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电机驱动式汽车辅助制动装置的研究

作　者: 李毅
导　师: 陈作炳
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 安全驾驶 电机驱动 辅助制动装置 安全距离模型 制动算法
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


随着高速公路的发展、车速的提高,交通事故成为现代社会面临的严峻问题,日益威胁着人们的生命和财产安全,为了减少交通事故的发生,比较切实可行的办法就是增加汽车辅助制动装置,这对提高汽车的制动效果尤为重要,因此,汽车辅助制动系统的开发已经成为我国公路运输安全领域内急待解决的重要课题,在我国公路实施大面积高速公路和城市里车流密度日益提高的今天,该课题的研究具有重要的理论和现实意义。针对我国现有的汽车制动技术水平和状况,结合国外的制动技术,本文进行了电机驱动式汽车辅助制动装置的研究。该装置是针对前向追尾碰撞的一种驾驶辅助系统,主要功能是在汽车出现追尾危险前通过驱动模块驱动电机工作,拉动制动踏板,从而代替驾驶员动作完成期望的制动过程,以减少交通事故的发生。本文以汽车主动安全领域为研究和应用背景,对电机驱动式汽车辅助制动装置的理论、方法和应用技术等一系列问题进行了深入的研究和探讨,主要研究工作有:1.经过现场的实地调查研究以及国内外大量资料的收集、整理、分析、研究的基础上,从应用实践的需求出发,探讨了电机驱动式汽车辅助制动装置的基本框架和结构特点;并针对液气压辅助制动系统成本较高以及电子真空助力器(EVB)响应速度慢等问题,采用电机驱动对汽车进行辅助制动;2.对传动机构的要求及特点作了深入的研究和探讨。针对装置与原车制动系统要能够兼容并进行可靠切换的特点,选择滚珠丝杠副作为连接踏板和电机中间的执行元件,并基于PRO/E对所选用的滚珠丝杠进行参数化建模;3.通过分析汽车辅助制动的基本原则以及道路容量、车速和车间距离的关系,总结出了汽车辅助制动系统对于安全距离模型的要求,以该要求为基础,建立了适用于汽车辅助制动系统的安全距离模型,同时通过考虑交通习惯、驾驶员特性、驾驶舒适性等多方面因素影响,建立了系统的制动算法。最后,基于以上的研究,设计并搭建了电机驱动式汽车辅助制动装置的试验平台。该系统已进入试验阶段,且试验情况良好。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 课题来源  10
  1.3 课题研究的目的和意义  10-12
    1.3.1 研究目的  10-11
    1.3.2 研究意义  11-12
  1.4 国内外研究现状  12-14
  1.5 汽车辅助制动系统的简介  14-16
    1.5.1 发动机排气制动  14
    1.5.2 液力缓速器  14
    1.5.3 电涡流缓速器  14-15
    1.5.4 永磁式缓速器  15
    1.5.5 联合制动  15-16
  1.6 论文的主要研究内容  16
  1.7 本章小结  16-17
第2章 传动机构设计  17-32
  2.1 传动机构的要求及特点  17-18
  2.2 传动机构设计开发思路及方法  18-27
    2.2.1 滚珠丝杠副的工作原理  18-19
    2.2.2 滚珠丝杠副的特点  19
    2.2.3 滚珠丝杠副的种类  19-20
    2.2.4 滚珠丝杠副滚道截面形状及特性  20-21
    2.2.5 滚珠丝杠副的循环方式  21-22
    2.2.6 滚珠丝杠的支撑方式  22-23
    2.2.7 滚珠丝杠副的设计计算  23-27
  2.3 基于PRO/E的滚珠丝杠参数化建模  27-31
    2.3.1 PRONE软件简介  27-28
    2.3.2 参数化建模的意义  28-30
    2.3.3 滚珠丝杠参数化模型的建立  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章 控制系统设计  32-43
  3.1 系统控制框架  32-33
  3.2 系统工作原理  33-36
  3.3 系统制动算法  36-40
    3.3.1 安全距离的确认  36-39
    3.3.2 制动算法的建立  39-40
  3.4 程序设计  40-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章 试验台的搭建  43-56
  4.1 车载雷达系统的选择  43-52
    4.1.1 车载雷达系统的技术要求  43-45
    4.1.2 车载扫描式激光雷达系统方案  45-52
  4.2 制动装置电机的选择  52
  4.3 电机驱动式汽车辅助制动装置试验台的搭建  52-54
    4.3.1 工作原理及结构图  52-53
    4.3.2 零部件的布置  53-54
  4.4 电机驱动式汽车辅助制动装置试验台的仿真试验  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章 总结与展望  56-57
  5.1 总结  56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
附录一  61-62
附录二  62

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 制动系统
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