汽车安全技术发展趋势论文(汽车安全技术发展趋势论文怎么写)
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汽车安全性方面的论文。。
摘 要 本文论述了目前国内外汽车安全气囊控制的一些主要算法,并解释了该算法中的核心内容和研究特点。在结合传统方法的同时,提出了两种新的算法——数据融合控制算法和模式识别控制方法。
关键词 安全气囊;汽车碰撞;数据融合;模式识别
1 引言
汽车安全气囊的应用拯救了许多乘员的生命。但随着汽车的应用越来越多,气囊错误弹出的情况也时有发生,这样反而会威胁到乘员的安全,所以必须提高安全气囊的控制性能。因此,我们也需要进一步研究气囊控制算法。
汽车安全气囊技术发展到今天,其优劣已经不在于是否能够判断发生碰撞和实现点火,现代的安全气囊控制的关键在于能够在最佳时间实现点火和对于非破坏性碰撞的抗干扰。只有实现最佳时间点火,才能够更好的保护驾驶员和乘客。
最佳时间的确定在于当汽车发生碰撞的过程中,乘员向前移动接触到气囊,此时气囊刚好达到最大体积,这样的保护效果最好。如果点火慢了,则乘员在接触气囊的时候,气囊还在膨胀,这样会对乘员造成额外的伤害。如果点火快了,乘员在接触到气囊的时候气囊已经可以萎缩,则气囊不能对乘员的碰撞起到最好的缓冲作用,也就不能很好的起到对乘员的保护作用。
图1 气囊示意图
第二个是气囊的可靠性问题,也就是对于急刹车、过路坎和其他非破坏性碰撞时引起的冲击信号的抗干扰。汽车在颠簸路面上行驶或以很低速度的碰撞产生的加速度信号可能会令气囊误触发,一个好的控制系统应该能够很好的识别这些信号,从而在汽车产生非破坏性碰撞时不会使气囊系统误打开。
第三个就是气囊控制技术的基本指标,包括避免以下情况:①气囊可能在很低的车速时打开。车辆在很低车速行驶而发生碰撞事故时,只要驾驶员和乘员系上了安全带,是不需要气囊打开起保护作用的。这时气囊的打开造成了不必要的浪费。②当乘客偏离座位或座位上无人,气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用,还可能对乘客造成一定伤害[1]。
2 安全气囊点火控制的几种算法
1) 加速度法
该算法是通过测量汽车碰撞时的加速度(减速度),当加速度超过预先设定的阈值就弹出安全气囊。
2) 速度变量法
该算法是通过对汽车加速度进行积分从而得到加速度变化量,当加速度变化量超过预先设定的阈值时就弹出安全气囊。
3) 加速度坡度法
该方法是对加速度进行求导得到加速度的变化量作为判断是否点火的指标。
4) 移动窗积分算法[2]
对加速度曲线在一定时间内进行积分,当积分值超过预先设置的阈值时,就发出点火信号。
2.1 移动窗积分算法
下面具体介绍一下移动窗积分算法,选定以下几个观察量作为气囊点火的条件指标。①汽车碰撞时的水平方向加速度(或减速度)ax。ax是直接反映碰撞激烈程度的信号,而且ax在最佳点火时刻的选取中起关键作用。②汽车碰撞时垂直方向的加速度ay,气囊控制系统加入ay对非碰撞信号能起到很大的抗干扰作用,当汽车发生正向碰撞时,ay与ax有很大的不一致性[3];而当汽车受到路面干扰,例如汽车与较高的台阶直接相撞时,ay与ax有很大的一致性[3],可以由此来判别干扰信号。
结合这几个量,得出一个判断气囊点火的最佳指标。
需要采样一个时间段(从碰撞开始)ax的值,根据这一系列的值才能判断碰撞的激烈程度. 气囊点火控制算法应在发生碰撞后20~30ms内做出点火判断,因为气囊膨胀到最大需要时间大概为30ms[4],在碰撞初速度为28.4km/h时,人体向前移动5inch到达接触气囊的时间大概为70ms,则目标点火时刻为70-30=40ms,所以气囊打开应该在碰撞后的40ms时刻,所以算法必须在20~30ms内做出点火决定。这样可以采样碰撞后的20个加速度值(频率是1kHZ)作为算法的输入值。而对于垂直方向也可以如此采样。则可得两组值:ax(1),ax(2)……ax(20);ay(1),ay(2)……ay(20).
移动窗算法中对ax的处理为(1)式:
(1)
图2 移动窗口算法示意图
其中t为当前时刻,w为时间窗宽度(采样时间宽度),对ax(t)进行积分,得到指标S(t,w),当S(t,w)超过预先设定值时,则发出点火信号。
写成离散形式,如式(2):
(2)
n为当前时间点,k为采样点数,f为采样频率。
加上垂直加速度之后,可以提高对路面干扰的抗干扰能力[3],形式如式(3):
(3)
S(n,k,ρ)为双向合成积分量,n,f,k如上定义;ρ为合成因数,表征两个方向加速度在合成算法中的权重。这种算法主要是考虑了汽车碰撞时的加速度因素,当加速度的积分达到一定值的时候,表示汽车的碰撞剧烈程度也到达一定值,会给乘员带来一定伤害。而且这种算法对于判断最佳点火时刻也是很有优势的,经过实验,利用这种算法得出的点火时刻离汽车碰撞的最佳点火时刻(利用摄像得出)仅差几毫秒[2],符合要求的精度。
但是这种算法也有其不足,例如没有考虑碰撞时的速度以及座位上有没有人的因素,这样当汽车低速运行的时候,还是有可能引起误触发。如果将速度和座位上是否有人的信号引入,则可以进一步减少误触发的机会。
2.2 利用数据融合提出的改进算法
由上面的叙述中我们可以知道,移动窗积分算法对于气囊弹出与否进行判断主要是根据积分量S,现在我们对积分量进行一些改造,可以克服上述缺点。具体做法如下,加入以下几个观察量:
(1)汽车碰撞时的水平方向速度v,v可以反映汽车碰撞时乘客的受伤害程度。v越大,乘客的动能就越大,碰撞时受到的伤害就越大。v是判断气囊是否应该打开的最直接的指标。(2)坐位上是否有乘员的信号[5]。坐位上无人时,当发生碰撞则可以不弹出气囊,这样做可以减少误触发的几率,同时避
免对其他乘员的伤害。
引入函数,这个函数的波形为:
图3 函数波形图
当v超过30km/h的时候,y的值就大于1;反之就小于1。现在普遍采用的标准是,安全带配合使用的气袋引爆车速一般为:低于20km/h正面撞击固定壁时,不应点爆。而在大于35km/h碰撞时,必须点爆。在20km/h和35km/h之间属于可爆可不爆的范围。所以我们取v0=30km/h为标准点,这样结合上面的移动窗积分算法,提出新的S1,则S1为:
(4)
这样当vv0时,汽车点火引爆的灵敏度就比原来大了;而vv0时,点火灵敏度就比原来小了。再引入座位是否有人信号c,有人时c=1,反之c=0。
(5)
S' 即为加入了v和c的双加速度合成积分量,其优点是可以减少气囊误触发的几率,更好的保护乘员的安全。
再考虑到vv0时引爆气囊的灵敏度不需要太大,可以适当调整的系数为1/∏,此时y函数图形如图4。
由图4可看到,采用增加了速度函数的算法后,使到vv0时的灵敏度适当增加,同时也有效的减少了vv0(低速)时的误点火几率。这个参数可以通过大量的碰撞实验来确定,使得点火效果最优。
2.3 利用模式识别的方法提出的控制算法
上述利用数据融合改进的移动窗控制算法是一种利用直观概念进行设计的方法,采用的是实时计算得出碰撞判决指标,缺点是计算量比较大,控制系统的性能要求较高。如果能够直接根据输入进行点火判断,则计算量会大大减少。
为了减少计算量,使点火控制速度更加迅速,可以采用模式识别的方法。原理如下,在台车碰撞试验中采用第二节中提出的加入了速度函数的改进移动窗算法,对不同的输入(加速度和速度)及其结果进行判断,并将其记录下来,得到一个数据库。再利用模式识别的方法,结合大量的记录,则可以求出某一车型的气囊点火判断的判别函数。然后在实际应用中可以利用判别函数对输入的加速度和速度直接进行判别,对汽车状态(气囊弹出和气囊不弹出)进行分类,从而大大减少计算量。
图4 函数波形图
3 设计判别函数原理
气囊的弹出(w1)与不弹出( w2)可归结为通过对对象(汽车的碰撞)n组特征观察量(a1,a2....an,v)的判断(这里取汽车碰撞的加速度和速度为特征观察量),从而对x=[a1,a2....an,v]进行归类。在归类中,我们总是希望错误率最小,所以可以采用基于最小错误率的贝叶斯决策[6]。
通过对上述数据库的统计,我们可以得到气囊弹出的概率P( w1),从而P(w2)=1-P(w1)。
要对x进行分类,还需要类条件概率密度。p(x|w1)是气囊弹出状态下观察x的类条件概率密度;p(x|w2)是气囊不弹出状态下观察x的类条件概率密度。这样我们可以算出w1和w2的后验概率,如式(6):
(6)
基于最小错误率的贝叶斯决策规则为:如果P(w1|x) P(w2|x),则把x归类于弹出状态w1,反之P(w1|x)P(w2|x),则把x归类于不弹出状态。把它设计成分类函数的形式,则可以直接利用分类函数进行判别。如式(7):
(7)
x是样本向量,w为权向量,w0是个常数。在实际操作中,可以通过上述数据库中大量的样本来计算出w和w0。得出g(x)后,则可以对实际中检测到的一组特征值进行评估,以决定是否引爆气囊。
二维的情况下g(x)的示意图如图5所示。
图5 分类函数示意图
如图5所示,分类函数g(x)可以将两种状态(引爆气囊和不引爆气囊)很好地区分开来,实现了对汽车碰撞状态的即时判断。而这种算法只要求系统进行一个查表的运算,大大减少计算量。
4 总结
综上所述,移动窗算法对于低速的抗干扰方面存在不足;而加入了速度函数的改进算法,能够适当增加系统在高速时的灵敏度,又能减少低速时的气囊误触发几率,符合现代安全气囊的控制要求;模式识别的控制算法是建立在前面正确的控制算法的基础上,利用大量的历史数据得出判别函数,从而直接对气囊是否弹出进行判断,大大减少计算量。
参考文献
[1]钟志华,杨济匡. 汽车安全气囊技术及其应用[J]. 中国机械工程,2000年2月第11卷第1-2期
[2]王建群等. 汽车安全气囊点火控制算法的研究[J].汽车工程,1997年第1期
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[4]张金换等. 汽车安全气袋系统的研究[J]. 清华大学学报,1997年第11期第69~72页
[5]尹武良等. 一种基于电容传感的乘员感应装置[J]. 汽车技术,2000年第8期
[6]边肇祺,张学工. 模式识别[M.清华大学出版社 2000,第1~100页
要篇论文:浅谈汽车技术的发展趋势及对汽车技术与营销人员的要求
自汽车诞生以来,汽车维修业便一直伴随着汽车工业的发展而成长,汽车维修业已成为交通运输业必不可少的服务性支柱与保障。尤其是近几十年来,由于汽车科技和电子技术的迅速发展,使得汽车电子化的进程日益加快.各种高新技术纷纷涌进汽车王国,着实对提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等各项技术性能起到了极大的促进作用。同时,与之关系密切的汽车维修业也随着汽车高科技化的发展,承受了前所未有的压力和挑战, 日夜遭受高科技的“攻击”,最终相应的高新技术汽车维修行业的方方面面武装起来,从而推动汽车维修业的发展进步。对于汽车营销人才的需求,目前基本上有以下三点共识:第一,汽车营销人才短缺还将持续。国内汽车业成为关系国计民生的支柱性产业,既然是支柱性产业,那么在短时间内,对人才的需求不会饱和。第二,复合型汽车营销经理人将扮演重要角色。优秀的汽车营销管理人员往往需要具备汽车技术、管理、营销、保险、美容等综合技能,而高级管理人员除此之外,还需要具备战略管理能力。第三,未来的汽车营销人才将会流动频繁,市场活跃。人才的频繁流动是一个行业活跃、有朝气的重要表现之一,汽车营销将活跃人才市场,因此,有关汽车营销的大学教育、汽车营销咨询公司等将应运而生,伴随着培训也接踵而来。汽车营销人员的要求汽车是技术含量较高的产品,它要求营销人员既要懂技术还要懂知识。汽车营销专业的学生主要应学习市场营销、汽车营销和汽车技术等知识,要求学生获得以下几方面的知识和能力:(1)比较系统地掌握本专业所需的自然科学和技术科学的基础理论知识。(2)具有一定的专业知识和相关的营销、管理、礼仪等方面的知识。(3)具有本专业所必需的计算机应用技能以及一定的基本工艺操作技能。(4)具有较强的自学能力、领悟能力和解决实际问题的能力。汽车营销专业的主干课程包括:(一) 市场营销专业知识。主要课程有市场营销理论、销售技巧等。市场营销学在中国企业的应用和发展时间较短,真正应用于汽车营销的时间则更加短暂,如何正确运用市场营销的4C和4P知识来打开汽车市场,将成为汽车营销人才能否生存和发展的关键。具体说来,汽车营销人员应该具备的市场营销专业知识有品牌经营、价格策略、促销策略、渠道管理、关系营销及人力资源战略管理等。(二)汽车专业知识。汽车专业知识包括汽车构造、汽车电器、汽车维护、汽车空调、机械基础等,另外,作为复合型人才,还需具备造型、设计、汽车美学、外语等知识。在汽车营销过程中,有些营销人员不能将汽车专业与营销完美地结合起来,当顾客提出咨询时,往往因为不能满足顾客的要求而失去销售机会。(三)汽车营销知识。主要课程有汽车营销、车辆保险、汽车文化、汽车贸易、法律法规等。以上为一些零散内容还需自己整理。并送上“蒋叔经典啰嗦语录”我想真诚的对我们组的同学说: 可能其他组的有些同学不太认真地对待毕业论文写作的;我们组的也应该有,很多同学想敷衍了事地图完成任务的,觉得这是种负担麻烦,......可能有此类同学的想法很多。可是,如果你想在你以后的人生路上有所建树的话,你这些想法就不太对了,就很难去实现你们的理想了。为什么呢??? 因为,对于大多数同学来说,这次毕业论文的写作也许就是你们人生路上的最后一次毕业论文的作业,以后就是有感觉了有很多东西想写了想要重新写好你的毕业论文都没有机会了。这是我们同学非常有理由的可认真的对待的一次写作训练。也可以说它也是我们人生的一座里程碑。你的优与劣,辉煌与苍白都记录在上面了。这是一个方面。 另外,更重要的是,我们同学以后的工作生涯里离不开写作的,特别是我们一些同学雄心勃勃,满怀理想抱负的想实现自己理想的人,特别是想在事业上有所建树,想一步一步做高级管理层次(干部)人员的人了,写作水平更是重要,你们工作后就会知道,总结,报告,报表,科研、科研成果论文等等常常是你们的家常菜的;所以,以前的一些同学写作水平上去了,管理水平也跟着上去了,在些是被迫学而跟上去了,许多人能坚持天天或每周写日记、周记,水平就上去了。在我身边就有很多这样的例子,他们很多做上了管理层,写作水平必须跟着上,一个人的写作水平可从他写的东西里看出,一个人的管理水平,可从他的写作水平看出。总的来说,写作促进了进一步工作;写作最重要最关键的一点在于学会总结,善于总结,会总结。能写出真正属于自己的东西。 而且,你们这次还有专门的指导老师给你们指点,不懂的还可问,以后工作了就没这样的条件机会了。所以要珍惜。 除了这些,当然还有其他很多原因,在此就略了,你们自己去想了。 为了你们自己的未来,请你们认真对待这次毕业论文,好好地去训练,好好地去体会感受,认真地去写。好好的珍惜这次机会。要对得起自己的现在与未来!谢谢!
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车安全性不仅是一个技术问题,还是一个重要的社会问题。本文介绍汽车主动与被动安全新技术及其主要发展趋势。
1 主动安全新技术
1.1 距离警示系统
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1.3 视觉增强系统
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1.8 电子制动力分配系统 (英文全称是Electric Brakeforce Distribution,缩写为EBD)
1.9 电子制动辅助系统 (英文全称是Electronic Brake Assist,缩写为EBA)
2 被动安全新技术
2.1 智能安全气囊
1.2 汽车 “黑匣子”
1.3事故自动呼救系统
1.4 紧急门锁释放装置
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3 汽车安全技术的发展趋势
3.1 集成化
3.2 系统化
3.3 智能化
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