汽车安全控制新技术

1、制动过程理想的前、后轮制动器制动力分配

汽车行驶中, 轮胎与地面的接触点保持相对静止, 为汽车提供驱动力、转向力和制动力, 这个力的性质是静摩擦力, 方向、大小可根据实际情况提供。

汽车制动过程中, 车轮未出现抱死时, 车轮自身能够承受一定侧向能力, 汽车在一般横向干扰力作用下不会发生侧滑现象。但是, 当汽车车轮在制动时出现抱死, 轮胎在地面上发生滑动, 此时会失去抓地性, 提供的摩擦力转变为滑动摩擦力, 大小比最大静摩擦力要小, 方向只能跟运动方向相反;在运动方向的垂直方向上, 摩擦力非常小, 汽车本身制动力的不平衡、悬架的不平衡、汽车轮胎气压、路面弯度、颠簸或坡度等因素都可能会使汽车发生侧滑、甩尾;前轮出现抱死, 会失去转向能力。汽车高速行驶制动时, 强调制动的稳定性, 避免制动跑偏;后轮侧滑 (横向滑动) , 汽车会发生无法控制的甩尾或者回转运动, 导致碰撞事故。

汽车制动时, 理想的前、后轮制动器制动力分配曲线, 如图1所示:“I”线代表相应附着系数道路上, 前、后轮同时抱死时所要求的理想前、后轮制动器制动力;“β”线代表装配普通制动器 (汽车前、后轮制动器制动力的分配为固定比值) 在附着系数为ψ0的路面上制动时到达前、后轮同时制动, 是一条直线。

由图1有:汽车空载I线基本位于β线下方, 制动时一般是后轮先于前轮抱死;汽车满载时, 实际轮胎与路面的附着系数大于ψ0时, 后轮先于前轮抱死;若实际轮胎与路面的附着系数小于ψ0时, 前轮先于后轮抱死。

2、EBD控制技术

根据“理想的前、后轮制动器制动力分配曲线”, 汽车制动过程中, 前轮先于后轮抱死, 作为转向轮的前轮会失去转向能力;后轮先于前轮抱死, 后轴车轮容易发生侧滑;前、后轮同时抱死时, 是制动最佳状态, 制动系工作效率高, 制动时方向稳定性好。

在制动过程中, 实际道路其实是很复杂的, 路面附着系数不平衡、道路弯度、路面横向坡度、汽车轮胎气压等原因, 使汽车在制动时产生侧滑的运动趋势;汽车的各个车轮实际接触地面的状态、摩擦系数等参数各异;为防止制动时后轮先抱死而发生侧滑, 装配EBD制动力分配系统。

汽车制动时, 有无EBD装置的制动状况, 如图2所示:EBD系统根据前、后轮的附着系数的变化, 控制前后轮的滑移率, 实现前、后轮同时抱死;在弯道行驶时, 维持车辆稳定、确保安全, 能够防止车辆甩尾或侧翻事故。

EBD电子制动力分配控制技术是在制动时, 控制制动力在各轮间的分配, 更好的利用后轮的附着系数, 使汽车制动时的稳定性和操纵稳定性得到提高, 使后轮获得更好的制动效能, 防止后轮抱死出现甩尾等较大危险。EBD能够实现车辆平稳安全制动, 借助车轮转速传感器, 对各个车轮轮胎附着面进行电子感应测量、计算, 得出相应的摩擦力数值;使相应的车轮制动装置根据不同的参数, 自动调节前、后轴的制动力分配比例, 用不同的方式和力量制动, 并在控制过程中根据实际制动力不断高速自动调整, 使制动力与车轮地面实时的摩擦力相匹配, 改善制动力的平衡, 使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布, 防止出现甩尾和侧移, 并缩短汽车制动距离;同时制动效率得到提高, 并且有效预防汽车的碰撞事故, 保证了安全和制动过程的平稳性。

3、BS+EBD控制技术

ABS防抱死系统:汽车制动时, 通过控制车轮的运动状态 (滑移率) , 防止车轮抱死, 保持最大的车轮附着系数, 获得最大制动力、最小的侧向滑移量和最好的制动转向性能。

EBD电子制动力分配系统:EBD能有效防止侧滑, 制动时, 如果各个车轮轮胎附着地面的条件差异较大, 与地面形成的摩擦力的合力偏移质心, 在制动时就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。EBD在汽车制动的瞬间, 高速计算出各个车轮轮胎的摩擦力数值, 然后调整相应车轮制动装置, 完成制动力接近理想化制动力的分布匹配, 这样可以防止出现甩尾和侧移, 并缩短汽车制动距离, 保证车辆的平稳和安全。因此, EBD实际上是ABS的辅助功能, 可以提高ABS的功效。

4、结论

根据“理想的前、后轮制动器制动力分配曲线”, 汽车制动过程中, 前、后轮同时抱死时, 制动系工作效率高, 制动时方向稳定性好, 是汽车制动的最佳状态。

EBD能够自动调节车轮的制动力分配比例, 完成理想的前、后轮制动器制动力分配, 提高制动效能, 能够弥补ABS增加制动距离的不足, 在保证制动稳定性的前提下获得最短的制动距离, 增加汽车的操控性, 提高汽车的主动安全性。

参考文献

[1]德国BOSCH公司编, 魏春源译.BOSCH汽车工程手册[M].北京:北京理工大学出版社, 2009.

[2]李民和, 张书诚.汽车底盘构造与维修[M].西安:西安交通大学出版社, 2014.

汽车安全新技术篇2

汽车安全新技术

通过上我们的选修课以及课后查找相关的资料，对汽车安全技术有了更深层次的了解。在汽车设计上，汽车新技术的研究是非常重要的。汽车安全技术概述主动安全系统是指通过事先防范，避免事故发生的安全系统。提高汽车的主动安全性的措施：视认特性；车辆底盘电子综合控制技术；信息传递技术。

汽车安全新技术之欧洲新车安全评价体系NCAP（European New Car Assessment Program）包括两个方面，正面和侧面碰撞。正面碰撞速度为64公里/小时，侧面碰撞速度为50公里/小时。碰撞测试成绩则由星级（★）表示，共有五个星级，星级越高表示该车的碰撞安全性能越好。近年来，增加了车辆对被撞行人的安全保护程度的测试，并将结果划分为4个等级级：★★★★分数为28-36分，★★★分数为19-27分，★★分数为10-18分，★分数为1-9分。安全测试分为以下四点：1.正面40%重叠可变形壁障撞击测试。2.可变形壁障侧面撞击。3.行人安全测试。4.驾驶人头部保护安全测试。

汽车安全新技术之中国新车安全评价体系C-NCAP要求对一种车型进行车辆速度50km/h与刚性固定壁障100%重叠率的正面碰撞、车辆速度56km/h对可变形壁障40%重叠率的正面偏置碰撞、可变形移动壁障速度50km/h与车辆的侧面碰撞等三种碰撞试验，根据试验数据计算各项试验得分和总分，由总分多少确定星级。评分规则非常细致严格，最高得分为51分，星级最低为1星级，最高为5星。C-NCAP的评分项目包括三项测试：正面100%重叠刚性壁障碰撞试验（50km/h）；正面40%重叠可变形壁障碰撞试验（56km/h）；可变形壁障侧面碰撞试验（50km/h）。另外包括两个加分项：安全带提醒装置及侧面安全气囊和气帘。C-NCAP的总分是51分，其中正面100%重叠刚性壁障碰撞试验16分；正面40%重叠可变形壁障碰撞试验16分；可变形壁障侧面碰撞试验16分；安全带提醒装置2分；侧面安全气囊和气帘1分。

汽车安全新技术之汽车行驶稳定性控制系统电子稳定程序ESP的作用。ESP 最主要的作用是在紧急情况下，可以帮助驾驶员保持对车辆的控制，从而避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑，在车辆和地面间还有附着力的前提下，保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断，对车辆的行驶状态进行及时的干预。ESP在车上的整体结构。ESP系统可大致分为4个部分：用于检测汽车状态和司机操作的传感器部分；用于估算汽车侧滑状态和计算恢复到安全状态所留的旋转动量的ECU部分；用于根据计算结果来控制每个车轮制动力和发动机输出功率的执行器部分以及用于告知驾驶员汽车失稳的信息部分。4.ESP工作情况。ESP以每秒25次的频率对车辆当前的行驶状态及驾驶员的转向操作进行检测和比较。即将失去稳定的情况、转向过度和转向不足状态都能立即得到记录。一旦针对预定的情况有出现问题的危险，ESP会作出干预以使车辆恢复稳定安装ESP与未安装ESP装置的车辆对比1）在多变的路面上行驶时对于安装ESP的车辆：1）车辆表现出转向不足的趋势，即将跑偏。ESP系统立即进行干预，在增加右后轮制动力的同时降低发动机输出扭矩。2）车辆保持稳定。

汽车安全新技术之防撞安全新技术防撞控制系统防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用光线、激光或超声波，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电控单元（ECU），通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。当将要碰撞时，ECU向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效

地避免碰撞。

汽车安全新技术之行人安全保护发动机罩机械系统。发动机罩机械系统能够在汽车发生碰撞时迅速鼓起，使得撞击而来的人体不是硬碰硬，而是碰撞在柔性与圆滑的表面上，减少了被撞人受伤的可能或程度。行人安全气囊系统。行人保护安全气囊进一步避免人体撞击汽车的前挡风玻璃，以免在猛烈碰撞下行人与车内乘客受到更大的伤害。3.车辆智能安全保障系统。车辆智能安全保障系统是先进的车辆控制系统的一部分，它包括安全系统、危险预警系统、防撞系统等，涉及传感器技术、通信技术、决策控制技术、信息显示技术、驾驶状态监控技术等。这些车载设备包括安装在车身各个部位的传感器、激光雷达、红外线、超声波传感器、盲点探测器等，具有事故监测功能，由计算机控制，在超车、倒车、变换车道、雨天、大雾等容易发生事故的情况下，随时通过声音、图像等方式向驾驶员提供车辆周围及车辆本身的必要信息，并可以自动或半自动地进行车辆控制，从而有效地防止事故的发生。同时，利用车身四周的传感器分别探测车辆前后左右的路况，为驾驶员提供及时的回避操作指令，并提醒驾驶员保持安全车距，防止车辆与车辆、车辆与其他物体或车辆与行人间的正面、追尾和侧向碰撞。主动头部保护系统乘员头颈保护系统简称WHIPS（Whiplash Protection System），属于汽车被动安全装置，一般设置于前排座椅。当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，其整个靠背都会随乘坐者一起后倾，乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量，座椅的椅背和头枕会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止头部向后甩所带来的伤害。

汽车安全新技术之安全气囊新技术高强度车身大众公司高强度车身HSB（High Strength Body）充分考虑了车辆安全性、轻量化以及人性化保护等方面的要求。在车辆发生侧面碰撞时，三层结构的侧围对整个车身结构起到了强大的支撑作用，为车内生存空间提供了保障。正面碰撞时，撞击力通过热成型钢板材质的保险杠支架向碰撞影响区结构分散，被纵梁吸收削弱后的碰撞能量继而被传递给同样由超高强度热成型钢板制成的脚部横梁、中央通道及门槛，这样就可以避免前排脚部区域在碰撞过程中的凸入危险。在行人保护方面，大众汽车HSB高强度车身也采用了周全的设计。车身前部众多零部件结构及空间布置充分考虑到了彼此间的相互影响及协同作用。翼子板的连接、前盖及铰链也得到优化。此外，保险杠区内还特为行人保护增加了吸能泡沫件，将行人腿部在碰撞过程中所受伤害程度降到最低。激光焊接运用于汽车可以降低车身重量、提高车身的装配精度、增加车身的刚度。目前的汽车工业中，激光技术主要用于车身焊接和零件焊接。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，极大提高了安全性。激光焊接零部件，零件焊接部位几乎没有变形，焊接速度快，而且不需要焊后热处理，常用于变速器齿轮、气门挺杆、车门铰链等。

汽车安全控制新技术篇3

关键词：汽车线控制动系统；安全控制；技术分析

中图分类号： U462 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）26-158-2

0 引言

制动系统是汽车的重要组成部分，制动系统主要分为行车制动系统、驻车制动系统和应急制动系统，这些制动系统的构成对汽车的安全使用起到至关重要的作用。随着主动系统功能的不断进步，在生产中如何进一步促进汽车线控制动系统的安全性，是需要关注的问题。

1 汽车线控制系统概述

汽车线控制系统最早出现在上世纪末，该技术将汽车电子技术和网络通信技术结合，提升了汽车的自动化水平，促进汽车技术的进一步发展。在汽车线控制系统中，主要包括EHB系统、EMB系统等。

1.1 EHB系统

该系统又称为电压制动系统，这些系统主要是对传统制动系统的提升，将电子控制系统应用其中，提升液压控制系统的结构和效果。在进行使用过程中可以将踏板传感器和电子控制器进行使用，踏板传感器进行控制信号的传输，并在信号传输过程中进行EUC的计算，对制动大小进行控制，从而保证制动质量。该系统在工作过程中相对安全可靠，噪音污染较少，系统元件在布置过程中技术较为简单，可以节省汽车设计空间，进一步促进汽车结构的合理安排。但是该系统在运行过程中存在一定的局限性，因为其运行需要制动液，处理不当容易造成制动液的泄漏，为汽车的使用带来安全隐患。

1.2 BBW系统

该系统带来技术领域的升级，其主要组成包括带有传感器的踏板、计算和控制踏板、电子控制单元和相应的独立制动模块。如图一所示为该系统制动示意图，在进行工作的过程中驾驶员一旦踩下制动踏板，传感器就会将制动力检测出来，并通过测算将制动力进行控制，然后通过执行装置将指令进行传达，四个相应独立的制动模块开始工作，实现整体制动。BBW系统在技术方面取得一定的提升，可以智能的对路面情况进行判断，将路况、车速等情况与驾驶员情况相结合，及时进行制动操作，防止出现更大的危害。BBW系统使得传统车辆结构得到简化，制动相应的时间明显缩小，同时制动系统相互之间不产生影响，降低了相互之间的反映时间，具有简单易操作的特征。

2 汽车线制动系统模式分析

2.1 故障分析

故障模式及其危害性是需要关注的问题直接影响汽车使用的安全性，对故障进行研究可以进一步提升故障产生原因，对其产生的影响进行分析，及时找到应对方法，进一步减少故障的发生，找到应对方法。在进行故障模式分析的过程中可以根据严重程度将故障进行分类，并根据故障产生原因在设计中进行改进，减少或者消除故障缺陷。

通过表中对故障危害等级的划分，可以按照故障发生的不同概率对设计和制造进行控制，尽量防止故障的出现。同时，需要根据原件和产品产生危害程度的不同，提出相应的质量要求，增加保护和检测报警装置，进一步保证技术的安全性。

2.2 制动失灵分析

制动失灵模式主要是指在进行制动的过程中制动系统出现没有反映或者是制动迟缓的情况，造成制动无法完成，减速失败。一般来讲出现在这种现象的原因包括制动系统内部接线失灵、踏板传感器接触不良、ECU硬件出现故障等。根据发生事故的严重程度可以进行具体划分，如表2所示：

制动失灵对汽车影响较大，因此需要结合施工故障发生的概率和情况对系统进行维修，发现不符合技术的原件进行及时的更换，避免出现严重事故。

3 汽车制动系统安全控制技术创新

3.1 车用电源系统

42V供电系统是进行系统开发的基础，BBW制动系统也需要电源，传统12V电源本身电压较小，使得驱动力存在不足，因此需要提升制动器的动力。而42V电源可以很好地解决动力不足的问题，防止紧急制动中出现电量储备不足的情况，并且将绝缘等进行良好的处理，防止因为腐蚀造成的线路接触不良，进一步提升控制动系统使用安全性。

3.2 实时容错控制系统

该系统可以有效解决BBW系统中因为地面接触碰撞造成的线路问题，防止出现线路电子信号传输失败的情况。同时，对于BBW系统中的可靠性分析和故障树分析意义重大，进一步提升数据分析的准确性，防止出现危险事故。因此实时容错系统的使用可以进一步降低BBW系统的成本和空间问题，简化设计。

3.3 高速车载协议控制系统

在汽车使用中需要关注安全性，保证数据传输的安全，需要结合高速可靠的车载网络协议。构建整体的实时控制系统，保证程序的严格管理和数据的定时刷新，维持数据的及时性。在进行车载网络协议的构建中需要进行严格的要求，满足数据传输安全性的需要同时关注数据传输的效率。

4 结束语

综上所述，汽车线控制动系统安全控制技术应用需要结合电子技术，提升系统的智能性，重视制动效果，减少布线，提升制动系统可控性，现阶段的生产来讲，利用新型设备可以进一步提升生产技术，满足人们对汽车使用安全性的要求，提升去汽车的安全性能，从而保证汽车线控制动系统的可靠性。

参考文献

[1] 彭晓燕.汽车线控制动系统安全控制技术研究[D].湖南大学，2013.

[2] 段飞.汽车线控制动系统安全控制技术的应用[J].科技传播，2016，11：217-218.

[3] 卜雷.试论汽车线控制动技术及其发展[J].湖南农机，2014，01：73-74.

[4] 蔡军军.汽车线控制动系统的工作原理及关键技术探究[J].企业改革与管理，2014，06：175.

汽车安全控制新技术篇4

1 无线智能接收控制装置的类型

无线智能接收控制器的类型很多, 主要应用与电动门、窗、起吊设备、闸道、升降器、工业控制器及安防行业等领域, 可使控制设备达到电机的正、反转, 或开关的通、断转换, 以及各种特殊控制程序的使用。具有高保密性, 存储量大, 性能稳定、功耗低的特点, 且使用方便, 无需采用传统跳线或拔码开关编码, 只需将遥控器所发射的无线信号让该接收控制器接收并存储, 即可实现配套使用。其输出方式分别有自锁、非锁、互锁及非锁和互锁并存四种, 可任意选择。因此我们利用市面上非常普遍的短距离多路无线遥控器。

2 无线智能接收控制系统

2.1 无线智能接收控制系统的工作原理

主要构成元件包括:1 2路无线智能接收控制器、光电隔离、RS232-TCP/IP模块、集线器和计算机等。

无线智能接收控制器由两部分组成 (如图1) , 当按下遥控器的按钮时, 接收控制器上单片机控制相对应的继电器吸合, 当松开遥控器的按钮时相对应的继电器断开, 发出开关量信号;在无线智能接收控制器与模块之间加一个光电隔离电路, 能避免线路遭雷击而引起的高电压对整个电路以至电脑产生破坏性的影响, 以及其他各种各样的干扰信号导致信号准确性的降低。该电路能有效地提高系统的抗干扰能力。输入端接一个1 0 0 0欧姆的电阻;光电隔离输出端接一个L E D指示灯, 作用是当输入端有信号通过的时候L E D指示灯亮;输出端也接一个1 0 0 0欧姆的电阻, 主要作用也是“限流”;由于电路会产生悬空状态导致输出电压不稳定, 因此为保证输出端不悬空, 再接个接地电阻。

最后, 通过R S 2 3 2与T C P/I P转换器 (RS232转TCP/IP) 将串行口上采集的数据信号, 通过不同的处理和转换方式透明传输给网络上的数据服务器。同时再把服务器的处理结果和控制指令, 通过现场转换后回送到各台检测设备上。

2.2 数据的采集和处理

无线智能接收控制器信号为开关量信号, 开关量信号经无线智能接收控制器控制接口输出后, 通过带I/O功能的R S 2 3 2与T C P/I P转换器处理后转换成T C P/I P模式传送给服务器。服务器接收到信号后, 经过检测程序的处理, 然后转换成对检测设备的指令, 并通过RS232与TCP/IP转换器 (TCP/IP转RS232) 将命令发送给各检测设备, 以实现检测线的遥控操作。

在工作状态下, 上位机 (P C机) 通过串口连接到控制板后, 向控制板发送一串A S C I I代码指令既可控制某个 (或全部) 继电器打开或关闭, 完全不必要考虑继电器的硬件电路上选择、驱动等问题。比如, 串口输入O (2, 1) 则第2号继电器通电吸合;串口输入“O (1 2, 0) ”, 则第1 2号继电器失电断开。串口控制板也可以采集远程输入点的状态, 比如, 控制板通过串口发送出I (4, 1) 表示第四个输入点有信号输入, 串口发送出I (11, 0) 表示第十一个输入点没有信号输入。当操作员发现某工位检测过程出现问题需要重做, 可按下对应该工位的遥控按钮, 无线智能接收控制器控制继电器开合, 产生开关量。

检测控制子系统带有专门的串口状态监控模块, 它不断的监视串口信号, 当接收到数据时产生一个事件, 触发检测控制子系统读取串口数据, 根据事先的配置即可判断信号来自哪个工位, 需要采取何种操作。要注意的是, 不同厂家生产的继电器控制板有不同的通讯协议, 其所定义的信号含义是不一样的, 具体需要查看有关的产品手册说明。检测控制子系统接收到串口控制信号 (例如重做) 之后, 即可发送指令清除要丢弃的无效检测数据, 重新初始化该工位上的检测项目, 并发送相关信息到L E D, 提示引车员进行相关操作。各个工位上的控制可根据需要同时进行, 不同车辆的检测数据互相独立, 不受影响。

此外, 串口控制板和控制主机之间距离可以通过4 8 5总线延长, 最长组网可以达到一千米, 完全可以满足一般检测站检测业务的需要。单个串口控制板可以独立控制1 2路继电器 (或晶体管) 的开启和关闭, 也可采集1 6个输入点的状态。通过地址编码, 一个串口最多可以寻址、控制2 5 5块串口控制板, 构成一个大系统。因此我们可以根据需要在每个工位上设置一组输入点, 正常情况下一般都可以满足检测流程控制的要求。

3 结语

总之, 采用无线遥控技术后检测流程更加合理, 减少由于外界或人为操作因素对检测数据的影响。且该装置技术成熟都是市面上易找的材料, 能够有效降低安装成本。

摘要：本文介绍了在汽车安全性能检测中如何运用无线智能接收控制技术, 解释了该技术的详细构造, 设计了遥控线路图。

汽车主动安全技术篇5

概述

主动安全技术将成未来汽车的研发重点现代汽车主动安全技术的发展趋势汽车主动安全系统汽车主动安全技术综述概述

主动安全技术将成未来汽车的研发重点现代汽车主动安全技术的发展趋势汽车主动安全系统汽车主动安全技术综述

展开

概述

随着社会的发展，交通安全问题越来越凸显，传统的汽车安全理念也在逐渐发生变化，传统的安全理念很被动比如安全带、安全气囊、保险杠等多是些被动的方法并不能有效解决交通事故的发生，随着科技的进步，汽车的安全被细化，目前汽车安全分为主动安全、被动安全两种概念。

主动安全技术将成未来汽车的研发重点

交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，因此汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙，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，汽车的行车安全更显得非常重要。而传统的被动安全已经远远不能避免交通的事故发生，因此主动安全的概念慢慢的行成并不断的完善。

现代汽车主动安全技术的发展趋势

汽车安全设计要从整体上来考虑，不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的机率，而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶员避免事故的发生。现代汽车的安全技术包括主动安全技术和被动安全技术两方面。而被动安全技术和主动安全技术是保证汽车乘员安全的重要保障。过去，汽车安全设计主要考虑被动安全系统，如设置安全带、安全气囊、保险杠等。现在汽车设计师们更多考虑的则是主动安全设计，使汽车能够主动采取措施，避免事故的发生。在这种汽车上装有汽车规避系统，包括装在车身各部位的防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达等传感器、盲点探测器等设施，由计算机进行控制。在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下随时以声、光形式向驾驶员提供汽车周围必要的信息，并可自动采取措施，有效防止事故发生。另外在计算机的存储器内还可存储大量有关驾驶员和车辆的各种信息，对驾驶员和车辆进行监测控制。例如，根据日本政府“提高汽车智能和安全性的高级汽车计划”，由日本丰田公司研制成功的“丰田高级安全汽车”即具有驾驶员瞌睡预警系统、轮胎压力监测警告系统、发动机火警预报系统、前照灯自动调整系统、盲区监控系统、汽车间信息传输系统、道路交通信息引导系统、自动制动系统、紧急呼叫(SOS)停车系统、灭火系统以及各向安全气囊系统等，其中有些单项设备已投放市场。

汽车100多年的发展史中，有关汽车的安全性能的研究和新技术的应用也发生了日新月异的变化，从最初的保险杠减振系统、乘客安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、车轮防抱制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全性能正日趋完善。特别是近几年，随着科学技术的迅速发展，越来越多的先进技术被应用到汽车上。目前，世界各国都在运用现代高新科，加紧研制汽车安全技术，一批批有关汽车安全的前沿技术、新产品陆续装车使用，使未来的汽车更加安全。

未来汽车电子控制的重要发展方向之一是汽车安全领域，并向几个方向发展：利用雷达技术和车载摄像技术开发各种自动避撞系统；利用近红外技术开发各种能监测驾驶员行为的安全系统；高性能的轮胎综合监测系统；自适应自动巡航控制系统；驾驶员身份识别系统；安全气囊和ABS/ASR。随着更加先进的智能型传感器、快速响应的执行器、高性能电控单元、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通信技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化方向发展。

汽车主动安全系统

为预防汽车发生事故，避免人员受到伤害而采取的安全设计，称为主动安全设计，如ABS，EBD，TCS，LDWS等都是主动安全设计。它们的特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生。其它像高位刹车灯，前后雾灯，后窗除雾等也是主动安全设计。目前安全技术逐渐在完善，有更多的安全技术将被开发并得到应用。

汽车主动安全技术

ABS（防抱死制动系统）

它通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死）。对ABS功能的正确认识：能在紧急刹车状况下，保持车辆不被抱死而失控，维持转向能力，避开障碍物。在一般状况下，它并不能缩短刹车距离。

EBD（电子制动力分配系）

它必须配合ABS使用，在汽车制动的瞬间，分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出摩擦力数值，根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力，避免因各轮刹车力不同而导致的打滑，倾斜和侧翻等危险。

ESP（电子稳定程序）

它实际上也是一种牵引力控制系统，与其它牵引力控制系统比较，ESP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。

EBA（紧急刹车辅助系统）

电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作，来判断驾驶员对此次刹车的意图，如属于紧急刹车，则指示刹车系统产生更高的油压使ABS发挥作用，从而使刹车力更快速的产生，缩短刹车距离。

LDWS(车道偏离预警系统）

该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道0.5秒之前发出警报，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故，此外，使用LDWS还能纠正驾驶员不打转向灯的习惯，该系统其主要功能是辅助过度疲劳或长时间单调驾驶引发的注意力不集中等情况。

胎压监控

美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)已经做出要求，截止2003产品年车重小于或达到4536公斤的所有美国乘用车辆都必须配备胎压监控系统，事后宝马公司就已经把该系统用在全系轿车中。驾驶者可以通过车内提示警告系统来判断轮胎胎压情况是否正常，首先避免了因轮胎亏气出现的行车跑偏，其次在高速行驶时也对乘坐者安全是一种保障。?

所用车型：奥迪、宝马、上海通用别克君越、凯迪拉克、雷克萨斯、迈巴赫、梅塞德斯奔驰、沃尔沃等

倒车警告/倒车影像/车外摄像头

倒车警告这项技术用于在驾驶期间以及驻车时，针对您盲区中的轿车或物体向您发出警告。通常，该系统会在您行车时已经进行响应；它可能会使后视镜内的一个警告标示进行闪烁，同时会发出声音警告，该系统是一个短程检测系统。如：上海通用别克君越车内后视镜就配备此功能，反光镜左边会有一个车体形状的图标，前/后雷达在侦测障碍物时警告标示会给驾驶者以视觉和听觉上的警告。

倒车影像和后视摄像机是一体，不仅保护您的轿车，还能够避免在倒车时意外伤及儿童和动物。倒车已经从向下倾斜后视镜或发出声音警告到实时查看。新一代技术包括一个摄像机，它可以与导航系统协同工作，对您身后的一切进行广角拍摄，然后反映在车内屏幕上，从而帮助您倒车或挂接拖车。

所用车型：雷克萨斯、上海通用别克君越、梅塞德斯-奔驰等

芯片防盗系统

财产安全也被人日益关注，一部几十万的轿车被偷盗会让车主受到很大的损失。厂家也绞尽脑汁为轿车加入更多的安全防范系统。通用别克君越不仅在点火钥匙上加入Passkey III安全防盗系统，还针对后行李箱结构进行了改进，变为遥控开启无锁芯防盗模式，大大减低了被盗被撬的几率，给车主财产方面的最大保护。

自动感应大灯和/或夜视辅助系统

自动感应大灯随车辆周边环境光线影响，系统会自动识别判断。雨雾天气光线不够，大灯会自动亮起给驾驶者提供更安全的行车环境。后期厂家又延伸到自适应大灯系统，这更高级的系统会因方向而调节(在车辆转向时会转动灯光)。它们也可以是车速感应式车灯(可以改变光束的长度或高度)，或者对环境光进行补偿。

夜视系统可以有不同的形式，如基本的红外线大灯或热成像摄像机。但是无论采用何种科技，作用都一样：在夜间或者视线不明的情况下，帮助您看清更远处的路面并且辨别接近1000 英尺外道路上的动物、人或树木。图像在驾驶室中的显示屏上形成，使肉眼难于看清的障碍物体提前被驾驶者掌控，目前博世公司开发的夜视系统则具有以上功能，但价格很是昂贵，即使是超豪华轿车目前也基本为选配系统。相信不久将来这一更高级的系统也会被中高级轿车所选用。

所用车型：凯迪拉克、雷克萨斯、林肯、梅塞德斯-奔驰S系等相关运用车型

(ASR奔驰/TCS凯迪拉克/TCR丰田/DCT宝马、电子稳定控制系统（ESP博世/DSC宝马/VSC丰田/VDC日产/VSA本田)、陡坡缓降系统（HDC）、自动驻车/上坡辅助系统、高位刹车灯（第三刹车灯）等这些都属于汽车主动安全配置产品。除了以上这些在操控性方面的主动安全设施外，还有基于图像处理技术以及雷达感应技术，可以提前预防和缓解交通事故的汽车主动安全用品。其中以基于图像处理技术原理的碰撞预警系统为目前汽车主动安全产品中的领航者。

最新汽车主动安全技术

驱动防滑控制系统

VSC车辆稳定控制系统

四轮转向控制技术

卫星导航与车距控制系统

自动刹车系统

LWDS车道偏离预警系统

LNVS夜视系统

FCWS前碰撞预警系统

HMWS车距监控系统

HUD抬头显示系统

最新主动安全产品运用车型

1、VOLVO-XC60 城市安全系统，自动刹车。

2、奔驰公司，自动报警、自动锁定车速刹车。

3、福建东南汽车工业集团----东南（三菱君阁）旗舰版已经配套车道偏离预警系统。

4、(VOLVO-S80)配套车道偏离预警；

5、(BMW-X5)配套车道偏离预警和HUD抬头显示系统；

6、(宝马-745)配套被动式红外夜视系统；

7、新（奔驰-E350）带车道偏离预警和主动夜视系统上市；

8、新（凌志）LS460和E350已经配套视觉和雷达结合防撞系统；

9、现代顶级豪车（雅科仕）带车道偏离预警上市；

10、(雪铁龙C4)配套车道偏离预警系统；

11、英菲尼迪顶级版和起亚k7北京车展也展示带车道偏离警报器系统的车；

12、欧洲2012年新车必须强制安装车道偏离预警（LWDS）。

国际市场运用

编辑本段综述

虽然人们采用各种方法来保证驾驶员的安全，但是如何避免事故发生才是我们对于未来车辆安全的讨论重点。因为只有最大程度地减少事故发生率，才能最好地体现车辆安全。可以预见，主动安全将成为未来汽车安全技术发展的重点和趋势。在不断完善被动安全系统的同时，逐渐地发展和应用主动安全系统，尽量避免事故的发生，结合行人保护的概念和技术的引入，完善对行人的保护是当今汽车安全的发展趋势。通过数据总线进行系统集成，可以将汽车安全的很多方面，例如防驾驶瞌睡装置、轮胎压力监测报警装置、行人碰撞保护装置集成在一起，提高汽车的安全性能。未来智能行人保护系统(IPPS)、高级驾驶员辅助系统、保持车道状态系统、夜视系统、高灵敏度雷达传感器和激光雷达技术的应用将大大提高汽车主动安全的水平。欧盟委员会和日本政府已颁布了新法规来保护行人和其他易受伤的道路使用者。相信随着技术和立法的不断完善，汽车主动安全技术将成为未来汽车安全技术发展的重点。它将与被动安全技术一起发挥作用，保证驾驶员和行人的安全。汽车安全性已经不仅是个技术问题，在某种程度上也是一个重要的社会问题。汽车的主动安全性因其定位于防患于未然，所以有着广阔的发展前景，越来越受到汽车生产企业、政府管理部门和消费者的重视。

汽车柴油机排放控制技术篇6

摘要：本文介绍了燃油品质的改善方法，采用颗粒过滤及再生技术、加装氧化型催化转化器、可溶性SOF氧化催化、非过滤技术和NO_x催化转化器等排气净化后处理技术和采用增压中冷技术、改进燃烧系统、采用电控高压喷射技术、废气再循环、可变技术等柴油机机内净化技术、使用代用燃料等措施相的结合综合控制技术。

关键词：柴油机排放净化控制

0引言

车用柴油机排放物主要为颗粒状物质PM和NO_x，而CO和HC排放较低。控制柴油机尾气排放主要是控制颗粒物质PM和NO_x生成，现代柴油机排放控制采取的措施有：改善燃油品质，排气净化后处理、柴油机机内净化、使用代用燃料等控制技术。

1改善燃油品质

若增加柴油的十六烷值，能有效地降低发动机尾气颗粒PM、C0和NO_x的排放：降低燃油中S的含量，可以降低13～22％的PM颗粒排放；减少燃油中的芳烃成分，可以减少NO_x的排放。改善燃油的措施如下：①根据燃油的馏程，合理提高燃油的十六烷值。②在柴油中掺烧一定比例的消烟添加剂，将金属钡、镁、锌等可溶性碱化盐或中性盐作为消烟添加剂，通过促进碳烟粒子在膨胀过程中再燃烧，来促进和消除喷油器头部的积碳，可以减少30～50％的碳烟颗粒PM排放。③降低燃油中的含硫量。在燃烧过程中，柴油中的硫约有98％转化为SO₂，其余的2％成为硫酸盐颗粒，部分SO₂被进一步氧化与燃烧过程中生成的H₂O结合，形成H₂SO₄和硫酸盐(CaSO₄等)，增加了微粒的排放量。

2排气净化后处理

采用氧化催化转化器对柴油机排气处理，可以降低HC和CO的排放量和颗粒PM状物质中的有机成分；用选择性还原催化转换器在富氧条件下还原NO_x，用微粒过滤装置收集柴油机排气中的颗粒状物质等。

2.1采用颗粒过滤及再生技术颗粒过滤由颗粒过滤器和再生装置组成。颗粒过滤器通过其中有极小孔隙的过滤介质(滤芯)捕集柴油机排气中的固定碳粒和吸附可溶性有机成分的碳烟。

2.2加装氧化型催化转化器柴油机加装氧化型催化转化器是一种有效的机外净化排气中的可燃气体和可溶性SOF有机组分的常用措施。加装氧化型催化转化器(以铂Pt、钯Pd贵重金属作为催化剂)能使HC、CO减少50％，颗粒PM减少50～70％，其中的多环芳烃和硝基多环芳烃也有明显减少。

2.3非过滤技术非过滤技术目前主要研究的方向有两种：静电式微粒收集器。柴油机排气微粒中有70～80％呈带电状态，每个带电微粒约带1～5个基本正电荷或负电荷，整体呈电中性。目前利用附加强电场对呈带电特性的碳烟微粒进行静电吸附，并取得了一定的试验成果，但由于附加设备体积大、结构复杂以及高压电源的供给等，给实用化带来一定的困难。

2.4NO_x催化转化器NOx催化转化器对NO_x在350～550℃的温度范围内进行良好的催化转化，使NO_x排放降低20～30％。NO_x催化转化技术可分为催化热分解和选择性催化还原反应两种。催化热分解是利用由金属离子沸石、钒和钼构成催化剂来降低NO_x热分解反应的活化能，使NO_x分解成无毒的N₂，该方法简单且反应生成物无毒；选择性的还原反应是在排气中喷入饱和的HC和NO_x，反应生成物为N₂、CO₂和H₂O，选择性的还原反应将会生成额外的CO₂。

3进行柴油机机内净化

柴油机机内净化是对燃烧过程进行优化，使发动机达到混合均匀、燃烧充分、工作柔和、启动可靠、降低排放。

3.1防止机油串入燃烧室由于柴油机排放颗粒状物质的相当部分是由串入燃烧室的机油的不完全燃烧造成的，所以应尽可能地减少串机油量。

3.2采用柴油电控高压喷射技术柴油电控技术已从第一代的位置控制、第二代的时间控制发展到今天的共轨式电控高压喷射。电控高压喷射控制对喷油规律进行控制，能根据发动机运行工况实现最佳喷油，同时通过控制预混合燃烧与扩散燃烧的比例，可同时降低有害排放和控制发动机的空燃比，有利于实现有效的机外净化措施。

3.3提高喷油压力和减小喷孔直径提高喷油压力和减小喷孔直径可明显地降低颗粒PM的排放。为了避免高压喷射导致的NO_x的增加，要求适当降低空气涡流运动，提高压缩比和可变定时燃油喷射与其相适应，以达到控制颗粒PM和NOX排放的目的。

3.4改进燃烧系统改进燃烧系统指的是燃烧室的形状、供油系统、进气流动的最佳匹配。应保证在发动机整个工况范围内，燃油在燃烧室中均匀分布，有合适的气体流动，有合理的喷油规律和喷油定时。采用电控制喷油泵、电控泵一喷嘴、电子调速器、可变涡流系统、多气门化和中央配置喷油器等措施，既可改善柴油机性能，又可降低柴油机尾气排放物，尤其是颗粒PM物质的排放。

3.5采用废气再循环(EGR)EGR是将一部分排气导入进气系统中，通过降低燃烧室燃烧的最高温度来降低NO_x的排放。利用EGR降低NO_x的排放，需要与电子控制结合，根据柴油机负荷、转速、冷却水温度传感器及启动开关信号，由ECU对EGR率和EGR随机进行控制，保证在对柴油机性能影响不大的条件下，降低NO_x的排放。

3.6增压中冷技术废气涡轮增压提高了气缸内平均有效压力、过量空气系数和整个循环的平均温度，可使柴油机颗粒物的排放量降低50％左右，并减少CO和CH的排放。利用中冷技术，NO_x的排放量可降低60～70％。所以采用增压中冷是降低车用柴油机排气排放物的有效措施之一。

4代用燃料的使用

采用代用燃料将是控制柴油机和汽油机排放的重要方法之一。目前代用燃料主要有天然气(压缩天然气CNG，液化天然气LNG)、液化石油气(LPG)、甲醇、乙醇、氢燃料及与柴油掺烧的复合燃料等，其中甲醇、天然气、液化石油气被认为是最有前途的清洁能源代用燃料。代用燃料的特点：①天然气汽车成本低，储量丰富，主要以压缩天然气汽车CNG为代表。CNG燃料本身呈气态，不需进行雾化，燃烧充分，尾气中CO含量较低，无排烟，但动力降低10％，携带不便。②甲醇具有辛烷值高、低发热量、低公害和无排烟的特点。但甲醇的十六烷值低，着火性差，需要加装点火装置，冷启动性差，有腐蚀性，并要解决润滑油消耗量大和处理未燃甲醇来降低排放。

5结束语

汽车安全控制新技术篇7

1 系统的描述

该系统由传感器,微控制器以及汽车的刹车,转向,加速系统组成。

1.1 传感器和处理系统

在该系统中,我们采用了超声传感器。如电路框图所示,汽车每边超声传感器都采用了定时同步脉冲。

微控制器中的定时器被用来做时间的同步控制。当接收传感器靠近障碍物时将首次产生一个电压脉冲,该电压脉冲通过一个与门关闭时间控制器其时间跨度被存储在一个寄存器中。一旦收到这个电压脉冲,格式的微控制器将关闭与门。通过传感器的电压,可以计算超声反馈的速度。通过定时器的计算的时间跨度,可以计算与障碍物的相对距离。因为已经关闭了与门,所以该计算不会受到其他远距离障碍物对传感器产生的信号的影响。一旦四个微控制器完成了相对距离的计算,与门和定时器将重新打开。按照相同的方式,与障碍物的相对距离将重新被计算。这样可以得到两次计算结果之间的差值,并将差值与相差的时间跨度相除。微控制器的一个独立的定时器来计算着时间跨度。通过这个方法,汽车相对与障碍物的相对速度就可以被计算出来。将汽车与障碍物的相对距离除以计算出来的相对速度,就可以得出发生碰撞的时间。前,后,左,右四个方向的碰撞时间都会被计算,并将时间传如8:1的复用器。微控制器与汽车的刹车,转向,加速系统相连,通过计算的碰撞事件以及相关的控制算法,可以进行最优的控制,来避免碰撞的发生。

TT:超声传感器和与门

MCf:控制器用于计算前方碰撞时间

MCre:控制器用于计算后方碰撞时间

MCl:控制器用于计算左方碰撞时间

MCr:控制器用于计算右方碰撞时间

MCbr:控制器用于控制刹车及刹车时间的控制

MClt:控制器用于控制左转及左转时间的控制

MCrt:控制器用于控制右转及右转时间的控制

MCa:控制器用于加速的控制

MUX:复用器(8:1)

1.2 控制器对刹车,转向,加速的计算

MBr–与汽车的刹车系统相连,并根据汽车的速度范围,保持汽车的稳定。并根据汽车当前的速度和特定的刹车强度来计算避免发生前方碰撞所需要的时间Ts1。并将此时间作为参考值与前方碰撞时间Tf进行比较。如果Tf小于两倍的Ts1,那么控制系统将发出警告的时间,提醒驾驶员注意。如果驾驶员没有采取相应的措施,使得Tf小于了Ts1,那么控制器将根据相应的算法来对汽车的刹车系统进行相对的控制,以避免前方碰撞的发生。

MClt–与汽车的转向系统相连,并根据汽车的速度范围,控制汽车稳定的左转。并根据汽车当前的速度和稳定的左转速度来计算避免发生左边碰撞所需要的时间Ts2。并将此时间作为参考值与左方碰撞时间Tleft进行比较。如果Tleft小于两倍的Ts2,那么控制系统将发出警告的时间,提醒驾驶员注意。如果驾驶员没有采取相应的措施,使得Tleft小于了Ts2,那么控制器将根据相应的算法来对汽车的左转进行相对的控制,以避免左方碰撞的发生。

MCrt–与汽车的转向系统相连,并根据汽车的速度范围,控制汽车稳定的右转。并根据汽车当前的速度和稳定的右转速度来计算避免发生右边碰撞所需要的时间Ts3。并将此时间作为参考值与右方碰撞时间Tright进行比较。如果Tright小于两倍的Ts3,那么控制系统将发出警告的时间,提醒驾驶员注意。如果驾驶员没有采取相应的措施,使得Tright小于了Ts3,那么控制器将根据相应的算法来对汽车的右转进行相对的控制,以避免右方碰撞的发生。

MCa–与汽车的加速系统相连,并根据汽车的速度范围,控制汽车稳定的加速。并根据汽车当前的速度和稳定的加速速度来计算避免发生后方碰撞所需要的时间Ts4。并将此时间作为参考值与后方碰撞时间Trear进行比较。如果Trear小于两倍的Ts4,那么控制系统将发出警告的时间,提醒驾驶员注意。如果驾驶员没有采取相应的措施,使得Trear小于了Ts4,那么控制器将根据相应的算法来对汽车的加速进行相对的控制,以避免后方碰撞的发生。

2 碰撞时间的获取和误差的控制

每个方向碰撞的时间每间隔一个时间值将会被重新计算,计算的间隔取决于与障碍物的相对距离。当相对距离越近的时候,计算的间隔时间就应该越短。与障碍物的相对距离,汽车的速度和加速度需要用各自的脉冲来进行计算。计算速度的脉冲频率是计算相对距离的两倍,计算加速度的脉冲是计算相对时间的四倍。如果计算相对距离发生误差,假设误差为E的话,那么速度的误差就为2E,加速度的误差就为4E。其误差以几何级数增加。因此系统的计算将不断被执行直到一阶导数为止,并通过相对速度来计算碰撞时间。

超声的速度在空气中,根据不同的温度和湿度是不一样的。因此我们确定一个标准的温度和湿度来进行计算,并根据时间的温度和湿度来进行修正以减小误差。

3 中央微控制器的控制算法

Step1:调用check front子函数

a)从MCre中获取后方碰撞时间

b)分别获取Ts4,Ts3,Ts2从MCa,MClt,MCrt

c)比较三者的时间,选择最小的Ts

d)比较后方碰撞时间与2×Ts的大小

e)如果后方碰撞时间大于或等于2×TS,就转Step2

f)否则比较后方碰撞事件与Ts的大小

g)如果后方碰撞时间大于或等于Ts,就报警并转step1(a)

h)否则调用turn left子函数或turn right子函数或accelerate子函数,根据step1(b)的情况。

i)转step2

Step2:

a)从微控制器MCr中获取右方碰撞时间

b)从MClt从获取最大稳定角度

c)通过汽车的长度和最大稳定角度计算Ts2

d)比较右方碰撞时间和2×Ts2的大小

e)如果右方碰撞时间大于或等于2×Ts2,就转step3

f)否则比较右方碰撞时间和Ts2的大小

g)如果右方碰撞时间大于Ts2,就报警并转step2(a)

h)否则调用turn left子函数进行左转以增加右方碰撞时间直到2×Ts2为止。

i)转step3.

Step3:

a)从微控制器MCl中获取左方碰撞时间

b)从MCrt从获取最大稳定角度

c)通过汽车的长度和最大稳定角度计算Ts3

d)比较左方碰撞时间和2×Ts3的大小

e)如果左方碰撞时间大于或等于2×Ts3,就转step1

f)否则比较左方碰撞时间和Ts3的大小

g)如果左方碰撞时间大于Ts3,就报警并转step3(a)

h)否则调用turn right子函数进行右转以增加左方碰撞时间直到2×Ts3为止。

i)转step3.

CHECK FRONT子函数:

a)从微控制器Mf中获取前方碰撞时间

b)从微控制器Mbr中获取当前速度的稳定刹车时间Ts1

c)比较前方碰撞时间与2×Ts1的大小,如果大于,就返回

d)否则就报警一次并比较前方碰撞事件与Ts1的大小,如果大于就转step b

e)否则就调用brake子函数

f)返回

BRAKE:

a)从MCbr中获取发动机的转速以控制汽车稳定的刹车

b)计算最小Ts1

c)从MCf中获取前方碰撞事件

d)刹车直到前方碰撞时间等于2×Ts1

e)返回

TURN LEFT:

a)从MClt中获取稳定左转的最大角度

b)从MCr中获取右方碰撞时间

c)计算最小Ts2

d)右转一步,调用check front(如果在左转过程中前方有很多车辆,汽车将不能继续左转

e)左转直到右方碰撞时间等于2×Ts2

f)返回

TURN RIGHT:

a)从MCrt中获取稳定右转的最大角度

b)从MCl中获取左方碰撞时间

c)计算最小Ts3

d)左转一步,调用check front(如果在右转过程中前方有很多车辆,汽车将不能继续右转

e)右转直到左方碰撞时间等于2×Ts3

f)返回

ACCELERATE:

a)计算最小时间Ts4

b)从MCa中获取后方碰撞时间

c)加速一步

d)调用check front(如果在加速过程中前方有很多车辆,汽车将不能继续加速)

e)加速直到后方碰撞时间等于2×Ts4

f)返回

程序的流程图如图2所示。

4 总结

本文研究一个汽车自动控制系统,以防止汽车在形势过程中发生碰撞。当危险情况出现时,该系统可以对驾驶者发出警告,如果驾驶者没有做出相应的反应话,该系统会自动进行控制。该系统可以在人工驾驶的汽车系统中安装,并且成本比较低。

摘要：该文主要研究处于安全目的的汽车自动化控制,其目的是为了发展一种低成本的,部分自动化的控制器。该控制器可以被安装在人工驾驶的汽车上,以防止发生碰撞事故,同时也不降低驾驶的乐趣。该系统用在小型汽车上其效果更加明显,使得刹车,转向和加速更加容易控制。本文描述了其传感器系统,处理系统和机械系统三个部分以及其接口电路。

关键词：汽车自动化,安全控制,嵌入式微控制器

参考文献

[1]Ernest O.Doeblin.Measurement systems,applications and design[J].V edition Pear-son education.

[2]J.B.Peatman.Design with PIC microcontrollers[J].PH Engineering,2008.

汽车备件库存控制技术篇8

近年来,中国汽车市场呈现持续高速增长的态势。据中国汽车工业协会统计,2009年上半年,中国乘用车销量同比增长25.62%,下半年汽车市场竞争将更加激烈。汽车企业在纷纷加速推出新车型的同时,也将降低供应链成本作为年度降成本的重量目标之一。

汽车物流供应链包括汽车整车厂内物流、汽车零部件物流、新车配送物流和汽车备件物流等部分。汽车备件物流供应链,是将汽车售后零部件从零部件供应商处或汽车主机厂处组织并供应到汽车售后零部件消费者手中的全过程。降低汽车备件物流供应链成本,主要包括备件物流供应链运输和存储成本,主要内容为在设定的服务水平下,控制从备件供应商、上游配送、备件配送中心、下游配送直至汽车经销商的全供应链备件库存持有水平,规划设计备件价值链上可变成本最小的方案,追求汽车企业利润最大化的目标。合理控制库存水平,不仅在减少可变成本方面对企业利润产生贡献,而且可以减少备件物流供应链系统中物流设施——如仓库、容器、货架和搬运车辆等的直接投资,从而成倍降低备件物流成本。

汽车备件供应链的实物流动方式分为三种(如图1所示):

1.汽车零部件供应商提供汽车备件到汽车主机厂备件配送中心,备件配送中心配送备件到区域备件分库,区域备件分库配送备件抵达汽车经销网点;

2.汽车零部件供应商根据集中的供应指令,直接送货到备件区域仓库;

3.汽车零部件供应商根据集中的供应指令,直接送货到汽车经销网点。

汽车备件库存特性

随着新车型整车市场保有量的增加,备件需求量迅速增长。随着车型停止生产制造,该车型市场保有量逐渐减少,汽车备件消耗量逐渐降低。汽车备件库存特性如图2所示,分为新备件启动阶段、正常供应阶段和备件生命末期供应阶段等3个阶段性特征。在不同的阶段,应采用不同的库存策略。

新车投放市场后,汽车备件市场需求存在时间上的滞后期,此时备件市场需求为零星需求,应采用谨慎的库存策略;随着整车保有量的增加,备件需求逐渐增加,当整车市场保有量趋于稳定时,备件的需求量相对稳定,可以通过备件消耗的历史数据预测备件在不同存储地点的库存控制水平;当整车市场保有量逐渐下降时,备件的需求衰减,直至为零。

通常来说,一个全新车型将产生2500～3000个新备件,其中250个左右的常用备件在车型投放时间节点前,需要建立初始库存,其他品种的新备件根据用户的需求时间节点,逐渐设立库存,备件品种从新备件阶段转换到正常供应阶段的切换点是备件首次有用户需求。当车型停产时,备件库存控制从正常供应阶段切换到备件生命末期供应阶段。在备件生命末期供应阶段,受零部件的设计寿命和制造手段等因素影响,备件供应的解决方案为全周期供应或建立足够的储备库存并停止制造。无论采用哪种方式,经济性原则是指导库存控制策略的基本原则。对大多数中国汽车乘用车企业来说,车型停产还是新生事物,在经济性地建立汽车备件库存方面还需积累经验,并积极寻求多途径解决方案。

汽车备件库存策略

备件物流供应链库存控制是为了在满足设定的客户服务水平目标下,降低库存。库存水平过高不仅意味着库存投资成本的增加,同时还要承担更多的库存持有成本,过多的库存导致无效率的供应链活动。需求预测水平对备件供应链整体绩效至关重要。备件物流供应链的预测涉及需求的空间和时间特征、需求波动的幅度和随机程度。常用的预测方法是历史映射法和因果法。历史映射法的基本前提就是未来的需求模式将会重复过去,至少大部分重复过去的历史。如果预测时间跨度小于6个月,通常准确性很好,因为在短期内,时间序列有内在稳定性。

汽车备件品种多样性和每类备件的需求趋势不同,汽车备件库存管理不仅需要分析备件生命周期的趋势演变,还要分析不同类别备件的库存策略。新车型投放时,面临的问题是:是所有的备件都建立一定的库存水平,还是部分备件建立库存?如何决定哪些备件建立库存?如果客户有需求,如何及时获取备件资源?从客户售后服务的角度,希望备件全部库存在汽车备件配送中心,一旦用户有需求,可以在可控的时间范围内配送到用户手中。全部品种的汽车备件都设定一定水平的库存数量,是增加满足客户需求的可能性,还是仅仅增加了库存价值?

据统计分析,在整车市场保有量100万辆的条件下,年需求量大于1 0000件的备件品种数比例为0.44%;年需求量大于100件的备件品种数比例为24%;年需求量小于3的备件品种数比例为1 2.6%。基于不同汽车备件类别的市场需求量差异,汽车备件的库存策略有如下四类:

1.日库存策略

备件的库存量控制在一天的备件需求量波动范围内。此策略适用于备件需求数量高的品种,备件品种的产品特征是空间尺寸大,备件的生产制造地在备件配送中心附近,备件供应商具有每天按采购订单供应备件的生产节拍和运输能力。适用的备件品种有汽车前、后保险杠和汽车前大灯、轮胎等。

2.周库存策略

备件的库存量控制在一周的备件需求量波动范围内。此策略适用于备件需求数量较高的备件品种,备件供应商具备每周按采购订单供应备件的能力。适用的备件品种有火花塞、汽油滤清器等。

3.月库存策略

备件按月消耗补充库存,80%的备件品种适用此策略。

4.非库存策略

备件的年需求量小于3件的备件品种。当备件的年需求量大于3件时,备件的库存策略由不建立库存变为库存件。

进行库存需求预测时,常常会遇到一些特殊问题,如汽车备件启动库存问题、尖峰需求问题,需要特殊考虑。

针对新车型备件启动库存,备件供应链管理人员常常面临的问题是需要预测备件和服务的需求水平,但又没有足够的、用于预测的历史经验数据。早期的备件预测可以让备件营销人员做,直到积累到一定的历史销量数据。一旦积累了6个月左右的需求历史数据,可以使用现有的预测方法。汽车备件初始库存的确定,可借鉴类似车型投放初期,客户需求订单的备件品种分布情况和需求模式,估计新增备件的预期需求,以前的需求模式可以对新车型新增备件品种最初的需求预测提供启迪。

尖峰需求的随机波动非常大,趋势非常模糊。如,下雪等恶劣天气中,汽车前大灯和乙子板的尖峰需求会出现。但由于时间序列波动的幅度大,很难用数学方法准确预测尖峰需求,库存管理者需要寻找导致尖峰需求的原因,利用这些因素预测。将尖峰需求与其他有规律的需求区分开,分别使用不同的方法。跟踪和识别这类备件的需求趋势中的例外点、异常点或特殊情况,避免大量的客户订单不能满足,或者在满足了尖峰需求之后,持续地按尖峰需求重新订购,以致于库存量大于正常水平。如果备件体积大占用空间大,容易导致配送中心物流设施和面积的尖峰需求转变为正常持续的能力需求,放大对物流设施和能力的需求。

新车型投放时,备件启动库存品种和数量是备件物流供应链管理者关心的问题,启动库存的组织模式影响备件启动库存管理。一般新车型备件启动库存的组织方式为:汽车备件商务营销部门提出启动库存每个网点的库存计划,汽车备件物流供应链管理部门按商务需求组织备件的配送。在这种组织模式下,网点数量的多少影响备件启动库存采购数量。例如,如果汽车销售网点有400个,那么每个网点库存计划一件,每个启动库存备件则至少需要采购400件,该数量可能大于备件实际的市场需求量,而备件的市场需求量区域性不均衡,导致部分区域的备件需求量不足,而另一部分区域的备件需求量过剩。因此,备件启动库存组织方式逐渐演变为非强制性方式,即,每个网点根据需求订购需要的备件,汽车主机厂不统一配送指定的备件品种和数量到网点。此组织模式使备件物流供应链更灵活,因此也对汽车销售网点和汽车主机厂物流管理部门的预测能力和快速反应能力提出更高的要求。

汽车备件库存控制

为了适时管理、快速反应和压缩时间,从而最大限度地降低供应渠道中所需的备件库存量,可应用如下控制方法:

1.管理备件供应商前端制造计划,控制并缩减供应链周转时间。作为供应链源头,供应商制造计划水平影响供应链的时间、库存和成本等绩效参数。

2.备件供应链上下游信息整合。整合的内容包括:需求预测、库存规划、采购订货、运输规划、信息交流平台以及生产流程等。

3.有选择性地实施一体化战略。选择与供应链上关键的供应商和第三方物流服务商共同实施一体化战略。

4.分析库存的流动形式和存储地点,加快库存的周转速度。备件物流活动管理者应关注如何以最小的库存满足客户订单的要求,以最接近客户订单需求量的高频次、小批量补货,达到用更少的库存满足客户需求。

以库存满足需求的理念,应用连续补货策略可将库存控制在最低水平。连续补货策略体现备件供应链对客户需求同步反应的理念,其实施环境如下:

(1)供应商通过中间物流商送达货物,中间物流商每天有固定的运输车辆配送货物,不单独增加运输频次,并具有准时交货的能力;

(2)信息在供应商和中间物流商、备件配送中心共享;

(3)供应商经济制造批量和连续补货数量基本持平,库存没有转移到供应商或中间物流商处;

(4)供应商的生产制造具有计划性和稳定性,消除供应渠道中可能出现的不确定性;

(5)备件产品质量稳定。

在不增加企业的生产启动成本和采购订货成本的条件下,设定经济补货量,逐渐趋近一天的客户需求量。应用连续补货库存控制方法,充分分析供应链各环节的供应能力,可削减安全库存的数量,因此,连续补货相对日库存策略仍可大幅降低库存水平。

因为存在采购的规模经济,供应商邻近备件配送中心,通过与供应商和中间物流商建立紧密的协作关系,在供应链上可共享生产制造计划、客户需求信息,减少供应链上的反应时间和波动。对需求量大的备件品种,可选择合适的备件供应商提供连续补货的供应策略。尽管与其他库存策略相比,管理供应渠道需要付出更多的精力,但由此带来的收益是:能够在备件供应链前端渠道转运过程中保持最低的库存、降低物流设施的投资并提高对客户的服务水平。

汽车驱动防滑转控制技术篇9

1 ASR的基本控制策略

随着驱动轮转矩的不断增大, 汽车的驱动力随之增大, 当驱动力超过地面附着力时, 驱动轮开始滑转。当车轮与地面之间的附着系数非常小时, 尽管驱动轮不停地转动, 但汽车仍原地不动, 即驱动轮滑转。驱动轮的滑转程度用驱动轮滑移率Sd表示

$\begin{array}{l} S_{d} = (υ_{ω} ― υ) / υ_{ω} \times 100 % = \\ (r ω ― υ) / r ω \times 100 % . \end{array}$

式中:υω为车轮滚动时的瞬时圆周速度, m/s; υ为汽车行驶速度, m/s;r为车轮半径, m;ω为车轮转动角速度, rad/s。

当车轮在地面上纯滚动时, 车速完全由车轮滚动产生, υ=rω, Sd=0;当车轮在地面上完全滑转时, 车速υ=0, Sd=100%;当车轮在地面上边滚边滑时, rω>υ, 0<Sd<100%。在车轮转动过程中, 滑转所占的比例越大, 滑移率Sd也越大。

ASR在车轮滑转时, 将滑转率控制在最佳滑转率 (10%～30%) 范围内, 从而获得较大的附着系数, 使路面能够提供较大的附着力, 车轮的驱动力能够得到充分利用。

ASR在汽车驱动加速时发挥效用, 以获得尽可能高的加速度, 使驱动轮的驱动力不超过轮胎与路面间的附着力, 以防止车轮滑转, 从而改善汽车的操纵稳定性及加速性能, 提高汽车的行驶平顺性。与ABS不同的是ASR在整个汽车行驶过程中均起作用。

2 ASR的特点

1) ASR可以由驾驶员通过ASR选择开关对其是否进入工作状态进行选择, 在ASR进行防滑转调节时, ASR工作指示灯会自动点亮, 如果通过ASR选择开关关闭ASR, ASR关闭指示灯自动点亮。

2) ASR处于关闭状态时, 副节气门将自动处于全开位置;ASR制动压力调节器不会影响制动系统的正常工作。

3) 如果在ASR处于防滑转调节过程中, 驾驶员踩下制动踏板进行制动时, ASR将自动退出防滑转调节, 而不影响制动过程的进行。

4) ASR通常只在一定的车速范围内进行防滑转调节, 当车速达到一定值 (120 km/h或80 km/h) 后, ASR自动退出防滑转控制。

5) ASR在其工作车速范围内通常具有不同的优先选择性。在车速较低时优先选择提高牵引力, 此时对两驱动车轮施加的制动力矩可以不同, 即对两后轮缸的制动压力进行分别调节。而在车速较高时优先选择提高行驶方向稳定性, 此时对两驱动车轮施加的制动力矩相同, 即对两后轮缸的制动压力进行一同调节。

6) ASR具有自诊断功能, 一旦发现存在影响系统正常工作故障时, ASR将自动关闭, 并向驾驶员发出警示信号。

7) ASR和ABS都是通过控制作用在被控车轮上, 而将车轮的滑移率控制在设定的理想范围内, 以提高车轮附着力的利用率, 从而缩短汽车制动距离或提高汽车的加速性能, 改善汽车的行驶方向稳定性和转向控制能力。

8) ASR和ABS都要求系统具有快速反应能力, 以适应车轮附着力的变化;都要求控制偏差尽可能达到最小, 以免引起汽车及传动系统的振动;都要求尽量减少调节过程中的能量消耗。

3 ASR与ABS的主要区别

ASR与ABS的主要区别见表1。

4 ASR的基本组成及工作原理

ASR与ABS有许多共同之处, 如都是对车轮滑移率进行控制、都需要轮速传感器信号等, 通常两者组合在一起, 构成具有制动防抱死和驱动防滑转功能的防滑控制系统。

4.1 ASR的组成

ASR主要由传感器、ECU、执行器、驱动车轮制动器等组成, 其控制原理见图1, 典型的ASR系统见图2。

4.2 ASR控制原理

ECU是ASR的控制单元, 具有运算功能, 根据前后轮速传感器传递的信号及发动机和自动变速器的电子控制单元中节气门开度信号来判断汽车的行驶条件, 经过分析判断, 对副节气门执行器、ASR制动执行器发出指令, 执行器完成对发动机供油系统或点火时刻的控制, 或对制动压力进行调整。

主、副节气门开度传感器用于检测节气门的开启角度, 并将这些信号传送给发动机和自动变速器ECU。

ASR的执行器主要是ASR执行器和副节气门执行器, 它与ABS共用轮速传感器、液压驱动元件等, 并扩展了ECU功能, 增设了ASR制动执行器、节气门执行器、ASR工作指示灯及ASR诊断系统等。

对于单轴驱动汽车, 启动后, 当车轮速度高于10km/h时, ASR系统便开始监测驱动轮的驱动特性, 各轮速传感器将采集到的信号传给ECU, 经ECU处理后, 得到各驱动轮的速度和加速度值。当车速小于门限速度 (一般取为40～50km/h) 时, 再进一步识别驱动轮的滑转率, 如果发现某一驱动轮发生过度滑转, ECU就指令ASR制动系统制动滑转轮, 并根据滑转轮的滑转情况改变制动力, 直至滑转率达到要求的范围。

如果另一驱动轮也发生滑转, 当其滑转率刚好超过门限值后, ECU便指令节气门执行器减小节气门开度, 降低发动机输出转矩;若车速大于门限值, 驱动轮发生滑转, 则ECU便指令节气门执行器减小节气门开度, 从而使汽车驱动轮始终处于最佳的滑转范围内。

如果ASR系统的某个部件发生故障, 则ASR诊断系统将通过仪表板上的ASR故障指示灯指示, 提醒驾驶员注意。

ASR系统除具备以上基本功能以外, 还有另外2种功能:

1) ASR只有在车轮发生滑转时才工作, 在其余的时间内, ASR系统只是处于准备工作状态, 不干预常规驾驶。

2) 如果ASR出现故障, 则系统自动切断所有相关信号, 发动机和制动系统恢复到没有装备ASR的模式下工作。并在仪表板上通过ASR故障指示灯提醒驾驶员ASR系统出现了故障。

5 结束语

ASR在车轮开始滑转时, 通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力, 防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转, 提高车辆的通过性, 改善汽车的方向操纵性和行驶稳定性。ASR与ABS密切相关, 都是汽车行驶的主动安全系统, 两个系统通常同时采用。ASR系统是维持附着条件, 充分发挥驱动力的电子调节装置。

参考文献

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浅析现代汽车排放控制技术篇10

保护环境与节约燃料已成为全球关注的重大事件, 以发动机为动力的汽车是大气污染的主要来源之一。排放的废气对大气污染构成严重影响, 如CO2引起温室效应;HC在阳光的作用下与NOX进行光化学反应, 形成一种毒性较大的光化学烟雾。因此汽车的废气排放控制受到各国政府、汽车制造商的进一步重视。

二、汽车排放控制解决的问题

汽车运行时, 废气排放主要由排气管产生, 包括CO、HC、CO2、NOX等气体;对于柴油机而言, 还包括颗粒物排放。CO、HC、CO2等气体含量较少且便于处理, 废气排放控制主要解决汽车NOX和颗粒物的排放。故本文主要介绍由排气管产生的NOX和颗粒物排放控制技术。

三、现代汽车排放控制技术

现代汽车废气排放控制策略从技术角度分为三大方面:降低燃油消耗和燃烧优化、排放废气的处理和排放性能的监测, 其对应技术如下所述。

1. 降低燃油消耗和燃烧优化

降低燃油消耗和燃烧优化可以降低汽车的使用费用、减少国家对进口石油的依赖、节省石油资源;同时降低了汽车的废气排放, 其具体实现方法如下所述。

(1) 汽车外型优化, 减轻车身质量。汽车在行驶过程中, 主要受到空气阻力和滚动阻力, 减小空气阻力和滚动阻力可以有效降低燃油消耗。汽车外形优化可以有效降低空气阻力系数CD值, 从而减小空气阻力。减轻车身质量则是减小滚动阻力的重要途径。但随着质量的降低, 汽车的安全性下降, 因此需综合考虑从而获得最佳效果。

(2) 发动机技术的发展。发动机的热损失和机械损耗占燃油化学能的65%左右, 故提高发动机效能对降低燃油消耗、减小废气排放有重要作用。现阶段发动机技术的发展如下:

第一, 柴油机共轨式电控燃油喷射技术 (CRFIS)

柴油机运行时转速很高, 喷油器每次喷油时间很短, 高压油管内各处压力随时间、位置不同而变化;当喷油器针阀落座完成主喷后, 高压油管内的压力波动可能会引起“二次喷射”现象, 造成喷油不均匀问题, 增加了燃油消耗和废气排放。

针对上述问题, CRFIS对柴油机的喷油时刻和喷油过程进行控制, 其基本原理是:通过柴油机共轨直接或间接形成恒定高压预喷射燃油, 然后将其送至带有高速电磁开关阀的对应喷油器内, 高速电磁开关阀的开启、关闭实现喷油过程的开始、结束。ECU (电控单元) 根据发动机的转速、输出功率控制高速电磁开关阀的开闭和开启时间, 从而间接控制喷油时刻和喷油过程。

CRFIS的特点:第一, CRFIS柴油机高压油管内喷射压力的形成与喷射过程完全分开, 喷射压力大小与发动机转速无关, 避免了“二次喷射”现象;第二, CRFIS柴油机的每次喷射量由喷射压力和高速电磁开关阀开启时间决定, ECU精确控制喷射过程, 解决了“喷油不均匀”问题。

第二, 均质充量压缩燃烧技术 (HCCI)

HCCI是将点燃式内燃机和压燃式内燃机有机结合的一项技术, 可有效减小汽车碳烟和NOX排放。其基本原理是:HCCI发动机与传统的点燃式内燃机类似, 将比例非常均匀的燃油和空气进行预先混合, 然后注入气缸内;传统的点燃式内燃机通过火花塞点燃混合气, 而HCCI发动机的点火过程则与压燃式内燃机类似, 通过活塞压缩混合气, 使之温度升高至一定温度后自行点燃。

HCCI的特点:第一, HCCI发动机无扩散燃烧过程, 避免气缸内形成局部高温和浓混合气, 有效降低了碳烟和的排放;第二, HCCI发动机保留了压燃式内燃机高热效率的特点, 降低了燃油消耗和废气排放。

第三, 涡轮增压技术 (Turbocharger)

涡轮增压技术利用发动机排放废气的惯性力推动涡轮室内的涡轮, 涡轮带动同轴的叶轮, 旋转的叶轮压送经过空气滤清器的空气, 使其增压并进入气缸。伴随着空气量增加, 循环供油量相应增加, 达到了增加功率的目的。

其特点:第一, 在不增加发动机排量的基础上, 涡轮增压技术可以增加发动机的输出扭矩和功率;第二, 涡轮增压技术利用废气排放动能对新鲜空气增压, 回收了部分能量, 降低了燃油消耗和废气排放。

第四, 燃料分层喷射技术 (FSI)

FSI不像传统发动机那样将燃油注入进气歧管, 而是将燃油直接注入气缸的技术。其基本原理是:FSI利用电子芯片计算分析并精确控制注入气缸中的燃油喷射量, 获得具有理论空燃比的混合气体, 从而提高发动机的效率。

其特点:第一, FSI发动机完成一次工作循环有两次喷油过程, 对应的喷油时刻分别为吸气冲程和压缩冲程末端;第二, FS根据发动机转速和负荷的不同, 有分层注油和均匀注油两种注油模式, 其对应的发动机工况分别是低速、中速工况和高速高负荷工况;第三, FSI发动机与传统发动机相比, 其动态响应好, 输出扭矩和功率可以同时被提高, 燃油消耗降低, 废气排放减小。

(3) 动力传动系的优化。传动系的档位增多, 增加了选着合适档位使发动机处于经济工作状况的机会。按照这种思路, 档数无限的无级变速器在任何条件下都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性。若发动机能始终维持较高的机械效率, 无级变速器将显著地提高燃油经济性, 减小废气排放。

2. 排放废气的处理

对排放的废气进行后续处理属于机外处理方法。其主要包括选择性催化还原技术、废气再循环技术、颗粒过滤器和柴油机氧化催化器四项内容。对应具体内容如下所述:

(1) 选择性催化还原技术 (SCR) 。SCR是一项处理废气中NOX的工艺。其基本原理是:NOX浓度传感器检测废气中NOX的浓度, ECU根据测量结果向废气中注入适量的氨、尿素等含氮化合物, 两者反应生成N2和H2O。其特点:第一, ECU根据废气中NOX浓度控制氨、尿素等含氮化合物的注入量。若注入量过少, NOX不能处理完全;若注入量过多, 未参加反应的含氮化合物进入空气中污染空气。因此SCR需要高灵敏度的NOX浓度传感器和高精度的含氮化合物喷射装置;第二, SCR对温度较敏感, 其还原效率易受燃油硫含量及废气中颗粒物含量的影响。

(2) 废气再循环技术 (EGR) 。EGR是将少量排放废气送回气缸, 与未燃烧的混合气再混合并进行再次燃烧的技术。该技术可有效降低废气中NOX含量, 其原因如下:第一, EGR增加了混合气体中H2O、CO2等三原子分子的含量, 混合气的热容量增大, 燃烧过程中最高温度降低, 废气中NOX含量从而下降;第二, EGR对混合气具有稀释作用, 混合气中氧气含量降低, 减小了NOX生成的机会;第三, EGR使混合气中惰性气体含量增加, 惰性气体会延缓燃烧过程, 燃烧室的压力形成过程变慢, 排放废气的NOX含量降低。

(3) 颗粒过滤器 (DPF) 。对于柴油机, 使其颗粒物排放满足排放法规的技术是DPF。DPF位于发动机废气排放管处, 当废气通过时, DPF收集和存储废气中颗粒物, 从而降低颗粒物的含量。DPF关键技术是过滤材料和过滤体再生, 其作用效率受颗粒物生成速率、废气排放温度、燃油硫含量及排气管道处背压的影响。

(4) 柴油机氧化催化器 (DOC) 。DOC以铂 (Pt) 、钯 (Pd) 等贵金属为催化剂, 使颗粒物中有机物SOF发生氧化反应生成CO2和H2O, 通过减小SOF含量达到降低废气中颗粒物含量的目的。其作用原理和三元催化转换器催化氧化HC和CO原理类似。

3. 排放性能的监测 (OBD)

新车运行时, 废气排放指标一般符合要求。但在使用过程中, 随着车辆的老化和损坏, 其排放指标可能不再符合汽车排放要求。OBD从发动机运行开始, 便监督与排放控制有关的零部件状态;一旦发动机废气排放超标, OBD便会在仪表盘中发出警示, 提醒驾驶员做出相应反应。然而OBD系统并非对汽车的废气排放进行实时测量, 而是当发动机失火、催化转化器储氧能力下降以及氧传感器劣化后, 通过监测某些相关参数的变化, 推测汽车排放将会超标, 从而发出警告信号。

四、结论

节能、环保是当今世界发展主题, 对于现代汽车, 降低燃油消耗、减少废气排放既是其顺应时代潮流的必须, 也是其前进发展的方向。汽油机具有废气排放量少、低热效率的特点, 低热效率是制约汽油机继续发展的一个瓶颈;唯有提高热效率, 汽油机才能在激烈的竞争中处于不败地位。与汽油机相比, 柴油机具有较高的热效率, 但废气中颗粒物含量远远高于汽油机;在排放法规越来越严格的情况下, 颗粒物排放无疑是阻碍柴油机大范围推广的主要因素。

因此, 将汽油机和柴油机的优点完美结合, 使发动机具有热效率高且排放量少的技术必会得到社会的认可和普及, 同时也是现代汽车技术发展的方向。

摘要：本文从降低燃油消耗和燃烧优化、废气处理、排放监测三个技术角度介绍现代汽车排放控制技术, 同时简要阐述了各排放控制技术的原理、特点及影响因素。最后总结出现代汽车排放控制技术的发展方向。

关键词：排放控制,燃油消耗,废气处理,排放监测,发展方向

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