汽车安全技术乘员保护系统
《汽车安全技术》课程教学大纲(本科)
汽车安全技术(Vehicle Safety Technology)课程代码：04410101学分：2学时：32 （其中：讲课学时：30 上机学时：0课外学时：0）先修课程：汽车底盘构造、车身结构与设计适用专业：车辆工程教材：《汽车安全工程》，葛如海、刘志强、陈晓东，化学工业出版社，2005年一、课程性质汽车安全性课程是车辆工程专业的一门选修课程，重点介绍汽车车身结构设计中需要考虑的安全性影响因数，如何设计满足车辆结构耐撞性要求，并具有良好乘员保护的车辆。
通过本课程的学习，使学生具备正确评价一辆汽车是否安全的标准,掌握汽车安全应符合的主要标准要求。
具备制定汽车安全标准与法规的基本能力,科学合理的设定相应的标准要求。
了解道路交通事故与汽车安全标准间的关系，理解不同国家汽车标准间的差异，为不同市场开发不同安全要求的车辆。
讲授汽车被动安全的事故形态、车身结构耐撞性的基本要求、汽车安全带系统的组成及保护原理、汽车安全气囊的工作原理及保护效果、鞭打损伤的特点、儿童乘员约束系统的要求及不同组别正确的使用方法。
二、课程任务（-）知识方面1.1了解国内、外最新的汽车安全性相关法规与发展趋势，了解汽车安全性评价体系的差异；1.2以交通事故统计数据为依据，从汽车、人、环境等几个方法提出减少交通事故的方法，重点介绍在汽车设计中如何提高预防事故的能力及一旦发生交通事故如何减少对乘员的伤害；1.3了解汽车标准的制定过程与制定依据，培养严谨的逻辑思维能力，开发具备经济、环境友好型、确实可行的安全性评价方法与试验测试方法；1.4通过本课程的学习，增强汽车安全方面的知识，使设计出的汽车更安全，为今后从事汽车设计或汽车安全研究储备基础知识。
（二）能力与素质方面2.1掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经历；了解本专业前沿发展现状和趋势；2.2具备设计和实施工程实验的能力，并能够对试验结果进行分析；2. 3掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全等制约因素；3.4具备开发先进乘员约束系统的基本思路与开发准则。
奔驰S级预安全系统增强版介绍
栏目编辑：刘玺 *****************资料库一、概述乘员预安全系统增强版(PRE-SAFEPLUS)如图1所示，可提前识别危急行驶状况，在必要时启用安全系统作为预防性措施，降低车辆乘员伤害的风险。
为此，预安全系统不断评估来自ESP系统和制动辅助系统增强型(BASPLUS)等系统的传感器数据，并因此检测过度转向、转向不足或紧急制动等现象。
如果识别到紧急行驶状况，那么该系统就会在几分之1秒内启动相应措施，这些措施可使安全带和气囊在发生碰撞时提供其最佳保护效果。
图1 PRE-SAFE功能二、部件概览预安全系统(PRE-SAFE)能够在即将发生追尾的情况下预先为乘员提供保护，该功能由电控车辆稳定行驶系统(ESP)控制单元启用，为了更好的了解该功能，为便于了解，首先介绍该系统涉及的主要部件。
1.ESP控制单元ESP控制单元(图2)该控制单元位于发动机舱的左侧,控制自适应制动、电控稳定程序(ESP)、电子制动力分配(EBD)、防抱死制动系统(ABS)、防加速打滑控制(ASR)、制动辅助系统(BAS)等功能。
它实际是一种牵引力控制系统,通过分析各传感器(如:轮速传感器)的信号，然后向ABS、ASR等发出纠偏指令，维持车辆动态平衡,确保在各种状况下保持最佳的稳定性。
在转向或不足过度的情形下，稳定效果更加明显，如后驱汽车出现转向过◆文/福建 林宇清奔驰S级预安全系统增强版介绍林宇清(本刊编委会委员)曾在福建奔驰汽车有限公司担任经销商技术支持，取得了奔驰厂家的最高等级技术资质-诊断技师认证(C DT)，并积累了众多疑难故障案例和较为全面的诊断思路。
目前就职于云度新能源汽车股份有限公司，担任质量改进工程师。
多时，后轮容易失控而甩尾，ESP便会通过慢刹外侧的前轮的方式来稳定车辆，从而校正行驶方向。
图2 ESP控制单元2.电动动力转向机构电动动力转向机构(图3)位于底盘处，由齿轮齿条式转向机、扭矩传感器(A91b1)、电子促动马达(A91m1)和转向机构控制单元(N68)组成。
第五章 汽车安全与节能环保技术
乘员头颈保护系统 智能行人保护系统
人为安全隐患
5.1 安全技术
主动安全技术 被动安全技术 被动安全技术用于减轻事故发生后对人体的伤害。 预紧式安全带 智能安全气囊
当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时会首先拉紧安 全带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止安全带防止乘员身 体前倾，有效保护乘员的安全。 智能安全气囊：在普通性的基础上增加传感器，以探测出座椅 上的乘员是儿童还是成年人，他们系好的安全带以及所处的位 置是怎样的高度，通过这些数据，来控制安全气囊的膨胀。
乘员头颈保护系统：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，整个靠背都会随乘坐者一起后倾 ，乘坐者的整个背 部与靠背安稳地贴近在一起，最大限度地降低头部向后甩的力量,同 时座骑的椅背和头枕头会向后水平移动，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 止头部后甩所带来的伤害。 智能行人保护系统：首先由传感器检测车与行人发生的碰撞，然后再由 执行器引发包会措施，如抬高发动机罩。
乘员头颈保护系统 智能行人保护系统
人为安全隐患
5.1 安全技术
主动安全技术 被动安全技术 被动安全技术用于减轻事故发生后对人体的伤害。 预紧式安全带 智能安全气囊
当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时会首先拉紧安 全带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止安全带防止乘员身 体前倾，有效保护乘员的安全。 智能安全气囊：在普通性的基础上增加传感器，以探测出座椅 上的乘员是儿童还是成年人，他们系好的安全带以及所处的位 置是怎样的高度，通过这些数据，来控制安全气囊的膨胀。
（2）汽油缸内直喷技术
可以使空气和燃料的比例达到理想的状态，其优 点是安装三效催化器之后，尾气中的CO 、HC和NOx 转化效率可以到达98%以上，能够满足严格的排放法 规要求。
汽车安全与法规总结
1．道路交通事故在我国的定义为：凡车辆、人员在特定道路通行过程中，由于当事人违反交通法规或依法应该承担责任的行为而造成人、畜伤亡和车辆损失的交通事件。
2．现代汽车安全保障体系是应用信息论、控制论和系统论的观点，研究宏观世界中物质的运动规律，从复杂的多因素事物中找到特有的规律，进行多方面综合性的有效控制，以解决道路交通系统存在的问题的体系。
3．道路交通系统由人、车、环境三要素所构成。
4．汽车安全性按照交通事故发生的前后分为主动安全性与被动安全性。
汽车主动安全性是指事故将要发生时操纵制动或转向系，防止事故发生的能力，以及汽车正常行驶时保证其动力性、操纵稳定性、驾驶舒适性、信息性正常的能力，也叫事故前汽车安全性。
汽车的被动安全性是指事故发生时保护乘员和步行者，使直接损失降到最小的能力，以及事故后，防止事故车辆火灾以及迅速疏散乘客的能力，也叫事故后汽车安全性。
5．汽车的主动安全性可以分为行驶安全性、环境安全性、感觉安全性和操作安全性。
6．被动安全性分为汽车外部安全性和汽车内部安全性。
7．标准的定义为：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特定的文件，该文件经协调一致制定并经一个公认机构的批准。
8．技术法规是指规定技术要求的法规，可以引用标准、技术规范或实施规程的全部或部分内容。
9．法规体系和标准体系不同点：1标准和技术法规的定义是不同的； 2 制定的目的不同； 3 制定、批准和采用的机构不同； 4 约束力不同； 5 体系构成不同； 6 内容的构成不同。
10. 汽车的行驶安全性是指汽车的装备保证汽车运行安全，同时具有最佳动态性能的能力。
11. 汽车动力性指标：汽车的最高车速，汽车的加速时间，汽车的最大爬坡度。
12. 汽车通过性是指汽车以足够高的平均车速通过各种坏路、无路地带及各种障碍的能力。
13．汽车制动性的评价指标：1,制动效能； 2 制动时的方向稳定性； 3 制动效能的恒定性。
奔驰安全技术详细解读
梅赛德斯-奔驰安全技术详细解读制动辅助系统(BAS)由于大多数驾驶者在紧急情况下不能迅速而有力地采取制动措施，制动系统的最佳性能不能得到发挥，制动的距离会明显延长。
因此，梅赛德斯-奔驰公司研制了制动辅助系统(BAS)。
从1997年开始，这个系统成为所有梅赛德斯-奔驰轿车的标准装配。
制动辅助系统(BAS)为有效的制动提供了必要的支持。
通过持续地比较踩下刹车踏板的速度，系统就会识别出紧急制动情况。
如果驾驶者受惊吓反应踩下制动踏板时速度比在控制单元中储存的正常值要快，那么制动辅助系统就自动起作用，建立最大的制动压力，使刹车减速度很快上升到最大值。
自从发明以来，制动辅助系统(BAS)已经上百万次证明了它的可靠性。
该系统不仅可避免碰撞事故，而且也能对行人起到有效的保护。
和防抱死系统(ABS)一样，制动辅助系统(BAS)也集成在电控车辆稳定行驶系统(ESP?)中。
为了调节制动压力，该系统使用了电控车辆稳定行驶系统(ESP?)技术，这样就不需要额外的部件了。
一个传感器持续记录刹车踏板被踩下的速度，并把这些数据传送给电子控制单元。
由于防抱死系统(ABS)还一直在精确地计量制动力，并与打滑极限值做着比较，因此在自动辅助紧急制动情况下，车轮也避免了抱死，使汽车可保持在控制之下。
如果驾驶者把脚从制动踏板上移开，那么自动助力装置就立即断开。
梅赛德斯-奔驰对制动辅助系统(BAS)的功能和作用方式已做了详尽的试验。
例如在驾驶模拟器中：在这里，驾驶员会不经警告而遇到危险情况，此时他们必须实施紧急制动。
在干燥的路面上，如果没有使用制动辅助系统，大多数测试者最多需要达73米的制动距离，才能把速度为每小时100公里的汽车完全停下。
而利用这个系统时，仅仅经过40米后汽车就完全停下了。
这相当于制动距离缩短大约45％。
预防性安全系统(PRE-SAFE)如果预防性安全制动系统(PRE-SAFE-Bremse)和增强型制动辅助系统(BAS PLUS)开始起作用了，这就意味着危险正在逼近。
汽车安全工程答案
第一章一、填空题1.道路交通系统由人、车辆、道路环境三要素所构成。
2.被动安全性分为汽车内部安全性和汽车外部安全性。
3.汽车安全保障体系以法律为依据，以管理为手段，达到道路交通系统工作的目的。
4.在道路交通系统中，人是系统的核心，道路是系统的基础，管理是保障交通系统安全的手段。
5.汽车的主动安全性可分为行驶安全性，环境安全性、感觉安全性和操作安全性。
6. 主动安全性的好坏，影响汽车发生事故的概率的多少，被动安全性的好坏主要决定了事故后车内乘员受伤的严重程度。
第二章一、名词解释1.视觉特性：视觉随车速和运行环境的变化而变化的特性。
2.视觉适应：视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感受性适应过程。
3.炫目：视野内有强光照射，会使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍。
4.空间知觉：包括对对象的大小、形状、距离、体积、方位等的知觉5.时间知觉：人脑对客观现象延续性和顺序性的反映。
6.运动知觉：人对物体在空间位移的知觉。
7.注意：心理活动对一定对象的指向和集中。
8注意的分配：注意在集中认识活动上的分配，把注意指向不同的对象。
9.注意的转移：根据新的任务，主动地把注意从一个对象转移到另一个对象。
10.疲劳驾驶：驾驶员在连续驾驶车辆后，产生生理、心理机能下降和驾驶操作技能下降的现象称为驾驶疲劳。
二、填空题1.驾驶员的气质包括多血质、胆汁质、黏液质和抑郁质四种类型。
2.视力是眼睛分辨两物点之间最小距离的能力。
根据驾驶员眼睛所处的状态和时间不同，视力又有静视力、动视力和夜间视力之分。
3. 暗适应过程是指人从照明停止或由亮出进入暗处时，由于视觉的习惯性，视力逐渐恢复的过程。
4.驾驶员的信息处理过程包括信息感知、分析判断和操作反应阶段。
5.与驾驶行为有关的最重要的感觉有视觉、听觉、平衡觉、运动觉等。
6.人对物体在空间位移的知觉称为运动知觉该知觉和运动的速度、空间知觉、时间知觉都有密切的联系。
7.注意能够长时间保持在某种事物或活动上的能力称为注意的稳定性。
汽车乘员约束系统的参数分析与仿真研究概要
参数优化和改进建 议
未来研究方向和展 望
对未来研究的建议
进一步优化乘员约 束系统参数
开展多场景仿真研 究
加强乘员约束系统 与智能驾驶的协同 研究
关注乘员健康与安 全性能的关联研究
THANK YOU
汇报人：XX
仿真模型建立的 注意事项：确保 模型的准确性和 适用性、考虑实 际约束条件和边 界条件、选择合 适的仿真软件和 工具
仿真实验设计与实施
实验目的：验证汽车乘员约束 系统的性能和安全性
实验条件：模拟不同碰撞场景 和车辆参数
实验方法：采用计算机仿真技 术进行模拟实验
实验结果：分析仿真数据，评 估约束系统的性能表现和改进 方向
参数分类：物理参 数、化学参数、生 物参数等
参数对系统性能的 具体影响：参数变 化对系统性能的影 响程度和规律
参数分析的方法： 实验法、仿真法、 理论分析法等
参数优化方法
遗传算法：通过模拟生物进化过程的自然选择和遗传机制，寻找最优解
粒子群优化算法：模拟鸟群、鱼群等生物群体的行为模式，通过个体间的相互协作和竞 争来寻找最优解
模拟退火算法：模拟固体退火过程的物理现象，通过随机搜索来寻找最优解
梯度下降法：利用函数局部最小值的性质，沿着函数值下降最快的方向寻找最优解
仿真研究
仿真模型的建立
仿真模型的类型： 物理模型、数学 模型和混合模型
建立仿真模型的 目的：预测系统 性能、优化设计 参数和提高产品 可靠性
仿真模型的建立 过程：明确研究 目标、确定系统 边界、选择合适 的建模方法、建 立数学模型、验 证模型的正确性 和可靠性
汽车乘员约束系统的参数分析 与仿真研究概要
汇报人：XX
汽车乘员约束系统概述 参数分析 仿真研究 研究结果与讨论 结论
汽车碰撞性能实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过模拟碰撞试验，评估汽车在碰撞过程中的安全性能，包括车身结构、乘员保护系统以及整体碰撞后的损害情况。
通过对不同车型、不同碰撞速度和角度的试验，分析汽车在碰撞中的表现，为汽车设计、制造和改进提供参考依据。
二、实验背景随着我国汽车工业的快速发展，汽车安全性能已成为消费者购车时关注的重点。
汽车碰撞试验是评价汽车安全性能的重要手段之一，能够有效评估汽车在碰撞过程中的表现，为消费者提供可靠的安全保障。
三、实验方法1. 实验设备（1）碰撞试验台：用于模拟不同速度、角度的碰撞试验。
（2）碰撞传感器：用于测量碰撞过程中的加速度、速度等参数。
（3）假人：用于模拟碰撞过程中乘员的动态响应。
（4）数据采集系统：用于实时采集碰撞试验过程中的各项数据。
2. 实验步骤（1）选择实验车型：选取市场上具有代表性的车型进行碰撞试验。
（2）设置碰撞条件：根据实验需求，设置碰撞速度、角度等参数。
（3）安装实验设备：将碰撞试验台、传感器、假人等设备安装到实验车型上。
（4）进行碰撞试验：按照设定的碰撞条件，进行碰撞试验。
（5）数据采集与分析：在碰撞试验过程中，实时采集各项数据，并进行分析。
四、实验结果与分析1. 碰撞速度对汽车安全性能的影响实验结果表明，随着碰撞速度的增加，汽车在碰撞过程中的变形程度逐渐增大，乘员受到的冲击力也随之增大。
在高速碰撞条件下，汽车的安全性能较差。
2. 碰撞角度对汽车安全性能的影响实验结果表明，不同角度的碰撞对汽车安全性能的影响存在差异。
在正面碰撞中，汽车的安全性能相对较好；而在侧面碰撞中，汽车的安全性能较差。
3. 车身结构对汽车安全性能的影响实验结果表明，车身结构对汽车安全性能具有重要影响。
具有高强度车身结构的汽车在碰撞过程中的变形程度较小，乘员受到的冲击力也相对较小。
4. 乘员保护系统对汽车安全性能的影响实验结果表明，乘员保护系统在提高汽车安全性能方面具有重要作用。
安全气囊、安全带等乘员保护系统在碰撞过程中能够有效减少乘员的伤害。
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⑷汽车座椅后背
其他乘员所需的信息可放置在驾驶座副驾 驶座后背上。
⒉仪表板的安全性设计
安全性设计渗透在仪表板造型、总布置、结构 设计等各个环节之中。组合仪表视认性、仪表玻璃 的反光、前方视野校核等将影 响行车安全；加强管柱和安全 气囊的布置、内部突出物等将 影响碰撞安全。
⒉座椅系统的安全性功能
座椅系统的安全性功能： ①碰撞中保证乘员在生存空间之内； ②碰撞中保证乘员姿态与其他约束系统协调 保护乘员。 汽车尾部碰撞的保护。 头枕和座椅靠背对后部冲击能量的吸收。
座椅碰撞试验
实车碰撞中儿童保护研究
儿童安全座椅图片
儿童安全座椅图片
儿童安全座椅图片
儿童安全座椅图片
后向式安装儿童安全座椅
后向式安装儿童安全座椅
前向式安装儿童安全座椅
前向式安装儿童安全座椅
6.5 转向系统
⒈概述 ⒉能量吸收式转向柱的结构原理和设计 ⒊几种能量吸收式转向柱
⒈概述
要求： 车身变形引起转向柱向驾驶员的运动能量吸收 驾驶员因惯性向转向柱的运动能量吸收 对策： 一次碰撞：转向中间轴隔绝碰撞能量 二次碰撞：能量吸收式转向柱吸收碰撞能量
HUD是利用光学反射的原理，将相关资讯投射在 一片玻璃上面。玻璃高度大致与驾驶员的眼睛成水 平，投射的文字和影像调整在焦距无限远的距离上 面，飞行员透过HUD 往前方看的时候，能够轻易的 将外界的景象与HUD 显的资料融合在一起。汽车上 也逐渐采用。
彩色液晶显示装置构成的HUD
⑶中间副仪表板
⒊座椅系统的安全性结构
⑴一般结构 结构组成： 座椅支撑 坐垫 调节装置 靠背 头枕
带加热元件的座椅
⑵一般性设计 ①座椅尺寸 ②座椅角度 ③最终坐姿 ④体压分布
⑶安全结构 ①骨架 ②靠背 ③坐垫 ④头枕 ⑤调节装置 ⑥连接部件
头枕
儿童安全座椅头枕
⒋座椅系统的安全性能要求及 试验方法
⑴体压分布要求 ⑵振动特性要求 ⑶刚度和强度要求 ⑷头枕性能要求 ⑸试验方法
6.4 座椅系统
⒈ ⒉ ⒊ ⒋ ⒌ 概述 座椅系统的安全性功能 座椅系统的安全性结构 座椅系统的安全性能要求及试验方法 儿童安全ISOFIX国际标准系统
⒈概述
⑴作用： ① 驾驶员的定位 ② 乘员的支撑和并保持其行驶中平稳 ③ 提高乘坐的舒适性 ④ 碰撞中保护乘员安全
⑵要求： ①结构合理，使乘员有良好坐姿和体压分布 ②有足够的刚度和强度 ③有良好的振动特性 ④人机工程 ⑤良好的性价比
⒊几种能量吸收式转向柱
⑴典型的安全转向柱
⑵ 网状转向柱
⑶ 伸缩式转向中间轴
6.6 仪表板设计
⒈ 汽车显示位置的划分
⒉ 仪表板的安全性设计
⒈汽车显示位置的划分
⑴仪表组合板 ⑵前挡风玻璃 ⑶中间副仪表板 ⑷汽车座椅后背
⑴仪表组合板
动态信息和监控信息：车速、燃油量、 发动机转速、冷却水温度等。
座椅试验
⒌ 儿童安全ISOFIX国际标准系统
ISOFIX系统一种专为汽车用婴儿和儿童安全座 椅而设的国际标准锚固系统。标准包括三个主要内 容： ⑴包括位于汽车座椅靠背与坐垫之间可将婴儿/儿童 安全座椅与车体本身结合起来的两个专用锚固点。 ⑵参照这样一种标准来制造汽车产品 ⑶婴儿/儿童安全座椅可以根据需要随意被安装或拆 除。 ISOFIX国际标准于1999年出台。2000年以后， 美国的法律已经规定：所有在美国销售的新车必须 具有Isofix锚固点，欧洲和其它国家也很快引进类似 的表 ③数字仪表 ④与显示器结合在一起的常规指针式仪表
⑵前挡风玻璃
由距离雷达或道路导航提示警告宜使用平视显示 器（Head Up Display），简称HUD。普遍运用在航空 器上。 HUD是利用光学反射的 原理，将相关资讯投射在 一片玻璃上面。玻璃高度 大致与驾驶员的眼睛成水 平，投射的文字和影像调 整在焦距无限远的距离上 面，飞行员透过HUD往前方 看的时候，能够轻易的将外界的景象与HUD显示的资 料融合在一起。汽车上也逐渐采用。
碰撞中的转向柱—驾驶员系统
⒉能量吸收式转向柱的结构原理和设计
⑴隔绝一次碰撞影响的对策 ①伸缩式转向中间轴 ②波纹管式转向中间轴 ③可断开式转向中间轴 ⑵保护驾驶员免受二次碰撞伤害的能量吸收式转向柱 应具备的性能：①正常行驶时，有足够的强度和刚度 ②碰撞时，能从车身结构中脱离 ③碰撞时，转向柱和中间轴可以压缩 ⑶能量吸收式转向柱设计中应该注意的几个问题 ①能量吸收原理 ②转向柱安装角度对吸能效果的影响 ③能量吸收式转向柱的主要参数