導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇汽車設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

“標志”也叫“標識”，它具有溝通交流和傳遞信息的作用，而且比語言和文字的表達作用更加直接、有力，所以標識被廣泛應用。車標也是商標，是樹立汽車品牌形象的核心部分。車標一般都是由文字符號、圖形和不同的色彩組合而成，這其中賦予了車標豐富的企業(yè)文化內涵和設計理念，它體現(xiàn)的是整個汽車企業(yè)的品牌形象。每一個車標都是一代傳奇，一種身份，它體現(xiàn)著企業(yè)的競爭力，是歷史的見證。

(2)汽車標志的起源。

自19世紀末汽車被發(fā)明以來，未過多久汽車標志就隨之而誕生了。確切來說，汽車標志的誕生是在1889年，是由法國人路易斯開創(chuàng)的。由于有標志的汽車銷售量遠遠超過沒有標志的汽車，所以在以后的時間里，車標便迅速被開發(fā)了出來。到現(xiàn)在車標已經(jīng)成為人們識別汽車種類最為重要的載體之一，它已經(jīng)與汽車品牌緊密融合。車標隨著歷史的發(fā)展和科技的進步也在不斷地改進和更新，以滿足人們不斷提升的審美需求。

2汽車標志設計理念

(1)車標設計的美學要求。

美學是一種科學，它主要在于探索自然界、人類社會和藝術領域的一般規(guī)律。汽車標志是人類發(fā)明創(chuàng)造的，那么它就要符合人類的審美規(guī)范并具有實用性。車標通過自身鮮明而形象化的外在特征，可以向人們傳遞出很多有價值的信息。一個好的車標可以讓人們在欣賞過程中感受到它獨特的氣息和豐富的內涵，讓人們意識到那不單單是品牌的宣揚，更是一種高品位的審美享受。

(2)車標設計的目標。

汽車標志并不是被用來高高在上地捧著的，它必須參與到塑造自身汽車品牌形象的過程中來，因此汽車標志在設計過程中要具備實用性、形象性、清晰性和意象性。實用性是指車標的的識別和傳遞信息的功能，消費者對汽車的印象好壞跟標志的實用性有很大的關系。絕大部分進口高檔車在中國市場上都很火，唯獨一款車銷售不理想，那就是大眾公司的輝騰，就是因為大眾標識的不實用性;形象性就是人們的視覺印象;意象性就是內涵、內在美;清晰性就是要求標志有簡潔的設計效果。

(3)汽車標志設計中最重要兩點。

汽車標志的審美要與自身品牌文化內涵相結合。車標是汽車制造企業(yè)打造品牌文化的核心內容之一，所以車標一定要體現(xiàn)企業(yè)的文化內涵。眾所周知，寶馬汽車無論是在操控性能還是在制造工藝方面都不及奔馳汽車，但是寶馬汽車在消費者心目中的地位幾乎等同于奔馳汽車，原因何在?就是因為寶馬公司擅于宣傳和塑造自身的品牌文化，讓自身的文化深深扎根于人們的心中。汽車標志的審美要與實用功能特點相結合。這就要求設計者既要注重識別性，又要注意差異性。目前在中國市場上，自主研發(fā)設計且質量優(yōu)秀的汽車標志少之又少，很多設計都存在模仿和盜版現(xiàn)象，這種現(xiàn)象十分不利于塑造自主品牌汽車的企業(yè)形象，更沒有什么品牌價值可言。例如，榮威的汽車標志有點模仿標致公司汽標的嫌疑。與此同時汽車標志設計要區(qū)別于其他汽車品牌，就拿本田和現(xiàn)代兩個汽車標致來說，都以“H”字母為主元素，相似度很高，對一般人而言，這兩個車標很像同一個．。

3汽車標志設計的原則

汽車標志本身就是一個傳播媒介、傳播符號，它的任務是把汽車企業(yè)的設計理念和文化內涵有效地傳達給消費者。因此車標的外在設計一定要簡潔、大方、有氣質，要給人們留下良好的第一印象。

(1)選定汽車標志的設計方向。

按照專業(yè)劃分汽車標志設計可分為文字型、幾何型、具象型以及綜合型等等。文字型的汽車標志主要考慮的是文字符號、英文字母和阿拉伯數(shù)字等為主要設計元素，如國產(chǎn)比亞迪的車標、本田、現(xiàn)代等;幾何型主要是以抽象圖形為主要設計元素，如凱迪拉克的標志;具象型則主要以動植物為主要設計元素，如法拉利車標、蘭博基尼車標等等;當然還有很多綜合型的車標，它們把很多元素融合在了一起。因此，在設計汽車標志的時候要首先明確大的設計方向。

(2)車標設計要有獨特的創(chuàng)意性。

每一個汽車標志都包含著企業(yè)和設計者的情感，一個優(yōu)質的車標甚至就是他們的信仰所在，精美別致、新穎獨特的車標是設計的精髓和核心。別具一格的車標設計不僅能反映出一個設計團隊的創(chuàng)新力，更能間接地反映出整個企業(yè)的創(chuàng)新力和凝聚力。因此，別具一格的設計更能吸引人的眼球。創(chuàng)意是一個企業(yè)的靈魂，沒有創(chuàng)意的企業(yè)最終都會被時代所淘汰。面對競爭越來越激烈的市場環(huán)境，當今所有的汽車公司都已開始從戰(zhàn)略的高度來設計和應用汽車標志，已達到鞏固或提升自身品牌形象的目的。

(3)設計要簡潔大方并體現(xiàn)企業(yè)文化內涵。

在大眾人群中，很少有人去細細品味一個復雜難懂的車標，越是簡潔明了越能深入人們的內心。比如梅賽德斯公司的三叉戟標志，雪弗蘭的金領結標志，豐田的“T”字形標志，法拉利的“跳馬”標志等，這些標志都讓人一目了然，且讓人們銘記于心。奔馳標志的三叉星代表了公司要征服陸地、海洋和天空的偉大構想;雪佛蘭的金領結標志象征了大方、氣派和風度;豐田的標志由兩個橢圓組成一個“T”字型，而“T”字占據(jù)了大半個最的橢圓，反映出豐田公司想把自己的技術和產(chǎn)品推向世界的愿望。

4標志設計的色彩效果

色彩是汽車標志的重要組成部分，好的色彩效果可以直接提升啟齒標志的質感。實踐證明人們對色彩是很敏感的，色彩能比圖形更快地進入人們的視野，因此運用好色彩會給設計者帶來巨大的收益。色彩的內涵非常豐富，可以表達多種含義，這是其他手段無法替代的。紅色象征著激情，黃色象征尊貴、溫暖，綠色象征自然和諧、青春活力，藍色象征深沉、嚴謹。寶馬的車標藍白相間，藍色代表天空，白色代表天空;法拉利車標中的黃色與金絲雀羽毛想同，代表尊貴;布加迪的車標中以紅色填充，充滿了狂野與激情?？偟膩碚f，選擇合適的色彩填充車標是很重要的一個環(huán)節(jié)。

篇2

2有限元分析

門蓋閉合過程中，門蓋與汽車殼體之間存在接觸非線性.同時，工作過程中汽車殼體的剛度不是恒定的，它隨著變形的大小而變化，即存在幾何非線性.因此本文作SOL601，106高級非線性靜力學分析.非線性分析和線性分析相比，非線性分析的計算時間和計算機存儲量要大得多，而且在數(shù)值計算方法和求解參數(shù)的設定上有較大區(qū)別[2].邊界條件包括載荷、約束和仿真對象[3].在門蓋的左右軸套上分別施加軸承力，力的大小為800KN，方向為沿著油缸的軸向，指向門蓋.在汽車殼體的底部作固定約束、門蓋的旋轉軸處作銷釘約束.同時，忽略門蓋組件各結合面之間的接觸變形，近似將各接觸部分看作剛性接觸，在FEM下為門蓋的各邊、面之間添加1D連接[4-5].門蓋與汽車殼體之間的接觸是非線性的，在仿真模型下，定義高級非線性接觸，汽車殼體作為“源區(qū)域”，門蓋底板作為“目標區(qū)域”，“接觸參數(shù)”保持默認.有限元計算模型如圖3所示，分析結果如圖4所示（只顯示門蓋）.根據(jù)圖形可知門蓋最大等效應力為170.76MPa.應力主要集中在門蓋的左右軸套上，即油缸與門蓋連接處.門蓋的材料為Q235號鋼，屈服強度為235MPa，可見在該工況下門蓋滿足強度要求.

3優(yōu)化設計

有限元分析的最終目的是進行優(yōu)化設計，現(xiàn)在需要對門蓋結構進行優(yōu)化，優(yōu)化的目標是模型的重量最小[6-7].約束條件是在不改變門蓋模型網(wǎng)格劃分、邊界約束和載荷大小，并能滿足強度要求的前提下，控制最大等效應力值不超過材料屈服強度的70%（約165MPa）.

3.1筋板的布置

根據(jù)分析結果可知，應力主要分布在左右軸套處，大部分的筋板受力極小，因此，可通過布置筋板的分布進行優(yōu)化設計.為便于加工和裝配，門蓋筋板布置采用均勻分布的方式.設計變量為筋板的數(shù)量，原結構中單行設置的筋板數(shù)量為10，考慮減重的目標及結構的穩(wěn)定性，取筋板數(shù)量為3-7.圖5為筋板數(shù)量與門蓋最大應力和位移關系，圖6為不同筋板數(shù)量對應底板的應力分布圖.結果表明筋板數(shù)量對門蓋的最大應力（軸套處）影響較小，對門蓋底板的應力分布位置影響較大.底板最大應力發(fā)生在門蓋油缸軸線方向上的臨近筋板與主橫筋板接觸處，最大應力為N=4時σmax=61.52MPa.綜合考慮最大應力、最大位移和底板的應力分布，以及實現(xiàn)減重的目的，確定新結構的筋板數(shù)量為4.

3.2筋板厚度的優(yōu)化

3.2.1靈敏度分析

靈敏度分析是為優(yōu)化設計做鋪墊.通過靈敏度分析可以確定模型各參數(shù)對輸出結果影響的大小.在模型校正過程中重點考慮對輸出結果影響較大的參數(shù)，排除那些對輸出結果影響很小的參數(shù)，這將在很大程度上減小模型校正的工作量，提高優(yōu)化設計的效率[8-9].NX高級仿真中幾何優(yōu)化模塊下提供了全局靈敏度解算方案.設計目標為門蓋的重量最小，約束條件為門蓋的最大應力，設計變量為筋板厚度.為便于加工與安裝，門蓋結構中相同結構的尺寸應保持一致.筋板厚度參數(shù)主要包括底板厚度T1、主橫筋板厚度T2、橫筋板厚度T3、豎筋板厚度T4、軸套厚度T5、前板厚度T6、門蓋耳套幫板厚度T7和其他筋板厚度T8.對上述筋板厚度進行全局靈敏度分析，獲得各參數(shù)對設計目標影響的全局靈敏度曲線，最后將所有靈敏度曲線調整到一幅圖表中進行比較，根據(jù)各參數(shù)的全局靈敏度曲線的斜率大小判斷設計參數(shù)對設計目標的靈敏程度，最終確定T1、T2、T3、T4.根據(jù)各參數(shù)對約束條件的影響曲線，確定T5.全局靈敏度曲線如圖7所示.由圖7（a）可知底板、主橫筋板、橫筋板及豎筋板的厚度對門蓋的重量影響較大，其中底板的影響最大.由圖7（b）可知軸套的厚度對約束條件的影響最大.為提高門蓋強度以及減輕門蓋的重量，主要對底板、主橫筋板、橫筋板、豎筋板厚度進行減小，同時適當增加軸套的厚度.

3.2.2尺寸優(yōu)化

尺寸優(yōu)化是建立在數(shù)學規(guī)劃論的基礎上，在滿足給定條件下達到最佳經(jīng)濟技術指標[10].NX高級仿真結構優(yōu)化的解算器采用的是美國Altair公司的AltairHyperOpt，它擁有高效、強大的設計優(yōu)化能力.結合以上分析結果，進行筋板數(shù)量等于4時筋板厚度的優(yōu)化分析.在“幾何優(yōu)化”對話框中作如下設置：①定義目標：重量定為最?。虎诙x約束：門蓋上的最大等效應力為165MPa；③定義設計變量見表1；④控制參數(shù)：選擇最大迭代次數(shù)為20.經(jīng)解算，找到最佳方案：底板厚度由原來的52mm修改為45mm，主橫筋板厚度由原來的50mm修改為45mm，橫筋板厚度由原來的25mm修改為20mm，豎筋板厚度由原來的20mm修改為16mm，軸套厚度由原來的34.5mm修改為35.2mm，為了便于生產(chǎn)，將軸套的厚度圓整為35.5mm.優(yōu)化后與優(yōu)化前的分析結果對比見表2.從計算結果可看出，優(yōu)化后的門蓋強度得到明顯提高.另外，重量由原來的10496kg降低為8786kg，減重17.2%，取得了優(yōu)化設計的預期效果.

篇3

無源保護電路

用于汽車電子產(chǎn)品的無源保護網(wǎng)絡如圖1所示。與此相同或類似的電路廣泛用于保護與汽車12V總線連接的各種系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡防止高壓尖峰、持續(xù)過壓、電池反向和電流過度消耗造成損害。圖1的電流保護作用很明顯，如果負載電流超過1A的時間很長，保險絲F1就會熔化。D1與F1結合防止電池反向連接造成損害，大電流流經(jīng)正向偏置的D1并燒斷保險絲。電解電容器大約在額定電壓的150時有一個有趣的特性：隨著終端電壓的提高，這種電容消耗的電流也越來越大，就C1而言，它在輸入持續(xù)升高時起箝位作用(最終燒斷保險絲)。雙電池助推時的電壓為28V左右，這不會燒斷保險絲，因為C125V的額定值足夠高，額外消耗的電流很少。電感器增加了很小的電阻，以限制峰值故障電流以及輸入瞬態(tài)的轉換率，從而在存在尖峰時幫助C1實現(xiàn)箝位。

無源網(wǎng)絡的主要缺點是它依靠燒斷保險絲來防止過流、過壓和電池反向造成損害。另一個缺點是，它依靠電解電容實現(xiàn)箝位。這種電容器老化以后，電解質會變干，等效串聯(lián)電阻(ESR)提高的特性也就消失了，這會損害箝位效果。有時D1采用大的齊納二極管以幫助這個電容器發(fā)揮作用。人們已經(jīng)設計出了有源電路來克服這些缺點。

有源電路

圖2顯示了一個有源解決方案，該方案用于屏蔽敏感電路，使其免受變化不定的12V汽車系統(tǒng)的影響。采用LT1641來驅動輸入N溝道MOSFET，而上述提供無源解決方案就不具備這種附加保護：首先，LT1641在輸入低于9V時斷開負載，以防在低輸入電壓時系統(tǒng)失靈，并在起動時或充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，減少系統(tǒng)向非關鍵負載提供寶貴的電流的機會；其次，LT1641在首次加電時逐漸升高輸出電壓，對負載實行軟啟動；第三，通過限流和定時斷路器保護輸出免受過載和短路影響。如果發(fā)生電流故障，斷路器就以1至2Hz的速率自動重新嘗試建立連接，可以設定保護電路上行線路保險絲的容限，讓它在LT1641的下行線路出現(xiàn)電流故障時不熔化；最后，圖2所示電路隔離出現(xiàn)在輸入端的過壓狀態(tài)，同時提供箝位輸出，以便負載電路在出現(xiàn)過壓時能繼續(xù)正常工作。

在12V輸入的通常情況下，LT1641將MOSFET的柵極充電至大約20V以充分提升MOSFET的電壓，并向負載提供電源。27V齊納二極管D1的兩端分別連接柵極與地，但是在9至16V的工作電壓范圍內不起作用。當輸入升高到超過16V時，LT1641繼續(xù)給MOSFET的柵極充電，試圖保持MOSFET完全接通。如果輸入升得太高，齊納二極管就會對MOSFET的柵極箝位，并將輸出電壓限制在大約24V。LT1641本身在其輸入端能夠處理高達100V的電壓，而且不受柵極箝位動作的影響。柵極箝位電路比無源解決方案的箝位電路精確得多，而且簡單地通過選擇一個具有合適擊穿電壓的D1，就可以輕松調整柵極箝位電路以滿足負載要求。

圖2所示電路在負載電流高達1A左右時工作得很好，但是就更高的負載電流而言，推薦使用圖3所示電路來防止MOSFET過度消耗功率。如果過壓狀態(tài)持續(xù)存在，如電氣系統(tǒng)由兩個串聯(lián)電池供電的時間超過通常所需時間，或負載突降后電流慢速上升以及MOSFET較小時，那么過度消耗功率是有風險的。輸出由D1和D2取樣，如果輸入超過16.7V，那么就向“SENSE”引腳反饋一個信號，以將輸出穩(wěn)定在16.7V。這里的調節(jié)比圖1所示電路的調節(jié)更精確，并且可以通過選擇合適的齊納二極管輕松定制，以滿足負載的需求。

總的功耗由“TIMER”引腳限制，這個引腳記錄MOSFET調節(jié)輸出所用的總時長。如果過壓狀態(tài)持續(xù)超過15ms，那么LT1641就停機并允許MOSFET停止輸出調節(jié)。在大約半秒鐘以后，該電路嘗試重新啟動。這種重啟周期一直持續(xù)，直到過壓狀態(tài)消失并恢復正常工作為止。處理過流故障的方法與圖2描述的方法相同。

電池反向保護

簡單地增加一個串聯(lián)二極管，就可以給圖2或圖3所示電路增加電池反向保護功能。

在大多數(shù)情況下，采用普通p-n二極管就可以，如果正向壓降很重要，可以選擇肖特基二極管。在隔離二極管中的功耗不可接受的關鍵應用中，圖4所示的簡單電路就可以解決這個問題。

在正常工作情況下，MOSFETQ2的體二極管正向偏置，并傳送功率至LT1641。LT1641接通時，Q2柵極獲得驅動，從而完全接通。如果輸入反向，那么Q3的射極就被拉低至低于地電平，Q3接通，從而將Q2的柵極拉低并保持其接近Q2的源極電平。在這種情況下，Q2保持斷開狀態(tài)，并隔離反向輸入，使其不能到達LT1641和負載電路。微安級電流流經(jīng)1MΩ電阻，到達LT1641的“GATE”引腳。

高壓LDO用作電壓限幅器

最高輸入電壓額定值為25V或更低的降壓穩(wěn)壓器(如LT1616)一般不考慮用于汽車應用。然而，如果與LT3012B/LT3013B等低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器結合使用，在輸入電壓上的缺點就可以輕松克服。這種尺寸小、效率高的組合如圖5所示，可以在汽車環(huán)境中提供3.3V輸出。

LT3013B擁有4V至80V的寬輸入電壓范圍，并集成了電池反向保護功能，無需特殊電壓限制或箝位電路，因此節(jié)省了成本和電路板面積。在以適中的負載電流工作時，LDO穩(wěn)壓器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多，那么LDO的效率就會下降。例如，將12V輸入降至3.3V輸出時，效率僅為28。

篇4

本文在安全跟車模型的基礎上，設計了系統(tǒng)構成，并給出了初步的設計方案。對車載測距技術進行了綜合比較，確定系統(tǒng)采用毫米波多普勒雷達傳感器、超聲波傳感器和紅外線傳感器分別對前、后和側向車間距離、兩車相對速度和角度進行測量；在結合各種防碰原理的基礎上，把系統(tǒng)分為主控單元子系統(tǒng)、測距子系統(tǒng)、信息采集單元子系統(tǒng)和顯示-聲光報警子系統(tǒng)四個部分，并確定了實現(xiàn)系統(tǒng)功能所需要的關鍵技術;在安全距離的基礎上，對主控單元子系統(tǒng)和測距子系統(tǒng)進行了軟、硬件設計，解決了系統(tǒng)功能所需要的關鍵技術。

車輛防撞技術作為智能運輸系統(tǒng)的一個子課題，將不斷成熟和完善，防撞系統(tǒng)的應用可以縮短車輛間的安全行車距離，還可以實現(xiàn)安全超車，保證高速運行車輛的安全性，提高公路運輸效率，促進經(jīng)濟的快速發(fā)展。

關鍵詞：防撞預警；雷達；超聲波；紅外線；傳感器

英文摘要

Thetrafficsafetyconditionisbecomingmoreandmoreseriousinrecentyears,thestatisticshowsthatamongtheaccidentofhighwaytheRear-endCollisionandSideCollisionarefrequent.Ifthedriverscanbeinformedbeforetheaccidentstakeplace,thesafetylevelwillbeimprovedgreatly.Thehighwayvehicleanti-collisionwarningsystemissuchatechniquebasedontheinitiativesecurityofautomobilewhendriving

Basedonthemathematicmodelofautomobilesafefollowingdistance,thehardwareandsoftwareofthesystemarebuilt.Throughanintegratedcomparisonofdetectingtechniques,themillimeterwavefrequencymodulatedpulse-Dopplerradar、Ultrasonicsensorandinfraredsensorarechosen,whichcanmeasurethelengthwaysdistanceandtransversedistance,relativevelocityoftwovehiclesandazimuthatthesametime.Basedonreferencevarioustheoriesofanti-collisionwarningsystem,thesystemincludesfoursub-systems:themaincontrolunitofsub-system,measuringdistanceofsub-system,informationunitofsub-systemandmonitor,sound&lightalarmofsub-system.Basedonit,thekeytechnologiesinvolvedinthesystemaredetermined.Basedonthesafetydistancemodel,thesoftwareandhardwareofthemaincontrolunitofsub-systemandmeasuringdistanceofsub-systemaredesigned,thekeytechnologiesissolved.

Vehicleanti-collisiontechniqueassub-itemofIntelligentTransportSystemwillgrowupandbeperfectinfuture.Itwillshortenthesafespacebetweencarheads,actualizethesafeovertakingandguaranteevehiclesafety,soitwillhelptoincreasetransportefficiencyandkeepeconomicfastgrowth.

Keyword:anti-collisionwarningsystem;radar;ultrasonic;infrared;sensor

1.1選題意義和背景

汽車業(yè)與電子業(yè)是世界工業(yè)的兩大金字塔，隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術的應用越來越來廣泛，汽車電子化的程度越來越高。汽車電子技術是汽車技術與電子技術想結合的產(chǎn)物。汽車上的電器與電子控制系統(tǒng)在汽車技術進入機電一體化階段的今天，地位極為重要，正在汽車技術領域發(fā)展成為一門獨立的分支學科，其性能的優(yōu)劣直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性、排放干凈、及舒適性等。電子控制技術在汽車上，首先應用于發(fā)動機燃油消耗控制與排放進化與排放控制，接著被應用于底盤部分的控制，以提高行駛的穩(wěn)定性、安全性、與舒適性等。隨著交通運輸向高密度發(fā)展，電子控制技術又進一步應用于汽車的乘坐安全性和導航等方面。

電子技術在汽車安全控制系統(tǒng)的應用主要是為了增強汽車的安全、舒適和方便。應用的電子技術主要有：電子控制安全氣囊，智能記錄儀，雷達式距離報警器，中央控制門鎖，自動空調，自動車窗、車門、座椅、刮水器，車燈控制，電源控制以及充電器等。近年來汽車的自動調速系統(tǒng)，主動式汽車防撞系統(tǒng)，汽車監(jiān)測和自診斷系統(tǒng)以及汽車導航系統(tǒng)也得到了廣泛的應用。

在過去20~30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內相關部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。安裝防撞保險杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時不一定能有效地保護車內乘務員的安全。所有這些被動安全措施都不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成的問題。如果從預防撞車事故的發(fā)生的角度著眼，在提高汽車主動安全性方面下功夫，則可在汽車安全性領域有較大的突破。

汽車發(fā)生碰撞的主要原因是由于汽車距其前方物體（如汽車、行人或其他障礙物）的距離與汽車本身的車速不相稱造成的，即距離近而相對速度又太高。為了防止汽車與前方物體發(fā)生碰撞，汽車的車速就要根據(jù)與前方物體的距離變化由執(zhí)行機構進行控制，使汽車始終在安全車速下行駛。這樣就會大大提高汽車行駛的安全性，減少車禍的發(fā)生。

發(fā)展汽車防撞技術，對提高汽車智能化水平有重要意義。據(jù)統(tǒng)計，危險境況時，如果能給駕駛員半秒鐘的預處理時間，則可分別減少追尾事故的30%，路面相關事故的50%，迎面撞車事故的60%;1秒鐘的預警時間可防止90%的追尾碰撞和60%的迎頭碰撞。理論上，汽車防撞裝置可在任何天氣、任何車速狀態(tài)下探測出將要發(fā)生的危險情況并及時提醒司機及早采取措施或自動緊急制動，避免嚴重事故發(fā)生。汽車防撞裝置是借助于遙測技術監(jiān)視汽車前方和后方的車輛、障礙物，并根據(jù)當時的車速自動判斷是否達到危險距離，及時向司機發(fā)出警告，必要時還可進行自動關車、自動緊急剎車。

汽車要避撞就必須憑借一定的裝備測量前方障礙物的距離，并迅速反饋給汽車，以在危急的情況下，通過報警或自動進行某項預設定操作如緊急制動等，來避免由于駕駛員疲勞、疏忽、錯誤判斷所造成的交通事故。目前，大家都將防撞技術的關鍵點著眼于車輛測距技術。

1.2國內外研究的現(xiàn)狀

鑒于交通事故的不可預測性和不可絕對避免性，為了減少交通故，優(yōu)化交通秩序，利用計算機及信息技術來提高道路交通安全和效率已成為國內外研究的熱點。二十世紀八十年代以后展開的關于智能交通系統(tǒng)的研究，被認為是解決各種交通問題的一個很好的途徑。智能交通系統(tǒng)是將先進的信息技術、通訊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及計算機處理系統(tǒng)有效地應用于整個運輸管理體系，使人、車、路環(huán)境協(xié)調統(tǒng)一，從而建立一個全方位發(fā)揮作用的實時、準確、高效的運輸綜合管理系統(tǒng)。其中智能車輛系統(tǒng)涉及到計算機測量與控制、計算機視覺、傳感器數(shù)據(jù)融合、車輛工程等諸多領域。視覺系統(tǒng)在智能車輛中起到環(huán)境探測和辨識作用。與其他傳感器相比，機器視覺具有檢測信息量大，單純以當前的現(xiàn)實條件出發(fā)解決，容易導致系統(tǒng)實時性差。在實際應用中可使用多個攝像機，或者利用高速攝像機的多幅連續(xù)圖像序列來計算目標的距離和速度。還可根據(jù)一個攝像機的連續(xù)畫面來計算車輛與目標的相對位移，并用自適應濾波對測量數(shù)據(jù)進行處理，以減少環(huán)境的不穩(wěn)定性造成的測量誤差。在智能車輛領域，除視覺傳感外，常用的還有雷達、激光、GPS等傳感器。

利用信息感知、動態(tài)辨識、控制技術與方法提高的主動安全性，是先進汽車控制與安全系統(tǒng)（AVCSS）的主要研究內容.世界各大汽車公司、大學在政府的支持下，都在開展這方面的研究與開發(fā)工作。日本各大汽車制造企業(yè)如豐田、日產(chǎn)、馬、本田、三菱等公司，為實現(xiàn)其運輸省提出的發(fā)展"先進的安全汽車(ASV)計劃"致力于新型安全汽車技術研究開發(fā)，并取得了重要的進展。豐田汽車公司使用毫米波雷達和CCD攝像機對本車的距離進行動態(tài)監(jiān)測，當兩車距離小于規(guī)定值時，系統(tǒng)將發(fā)出直觀報警信號提醒本車駕駛員。日產(chǎn)汽車公司使用緊急制動勸告系統(tǒng)，利用先進的車距監(jiān)測系統(tǒng)對跟車距離進行動態(tài)監(jiān)測，當需要減速或制動時，用制動燈亮來提醒駕駛員，并及時監(jiān)測駕駛員操縱駕駛踏板的踏踩狀態(tài)，必要時使汽車的自動制動系統(tǒng)前起作用降低車速，在最危險時刻自動制動。本田公司使用具有扇形激光束掃描的雷達傳感器，即使車輛在彎道行使也能檢測到本車與前方汽車或障礙物的距離降到規(guī)定值時，駕駛員仍未及時采取相應措施，便發(fā)出警告信號。三菱和日立公司在毫米波雷達防撞方面也做了大量的研究，其雷達中心頻率主要選擇60~61GHz或76~77GHz,探測距離為120米，尼桑公司為41LV-Z配備了自適應巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用毫米波雷達作為探測器，為巡航駕駛提供了判斷依據(jù)。

德國和法國等歐洲國家也對毫米波雷達技術進行了研究，特別是奔馳、寶馬等著名汽車生產(chǎn)廠商，其采用的雷達為調頻毫米波雷達（FrequencyModulationContinuousWave）,頻段選擇76~77GHz。如奔馳汽車公司和英國勞倫斯電子公司聯(lián)合研制的汽車防撞報警系統(tǒng)，探測距離為150米，當測得的實際車間距離小于安全車間距離時，發(fā)出聲光報警信號。該系統(tǒng)已經(jīng)得到應用。

美國的汽車防碰撞技術已經(jīng)相當先進，福特汽車公司開發(fā)的汽車防碰撞系統(tǒng)的工作頻率為24.725GHz,探測距離約106米。據(jù)說該系統(tǒng)理論上能根據(jù)轉彎的角度信息自動適應路面的轉彎情況，僅探測本車道內車輛的信息，從而可避免旁車道上目標物的影響。戴姆勒-克萊斯勒公司的防撞結構主要是兩個測距儀和一個影像系統(tǒng)，她能夠測出安全距離，發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，計算機能夠自動引發(fā)制動裝置。戴姆勒-克萊斯勒公司的實驗結果顯示，車速以每小時32.18公里/小時的速度行駛，在距離障礙物2.54cm的地方停下來。

我國汽車防碰撞系統(tǒng)的研究開發(fā)同國外發(fā)達國家相比，存在較大差距，近幾年相繼有一些科研院所、大專院校和公司廠家進行此方面的研究。近距離報警如倒車雷達現(xiàn)已蓬勃地車輛上安裝使用，但國內目前生產(chǎn)的中遠距離測量普遍達不到要求，表現(xiàn)在最遠測距距離近，測距誤差大，遠遠不滿足高速公路的安全車距離要求，需進一步研究。

本課題，不是直接測量距離，而是從測量車與車之間相對速度的角度出發(fā)，研究利用雷達激光測距、超聲波測速及其它相關技術來預測高速行駛車輛的后碰及側碰問題，實現(xiàn)報警，從而避免事故發(fā)生。

本次研究主要針對汽車防撞系統(tǒng)，對前面開發(fā)的系統(tǒng)性能進行了改進。主要研究內容包括以下幾個方面:

1.汽車縱向防撞系統(tǒng)的總體設計

完成汽車防撞系統(tǒng)的總體設計，把整個系統(tǒng)劃分成四個分工不同的子系統(tǒng)，并確定實現(xiàn)總體方案所需要解決的關鍵技術。

2.汽車防撞安全距離模型的確定

結合系統(tǒng)的技術要求和車輛的行駛情況，對課題組以前提出的安全距離跟車模型進行了改進，使其具有更好的可靠性和實用性，對模型中的個別參數(shù)進行重新選取，使模型及模型的參數(shù)選取更加合理。

3.進行汽車防撞系統(tǒng)硬件的總體設計并解決關鍵技術

在以前研究的基礎上，重新對汽車防撞系統(tǒng)進行總體設計，提高了系統(tǒng)的實時性，并且電路中硬件器件全部采用貼片封閉形式，提高硬件系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。本論文中著重論述了主控單元子系統(tǒng)和雷達工作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的硬件設計，解決了汽車防撞系統(tǒng)中的雷達測距系統(tǒng)這一關鍵技術，使該課題的研究從模擬實驗階段過渡到實車實驗階段。

4.按照系統(tǒng)的功能需求，制定了各子系統(tǒng)之間通訊的通訊規(guī)約，并用MCS-51匯編語言設計了系統(tǒng)的主控單元子系統(tǒng)軟件和雷達測距子系統(tǒng)中雷達通訊數(shù)據(jù)發(fā)送單元軟件。

5.在模擬實驗的基礎上，通過裝車實驗，驗證了系統(tǒng)所要求的各種性能。

1.3本文的主要工作和內容安排

本文在第一章緒論中闡述了汽車防撞技術產(chǎn)生的背景及現(xiàn)實意義，主要研究內容并對現(xiàn)有的防撞技術進行了歸納和總結，進而提出本課題的研究思路和新穎所在;第二章主要闡述了測距傳感器的選擇，并且確定了三種測距方法；第三章進行了報警系統(tǒng)防撞模型的建立;第四章進行了硬件設計和實驗驗證;第五章為系統(tǒng)的軟件設計，第六章為結論與展望。

目錄

第一章緒論1

1.1選題意義和背景1

1.2國內外研究的現(xiàn)狀2

1.3本文的主要工作和內容安排5

第二章幾種測距方式的比較和選擇6

2.1激光方式7

2.2超聲波方式8

2.3紅外線方式9

第三章系統(tǒng)模型的建立10

3.1追尾防撞模型的建立10

3.1.1模型建立的理論依據(jù)10

3.1.2模型的建立12

3.1.3模型的討論17

3.1.4模型參數(shù)的討論18

3.2超車側向防撞模型的建立19

3.2.1模型的建立19

3.2.2模型參數(shù)的選擇26

3.2.3模型的最小轉角與最大轉角數(shù)據(jù)分析28

第四章系統(tǒng)硬件設計30

4.1單片機的性能特點30

4.1.1單片機的選擇30

4.1.2MCS-51單片機的主要性能31

4.1.3單片機系統(tǒng)的設計要求31

4.2追尾碰撞報警系統(tǒng)硬件設計32

4.2.1測量距離通道的設計32

4.2.2測速通道的設計33

4.2.3開關量輸入通道的設計34

4.2.4轉向、油門、制動信號的采集35

4.2.5聲光報警的設計36

4.2.6顯示裝置的設計39

4.2.7電源設計43

4.2.8電路板的電源保護裝置和電源的抗干擾的設計44

4.2.9"看門狗"電路的設計44

4.3系統(tǒng)主要傳感器47

4.3.1毫米波雷達傳感器48

4.3.2超聲波傳感器53

4.3.3紅外線傳感器55

4.3.4霍爾車速傳感器55

4.3.5轉向角度傳感器59

4.3.6制動踏板傳感器60

4.3.7油門傳感器61

4.3.8路面狀況選擇開關61

4.4系統(tǒng)總體電路圖64

第五章報警系統(tǒng)軟件程序的實現(xiàn)65

5.1系統(tǒng)報警方式65

5.2程序設計思想65

5.3程序的實現(xiàn)66

第六章結論與展望71

6.1結論71

6.2展望71

參考文獻73

附錄76

本論文中雖然對安全距離模型進行了改進，但仍需進一步改進和細化，采用一定的控制理論和算法，使模型更具有科學性、可靠性和可操作性。本系統(tǒng)現(xiàn)階段只是就危險情況實現(xiàn)了向駕駛員報警，事實上由于駕駛員的反應性有差異及注意力不集中、疲勞駕駛等因素的存在，有時未必能及時采取減速、剎車等措施，因此系統(tǒng)下一步的目標是實現(xiàn)自動剎車的功能，使駕駛員的安全更有保障。

（1)本系統(tǒng)只是在理論上討論了汽車防碰撞的問題，由于實驗設備和時間問題還沒有進行實驗。

(2)本系統(tǒng)還應該進一步在復雜天氣(雨、雪、大霧)，潮濕、冰雪路面上進一步測試，驗證系統(tǒng)的設計功能。

(3)在本系統(tǒng)基礎上，進一步開發(fā)車輛自適應巡航控制系統(tǒng)，使車輛的舒適性和主動安全性得到提高.

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篇5

1SABER軟件仿真技術

SABER軟件是一個在數(shù)學模擬及硬件設計方面功能卓著的仿真工具。對于復雜的混合信號設計和驗證問題，SABER軟件為設計工程師提供了一種功能強大的混合信號行為仿真器。由于混合信號硬件描述語言——MAST的支持，SABER軟件實現(xiàn)了單一內核混合信號及混合技術的仿真，完全改變了模擬電路仿真的現(xiàn)狀。SABER軟件在混合技術領域具有多個仿真引擎，可以分別處理不同領域的設計單元，且遵循相應的守恒定律，支持電力系統(tǒng)、機電一體化、機械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)、光電控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等系統(tǒng)單元?，F(xiàn)在，SABER軟件在汽車和飛機制造領域已得到廣泛的應用。尤其是在汽車制造領域，許多歐美公司已將它定為行業(yè)標準，并投資SABER軟件的發(fā)展以不斷滿足新的設計需要。

SABER軟件具有明顯的優(yōu)勢：分析從SOC到大型系統(tǒng)之間的設計，包括模擬電路、數(shù)字電路及混合電路；通過單一的混合信號仿真內核就可以提供精確有效的仿真結果；通過對穩(wěn)態(tài)、時域、頻域、統(tǒng)計、可靠性及控制等方面的分析來檢驗系統(tǒng)性能。

SABER仿真器能夠讓設計人員對從汽車的最初設計方案（方框圖）到由實際電路和機械實現(xiàn)的完整系統(tǒng)進行仿真。這種能力對于復雜運動控制系統(tǒng)的設計（如ABS系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)等）尤為重要。

2汽車電子仿真技術的應用

汽車在投產(chǎn)之前要經(jīng)過大量的測試試驗，對原設計不斷地進行修正往往會耗費大量的物力和時間。在設計階段，對各種狀況進行模擬仿真、修正、完善設計，能夠提高效率、縮短開發(fā)周期。使用SABER軟件進行仿真，主要分為3個階段：建立數(shù)學模型、對系統(tǒng)原理進行仿真和對仿真模型進行修改檢驗。

2.1建立數(shù)學模型

所謂計算機仿真就是將實際系統(tǒng)的運行規(guī)律用數(shù)學形式表達出來，它們通常是一組微分方程或差分方程，然后通過計算機采用數(shù)值求解法求解這些方程。

在仿真之前，首先對系統(tǒng)原理圖中的所有零部件進行抽象化，建立數(shù)學模型，繪制系統(tǒng)的數(shù)學模型。為了對電路或系統(tǒng)進行計算機仿真，經(jīng)常需要開發(fā)一個或一組模型。要研究電路的詳細特性，可能要求對物理器件建模，有時還需要對大型電路或系統(tǒng)建模。系統(tǒng)模型可能無需和器件模型一樣詳盡，但作為大系統(tǒng)仿真的一部分，系統(tǒng)模型仍然非常有用。零部件數(shù)學模型的質量直接關系到仿真結果的準確性。通過對數(shù)學模型各種參數(shù)屬性的設置來模擬零部件的功能，同時，經(jīng)過大量計算和試驗，不斷修正、完善數(shù)模。對于同一類零部件可以共用一個（或一類）模型，通過調整數(shù)模參數(shù)值來實現(xiàn)零部件的更迭。這對于縮短開發(fā)周期、節(jié)省開發(fā)成本，起著至關重要的作用。

在一定外界條件（即輸人或激勵，包括外加控制與外加干擾）的作用下，從系統(tǒng)的一定初始狀態(tài)出發(fā)，所經(jīng)歷的由其內部的固有特性（即由系統(tǒng)的結構與參數(shù)所決定的特性）決定了整個動態(tài)過程。研究系統(tǒng)及其輸人、輸出三者之間的動態(tài)關系，即可確定其性能的屬性。圖1是汽車音響系統(tǒng)中揚聲器的物理模型，其中In_pfUIn_m作為輸人信號、由電磁學可知，可以進一步將其簡化為力f（t）輸人。

于是可將其進一步簡化為質量-阻尼-彈簧系統(tǒng)，如圖2所示，圖2中m、c、k分別表示質量、粘性阻尼系數(shù)、彈簧剛度。對系統(tǒng)而言，質量受外力f（t）的作用，質量位移為y（t）（實際揚聲器銜鐵的振幅），系統(tǒng)的動力學方程為my"（t）cy''''''''（t）ky（t）=f（t），y（o）=yo，y''''''''（o）=y''''''''。

其中，y（0）與y''''''''（0）分別為質量的初位移與初速度，這就是在輸人作用于系統(tǒng)之前系統(tǒng)的初始狀態(tài)。顯然，此系統(tǒng)在任何瞬間的狀態(tài)完全可以由質量的,y（t）與y''''''''（t）這兩個變動著的狀態(tài)（即狀態(tài)變量）在此瞬間的取值來刻畫。因為y（t）在此瞬間的取值代表了位移的情況，y''''''''（t）在此瞬間的取值代表了y（t）在此瞬間的變化趨勢（速度）的情況。

還有一種更直接的建立數(shù)學模型的方法，就是模擬硬件描述語言（AHDL）的含義。MAST就是一種AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的網(wǎng)表。

零部件的模型是建立在大量計算和試驗基礎上的，SABER軟件提供了大量的零部件庫文件，對于類似的零件只需修改其屬性參數(shù)值即可。

2.2對系統(tǒng)原理進行仿真

在仿真過程中，將數(shù)學模型轉變成為計算機上運行的仿真模型，是由SABER軟件系統(tǒng)來完成的，并同時根據(jù)仿真模型編制出仿真程序。通過對系統(tǒng)的仿真，可以隨時得出各個子系統(tǒng)或零部件的瞬時工作狀態(tài)及性能參數(shù)變化，如電壓、電流、功率、轉矩等各參數(shù)的波形。通過對這些波形與實際試驗的結果進行對比分析，找出兩者的差別，從而修正原設計。

如先前所提及的，安全性和舒適性的需求導致了新的、高能耗的負載。這些負載可能隨著汽車產(chǎn)品的進一步電子化，汽車電子控制裝置得到更多的應用，所消耗的電能也將大幅度地增加?，F(xiàn)有的12V動力電源已滿足不了汽車上所有電氣系統(tǒng)的需要，今后將采用集成的42V起動機-發(fā)電機供電系統(tǒng)，發(fā)電機最大輸出功率將由目前的1.4kW提高到8kw左右，發(fā)電效率將會達到80以上。伺時，電壓等級的提升還將同時帶來許多新的問題。12V/42V汽車雙電壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

在雙電壓系統(tǒng)中，把用電設備分成兩部分：中小功率負載由14V電壓供電，如室內燈、中控鎖、收音機、儀表、車載導航系統(tǒng)等主要為車身電子設備；大功率負載，如電控機械制動裝置、電控機械氣門正時裝置、三元催化轉換加熱器、電控懸架等，主要為發(fā)動機、底盤系統(tǒng)電子設備，由42V電壓供電。此雙電壓供電系統(tǒng)有兩個關鍵器件，一個是DC/DC變換器，它能把交流發(fā)電機輸出的42V高電壓轉變?yōu)?4V的電壓。另一個，是裝在發(fā)動機和變速器之間的起動-發(fā)電機，借助一個半導體整流-逆變功率變換器，它不僅充當交流發(fā)電機，發(fā)出42V的高電壓，而且在發(fā)動機起動時還作為起動機用。由于它是直接起動發(fā)動機，起動時間僅為0.5s，所以噪聲很小。

2.2.2起動機／發(fā)電機系統(tǒng)

大功率起動機與發(fā)電機（IntegratedStarter/Alternator，ISA）的轉矩特性一致，因此，集成兩種設備于一體在技術上是可行的，在經(jīng)濟上的效益也顯而易見。如圖4所示的輸出功率與內燃機曲軸轉速的關系曲線，ISA讓內燃機的速度達到600v/min的起動速度，然后切換到發(fā)電模式。由于42V系統(tǒng)能夠提供足夠的電能，發(fā)動機在極短的時間內起動且在點火前達到更高的轉速，這樣可以降低低轉速下的排放，換句話說，使得汽車重起動變得更加容易。

2.2.3雙電壓系統(tǒng)中42V供電系統(tǒng)

在運行中，雙電壓系統(tǒng)的電壓隨著轉速變化而變化，電壓峰值對電器元件的影響是非常明顯的。圖5所示的是雙電莊系統(tǒng)中42V供電系統(tǒng)的變化曲線，非常清晰地顯示了在轉速急劇變化時電壓的瞬時值，此脈沖電壓峰值在電氣系統(tǒng)設計和選擇電子電器元件時有著非常重要的參考價值。

在仿真過程中，主要分兩種類型進行。為了描述簡單，這里將42V與14V分開進行討論。第一種方法，全部打開所有的電子設備，可以觀察到整個系統(tǒng)及各個電子器件的電壓、電流波形，以及各個電子電器設備互相切換或同時打開時的電壓、電流波形。同時，很方便地觀察到在拋載狀況時的峰值電壓波形，局部拋載或全部拋載對系統(tǒng)的影響。

2.2.414V供電系統(tǒng)

14V電壓系統(tǒng)主要用于各控制單元，對波形要求甚高。若峰值電壓及電流產(chǎn)生嚴重的脈動，使蓄電池兩端電壓產(chǎn)生脈動干擾，控制單元搭鐵（蓄電池負極）電位也將隨之產(chǎn)生脈動干擾。如果這個干擾脈沖幅值過大，就會造成原有信號的丟失，引起控制失靈。觀察峰值電壓的波形，判定是否符合系統(tǒng)要求。14V線路上的電壓波形如圖6所示。

2.3對仿真模型進行修改、檢驗

篇6

目前市場上的汽車種類繁多，車身造型也是五花八門，但大多還是采用了流線型的汽車車身造型設計，這樣可以使汽車形態(tài)流暢、簡潔大方、又減少了空氣阻力，尤其以跑車造型最具代表性，但這樣的造型卻給建模帶來很大難度，下面就以一款概念跑車為例，闡述Rhino制作汽車車身的三維建模方法。

1背景圖導入

在Rhino中最為精確建模的方法就是把各角度的背景圖插入到相應的視圖中去。背景圖需提前在AUTOCAD軟件中制作出來，一般我們選用的角度多為頂視、側視和前視。然后應用Rhino軟件的Back-groundbitmap工具將背景圖插入到相應視圖中，調整比例和位置使它們的大小和位置關系互相符合，如圖1是背景圖插入并對齊后的樣子。

2繪制車身的特征

曲線這是一個非常關鍵的步驟，首先利用之前調整好的背景圖，應用曲線工具繪制出構成車身主要曲面的特征曲線。由于特征曲線直接關系到汽車整體造型質量的高低，所以繪制時先打開Planner模式，然后在一個視圖中繪制出特征曲線，再使用controlpointson工具到相應的視圖中，依照曲線的方向去調整每個控制點的具置，控制點越少，曲線的光滑度和精確度就越高，如圖2是各視圖中的汽車特征曲線。

3創(chuàng)建汽車的車身主體

在完成特征曲線的繪制后，就要進行曲面生成的步驟。由于該車完全是流線型造型，為了生成光滑流暢的曲面，在曲面與曲面銜接的地方連接點盡量采用G2連續(xù)。由于構成汽車車身的曲面比較多，我們在這主要把它大致分為三部分：車身、玻璃和車門。由于車身和車門在造型上是連貫的曲面，所以先利用Rhino中的Sweepalong2Rails將它們一體生成，再利用投影工具將車門投影上去，并對其進行Trim做出車門部分。玻璃部分同樣采用Sweepalong2Rails或SurfacefromCurveNetwork工具，將其生成曲面。如圖3所示。

其它部件的生成

除了汽車的車身主體外，還為車身增加了進氣格柵、門鎖把手、車標等等細節(jié)，這些都是在車身對應的位置上應用投影、剪切、擠出等工具生成的。另外，還為汽車增加了車輪和內飾，使汽車整體更加完美。如圖4所示。

模型渲染

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2問題管理的系統(tǒng)化、體系化、流程化

汽車設計開發(fā)的問題管理是如此重要，大家需要把它系統(tǒng)化體系化流程化，這樣才能確保來自不同專業(yè)領域的工程師人員能夠按照統(tǒng)一的規(guī)則來完成相應的工作，盡早并快速地提出問題和解決問題。問題管理系統(tǒng)化是指針對某個專業(yè)領域的問題管理需要系統(tǒng)化，這樣可以防止由于主觀因素等原因造成問題的遺漏。例如鈑金件設計沖壓成型性分析過程中需要考慮哪些要點，沖壓成型性問題的提出和解決需要有一套系統(tǒng)化的管理辦法，這樣不會因為年輕工程師經(jīng)驗不足而遺漏掉某個分析環(huán)節(jié)的問題。問題管理體系化是指在某個設計開發(fā)階段的問題管理需要體系化，這樣可以防止整個開發(fā)團隊問題管理進度不一致造成問題解決效率低下。例如在詳細設計階段，造型、感知質量、總布置、沖壓、尺寸、總裝、涂裝、車身工藝和工裝等問題都會形成問題清單進行管理，但是如果整個項目組沒有對這些問題管理進行體系化地管理，會造成某些區(qū)域問題解決周期較長，從而影響到整個開發(fā)的進度。進一步說，在詳細設計階段，假如只重視了造型、感知質量、總布置、沖壓、尺寸、總裝、涂裝、車身工藝和工裝問題這些清單的解決效率，忽略了沖壓清單的解決效率，會形成整個車型開發(fā)項目進度的短板，延誤項目的進程。因此，在某個設計開發(fā)階段有必要對各專業(yè)提出的問題清單進行體系化的管理，整體推進問題解決狀態(tài)，尤其是推動低狀態(tài)問題的快速決策和解決，確保整個開發(fā)周期滿足項目的要求。具體做法可以如下：對所有這個清單的總體狀態(tài)做出把控，并在整個開發(fā)團隊內共享相關的信息，例如及時該車型開發(fā)項目問題解決總體狀態(tài)表，對低狀態(tài)問題予以推動等等。問題管理流程化是指問題提出、問題解決、問題關閉需要形成相應的流程，這樣可以使團隊成員遵循既定的工作規(guī)則，避免因為流程不清晰而造成工作的推諉，影響工作效率，從而導致項目延誤。對于汽車產(chǎn)品，它的特點非常明顯，比如零件眾多、特征復雜及材質多樣等。這些特點會導致各種感知質量問題。其中，《整車靜態(tài)感知質量工作流程》就對靜態(tài)感知質量問題跟蹤管理等進行了詳細的定義，如在某個開發(fā)階段由靜態(tài)感知質量工程師進行問題狀態(tài)管理，問題響應需要問題責任區(qū)域在問題清單后3個工作日內完成等等。這樣其中的各種角色就能夠明確工作的時間節(jié)點和工作內容，對于問題提出、解決和關閉都按照這個統(tǒng)一的流程來執(zhí)行，分工與合作都有章可循，有法可依，工作效率高，問題解決的速度快，從而縮短汽車設計開發(fā)的周期。

3問題管理需要專人負責制并常態(tài)化

汽車設計開發(fā)過程中，各階段的問題側重點各不相同，各專業(yè)模塊各有特點，這就需要針對不同的問題進行專人負責制地管理，并使其常態(tài)化，進行常規(guī)化、持續(xù)化管理，直到項目完成。例如沖壓同步分析問題清單就需要有沖壓工程背景的沖壓工程師來管理，從第一個問題提出到最后一個問題關閉期間，都需要專人跟蹤推動，并在汽車設計開發(fā)團隊里形成常態(tài)化的管理模式。這樣做的好處是能夠使問題一提出來就能夠傳遞到對應的產(chǎn)品工程師處，并且由提出問題的沖壓工程師與該產(chǎn)品工程師密切溝通，共同討論問題解決的對策，產(chǎn)品工程師再將達成共識的對策落實到具體的產(chǎn)品結構中，沖壓工程師再次分析產(chǎn)品數(shù)據(jù)，驗證其沖壓成型性，直到問題關閉。例如，沖壓工程師做沖壓成型性分析后，發(fā)現(xiàn)左/右前輪罩外板加強板鈑件成形時，在拐角處有開裂現(xiàn)象，立刻將此問題納入沖壓同步分析問題清單跟蹤。他找到對應的產(chǎn)品工程師，并一起尋找問題解決的對策，經(jīng)過雙方溝通達成“在此拐角處增加缺口，向內凹5mm，并局部修改產(chǎn)品特征”的修改意見。產(chǎn)品工程師修改此零件3D數(shù)模，落實該措施，最后形成新的產(chǎn)品數(shù)模，提供給沖壓工程師再次分析，結果滿足沖壓成型性分析，問題關閉。

4問題管理需要分散與集中并行

在汽車設計開發(fā)過程中，對于某個專業(yè)領域提出的問題，我們以單一問題清單的形式來管理，由問題提出區(qū)域來跟蹤管控問題的進度和狀態(tài)，這就是分散管理。但是由于在整個汽車設計開發(fā)過程中，不僅僅涉及到某個專業(yè)領域，而是跨多個專業(yè)領域，這樣的問題就相對比較復雜，需要集中管理。例如，總布置遇到的問題大多數(shù)是跨專業(yè)科室的，需要集中管理和決策。進一步舉例如下，發(fā)動機艙布置作為整車開發(fā)過程中重要的組成部分，匯集了整車各專業(yè)設計因素，集材料、性能、安全、加工、裝配、維修、成本及美觀等諸方面于一體，充分展示了整車的設計水平，尤其需要多個科室協(xié)同進行相關問題的處理和決策。又如，產(chǎn)品工程師在設計開發(fā)某個零部件時會遇到與下游科室零件搭接的問題，也需要集中協(xié)調和管理。再如，產(chǎn)品設計不滿足制造需求，屬于跨產(chǎn)品工程和制造工程區(qū)域的問題，也需要集中管控，召開專題會議上升決策等，避免由于專業(yè)角度不同而無法達成一致意見，妨礙問題的快速決策和解決。另外，在某個設計開發(fā)階段，同時會存在有多個專業(yè)領域的單一問題清單，這些清單即使有專人管理，也需要集中匯總狀態(tài)和做總體控制，這樣才能確保整個汽車設計開發(fā)的進度不因為某個專業(yè)領域問題解決效率低下而拖后腿。

5問題管理需要發(fā)揮人的主觀能動性

以上措施再完美，離開了人的主觀能動性，也無法發(fā)揮作用。因此，在汽車設計開發(fā)過程中，必須要發(fā)揮開發(fā)團隊每個人的主觀能動性，這樣問題管理才能夠卓有成效。要發(fā)揮人的主觀能動性來解決問題，首先就是要形成一致的目標，以解決問題的結果為導向，把大家的意識統(tǒng)一起來，這樣行動起來大家參與解決問題的主動性和創(chuàng)造性才能發(fā)揮出來。例如為解決“輪罩與裙板圖示處配合不美觀”這個感知質量問題，感知質量工程師、造型工程師、產(chǎn)品工程師形成一致的目標，就是要徹底解決該問題，使輪罩與裙板圖示處的配合能夠滿足感知質量的要求。這樣大家目標一致之后，無論是在討論方案、實施方案的過程中，大家心無雜念，都積極主動地參與到問題解決當中，一心一意做好各自的工作，直到問題關閉，目標實現(xiàn)。其次要發(fā)揮人的主觀能動性，我們需要在整個汽車設計開發(fā)團隊里倡導出一種相互學習相互欣賞共同提升的工作氛圍。只有這樣，大家才會主動提出問題來共同討論，知無不言，言無不盡，大家一起集思廣益，共同促進問題的解決，從而推動整個汽車設計開發(fā)項目向著既定的時間節(jié)點和成本目標、質量目標邁進。

篇8

新能源汽車檢修課程需要學習者有較強的汽車理論基礎和動手實踐能力，授課對象是五年制（高級）汽車運用與維修專業(yè)的學生。該類學生已經(jīng)在校學習三年，掌握了基本的汽車理論以及常見車輛故障診斷技術。授課教材是《新能源汽車技術》（崔勝民主編，北京大學出版社2009年出版），該教材全面系統(tǒng)論述新能源汽車技術，重點介紹電動汽車用動力電池、電動機，油電混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池電動汽車的結構、原理及設計方法等，比較適合高年級汽車運用與維修專業(yè)的學生使用。

2.課程目標分析

在新能源汽車檢修課程的培訓過程中，教師采用“行動引導型教學法”中的“任務驅動教學法”，讓學生了解新能源汽車發(fā)展趨勢，重點掌握油電混動汽車和純電動汽車關鍵技術，提高學生對新能源汽車的整體認識和動手實踐能力。

二、教學方案設計

筆者以豐田普銳斯油電混合動力汽車動力系統(tǒng)的電路故障診斷為例，介紹如何應用工作任務引導學生學習油電混合動力汽車動力系統(tǒng)電路項目。

1.課程任務制定

教師事先用三組線束將豐田普銳斯教學車與其配套的油電混合動力系統(tǒng)電路測試面板相連，一組學生利用故障設置盒在原車設置故障，另一組學生在電路測試面板上找出故障點并排除。具體要求學生做到如下幾點：

（1）排除豐田普銳斯油電混合動力系統(tǒng)兩個故障點；

（2）實車診斷故障在20分鐘之內完成；

（3）查閱豐田普銳斯油電混合動力系統(tǒng)維修手冊；

（4）使用豐田汽車專用檢測儀（型號IntelligentTesterⅡ）和萬用表等設備；

（5）實車操作動作符合人身、車輛的安全規(guī)范。

2.課程組織實施

在課堂上，教師依據(jù)教學流程，充分利用課堂時間。該課程一體化教學按任務驅動、分層教學、小組合作以及評價總結等學習法來組織教學。

（1）復習課程，引出項目。教師在布置工作任務之前，利用汽車零部件實物、PPT課件，向學生講解豐田普銳斯汽車動力系統(tǒng)中的驅動橋機械組成和工作原理，回顧上一節(jié)課的內容，同時引出動力系統(tǒng)的控制電路，研究其組成、工作特點。

（2）分組定崗，布置任務。教師依據(jù)學生學習情況，將學生分成多個小組，每一小組4~5人。每輛教學車配2組人員，老師向小組派發(fā)工作任務書。設置故障組人員通過討論后，利用故障設置盒設置2個故障點，同時評價另一組成員在實車排除故障的實操行為。而排除故障小組接到任務書后，查閱動力系統(tǒng)電路圖，分析電路的工作原理，準備車輛保護五件套、豐田汽車專用檢測儀、萬用表和常用工具等。

（3）任務驅動，分工合作。故障排除組：①檢查車輛的安全狀況，拉手剎，掛空擋，安裝保護五件套。②根據(jù)任務書的要求，觀察教學車的故障現(xiàn)象并記錄。經(jīng)過小組成員大腦風暴，分析可能引起故障的原因。③利用豐田汽車專用檢測儀檢測故障碼，讀取油電混合動力汽車動力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。④使用萬用表檢測動力系統(tǒng)線路的斷路或短路，在規(guī)定的時間內排除故障，認真填寫工作任務書。⑤在工作任務完成后或由于時間關系結束實操行為，恢復車輛的整體原貌，清潔車輛和場地，整理專用設備和工具。故障設置組：通過小組討論設置故障點，并保持車輛的清潔，不準故意破壞有關車輛安全性能的零部件；在旁邊觀察故障排除組成員的每一個細節(jié)動作，把優(yōu)缺點認真記錄在工作任務書上，如果出現(xiàn)違規(guī)操作要立刻制止；根據(jù)故障排除組成員在排故過程中的具體表現(xiàn)，綜合評價每一位故障排除組成員學習情況，并給予合理的建議。

（4）檢查控制，排憂解難。學生在實車排除故障過程當中，記錄重要的實操步驟和檢測結果。教師時刻監(jiān)督實習場地的變化，排除一些影響教學進度的因素，發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作，特別是安全問題要立刻要求學生改正。

（5）相互評價，取長補短。學生在規(guī)定時間內完成實車故障排除后，開展組內成員自評、小組間互評和教師點評。成員自評主要是提高學生對油電混合動力汽車動力系統(tǒng)電路的認識。小組互評可以使得學生在動力系統(tǒng)電路排故的操作過程中，明白自己的不足。老師點評學生動力系統(tǒng)電路排故的思路、步驟，避免學生走彎路。三種評價有效理順每位學生的知識結構，學生聽取別人的建議，彌補自己的薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化完成項目的方案，靈活掌握新能源汽車的新知識和新技能。

三、課程成績評定

該門課程的成績評定由過程性評定和終結性評定組成，二者分值各占50%。過程性評定通過小組成員自評、小組互評和教師點評三種方式共同完成，整個過程必須公正和公開。終結性評定通過平時課后作業(yè)和期末閉卷筆試成績兩種方式共同完成。過程性評定是重視學生電路檢測、總成拆裝的實操行為，而終結性評定是重視學生理論知識的掌握水平，兩者結合全面提高學生的汽車維修專業(yè)能力。

四、課程設計體會

1.學生收獲

任務驅動是該課程實施的主干，學生主動，教師引導，將“教、學、做”適當?shù)厝跒橐惑w。學生可以在模擬的汽車維修情境中學習，激發(fā)學習興趣，快速掌握新能源汽車維修技術。個別學生學習能力較差，通過小組成員的通力合作，互幫互帶來完成任務，增強其自信心。

2.師資要求

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嚴揚在與該系交通工具設計專業(yè)的學生們交流時，反復提醒同學們每一個作品背后要有“故事”，“故事”的內容包括這輛車是為誰設計的，車輛的使用者用車時的場景等等，其目的就是希望學生避免掉進過分地重視汽車造型而忽視了汽車的實際功能的“坑洞”里。

汽車設計人才的成長需要整個汽車工業(yè)體系的配合

“以前我國培養(yǎng)汽車設計師的教育模式是以車身工程為主，車身造型為輔，專業(yè)設置屬于工科，而在國外，汽車設計師基本都是搞造型的出身，專業(yè)設置屬藝術類。國內以前這種教育模式與當時中國汽車工業(yè)的生產(chǎn)技術水平是相適應的，而且也是與當時汽車市場的發(fā)展狀況相適應的。如果當時培養(yǎng)以車身造型為主的設計師，那么他們走出校門后很可能難有用武之地?！睋?jù)介紹，清華大學美術學院工業(yè)設計系開始“試水”汽車造型設計方面的課程也是1996年以后的事情了。嚴揚指出，這幾年隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車消費市場越來越成熟，個人買車的比例也越來越高，中國培養(yǎng)以造型為主的汽車設計師的時機已經(jīng)成熟，“現(xiàn)在已經(jīng)有一些我們認為不錯的企業(yè)開始給設計師提供良好的成長與發(fā)揮的環(huán)境了，但一個好的設計人才的成長還需要整個汽車工業(yè)體系的配合。”

技術對市場的影響越來越不明顯

嚴揚認為，造型作為汽車產(chǎn)品的一種競爭力，其作用正在不斷提升，在國外，一些汽車產(chǎn)品的設計對市場的影響力已經(jīng)超過了技術對市場的影響力，國內也出現(xiàn)了這種趨勢。

他解釋道：“任何一個產(chǎn)品進入市場時都是以技術為主導的，很多現(xiàn)代產(chǎn)品的產(chǎn)生正是基于技術創(chuàng)新，但是技術對市場的推動是跳躍式的——技術發(fā)展到一個十分成熟的階段后，就會遇到一個平臺，期間產(chǎn)品的技術不會有重大進步，也不會對產(chǎn)品的市場進步產(chǎn)生重大的推進，當產(chǎn)品技術得到重大突破，擺脫平臺期后技術對市場的推動作用又會增強，但這一技術會逐漸成熟，走向下一個平臺期。從機械技術的角度來看，汽車技術遇到的平臺期已經(jīng)很長了，說得極端一些，20世紀前半葉，汽車機械技術方面的大致格局已經(jīng)形成，雖然之后汽車技術又遇到了很多很有意義的改進，但是對汽車的基本功用、結構沒有產(chǎn)生大的影響。當技術遇到這種平臺期時，產(chǎn)品在市場上的進步需要設計來彌補、來推動。汽車造型在產(chǎn)品間技術水平差不多的情況下能夠通過體現(xiàn)個性，滿足消費者的心理需求來創(chuàng)造更多的價值?！?/p>

國內汽車企業(yè)模仿借鑒要避免“硬碰硬”

在與筆者聊到某款因外型設計而引起廣泛爭議的車型時，嚴揚認為，我國一些汽車的設計可能會有模仿的因素但這并不完全等同于抄襲，某些汽車工業(yè)強國在發(fā)展初期也是經(jīng)歷了模仿的階段。關鍵是我們的企業(yè)在模仿、借鑒的過程中要學會與國外的企業(yè)“共生”，不能在知識產(chǎn)權的問題上與別人“硬碰硬”。當我們國家汽車設計能力發(fā)展到一定水平后，模仿自然就會轉變?yōu)閯?chuàng)新。

汽車上的“中國元素”應當是一種自然的流露

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一、通風量計算

1.汽車庫通風的目的：(1)使空氣中汽油蒸汽濃度不致達到其最低爆炸濃度，對汽油蒸汽和空氣混合物按體積計為1％。(2)把CO濃度控制在國家有關標準之內。一般情況下滿足后者，則達到爆炸混合物的危險性就大大降低了。

2.通風量標準，只需確定以下兩點：

(1)平均每輛車排出CO的量

小型車：取1m3/h(318.4mg/s)

大、中、小混合型車：取2.6m3/h[4]

(2)同一時間內開動發(fā)動機的最高臺數(shù)N

假定車庫內車輛總數(shù)為Z，并引入同時工作系數(shù)β，則

同時工作系數(shù)β=N/Z×100％

這里β值的確定是一個比較復雜的問題，它受汽車庫服務對象、時間、車庫規(guī)模和布置方式等環(huán)境因素影響而有很大不同。根據(jù)現(xiàn)場調研，β小于等于10％。

(說明：如果能對不同類型汽車庫通過電視監(jiān)控，計算機統(tǒng)計，會得出精確的β值，這樣對于設計人員具有很大的積極意義。筆者本文只想引入β這個概念。)

3.通風量的計算：

每臺車通風量L=X/(y2－y0)(m3/s)[3]

式中：X——CO排風量(mg/s)

y2——車庫內空氣中CO允許濃度，一般車庫取200mg/m3[5]

y0——送風空氣中CO濃度，居住區(qū)取1mg/m3[5]

(說明：y2值在[4]中，英國標準為100ppm,即125mg/m3；因為[5]是1980年頒布實施的，考慮到以后標準的提高，建議取y2=125mg/m3)

故每臺車通風量：L=318.4/(200－1)=1.6(m3/s)=5760(m3/h)

4.實例：一居住區(qū)地下停車庫面積為2200m2，額定停車數(shù)為68輛，凈高2.8米，取值

β=6％，則：

新風量Lx=5760×68×6％=23500(m3/h)

排風量Lp=1.2Lx=1.2×23500=28200(m3/h)

換氣次數(shù)n=28200/(2200×2.8)=4.6次/小時

二、通風機、排煙風機

1.通風機：包括送風機和排風機。因為通風量是按某時刻最大通風量選定的，在大部分時間內，通風機不能滿負荷工作，也沒有必要，所以通風機宜設置成多臺或變頻風機—只要在普通風機上加一個可控硅變頻控制器就完全可行。一般送風量是排風量的80～85％[6]。

2.排煙風機：在很多地下停車庫的排煙系統(tǒng)中，將排煙風機和排風機設計成兩用風機，是不妥的。首先，排煙風機是按280攝氏度連續(xù)工作30分鐘這一特定工況設計的，長年頻繁啟停將影響其壽命；第二，排煙風機噪聲高、風壓大，如果平時使用而沒有專用的風機房，又將成為新的噪聲污染源。所以，排煙風機和排風機最好單獨設置。

三、風道

1.因為新的規(guī)范[1]的實施，使防煙分區(qū)可擴大致2000M2，在小于2000M2的停車庫，排煙風道可以和排風道合用；而大于2000M2時，停放車輛較多，建議分開設置。

2.排風口、排煙口的設置：筆者認為下部三分之二，上部三分之一排風口的設置較為合理的。因為排風口的布置應使任何地方的煙霧都不致聚集不散，在汽車尾氣中，有CO、CO2、醛類、NO2、SO2，除CO外，其余摩爾質量都比空氣重；另一方面，通風量的計算是建立在室內氣流組織及通風的有效性上[3]；否則，必須大大增加通風量。排煙口宜獨立設置，排煙時，低處排風口關閉、排煙口打開，這在現(xiàn)有技術手段上和可靠性是可以保障的。

3.風道材料：風道應優(yōu)先選用難燃或不燃的金屬復合材料或非金屬材料。汽車尾氣中的酸性氣體對一般金屬風道、連接法蘭、掛件有較強的腐蝕作用，在沿海地區(qū)、南方地區(qū)尤為嚴重；既使在北京地區(qū)，沒有很好進行防腐處理的金屬風道，運行4～5年，其法蘭接口已銹跡斑斑，此點應此起足夠重視。

4.風道一般截面面積較大，應注意寬度大于等于800mm、或直徑大于等于1000mm，配合消防專業(yè)增加噴灑頭排數(shù)。轉

四、車庫保溫

1.在沒有特殊要求時，為節(jié)能，停車庫可以不保溫，但相應消防管道應保溫，噴灑系統(tǒng)應設計成干式或干濕兩用系統(tǒng)。

2.北方賽冷地區(qū)有保溫要求時，在計算通風量同時應進行熱負荷計算。由于通風量大，熱量散失多，宜采用節(jié)能措施：如熱回收裝置(轉輪、套裝風道)、電動車庫大門、熱風幕等。

參考文獻

1.中華人民共和國國家標準：《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范》GB50067－97，中國計劃出版社(1997)。

2.顧興瑩：《民用建筑暖通空調設計技術措施》，中國建筑工業(yè)出版社(1996)。

3.孫一堅：《工業(yè)通風》，中國建筑工業(yè)出版社(1985)。