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汽车的刹车系统有哪些 主动制动系统的原理是什么?它是如何工作的?

   日期:2022-06-01     来源:网络整理    作者:汽车网  联系电话:浏览:215    
核心提示:这个系统的用途看名字就能理解:一个在紧急情况下自动对车辆制动的系统。当然,在环境较为简单的低速情况下,AEB系统通常还是能够将车辆刹停来避免碰撞的。另外由于识别算法的复杂性,当前的AEB都是针对追尾工况设计的,也就是说,只识别车尾,当然,如果前车角度不是太大的情况也能识别,但是如果前车是横穿的情况,就无能为力了,例如美国的特斯拉Autopilot致死事故。

让我们来看我为雷锋写的手稿。恰到好处。

------------------------以下是正文------ ------------------------------------

一、AEB系统含义

AEB系统它是在一般情况下使用的缩写,Autonomous Emergency Braking,自动紧急制动。还有一个更大的名字,前向车辆碰撞缓解 (FVCM)。

这个系统的用途从名字就可以理解:一种在紧急情况下自动制动车辆的系统。千言万语不如一张图:

图1 AEB工作流程图

AEB通过传感器检测前车(目标车辆),持续监测与前车的距离和前车的速度,同时从公交车上获取车辆的速度信息,并通过简单的(中学物理)运算结合对普通驾驶员反应能力的研究来判断当前情况。并做出适当的回应:

此外,您可以通过下图了解驾驶员的能力与 AEB 开始报警/制动的时间之间的关系。稍后我们将进一步解释此图。

图2 AEB触发时序图

(其中:TTC,碰撞时间,预期碰撞时间)

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二、AEB系统的组成

与其他驾驶辅助系统一样,AEB 系统由三部分组成:感知、决策和执行。 ) 是由雷达和摄像头作为传感器组成的感知部分。传感器的内置 ECU 或独立的外部 ECU 完成决策,并通过总线向执行器发送制动请求——通常是 ESP汽车刹车系统有哪些,也有其他设备,如线控制动系统(如博世的 iBooster)或一个单独的高压蓄能器控制器 - 对车辆施加制动。

三、AEB 系统功能和限制

首先要明确的是,在目前的技术条件下,AEB系统并不能保证驾驶员不会发生追尾事故。目前,装配在量产车上的AEB系统能做的事情非常有限。让我们用数据说话:

AEB好像很弱?

但是,与我们的直觉相反,AEB 系统能做什么,即使不完美,也能改写生死攸关的结果。我们知道,碰撞的严重程度主要取决于碰撞时车辆的动能。当车速降低40km/h时,车辆动能变化如下图所示:

图3制动对碰撞能量的影响

图3中的红线是重量为1200kg的汽车在速度从0到100km/h时的动能,蓝线是车辆在速度下降40km/h时的动能H。从这张图我们可以直观的看到碰撞瞬间的车速对碰撞能量的巨大影响:当车速达到120km/h时,减速40km/h依然可以减少50多的碰撞能量%。所以你问我支持AEB还是不支持?我当然支持。

但是工程师们为什么不让 AEB 更强大以完全避免碰撞呢?这来自两个方面:

1.AEB的设计目的

如本文开头所述,AEB 的学名其实是“前向车辆碰撞缓解系统”,当然名字也不是随便取的。让我们再看一下图 2。驾驶员通过控制方向盘避开障碍物的极限是TTC1.0s。此时若相对车速低于60km/h左右,仍可通过制动避免碰撞。简而言之,当您无法躲避转向时,制动仍然可以帮助您避免碰撞。

车速超过60km/h后汽车的刹车系统有哪些,如果想通过刹车来避免碰撞,一定要提前大量刹车。比如车速110km/h,需要提前TTC1.6s刹车,报警时间需要提前TTC2.6s。此时距离极限TTC1.0s还有相当长的时间,驾驶员可以通过闪避避免碰撞。

接下来,我们来看看司机的感受,如下图:

图4 对危险的主观感知

从图中可以看出,驾驶员对危险的判断与TTC直接相关。当TTC为3.0s或更多时,驾驶员感觉不到风险存在,但当TTC为3.0s或更多时,当TTC1.6s或更少时,驾驶员会感到危险。

综合以上两点,在所有相对速度下试图刹车避免碰撞可能会出现一个问题:司机会抱怨系统过于敏感,明知道情况在掌控之中,系统为什么要报警?为什么要刹车?

所以很多AEB系统的设计思路如下:

当然,在环境相对简单的低速情况下,AEB系统通常可以对车辆进行制动以避免碰撞。

2.当前技术的局限

主流的AEB系统采用雷达和摄像头的数据融合来感知环境。约100m。由于天线的尺寸和特性,雷达的角分辨率是有限的。例如,当距离很远时,雷达无法准确测量前车是否在本车的轨道上。另外,雷达无法区分金属板和车辆,经常会因为二次反射等原因而被误识别,例如隧道入口处的限高杆或金属柱被视为车辆。

与雷达相比,虽然摄像头具有更好的角分辨率,可以识别目标类型,但由于感光器件的尺寸和分辨率有限,只能识别相对较近的物体,无法准确计算出相对距离对象也受到可见性的影响。一般来说,人眼无法识别的目标是无法被相机识别的。

基于以上特点,工程师想到了将雷达和摄像头结合起来,通过两者的相互确认来提高识别的准确率。尽管如此,AEB系统仍然存在识别错误​​的问题。由于驾驶辅助系统仍然强调驾驶者对车辆负责,所以从法律的角度来看,错误识别目标会导致事故,例如因不正确制动而被后车追尾,这是车主的责任。汽车公司;车,这是司机自己的责任。所以如何选择就很清楚了。另外,由于识别算法的复杂性,目前的AEB是针对追尾情况设计的,也就是说只识别车辆的尾部。在佩戴的情况下,没有什么可以做的,比如美国特斯拉自动驾驶仪的致命事故。

还需要提到的是,并不是所有的 AEB 系统都具备行人识别能力,尤其是那些只使用雷达作为传感元件的系统,因为在真实环境中检测行人是一项非常具有挑战性的任务,比如站在车尾的人汽车、站在阴影中的人、人群和树木等都会造成误认或无法识别,所以不要随意进行人体实验。最近受伤的4S店店员太多了。不信邪的可以搜索关键词“沃尔沃自动刹车事故”或“新奇骏自动刹车事故”。

 
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