车碰撞仿真的研究课题。汽车碰撞仿真研究将是汽车被动安全研究的热点之一,而安全车身的研究将成为一个具有挑战性的课题。成员保护制度的研究有待深化。在汽车碰撞防护方面,采用了多种能量吸收缓冲技术来提高汽车碰撞防护性能。但是,由于尺寸和空间的限制,很难定性地开发出能对车身造成损伤的能量吸收能力。虽然目前塑料车身的吸能能力主要是通过增加单位塑性变形能耗来提高的,随着大型、重型、高速卡车的发展和小型、轻型、节能汽车的出现,汽车碰撞防护不能简单地通过破坏车身来完成,创新是根本的解决方案。平板车可以为汽车碰撞进行很好的保护作用,它在一定程度上可以减轻汽车的缓冲能力,同时,还可以不断地吸收能量,抵御汽车碰撞时发生的冲击感,保障车内人员的安全。

  3 汽车碰撞安全装置研制

  3.1 各类警报系统的成熟

  随着汽车安全技术的发展,依靠计算机信息技术的报警系统将会越来越多。第一防撞报警系统主要是在危险事故发生前及时检测驾驶员前方的驾驶环境,并通过对相关障碍物和隐患的报警提醒驾驶员保持警惕,及时规避风险。至于防撞报警系统,我国金龙客车技术相对成熟。它利用毫米波雷达系统探测前方特定的危险情况,并根据客车与危险物体的距离和客车的行驶速度,通过声音和振动发出报警,提醒驾驶员及时经济地避开危险。此外,随着技术的不断进步,防撞报警系统将朝着智能化的方向发展,不仅可以帮助驾驶员主动躲避危险,还可以通过对周围环境的检测为驾驶员提供最佳的躲避方案。

  3.2 车道偏离的报警系统和疲劳驾驶的报警系统完善

  随着技术的不断进步和发展,汽车上安装了疲劳驾驶报警系统,通过检测驾驶员的行为和生理状态,可以有效判断驾驶员是否疲劳驾驶,并提醒他。金龙汽车有许多检测驾驶员状态的技术方法。例如,通过微型摄像机,它可以计算和分析驾驶员眼睛的眨眼次数和瞳孔变化,以确定驾驶员是否处于疲劳状态。此外,金龙公司开发应用的报警系统也可以根据司机的驾驶时间进行分析。报警模式为连续语音提示和灯光报警。

  3.3 汽车倒车防撞装置的设计

  防撞报警系统用于提高倒车时的安全性,主要是利用超声波探头,发出超声波,利用高速单片计算距离,增加温度补偿电路,有效显示出与障碍物具体准确性。主要安装在液晶显示中,能够直观的显示出温度和距离,方便驾驶人员参考。当车辆与障碍物之间距离不断减少,小于工作人员设定安全距离时,系统将通过语音集成电路,向驾驶员报警,有效避免车辆碰撞和擦伤,具有较高的实用价值。此外,当汽车后面的障碍物太低或角度超过探头可测量的范围时,如台阶、石头,铁丝等,备用防撞报警器对一些较细的东西不起作用。倒车防撞报警器只能作为驾驶员的辅助设备,不能过分依赖倒车防撞报警器。为了安全驾驶,必要时下车并观察车辆周围和路上的情况。

  3.4 被动安全技术研究

  以宇通客车的发展为例,首先是正面碰撞被动安全技术的发展。宇通客车首次采用高强度钢冲压保险杠,可有效分散正面碰撞时的巨大冲击力,从而减少危险事故对乘客人身和财产的伤害。其次,是关于翻车被动安全技术的发展。宇通客车在设计结构上采用闭环翻车保护结构。其主要技术支持有两个。一种是闭环结构设计,另一种是贯通式侧墙立柱,在发生危险事故时,允许客车内部有足够的空间来减少乘客的伤亡。此外,关于客车防火,宇通客车采用铝塑板和蜂窝板作为客车内部结构的材料,还有消防设施。除了传统的安全锤和消防设备之外,驾驶员座舱里还有相应的钥匙。火灾发生时,及时按键,玻璃会自动破碎,大大保证了发生危险事故时乘客的生存概率。

  3.5 电子转向助力系统

  电控动力转向系统(electronic controlled power steering system)是一种转向动力放大装置,能够根据转向角度、车速、扭矩等传感器信号自动控制施加在方向盘上的转向力。为了减小汽车停放或低速行驶时,转动方向盘所需的力,而当汽车高速行驶时转动方向盘所需的力增加,即在各种行驶条件下,实现转向所需的力是最佳值。全电控动力转向可提供返回扭矩,从而获得最佳转向返回特性,并大大提高车辆行驶稳定性。

  3.6 ABS

  正常行驶时,如果突然紧急制动,计算机检测系统将采集四轮速度传感器反馈的速度信号。系统通过获得从正常速度到制动所需的时间来计算加速度。如果加速度超过安全值,计算机检测系统确定车轮处于"锁定"状态。为了确保车辆的安全,车辆控制系统会将车辆调整到最佳制动状态。

  4 新能源汽车碰撞仿真分析

  当车体与刚性壁接触时,车辆的变形过程如下:首先,前防撞梁在巨大冲击力下变平,水箱散热器被挤压,前纵梁逐渐变形吸收碰撞产生的能量。其次,随着碰撞的加深,发动机罩变形并突出,前舱受到挤压。最后,当发动机罩变形比较明显时,前轮与刚性壁接触,前舱空间受到极大压缩,接下来20毫秒的变形情况与前一次相比没有太大变化。由于可以看到车身的前轮在下一个时间段已经回弹并与刚性壁分离,所以整个车辆的变形达到最大。在整个变形过程中,能量吸收的关键部件是前纵梁,前端变形较大,后端有一定程度的挤压变形,能量吸收完成。在整个正面碰撞过程中,前排驾驶员和乘客的空间受到挤压。由于车身上部安全气囊的保护对驾驶员和乘客没有太大的威胁,但是腿部前围板的侵入,必然会造成侵入性损伤,因此新能源汽车的结构在后期必须进一步优化。

  5 结束语

  汽车碰撞试验是研究汽车碰撞安全性最准确可靠的方法。开发汽车碰撞安全性能,需要对实车碰撞实验进行测试,只有通过测试才能应用。然而,这种测试是车辆开发中一个昂贵的"试错"过程,开发过程时间长,并且具有很高的开发成本。通过对车辆碰撞安全技术开发和研究,汽车碰撞实验工作已经成为汽车碰撞安全研究必要趋势,为车辆的设计或改进提供一些基本的规律和指导,减少试验次数,避免大量的试验工作,不仅节约了开发成本,而且缩短了开发时间。

  参考文献

  [1]封彦鹏,王宜科,谢子龙,刘雅婷,夏芝硕汽车碰撞安全装 置的研制与开发[J]技术与市场, 2019,26(09):27-29,32.

  [2]夏永佳,任宝学汽车被动安全装置在事故安全中的运用探究[J]现代制造技术与装备, 2018(04):140,142.

  [3]杨崇新汽车全方位自助防碰撞系统的研制[D].青岛科技大学, 2015.

  文献来源:冷粤,薛亮,马兵兵,杨君芳。关于汽车碰撞安全装置的开发与研制[J].内燃机与配件,2020(01):4-5.

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