汽车安全气囊技术及其发展趋势分析

汽车安全气囊技术及其发展趋势分析（精选6篇）

1.汽车安全气囊技术及其发展趋势分析 篇一

汽车牌照识别系统发展趋势及其应用

车牌识别技术作为交通自动化管理的重要手段，以及车辆检测系统的一个重要环节，并以计算机可处理的形式给出识别结果，从而使得车辆的电脑化监管成为现实，其在交通监视和控制中占有很重要的地位。汽车牌照识别系统发展趋势

视频图像处理由工控机向DSP再向智能相机，机内部集成了高速DSP处理芯片方向发展;视频图像传输将由图像数据远距离传输到后端主机发展为图像采集、识别处理、数据存储等工作全部在相机内部进行，即将高清摄像机的图像采集、处理、存贮、通讯一体化;·车牌识别软件不断更新，准确率提高到98%，识别车牌类型不断增加，可以识别农用车牌、民航车牌、境外车牌等特殊车牌;·监控范围从机动车车牌扩展到车身特征、司乘人员特征;·以车身颜色识别为代表的视频检测技术进一步应用;·补光方式由恒定照明向闪光灯再向LED灯发展;·车辆检测方式由环行线圈检测发展为视频检测;·车辆测速范围和精度不断提高，由线圈测速向视频辅助测速发展;·车牌识别由单次抓拍识别发展为视频流多次识别;·注重环保节能，降低对驾驶人的影响;·车牌识别更专业、设备维护更便捷，售后服务更专业、网络覆盖面更广。汽车牌照识别系统应用范围

汽车牌照识别系统近几年发展火热，在各地已经有实际的应用，其应用范围主要在城市交通管理、高速公路收费管理、公路超限治理、其它应用等四个方面，下面分别进行阐述。

一、城市交通管理

1、治安卡口

治安卡口系统要满足刑侦、经侦、禁毒、治安、国安、*各业务部门的实际需求，提供可供实战的应用功能，真正成为*管理部门的有力武器。

治安卡口大多设置在道路的路段上，部分设置在公路收费站收费车道上，其治安卡口系统联网组成架构。

2、违章闯红灯抓拍系统

汽车牌照识别系统也常被安装在交通路口，俗称电子*系统，其由最初简单的闯红灯抓拍被演变为现在的卡口记录功能和视频触发、抓拍多项违章内容的综合监控系统，包括超速行驶、违章压黄线、禁区停车、逆行、测速、黑名单报警等多项内容。

3、移动查车系统

汽车牌照识别系统可安装在移动车辆中，其既不受气候、场地的影响，又机动灵活、取证方便，可在道路中任意位置进行识别过往车辆的车牌信息，是流动的治安卡口。

4、旅行时间等交通信息发布系统 随着城市交通智能化的深入，智能交通系统(ITS)正向信息服务方向发展。目前的ITS系统要求实时采集、及时发布道路交通信息。使道路使用者通过情报板，能够随时了解从甲地到乙地间的运行时间、运行速度、堵塞长度等。另外，通过车内广播和路侧广播可以了解到各个路口的信息。如果安装了车载终端，这些信息还会自动转换为文字。

5、拥挤收费系统

最近，上海、广州等大城市宣布将根据市场需求和道路容量，研究更加完善的调控措施和合理的机动车总量规模，在适当的时候推行“道路拥挤收费”。

上海将选择部分市中心区域限制私车在特定时段行驶，从而扩大公交车的路权，提高公交车的速度。据预测，在实行“拥挤收费”的区域内，交通量有望降低10%到20%，平均车速将提高15%到25%。

新加坡、伦敦等城市已经实行交通拥挤区收费，伦敦的拥挤收费系统就采用车牌识别技术。车牌识别技术应用于城市道路拥挤收费系统不需要安装任何车载设备，可以减少一大笔初期投资，但拥挤收费系统对车牌识别的准度要求非常高。

二、高速公路收费管理

1、联网收费系统

在目前的收费系统中存在着一些问题：如司机之间换卡等，造成通行费流失;收费员作弊降车型，造成通行费流失;收费员手输车牌，工作量大，且容易出错;免费车、黑名单车没有信息化管理。

系统在出入口车道安装汽车牌照识别器，可以解决上述问题，防止司机之间换卡，避免通行费流失;辅助车型分类，自动建立车牌与车型一一对应的车型库，防止车型降档;车牌信息自动识别，收费员校核，避免出错;建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行;建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。

2、多路径识别拆分帐系统

在联网收费系统建设中，都面临着多路径识别及结算问题。在联网收费环境下，不可避免地存在有高速公路环路情况，即车辆可以在网络内由一点出发通过不同的线路到达目的地。在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费，同时还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位的问题，通行费的拆分直接关系到各条高速公路的合法利益。

为了解决以上问题，在高速公路路网内的所有收费站入口车道、出口车道安装汽车牌照识别器;在多义性路径的关键点上安装门架式汽车牌照识别系统。系统最大限度地发挥车牌识别的作用，为路径识别提供专业、实用的管理决策和服务信息，大大提高收费效率与监管水平。

三、公路超限治理

1、超限检测站快速检测系统

货运车辆经过公路治超站时，经常因为检测过程复杂而造成堵车。公路治超检测站大部分还采用人工输录方式，平均每检测一辆货运车辆需要2-3分钟时间，一些交通流量大的治超站常常发生堵车现象。

在安装了车牌自动识别系统后，被检测车辆的车牌号、载重量等要素将被自动输入到电脑，省去了人工输录的过程，每检测一辆货车只需要10秒钟，大大节省了检测时间，提高了工作效率及执法的透明度。

2、高速预检称重系统

在车流量大、车道多、车速快的公路上，安装高速预检称重系统，对在行车道上正常行驶的载货车辆进行重量预检测，如有车辆超过系统设定的限载值，则该车辆的车牌照号码及车辆图像、检测数据等，都被传输到前方的治理超限超载执法站内;而经高速预检系统预检测，装载符合规定的车辆则正常行驶，无须进入执法站内。

高低速结合动态称重系统，是在车流量大、车道多、车速快的公路上，治理超限超载的一个良好的解决方案，它具有检测效率高，检测针对性强的特点，既减轻了执法站内低速称重的检测压力，又保证了公路交通不会因执法检测而导致拥堵。

四、其它

1、停车场、单位出入口车辆管理

如何保障车辆停泊的安全，这是一直困扰停车场管理者的难题。现行的解决方法是：进场发卡、出场核对。卡的核对分两个方面来进行，入场身份核对依靠电脑进行，而人车相符性的核对则由保安员进行。靠人的记忆力和责任心来识别、处理。存在的问题是：由于人的记忆力和责任心因人不同而不同，因此在实际工作中是否出错会因人而异，而且每换新人必须重新培训。

在出入口车道了安装汽车牌照识别器即可以解决上述问题。车牌信息自动识别;自动建立车牌与身份卡一一对应关系，当车辆出场时，系统会自动核对，防止无入场身份的人开车出场和有入场身份的人开别人的车出场;建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行;建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。

2、车管所机动车检测线

机动车自动检测系统配置汽车牌照识别系统，自动化程度进一步提高，明显缩短检测总时间，减少待检车辆排队长度，获得了明显的社会效益和经济效益。车牌识别技术的四大应用

1、车牌识别技术的使用将大大减少交通违章和恶*通事故现象，也为各类交通事故以及人生和财产安全的事后处理提供有力的证据，对我国交通治安等方面都有着举足轻重的作用。不管采用何种触发方式，一套成熟的车牌识别系统可以有效实现对过往车辆进行实时监控、分析，获取车牌号码、车牌颜色、车辆类型等各种信息，其为*部门有效打击盗抢和黑名单机动车、查缉交通肇事逃逸车辆、分析交通状况、加强治安管理等提供强有力的支持。

2、基于车牌识别的智能交通系统能够适时防范机动车辆被盗窃、盗抢、假牌、套牌、走私、黑市交易等日益猖獗的犯罪活动。通过机动车安装登记的“电子车牌”信息，在监控中心有效遥控、掌握可疑车辆的图像、数字信息及行进方向，并随时将跟踪追查到的信息反馈回监测中心。*部门可以根据这些信息及时了解、跟踪、掌控不法车辆交易、车辆盗抢等犯罪行为。对于假牌、套牌车辆，检测识别系统在检测过程中发现电子车牌号与外挂车牌不符时发出报警信息，以便*部门进行追缉。

3、基于车牌识别的智能交通管理系统能够为城市道路规划设计提供精确、详尽的分类车流统计数据，实现道路规划管理的最优化设计，减少交通阻塞黑洞。智能交通管理系统可以实现城市主要道路交叉口的车辆通行数据采样，并对车辆的类别(如公交车、货车、客车、轿车、出租车等)及流量进行数据分析，为道路规划设计提供车流量、车类别、高峰期及高峰值等精确数据，科学地指导道路规划。

4、采用基于车牌识别的智能交通管理系统能够更好地解决现行交通管理中面临的种种“老大难”问题。

汽车牌照识别系统中的新技术应用

1、高性能嵌入式处理系统

传统的高清系统中，系统将相机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样对传输和处理设备的要求非常高，很难达到系统的设计处理能力要求。

新的智能高清摄像机嵌入式处理方案能有效解决上述问题。每个车道配置一台200万像素智能高清摄像机，分辨率高达1600×1200像素，负责车辆前排司乘人员面部特征捕获、牌照自动识别和车身颜色的自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给智能高清摄像机终端服务器。

终端服务器采用嵌入式linux专用系统，负责车辆通行信息的接收存储和上传，同时用户可通过终端服务器查看管理所有前端设备，每台智能高清摄像机终端服务器可同时连接多达20台智能高清摄像机，极大提高系统处理性能。

2、图像采集处理一体化设计

智能高清摄像机内部集成工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别、车身颜色识别、车速获取等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传终端服务器，增强系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。

3、反馈控制的全天候高清晰成像 整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

4、车身颜色识别

可自动对车身颜色的深浅和10种常见车身颜色进行识别，为*稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。

系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆;并识别出10种常见车身颜色，包括白色、银色、灰色(含灰与银灰)、黑色、红色(含红与暗红)、深蓝色、蓝色(含蓝和青)、*(含金黄和黄)、绿色(含绿和暗绿)、褐色(含浅褐和褐)，10种颜色以外的颜色(含花色车辆)属于其它颜色。

深浅分类准确率不小于80%;10种常见车身颜色识别准确率不小于60%。

5、视频辅助触发、辅助测速

采用视频触发作为辅助触发，在线圈触发失效的情况下，能够在较短的时间内报警，同时取代线圈进行触发工作。这样，用户可以在第一时间得到故障信息，在问题解决前仍然可以有效监控道路运行状况，可以做到无间断的监控和及时的反应。

6、前端、后端独立的专有网络结构

采用两个独立的网络结构，即终端服务器与智能高清摄像机之间的网络和终端服务器与中心之间的网络相互独立。这样可以减少对*网IP地址的占用，监测点内的设备增加或IP变更更加方便，网络安全性也大大提高。

2.汽车安全气囊技术及其发展趋势分析 篇二

关键词：汽车安全技术,智能化发展,分析

当今社会, 节能、环保是社会主题, 汽车的发展方向必须朝着节能环保的方向发展。当然, 我们也必须清楚, 安全才是汽车发展的前提, 必须在汽车安全的基础上, 再谈节能环保。汽车安全技术是利用一系列先进的现代技术, 如传感器和雷达等, 通过对周围交通环境进行扫描和检测, 并把检测的信息反馈给车主人的形式保障汽车使用者安全的技术。而智能化安全技术, 则是将检测的信息通过车自身电脑进行判断, 在人无法快速反应的时候, 由汽车帮助人们做出一些正确的决定, 保障车主的安全。[1]

1. 主动安全技术

众所周知, 车辆智能安全保障系统, 是车辆控制系统中非常重要的因素之一, 常见的车辆智能安全保障系统包括, 危险预警系统以及车辆安全系统等等, 这些系统通过先进技术的应用, 能够有效确保车辆的行驶安全, 确保车辆驾驶人员的安全。在车辆的研发和生产过程中, 将传感器以及红外线等安全装置安装在车身的各个部位, 能够科学有效的监测路况避免事故的发生。[2]在一些阴雨天气, 我们可以充分借鉴声音和图像等形式, 将车辆周围的信息传递给驾驶员, 从而做到有效控制车辆减少事故发生的频率, 保障驾驶人员以及乘客的安全。与此同时, 在车身四周我们还应当安装传感器设备, 这些传感器能够对车辆四周的路况进行深入的探测, 并将一些操作指令传达给驾驶员, 具体来说, 主动安全技术包括以下几个方面:

(1) 制动系统。根据相关调查显示。拥有汽车制动防爆装置的汽车, 能够有效缩短刹车距离, 并在刹车过程中科学合理的控制车辆, 避免交通事故的发生, 保障驾驶人员的安全。不仅如此, 电子制动力分配作为ABS的辅助功能, 它能够有效改善提升其的效, 因此, 我们应将ABS系统进行升级, 使其转变为加速防滑控制系统, 避免车辆出现打滑问题, 保障车辆行驶安全。[3]

(2) 自动控制系统的运用, 车辆自动控制系统在车辆中的应用, 能够保持车速稳定, 不仅如此, 在行驶恒定速度下, 驾驶员可以不需要踩踏踏板, 车辆就能够平稳安全地行驶, 如果车辆经常行驶于高速公路上, 那么笔者建议, 可以安装该种装置, 能够获得非常有效的效果。

(3) 视野显示装置, 如果想实现安全驾驶, 驾驶员就必须具备广泛的视野, 然而, 如果想扩展驾驶员的视野, 我们就必须增加摄像头, 不断的改善玻璃材料, 再扩大视野的同时, 充分发挥防雾防眩的功能, 如果驾驶员在天气不好的情况下出行, 还要确保镜面清洁。[4]为了进一步减少黑洞效应, 可以在汽车上安装紫外线大灯, 有效降低交通事故。

(4) 危险预警预报系统, 通过该系统驾驶员可以有效避免同其他车辆碰撞, 从而降低交通事故产生的频率, 从这一角度来看, 我们可以充分利用摄像机识别道路上的白线, 如果汽车与行驶的道路发生了偏离, 那么预警预报系统就应当将信号传达给驾驶员, 使驾驶员迅速将车辆纠正过来, 如果在警告发出之后, 司机仍旧没有纠正动作, 系统则会自动控制汽车, 使其按照正常的轨道行驶。[5]

(5) 应用预警监测系统。应用预警监测系统也可以有效降低事故的发生机率, 保障汽车安全, 借助于预警监测系统, 我们可以及时地监测驾驶人员以及车辆和道路的实际情况, 监测系统在监测到具体信息之后, 会对驾驶员提出警示。之所以会提出警示, 主要原因在于我们将超声波传感器设置于汽车保险杠上, 能够对车辆前方的障碍物进行有效监测, 如果发现了可疑情况能够及时的将信息传达给驾驶员, 并对驾驶员提出预警, 该种方式还能够有效集中司机的注意力, 使其在全神贯注的情况下, 行驶在公路上。在车轮控制系统中安装激光雷达, [6]

2. 被动安全技术

被动安全技术是提高汽车安全性能的主要途径之一, 它能有效地保障汽车安全, 维护驾驶员及乘客的人身健康, 并在此基础上保护行人的安全。因此, 我们应当加大被动安全技术的研发工作。笔者认为, 想要提高被动安全技术, 应当从以下几个方面入手。

(1) 安装智能安全气囊。现如今, 在汽车生产领域我们不难发现, 安全气囊已得到了广泛的应用。安全气囊的运用, 能够使车辆在遇到碰撞的时候, 迅速保护车上人员的安全, 避免其受到伤害。根据调查研究显示, 现阶段我们应用的智能控制系统, 往往还安装着微处理器, 这样做一方面能够有效处理电子传感器的信号, 另一方面还能够将危险信号传播出去。以往所采用的安全气囊, 在遇到危险的时候, 仅能够保护车内人员的人身安全, 而随着科学技术水平的不断提高, 安全气囊被赋予了更多的技能, 既能够保护车内人员安全, 还能够有效融合车辆以及环境, 甚至还能够保护行人的安全。例如, 我们在设计和研发汽车的过程中, 可以将安全气囊安装在汽车前部, 这种方法所安装的气囊通常包括两种, 一种是发动机罩气囊, 另一种是单独的前卫气囊, 但不论是哪种气囊, 在遇到碰撞的时候, 其都会展开于保险杠上方, 从而有效保护那些行人的安全。由此可见, 智能安全气囊在汽车中的重要地位。所以在研发过程中应当着重注意智能安全气囊的运用, 即使在汽车发生碰撞的时候, 也可以有效避免人员伤亡。

(2) 座椅安全带的应用。安全带也可以保护人员安全, 现如今, 我们在设计安全带的过程中, 运用了多种技术, 并从车辆的实际情况出发, 将座椅安全带同车辆的具体情况有机结合在一起。既具有美观性, 又提高了安全带的使用效率。一般情况下我们将安全带的收缩检测同传感器有机结合在一起, 一旦出现了碰撞, 发生了事故, 安全带就会迅速保护司机和乘客的安全, 与此同时, 在涉及这些安全带的时候, 还应当将那些特殊人群, 例如孕妇和儿童考虑在内, 保障孕妇和儿童乘坐车辆时的安全性。

(3) 安全玻璃, 一旦汽车发生碰撞事故, 挡风玻璃的性能直接决定着汽车的安全性。笔者认为挡风玻璃应当具有足够大的变形性能和柔性, 这样做可以在有效保障汽车驾驶员视觉效果的同时, 还能够在发生碰撞的时候, 避免驾驶员以及乘员从窗户中飞出来, 从而造成颈部等身体部位的损害。

(4) 吸能车身, 汽车受到碰撞时, 吸能车身能够吸收一定的撞击能量, 从而有效缓解车内乘客的移动程度, 保障车内驾驶员以及乘客能够拥有足够的生存空间, 众所周知, 驾驶员是驾驶过程中最容易受到伤害的人员, 因此。我们可以科学合理的设计转向柱, 将转向柱设计为可收缩的形式, 从而为驾驶员留下生存空间。当然上述做法, 仅是在车辆发生碰撞的时候才会发挥作用, 但不得不说, 这些做法在保护车内人员人身安全方面具有非常重要的意义。因此, 我们绝不能掉以轻心, 在车辆的研发和生产过程中, 应不断创新上述技术。当然上述做法具有一定的被动性, 但不得不说以上做法在保护人们安全方面发挥着重要的作用, 因此, 我们决不能忽视。值得注意的是, 广大民众不应当将所有安全希望集中在被动安全技术方面, 应当将主动安全技术防护和被动安全技术防护有机结合在一起。

结语

总而言之, 在汽车电子控制中汽车安全占据着非常重要的地位, 我们必须给予高度的重视, 现如今智能传感器等器件在汽车电子控制中得到了更为广泛的应用, 不仅如此, 相关研究人员还将雷达技术以及计算机网络技术的应用在了汽车上, 极大地提高了汽车的安全性能, 使汽车正逐步向智能化、信息化的方向发展。

参考文献

[1]杨秀芳, 张新, 常桂秀, 楼媛媛.汽车主动安全技术的发展现状及趋势[J].重庆工学院学报 (自然科学版) , 2008, 04:15-17+30.

[2]龙宇.现代汽车电子技术的应用现状及发展趋势[J].机械管理开发, 2009, 04:77-80.

[3]胡元, 程珩.当代汽车安全技术及其未来发展趋势[J].机械管理开发, 2007, 02:44-46+48.

[4]陆刚.新技术使驾驶更安全——现代汽车安全技术的发展趋势[J].汽车与安全, 2004, 12:45-49.

[5]彭金栓, 徐磊, 邵毅明.汽车主动安全技术现状及发展趋势[J].公路与汽运, 2014, 01:1-4.

3.汽车安全气囊技术及其发展趋势分析 篇三

摘要

根据汽车工业年鉴相关资料，2009年汽车产量达到1379.10万辆，销量达到1364.48万辆，同比增长48.30%和46.15%。乘用车产销1038.38万辆和1033.13万辆，同比增长54.11%和52.93%。商用车产销340.72万辆和331.35万辆，同比增长33.02%和28.39%。随着汽车产量的增加与安全问题的不断推进，2008年我国汽车安全气囊需求量达到1100万套，2009年需求量达到1375万套。预计到2012年，我国安全气囊总需求量将达到2686万套，市场规模将达到100亿元左右。汽车电子的趋势是ECU越来越集中，传感器越来越多。国内电喷系统应用传感器占系统的70%以上，ABS传感器的成本为50元左右，国内产量为100万套，产值为5000万元；安全气囊的传感器占系统成本的70%以上，安全气囊的传感器售价为2000元左右，需求量为100万套，传感器的产值可达20亿元。

2009年我国汽车安全气囊市场由于汽车市场快速增长，汽车零部件行业的投资机会的显现，安全气囊的国产化程度也在进一步提高，随着国家对于安全产品相关法规的逐年增多以及中国汽车市场的高速增长，汽车被动安全系统如安全气囊也会像主动安全系统(ABS、倒车雷达等)一样越来越普及，安全气囊会成为中国小型、大型车的标配，主、侧部都会安装，所以安全气囊行业市场将面临巨大的市场需求；与此同时，在安全气囊核心技术方面中国主要还是靠引进国外技术，包括少数在安全气囊业务上做得比较成功的汽车电子公司也是如此。

西杰优盛在对中国汽车安全气囊的市场进行调查的基础上，完成了《2010-2013年中国汽车安全气囊产业研究报告》，全面总结分析了汽车安全气囊概况；详尽分析了中国汽车市场安全气囊的主要企业状况；中国汽车市场安全气囊产业的主要影响因素；对中国汽车安全气囊产业发展现状和趋势做了深入分析和预测；在此基础上，报告对安全气囊的投资机会、投资风险、投资模式、融资方式作了总结性研究。报告的目的是希望能对各赢利方就汽车安全气囊产业在国内的发展现状与发展趋势作一个全面的了解，发现汽车安全气囊产业的投资机会，解决行业中存在的问题，为管理者与投资者提供借鉴。

报告目录

第一部分 行业总体概况....................错误！未定义书签。

第一章、汽车安全气囊行业概述.....................错误！未定义书签。

第一节、汽车安全气囊的概念.....................错误！未定义书签。

一、安全气囊的概述.....................错误！未定义书签。

二、汽车产业产业分类........................错误！未定义书签。

三、汽车安全气囊构成........................错误！未定义书签。

第二节、安全气囊系统的组成.....................错误！未定义书签。

一、碰撞传感器......................错误！未定义书签。

二、气囊电脑..........................错误！未定义书签。

三、气囊指示灯......................错误！未定义书签。

四、安全气囊..........................错误！未定义书签。

五、气体发生器......................错误！未定义书签。

六、点火器.......................错误！未定义书签。

第三节、安全气囊的控制系统.....................错误！未定义书签。

一、安全气囊的结构原理....................错误！未定义书签。

二、安全气囊使用过程中存在的缺陷.....................错误！未定义书签。

三、对现有安全气囊的改进思考...............错误！未定义书签。

四、安全气襄的改进和引用................错误！未定义书签。

第四节、汽车安全气囊应考虑的主要问题............错误！未定义书签。

一、安全气囊的作用.....................错误！未定义书签。

二、安全气囊设计应考虑的问题...............错误！未定义书签。

三、安全气囊系统的检修....................错误！未定义书签。

四、主动安全系统和被动安全系统..................错误！未定义书签。

第五节、汽车不同安全装置比较................错误！未定义书签。

一、安全气囊..........................错误！未定义书签。

二、ABS......................错误！未定义书签。

三、安全带.......................错误！未定义书签。

四、安全头枕..........................错误！未定义书签。

第六节、汽车安全气囊产品发展阶段与发展趋势.............错误！未定义书签。

一、安全气囊产品发展过程................错误！未定义书签。

二、安全气囊的种类和构成................错误！未定义书签。

三、安全气囊产品发展趋势................错误！未定义书签。

第二章、汽车安全气囊行业发展状况...................错误！未定义书签。

第一节、国外汽车安全气囊行业发展..............错误！未定义书签。

第二节、国内汽车安全气囊行业发展现状............错误！未定义书签。

第三节、汽车安全气囊行业技术发展..............错误！未定义书签。

一、安全气囊的智能化........................错误！未定义书签。

二、安全气囊的小型化........................错误！未定义书签。

三、环境保护型安全气囊....................错误！未定义书签。

四、安全气囊的多样化........................错误！未定义书签。

第四节、安全系统的发展趋势.....................错误！未定义书签。

一、预警驾驶辅助.........................错误！未定义书签。

三、全方位保护......................错误！未定义书签。

第五节、我国汽车安全气囊产业存在的问题.............错误！未定义书签。

一、安全气囊产业基础较差................错误！未定义书签。

二、行业投入不足.........................错误！未定义书签。

三、产品开发能力弱.....................错误！未定义书签。第二部分 我国安全气囊市场分析................错误！未定义书签。

第三章、汽车安全气囊市场状况分析...................错误！未定义书签。

第一节、中国安全气囊市场状况................错误！未定义书签。

一、2009年安全气囊需求分析..................错误！未定义书签。

二、2009年安全气囊产量分析..................错误！未定义书签。

三、市场容量继续增长........................错误！未定义书签。

四、安全气囊市场竞争分析................错误！未定义书签。

五、安全气囊配套分析........................错误！未定义书签。

六、安全气囊进出口分析....................错误！未定义书签。

第二节、汽车电子市场对安全气囊的影响分析..........错误！未定义书签。

一、汽车电子目标.........................错误！未定义书签。

二、汽车电子技术发展目标................错误！未定义书签。

三、汽车电子产品产业化目标...................错误！未定义书签。

四、市场大部被外国企业所占有...............错误！未定义书签。

五、本土企业配套关系不稳定...................错误！未定义书签。

六、企业研发基础薄弱........................错误！未定义书签。

七、市场竞争加剧.........................错误！未定义书签。

第三节、全国部分地区汽车电子产业基地发展分析.........错误！未定义书签。

一、佛山三水西南工业园....................错误！未定义书签。

二、福建汽车电子产业基地................错误！未定义书签。

三、武汉汽车电子基地........................错误！未定义书签。

四、天津汽车电子基地........................错误！未定义书签。

五、广东汽车电子新兴制造基地...............错误！未定义书签。

六、上海汽车电子产业基地................错误！未定义书签。

七、长春启明新进汽车电子基地...............错误！未定义书签。

八、TRW安全气囊气体发生器生产基地落户西安................错误！未定义书签。

九、奥托利夫收德尔福北美安全气囊业务.............错误！未定义书签。

第四章、安全气囊企业分析................错误！未定义书签。

第一节、奥托立夫汽车安全系统公司..............错误！未定义书签。

一、长春奥托立夫贸鸿汽车安全系统有限公司............错误！未定义书签。

二、长春宏光-奥托立夫汽车安全装备有限公司..........错误！未定义书签。

三、上海奥托立夫汽车安全系统有限公司.............错误！未定义书签。

四、南京宏光－奥托立夫汽车安全装备有限公司...............错误！未定义书签。

第二节、富拉司特工业有限公司................错误！未定义书签。

一、公司基本情况.........................错误！未定义书签。

二、企业经营情况.........................错误！未定义书签。

第三节、高田（上海）汽车安全装置有限公司..........错误！未定义书签。

一、公司基本情况.........................错误！未定义书签。

第四节、天合汽车零部件(上海)有限公司..............错误！未定义书签。

一、公司基本情况.........................错误！未定义书签。

二、企业经营情况.........................错误！未定义书签。

第五节、锦州锦恒汽车安全系统股份有限公司..........错误！未定义书签。

一、公司发展与生产能力分析...................错误！未定义书签。

二、公司的主要合作伙伴介绍...................错误！未定义书签。

二、企业配套情况.........................错误！未定义书签。

第六节、东方久乐(集团)有限公司....................错误！未定义书签。

一、公司基本营运状况........................错误！未定义书签。

二、公司发展情况.........................错误！未定义书签。

第七节、陕西兴平市兴达交通机械有限公司...............错误！未定义书签。

一、公司基本情况.........................错误！未定义书签。

二、企业经营情况.........................错误！未定义书签。

第八节、延锋百利得(上海)汽车安全系统有限公司..........错误！未定义书签。

一、公司基本营运状况........................错误！未定义书签。

二、企业配套情况.........................错误！未定义书签。

第九节、江苏中翼汽车新材料科技有限公司...............错误！未定义书签。

一、公司基本营运状况........................错误！未定义书签。

二、企业配套情况.........................错误！未定义书签。

第十节、富奥汽车零部件有限公司...................错误！未定义书签。

一、公司基本营运状况........................错误！未定义书签。

二、企业配套情况.........................错误！未定义书签。第四部分 安全气囊上游行业分析....................错误！未定义书签。

第五章、尼龙66纱线...................错误！未定义书签。

第一节、锦纶工业丝市场分析.....................错误！未定义书签。

一、锦纶(又称尼龙)工业丝产能情况.....................错误！未定义书签。

二、锦纶工业丝以及无纺布工艺情况.....................错误！未定义书签。

第二节、尼龙66市场分析....................错误！未定义书签。

一、尼龙66市场需求分析..................错误！未定义书签。

二、尼龙66市场未来趋势..................错误！未定义书签。

第三节、全球新增尼龙66项目介绍................错误！未定义书签。

一、全球尼龙66项目情况..................错误！未定义书签。

二、中平能化集团20万吨/年尼龙66盐成套项目.............错误！未定义书签。

第六章、汽车安全气囊传感器..................错误！未定义书签。

第一节、汽车传感器发展现状分析...................错误！未定义书签。

一、汽车传感器市场需求机会分析..................错误！未定义书签。

二、汽车电子市场细分市场运行分析.....................错误！未定义书签。

三、汽车电子企业合资分析................错误！未定义书签。

第二节、我国汽车传感器产业市场分析.................错误！未定义书签。

一、全球汽车传感器市场规模分析..................错误！未定义书签。

二、我国汽车传感器产业市场规模分析.................错误！未定义书签。

三、发动机控制用传感器....................错误！未定义书签。

四、底盘控制用传感器........................错误！未定义书签。

六、智能化传感技术分析....................错误！未定义书签。

第三节、主要传感器与技术介绍................错误！未定义书签。

一、超声波传感器.........................错误！未定义书签。

二、其它的元器件.........................错误！未定义书签。

三、基于MEMS（微机电系统）的传感器技术...............错误！未定义书签。

四、传感器技术......................错误！未定义书签。

第四节、汽车电子控制发展方向................错误！未定义书签。

一、安全气囊对传感器提出高要求..................错误！未定义书签。

二、总线技术将得到广泛应用...................错误！未定义书签。

三、主动安全成未来重点....................错误！未定义书签。第五部分 安全气囊产业影响因素分析..................错误！未定义书签。

第七章、政策因素对安全气囊产业的影响.................错误！未定义书签。

第一节、安全气囊与安全法规.....................错误！未定义书签。

一、国外汽车碰撞安全法规................错误！未定义书签。

二、国内汽车碰撞安全法规................错误！未定义书签。

三、中国被动安全性标准出炉...................错误！未定义书签。

四、安全气囊问题根子在碰撞标准..................错误！未定义书签。

第二节、行业政策动态与影响因素...................错误！未定义书签。

一、期待汽车安全气囊的国家标准出台.................错误！未定义书签。

二、本田在全球再次召回逾43万辆................错误！未定义书签。

三、电装与天合等成立安全气囊总线协议DSI标准化组织.............错误！未定义书签。

四、行业相关政策、法规、标准分析.....................错误！未定义书签。

五、中国汽车零部件行业发展环境综述.................错误！未定义书签。

六、两化融合对汽发动机行业的影响分析.............错误！未定义书签。

第八章、汽车行业对安全气囊产业的影响.................错误！未定义书签。

第一节、汽车零部件“十二五”规划设想............错误！未定义书签。

一、十二五规划应助汽车业由大到强.....................错误！未定义书签。

二、建议组建零部件行业“国家队”..................错误！未定义书签。

三、希望规划支持零部件企业发展..................错误！未定义书签。

四、国家投入推进新能源汽车产业化.....................错误！未定义书签。

第二节、2009中国汽车销量分析.....................错误！未定义书签。

一、2009年乘用车国内销量1025.9万..................错误！未定义书签。

二、2009年世界各国汽车销量一览.................错误！未定义书签。

三、2009中国车市十大事件改变中国汽车格局...........错误！未定义书签。

四、汽车AMT变速器或先产业化...............错误！未定义书签。

第九章、汽车零部件行业对安全气囊产业影响...............错误！未定义书签。

第一节、2009-2010年汽车零部件行业趋势分析.............错误！未定义书签。

一、2009年汽车零部件发展趋势影响....................错误！未定义书签。

二、汽车柴油机企业的国Ⅳ路线相继出炉.............错误！未定义书签。

三、2010年中国汽车零部件产业进入投资高峰...........错误！未定义书签。

四、2010年零部件产业产能将大规模扩张............错误！未定义书签。

五、2010年中国汽车零部件出口市场趋势分析...........错误！未定义书签。

第二节、中国汽车及零部件市场................错误！未定义书签。

一、本土汽车零部件企业正在失去市场.................错误！未定义书签。

二、本土汽车零部件企业利益链非常脆弱.............错误！未定义书签。

三、本土汽车零部件企业机会也在涌现.................错误！未定义书签。

四、汽车零部件产业政策不断完善..................错误！未定义书签。

第十章、安全气囊行业发展趋势预测...................错误！未定义书签。

第一节、2010-2013年汽车安全气囊消费需求预测........错误！未定义书签。

第二节、2010-2013年汽车安全气囊供应需求预测........错误！未定义书签。第六部分 安全气囊行业投资分析................错误！未定义书签。第十一章、安全气囊行业投资机会与价值分析...............错误！未定义书签。

第一节、安全需求成为安全气囊开发新动力...............错误！未定义书签。

一、安全需求导入最新技术的应用..................错误！未定义书签。

二、新技术将使汽车更加安全...................错误！未定义书签。

三、国内企业应尽快脱离“代工”..................错误！未定义书签。

第二节、汽车零部件行业仍然是国内最有前景的行业之一.........错误！未定义书签。

第三节、汽车安全系统发展潜力增大..............错误！未定义书签。

一、汽车安全法规体系将不断完善..................错误！未定义书签。

二、消费者对汽车安全性需求不断增加.................错误！未定义书签。

三、国际汽车电子巨头不断推出汽车安全解决方案...........错误！未定义书签。第十二章、投资模式与投融资建议................错误！未定义书签。

第一节、汽车安全气囊产业建议................错误！未定义书签。

一、精益化的发展战略........................错误！未定义书签。

二、自主研发的贯彻实施问题...................错误！未定义书签。

三、企业营销策略分析........................错误！未定义书签。

四、质量管理创新建议........................错误！未定义书签。

第二节、中国汽车安全气囊产业资本市场分析..........错误！未定义书签。

一、资本运作的重要性........................错误！未定义书签。

二、资本市场运作的趋势....................错误！未定义书签。

三、资本运作政策支持........................错误！未定义书签。

第三节、汽车安全气囊投资模式建议..............错误！未定义书签。

一、资产并购模式.........................错误！未定义书签。

二、海外研发投资模式........................错误！未定义书签。

第四节、安全气囊企业的融资方式建议.................错误！未定义书签。

一、信贷支持..........................错误！未定义书签。

二、证券市场..........................错误！未定义书签。

三、融资租赁..........................错误！未定义书签。

四、基金资助..........................错误！未定义书签。

4.中国汽车市场总体发展趋势分析 篇四

2009年中国的汽车市场取得了出乎意料的发展，产销量位居世界第一。其中，韩系汽车尤其是北京现代汽车业实现了高速增长，位居国内汽车行业前五位，市场前景看好。应该在认真总结09年发展的基础上，进行充分的市场调研提出对策，积极应对2010年可能出现的新的影响因素，将北京现代汽车提高到一个新的水平。近日，有幸参加了北京现代汽车一款B级汽车的商评活动，看了样车以后，首先是眼前一亮，然后是为之一振，总体印象是该车投放市场，将大大提升北京现代汽车的市场形象和品牌形象，为此，由感而发提出分析意见和建议。

一、关于中国汽车市场总体趋势与判断

目前，国内汽车市场若干趋势性变化：

1、国内汽车市场2月份最终结果尽管还没有发布，但从全国十几个主流汽车市场信息反馈，1月份汽车销售比去年同期有较大幅增长，与09年12月环比有大幅下降，统计数据达到行业预期的乐观状态，但其中含有相当大比例的09年底欠账还账销售量。如果减去这部分销售量，实际净增销售量并不乐观。

2、京城汽车市场1月份比去年12月份至少下降20%-30%，尽管有大雪造成的交通影响问题，但实际销售情况下降明显，看车的客流明显减少，消费者观望情绪在增加。2月份，尽管数据仍未出来，但实际情况非常清楚，2月份与1月份销售数据肯定形成较大的反差，因为节前节后传统的销售高峰均未出现。

3、09年底，由于购置税政策的调整，消费者狂热购车形成的销售量的提前释放影响，至少对2010年一季度影响是全国性的，是巨大的。

4、按照2010年汽车行业产销增长10%的目标，每个月产销应在125万辆以上，从已经过去的一月份销售情况看，这一目标尽管达到销售166万辆，其中除去还账以外，净增长量很可能仅达到平均水平。而二月份产销量有可能在100万辆左右，上半年月均产销计划压力增大。

5、由于09年汽车销售高速增长，使得售后市场与销售市场不适应的矛盾加剧，目前全行业主要盯在1500万辆的产销目标上，售后服务市场暂时还没有得到高度注视，不适应的矛盾日益突出。

6、据近日媒体报道，09年全国质量协会报告，投放市场半年以内的新车质量投诉快速上升，必将使消费者在选车、购车更加谨慎。

7、目前，关于丰田汽车在全球召回的报道铺天盖地，尽管丰田汽车2008年取得了产销世界第一的地位，但09年但目前为止其召回总量，已经大于产销总量，不得不引起国内汽车行业的高度注视与关注。当然也会为国内汽车行业产销提供一定的市场机会。

8、京城关于提高停车位收费的舆论越来越大，而且正式出台了实施基本方案，影响很大，加上快速发展公交的影响，一定会对2010年京城车市分流起到重要的动作用。

9、二手车市场2010年将有一个高速的增长；

10、过去是有钱人买车，现在是普通人买车；

11、大城市汽车总量增长趋缓，二三线城市快速增长；

12、舆论认为汽车信贷消费2010年将有快速增长的趋势，但从目前情况看，国家信贷政策有可能向严格控制调整，因此很难形成汽车信贷消费热点。

13、目前关于机动车征收环境税的报道越来越多，舆论影响越来越大，而且是全国性的影响，据报道排量越大缴税越多。由于具体出台标准、时间尚未确定，已经增加了消费者观望情绪。

（一）、产销总体目标已确定明确

1、政府已经明确2010年中国汽车行业产销增长10%的总目标。

2、09年汽车销售1364万辆，增长10%即应达到1500万辆的目标。

3、部分专家预测可达到2000万辆的目标。甚至有些专家预测有可能保持45%的增长水平！

4、在09年产销两旺的基础上，各厂家都调高了2010年的产销目标，并预测产销将增长15%-30%的水平。产能过剩上半年有可能形成，并促使汽车销售竞争加剧，包括价格竞争。

（二）、目前经济发展和汽车市场出现的变化及分析

中国经济年会（由中央电视台财经频道主办）高层人士观点明确，即：我们已经进入了充满不确定因素的2010年，国际金融危机的影响仍然存在，全球经济呈现缓慢曲折的恢复过程。关于经济方面变化：

1、2010年国际金融危机的影响仍然存在，也必将对国内经济产生重要影响。

2、民生问题影响，住房高速涨价影响。

3、中国的石油进口依存度已经达到52%。

4、有专家称：2010年中国通胀率可能超过5%（警戒线是4%）。

5、失业问题特别是农民工失业问题（主要是房地产土地大量供应形成的），问题突出。

6、自然灾害现象突出，影响巨大。

7、国内现阶段通胀预期加大，影响巨大。

关于汽车行业方面：

1、国内及京城汽车市场1月份尽管统计数据达到了新的高峰，一是一些影响因素起作用，二是汽车市场并未形成汽车销售高峰。

2、政府正式确定2010年汽车行业产销目标增长10%。

3、各厂家调高了2010年产销目标，其中自主品牌企业产销目标平均增长72%。

4、一个月内，政府两次调整汽车以旧换新政策，月初主要是由低标准调高，月中主要是将以旧换新政策与1.6及以下购置税优惠政策结合共享。

5、政府正在制定消费者购买新能源汽车和电动汽车的补偿标准。

6、国内汽车市场出现了缺货加价与优惠促销、降价促销都十分突出的特殊现象。汽车缺货和加价现象正在令广大消费者十分厌烦，形成了较强的观望情绪。

7、东风汽车集团在当前形势下，率先公布了正式实施以租代售新的营销战略，必将对营销市场产生重要影响。

8、目前正在面临中央两会和个地方政府两会期间，关于公款购车消费的舆论加大（据统计每年公款购车消费高达3000亿元，平均每辆车费用高达10万元）。

9、工信部已经正式明确：五大部门作为2010年汽车行业重组兼并的重点，汽车行业位列其中。

10、汽车市场将加快向二三线城市或三四线城市转移，汽车下乡也将加快发展。

11、城市特别是大城市汽车销售消费的方针已经形成共识，即：总方针为不限拥有，有限使用。提倡组合出行方式。

5.汽车安全气囊技术及其发展趋势分析 篇五

（机械工业第九设计研究院有限公司）

提要：介绍了国内发动机缸体铸造工艺和生产设备情况，同时指出了缸体铸件的熔炼、造型、清理等铸造技术的发展方向，特别介绍了代表未来先进水平的铝镁合金压铸技术、计算机模拟技术和快速成形技术的研究应用情况。

关键词：汽车发动机；缸体；铸造技术；发展趋势；铸件 1国内车用发动机市场需求

我国汽车产业近年来发展迅速，主要汽车企业（集团）2011年年底形成整车产能1 841万辆，相应发动机产能已达到年产1 671万台。随着社会经济快速发展和人民生活水平不断提高，我国汽车国产化进程不断加快，汽车消费需求旺盛，汽车保有量保持快速增长趋势。2006年至2010年，汽车保有量年均增加951万辆；据分析，目前中国的汽车保有量为7 000多万辆，到2020年将达到2亿辆，也就是每年将净增1 300万辆，考虑到汽车报废等因素，每年净增量将在2 000万辆左右。巨大的汽车市场保有量，必将促进汽车发动机缸体市场的大发展，表1为2007~2020年国内汽车发动机缸体铸件生产及预测情况。2国内发动机缸体铸件铸造工艺及生产设备 2.1熔化工艺和设备

缸体铸造所用的熔炼设备大多为冲天炉—中频感应炉双联熔炼，也有采用中频感应炉—中频感应炉双联熔炼，而使用变频感应炉作为保温炉的企业亦在不断增加。为了节能和环保，部分企业的冲天炉采用水冷热风除尘方式，用具有高发热值的铸造焦取代冶金焦，以提高铁液温度，保证铁液质量，增强熔化效率。一汽铸造公司的冲天炉熔化过程控制采用微机等集散式控制系统，冲天炉熔炼铁液的检测采用测温仪、碳当量检测仪和化学成分直读光谱仪等。从掌握的汽车行业铸造厂资料来看，哈尔滨东安机械厂、上汽通用和安徽奇瑞等许多车间的熔化设备多数以中频炉为主。当然，熔化设备的选择主要考虑当地的能源供应状况；但从熔炼质量看，这些熔炼设备都能满足供货需求，与世界先进水平基本接近。随着工业废钢的生产量增加，国内已经采用以废钢增碳的熔化工艺来生产缸体等薄壁高强度合金铸铁件，这为提高铸件质量和稳定生产提供了可靠的保证。一汽铸造公司使用国产10 t中频熔化炉，采用废钢增碳熔化技术生产高强度灰铸铁，铸件各项指标均达到国际同类水平，抗拉强度达230-320 MPa，硬度达180-220 HB，内腔清洁度要求小于3 000 mg。

总之，国内熔化设备的水平不断提高，不论是冲天炉还是电炉，均已接近世界先进水平。关键的电器控制元件引进后，电炉产品的总体水平已满足生产要求，熔化效率都有提高，但在运行过程中仍会出现小问题，有待设备生产厂家进一步降低设备故障率。

目前，大批量流水线生产的汽车铸造行业采用大吨位中（变）频炉熔化也是一种趋势。如安徽芜湖奇瑞60万台发动机缸体铸造及原一汽大宇发动机有限公司铸铁厂（现为上海通用烟台动力）熔炼炉和保温炉全部采用美国应达8 t容量的中频炉和20 t容量的保温炉。近10年来，随着静态变频装置的发展，其效率和安全性能不断提高而投资呈逐年下降的趋势，使得铸造厂采用中频感应电炉来代替工频感应电炉熔炼铁合金和非铁合金变得越来越普遍。目前，国内几乎停止制造工频坩埚式感应电炉。另外，采用高功率密度的中频感应电炉的熔化时间较工频炉大大缩短，常见配置见表2。表2中（变）频电源与电炉的配置方式 2.2造型工艺和设备

缸体是发动机上最关键、最复杂的铸件，其壁厚最薄处往往不到3 mm，缸体铸件生产应用最广的仍然是湿型粘土砂，具有成型性能好、能耗低、噪音小、污染少、效率高、运行可靠等优点的静压造型线及气冲造型线使用较为广泛。近年来，国内外造型线制造厂家对造型机的不断改进，先后已出现气冲加压实、气流增益气冲加压实、静压加压实、主动多触头压实、成型挤压等加砂方式，砂型硬度更加均匀化，成为缸体铸件生产首选的造型设备。另外，对于发动机缸体铸件年产量万台左右的厂家，如潍柴四川柴油机厂和康明斯四川五粮液等大中型柴油机缸体铸造企业，均采用pepset自硬砂工艺和三乙胺冷芯盒工艺，这也是节能低碳的最佳选择。国内清华大学、济南铸锻所等早已研制静压造型线，苏州铸造机械厂和保定维尔的静压造型线以及无锡华佩线已有数条投入使用，但他们在整线性能和铸型质量一致性方面还显得不足。因此，国内汽车铸件生产所用造型线多以进口为主，济南铸造锻压机械研究所捷迈铸造工程公司为扬动股份有限公司提供了一条砂箱尺寸为1 000 mm×750 mm×320 mm的静压造型线，该线主机选用德国HWS公司的静压造型机，辅机由国内提供，是国内单主机布线生产率最高的造型线，代表了当今世界的最高造型技术水平。气冲造型问世几十年，其技术发展也在不断提高和进步，与其它现代化湿型砂造型方法一样，都是追求提高砂型紧实的均匀性，从而保证砂型表面光洁，尺寸精确，内部致密。为保证这一点，国外近几年又有了新发展，见表3。表3国外造型线发展趋势 2.3制芯工艺和设备

目前，国内汽车铸造厂缸体生产所用砂芯如水套砂芯、曲轴箱砂芯、缸筒与顶端砂芯、前后端面砂芯等依各厂条件不同，分别采用冷芯盒制芯、热芯盒制芯或覆膜壳芯制芯。冷芯盒工艺因其芯砂流动性、溃散性、生产率、节能和砂芯精度优于其它制芯工艺，在国内汽车发动机缸体铸造行业得到广泛应用。从今后趋势看，其应用范围将不断扩大。

另外，采用锁芯工艺，利用砂芯上开设的工艺孔，二次填砂固化，使多个砂芯组合为一个整体组合砂芯，然后整体涂料、烘干，这样铸件尺寸精度可大大提高，总体尺寸误差不超过0.3 mm。多数厂家采用计算机控制的“制芯中心”使全部制芯过程实现自动化。

制芯等设备主要有德国兰佩冷芯制芯机、西班牙洛拉门迪制芯中心、日本浪速等，国产热芯设备有单工位、两工位、四工位等，壳芯设备有K763/874壳芯机等，可满足复杂、薄壁、高精度铸件对砂芯质量的要求。2.4砂处理工艺和设备 2.4.1粘土湿型砂处理

砂处理工艺对铸件产量和质量至关重要。在大批量流水线生产条件下，型砂周期循环使用，国内汽车行业都非常重视反复使用过程中型砂性能的变化规律，力求选择好的砂处理工艺流程，并采用逐级多点检测和自动控制。随着高压、气冲及静压造型工艺对型砂要求严格性的不断提高，相当多厂家进口了大容量高速混砂设备，如一汽二铸厂采用2套200t/h砂处理单元，分别都配有美国国家工程公司辛普森22G高效混砂机和连续双盘冷却器，整个系统配有各种检测仪器，通过中央控制室模拟控制；哈尔滨东安发动机公司和天津内燃机厂等引进日本新东公司SSD型砂处理系统，回砂采用测温加水（MIA）和测湿加水（MIC）装置以及型砂成型性控制仪，配以先进的检测系统，通过自动化监控向静压造型线提供合格的型砂；上海通用、烟台动力、安徽奇瑞等公司采用塔式结构的砂处理单元，使用国外公司的高效混砂机，旧砂冷却系统以及计算机控制系统，并将旧砂破碎、磁选、筛分、增湿冷却、辅料定量、混砂等工艺布置在24 m×24 m×25 m左右的空间内，这也是目前国外较先进的布置形式。

常州法迪尔克公司开发的MXC 30~120 t/h系列变频式冷却混砂机实现了混砂机创新性的突破，在沈阳华晨、常柴股份等20余家发动机铸造厂得到推广。其砂处理系统布置简单，减少了设备、厂房的基础投入；采用调速变频，降低能耗，型砂混制更均匀；充分发挥膨润土的效率，降低加入量，有效控制型砂温度。表4为部分铸造公司选用的砂处理设备参数。表4部分铸造公司选用的砂处理设备参数

2.4.2粘土湿型砂旧砂（混合型旧砂）热法再生处理线 国内一些汽车发动机铸造厂由于使用砂芯数量较多，落砂时有大量溃散砂芯（这些砂芯几乎都是树脂砂芯）流入到旧砂中，使旧砂量远远超过砂系统的容纳量，迫使必须抛弃大量的旧砂以保持砂处理系统平衡，在所抛弃的旧砂中，不仅有芯头、清理的废砂以及除尘细粉，还有许多落砂时不易破碎的型砂块，形成混合型旧砂。如果把这种混合型旧砂作为废砂（废弃物）抛弃，不仅造成了资源浪费，而且废弃旧砂堆放既占场地，又污染环境，还需大量的运输费用。为减少这类混合型旧砂的产生，有的发动机缸体铸造厂采用热法再生：如哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备已在生产中应用；一汽铸造公司引进日本热法再生和机械再生结合技术，处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。粘土湿型旧砂再生技术的应用近年来有了突破，实践证明湿型粘土旧砂经热法再生后的LOI值、热膨胀率、发气量、角形系数及灰分含量等指标都优于新砂。但就目前国内铸造行业现状而言，粘土湿型砂热法再生技术的推广仍不如预期的那么广泛，仅有宜宾五粮液康明斯发动机缸体铸造厂以及东风、一拖等大型铸造厂、长三角地区的吴江、昆山等地建有热法焙烧炉用于旧砂再生。最近国外流行一种集铸造与热处理于一体，即落砂、再生和热处理三合一的工艺，国内已陆续有一些采用自硬砂工艺生产铝缸体的铸造厂在落砂清理工序中推广这种工艺。在焙烧炉中，砂型和砂芯的树脂粘结剂所含有的许多能量在与炉中高温及富氧气氛接触燃烧后会被释放，而伴随着粘结剂的燃烧，砂型和砂芯中的型砂就会散落下来。炉顶安装的轴流风扇产生的高速气流向下吹向缸体铸件，将散落的型砂带向炉底。高速气流流过不规则形状的缸体铸件会产生压差，这种压差引起铸件内部和外部的气流扰动，从而将松动的型砂带走。与此同时，高速风扇也使炉内气流分布达到最佳状态，从而使炉内温差保持在很小的范围内。铸件从清洁铸造三合一系统出来后，在完成了固溶热处理的同时，型砂和芯砂都已去除干净。型（芯）砂在漏斗形炉底上被收集在一起。炉底装有流态床，用于对型（芯）砂进行最后清理。粘结剂残留的微粒被分离并被排放。型（芯）砂在炉内被完全再生，经过气力输送到造型、制芯工部。炉内废气集中排放，通过旋风分离器、灼烧器、换热器，最后经过袋式过滤除尘器，清洁后的气体才被排放到大气。

总之，新建铸造工厂必须考虑旧砂再生处理；对已建成投产的铸造工厂，可增加旧砂再生，或将旧砂集中到就近专业处理工厂再生后使用。这已经是一种发展趋势，是国家节能减排、可持续发展的需要。2.5清理工艺和设备

目前，缸体铸件经去除浇冒口后，在清理线上打磨外表面，然后进入鼠笼式抛丸室清理，已是一种常规工艺。生产多品种缸体时，部分厂家采用夹持式高效抛丸清理机进行抛丸。普遍采用各种自动化和机械化专用清理线和高效缸体鼠笼抛丸机以及机械手对缸体进行整体清理，然后用手工对缸体逐个精整及吹净水套内腔残留物。经尺寸检查，气密性试验，铣加工定位点及终检后，进行涂漆或其它防锈处理，成为合格缸体铸件。以钢丸代替铁丸进行抛丸清理，采用机器人分拣缸体铸件，采用浇冒口去除机去除浇冒口以及采用X射线和超声波探伤仪检验内部缺陷等方法已为越来越多的厂家采用。天津丰田等铸造厂都对金属炉料进行抛丸、破碎、净化和称量，以提高熔化效率和铁液质量。表5为国内现有抛丸清理设备的主要技术参数。2.6检测技术和装备

国内大批量生产发动机铸件的厂家都拥有先进的检测仪器和严格的质量保证体系。一般都采用先进的直读光谱仪和红外碳硫仪进行成分检测与控制，利用先进的电子金相显微镜进行精确的金相组织分析，先进的电子拉力试验机可以进行各种金属材料的拉伸、压缩、弯曲等试验，采用三坐标测量机对缸体铸件、模具、芯盒进行自动精确测量，检测水平一直在国内同行业中领先。表6为某铸造厂铸件检测设备及其主要技术参数。

2.7压铸工艺和设备 2.7.1铝合金压铸件

随着人们对环保、轻量化的要求日益提高，汽车发动机缸体逐渐转向采用压铸生产。

目前，发展迅速的有广州东风本田发动机公司、重庆长安汽车集团、长安铃木汽车公司、上海乾通汽车附件公司（3 550 t/年）、乔治费歇尔（苏州）有限公司以及哈尔滨东安动力公司等；此外，长春一汽集团（2 700 t/年）、重庆渝江压铸集团、宜兴江旭铸造公司（3 200 t/年）、广东鸿图科技公司（3 000 t/年）、宁波合力模具科技公司、徐航压铸有限公司、重庆渝美合资公司、重庆蓝黛实业公司以及高要鸿泰精密压铸有限公司等均引进大型压铸机自动生产线生产发动机缸体等铝合金压铸件。由传统铸造方法转向压铸法生产铝合金汽车缸体已经成为一个发展趋势，仅2008一个，国内不同厂家从布勒公司引入了7条2 700 t级别的铝合金发动机缸体生产线。由此可见，我国汽车缸体压铸生产规模在逐步扩大，生产水平也在不断提高，预计在今后铝合金发动机缸体的比例将达到60%~75%。

铝合金缸体压铸工艺如下：熔化采用快速集中熔炼炉，熔化能力一般为1 500~2 000 kg/h，以洁净能源天然气作燃料，控温精度±5℃，炉衬寿命长。大型压铸机选用铝合金定量保温炉，可以在压铸过程中缩短定量循环时间，降低能耗、减少废品率，从而降低成本。压铸机采用压铸岛单元式布置，每台压铸机需要完成铝液精炼、浇注、压铸、取件、冷却、切边、铣浇口、初打磨、检验（在线检测）和装筐等工序，然后进行时效、抛丸、精打磨等后续工序，最后入库。

大型压铸机单元采用取件机械手和喷涂机械手。全自动压铸机采用计算机管理系统实现整个压铸过程检测、存储、计算和记录；强化和提高质量控制手段和检测水平，采用专用真空直读光谱仪对铝合金成分进行快速分析，采用进口仪器对铝液的含氢量、非金属夹杂物、熔渣和铝密度进行检测。

随着压铸工业中一些高新技术的不断出现，如两模板压铸机的应用；采用铝合金390的整套压铸技术压铸出全铝气缸体，摒弃了原来铝合金压铸气缸体中缸筒内铸入铸铁套的方法。近年来，铝合金压铸的柴油发动机壳体已经问世，这是压铸件进入柴油发动机领域的前奏。另外，压铸充型过程理论水平将逐步提高，生产技术也将不断改进；压铸工艺参数的检测技术将不断普及和提高；压铸生产过程中自动化程度逐步完善，并日益普及；电子计算机技术的应用更加广泛和深入；大型压铸件的工艺技术逐步成熟。此外，已研究出各种消除气孔缺陷的工艺方法，如真空压铸、ACRAD压铸（精速密Accurate Rapid Dense）、充氧压铸、匀加速的慢压射技术、局部加压技术等；更有挤压铸造和半固态成型（含流变成型与触变成型）等技术。所有这些，无疑给压铸法注入了新的活力，进而使生产具有高强度、高致密度、可热处理、可焊接等特性的压铸零件成为可能。2.7.2镁合金压铸件

发动机缸体采用镁合金压铸件以实现汽车轻量化也呈不断扩大势态，2010年全国汽车达到1 806万辆时镁合金使用量为6.13万t（仅限于汽车变速箱壳体、制动壳体和方向盘等），这标志着中国镁合金压铸工艺技术正在向国际水平推进。

目前，镁合金的应用已引起我国科研部门的高度重视，早在国家“十五”科技攻关计划中，镁合金项目已被列为重大专项。国内部分企业，如吉利在2007年已经实现了汽车减重10%~14%的初期目标。其轻量化目标是在发动机上全面实施铝镁合金化。乔治费歇尔（苏州）在供应奇瑞和长城等铝合金发动机缸体基础上，正在考虑镁合金发动机缸体压铸项目投产。

汽车镁合金压铸件“入门”要求很高，必须取得一系列的质量体系认证以及生产环境认证，通常包括：ISO9002、QS9000、TS16949等质量体系认证。大型镁合金压铸件生产具有一定的技术难度，这也是需要投入大量人力财力的。由于以上多种因素，向镁合金压铸领域投资应持积极审慎态度，并采取正确的投资策略。2.8发动机缸体凝固模拟软件的应用 目前，国内部分汽车铸造厂家采用凝固模拟软件对发动机缸体铸造过程进行仿真模拟，使整个铸造过程清晰明了地表现出来，以提高铸件的质量及降低成本。

例如，亚新科国际铸造（山西）有限公司的缸体、缸盖铸件在现实生产中经常出现在缩松、渗漏缺陷，如TC6112缸体的渗漏比率高达30%~50%，造成巨大损失。通过使用国内外最先进的模拟凝固软件对产品的浇注状况进行分析；通过UG建立各种设计方案的三维模型，再利用Patran建立它们的有限元模型，然后对各种方案充型过程和凝固过程进行数值模拟。主要模拟了发动机缸体充型过程的速度场与温度场、凝固过程的温度场，以及对可能产生缩孔、缩松等缺陷的区域进行预测。完成模拟后，对各种浇注系统设计方案的充型、凝固过程及缩孔、缩松等缺陷的预测进行了对比分析，从模拟结果中得出最佳的工艺方案。目前ProCAST、Anycasting、CAStsoft CAD/CAE、ABAQUS、华铸CAE铸造模拟凝固软件、INTECAST凝固模拟软件、FT Star凝固模拟软件和SRIFCast充型凝固模拟软件等相继开发，模拟软件在发动机缸体铸造方面的开发应用呈不断扩大趋势。2.9快速成形制造技术的应用

快速成形制造技术又称为快速原型制造技术，它包括立体光刻技术、分层实体制造技术、选择性激光烧结技术、熔融沉积技术、三维印刷技术、热塑性材料选择性喷洒和无模型树脂砂型快速制造工艺等成型方法，集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。

与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件，所以又称为材料添加制造法。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件，极大地提高了生产效率。与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起，快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法，尤其在汽车发动机缸体铸件等领域已得到了应用。例如，选区激光烧结与铸造技术结合，可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造，保证产品开发速度，提高产品的开发质量，大大降低开发成本，推动产品早日进入市场。国内已经开发出V8发动机的缸体熔模，利用选区激光烧结成型技术直接制作蜡模，无需开模具，因而大大节省了制造周期和费用，其成型时间为42 h，铸造周期20天。如果按传统制作方法开模具制造，至少需要6个月的时间，费用上百万。此项技术为客户节省大量的时间和开发成本。

汽车发动机缸体的铸造生产中，模板、芯盒、压铸模的制造往往采用机加工的方法完成，此过程不仅周期长、耗资大，而且从模具设计到加工制造是一个多环节的复杂过程，其模具的制造过程极其复杂，开发周期长，研发成本大。不能适用于当前迅速响应市场的需求，而快速成型技术恰好满足了汽车发动机快速制造的要求。采用该技术与传统铸造相结合的方法能够非常迅速地实现从设计到产品的过程，减少中间环节，加快产品投放市场的速度，节省开发成本。例如用激光烧结的方法制作砂型，首先要根据零件的三维CAD模型设计出组合砂型模型。为了与以后的批量生产工艺靠近，砂型模型应尽量与通过模具制作的砂型模型保持一致，将砂型模型的各部分经过软件的分层处理转换为快速成型设备的加工文件，就可以进行激光烧结成型了。如北京某技术中心开发的快速成型用的树脂砂与通常使用的热固化树脂砂极为相似，只不过对粒径分布和形态，树脂成分及表面处理等方面有更严格的指标。成型时的层厚一般为0.2 mm，精度可控制在±0.25 mm以内。由于激光扫描的速度很快，树脂在成型时不能达到完全固化。成型后将未烧结的浮砂清除后，砂型一般要放到加热箱中进行二次固化。经二次固化后的砂型可达到与射芯机制得的砂型相同的性能。由于发动机的部件大多采用砂型铸造，因此快速砂型铸造已成为发动机样机试制的最常用和最有效的方法。山东省汽车零部件快速设计制造工程技术研究中心为某汽车厂采用快速铸造方法生产的四缸发动机的蜡模及铸件，按传统金属铸件方法制造，模具制造周期约需半年，费用几十万。用快速铸造方法，快速成型铸造熔模3天，铸造10天，使整个试制任务比原计划提前了5个月。

国内华中科技大学已经研制出了世界最大成型空间为1 200 mm×1 200 mm的基于粉末床的激光烧结技术快速成型装备。据悉，已有200多家国内外用户购买和使用这项技术及装备，为我国关键行业核心产品的快速自主开发提供了有力手段。我国一些铸造企业应用该技术后，将复杂铸件的交货期由传统的3个月左右缩短到10天左右。我国发动机制造商将大型六缸柴油发动机的缸盖砂芯研制周期由传统方法的5个月左右缩短至一周左右。3结束语

6.汽车安全气囊技术及其发展趋势分析 篇六

关键词：硬件在环 (HIL) ,电子控制单元 (ECU) ,CAN网络,运用

1 硬件在环仿真基本原理

硬件在环仿真 (Hardware in the Loop Simulation, 以下简称HIL) , 也就是为了早期对电子控制单元 (Electronic Control Unit:ECU) 进行一个环境可控的测试, 因此去建立了一个外在的环境仿真系统, 让ECU认为自身处于一个真实的车辆环境中。利用一个实时运行的HIL仿真平台, 在其上运行受控对象的仿真物理模型, 并利用接口板卡的输入输出能力, 对于ECU的输出进行一个控制信号的截取, 再将所获取到的信号输入到仿真模型中使其产生相对应的反应行为, 再将这样的反应行为转化为传感器所输出的信号, 将其输出到ECU的输入管脚, 使得整体的系统得到一个闭环的响应。

HIL仿真系统的硬件通常集成在仿真机柜中 (也称为Simulator) , 如图1所示。仿真机柜含有可以被上位机程序控制的程控电源, 以对车辆蓄电池的供电进行仿真;在Simulink中建立的用于描述被控对象所处环境的物理模型被下载到处理器板卡中运行, 并和IO板卡所仿真的输入输出信号进行交互, 构成闭环的响应;测量板卡用于各种精度的电流测量, 其量程可对应车辆运行的各种工况, 如车辆休眠时的微小电流或启动时的大电流;故障注入板卡, 用于仿真各类电路故障的注入, 如短路、开路等;信号调理板卡通常作为IO板卡的辅助, 当输入输出信号的电压、电流值范围超出IO板卡的支持范围时, 将输入输出信号值调理到可支持范围。

仿真系统的控制是由通过对仿真机柜进行实时控制的上位机软件实现的, 用于编辑、编译、下载测试所需的模型、脚本, 监控测试设备和试验过程, 记录试验数据。

通过使用图形化的测试序列编辑软件, 能够对测试案例库进行管理, 根据需要组织成更大的测试序列。根据编辑好的测试序列自动地控制IO板卡的输出信号和故障注入板卡的故障形式, 自动读取被测ECU的故障码、ECU的相关信号, 根据判定准则对测试结果进行判定, 并将整个自动化测试过程的结果记录输出。

HIL系统的实时平台功能与机械测试平台不同, 在HIL系统中, 其关注的焦点在于ECU, 因此只提供ECU所需要的信号级仿真。这个平台并不一定需要真实的机械部件 (比如:发动机, 电机, 电池等) , 取而代之是相应的Simulink模型, 用于计算目前仿真环境中各种受控对象的行为反应, 并可将结果输出至各实时IO进行信号的输入输出, 这样可以使系统更加灵活。本文在讨论HIL仿真系统技术特点的基础上, 针对汽车安全气囊电子控制系统进行运用, 这样, 安全气囊系统在实车碰撞测试之外, 也能够经由HIL仿真系统进行验证, 大大增加了试验的灵活性并降低了安全气囊ECU的验证成本。

2 安全气囊电子控制系统

安全气囊电子控制系统主要由电子控制单元 (Electronic Control Unit:ECU) 、传感器、安全气囊、安全带预紧器等组成。由传感器检测正碰和侧碰加速度, ECU控制点火回路, 在紧急情况下引爆安全气囊及安全带预紧器, 对车内人员进行约束和保护。

安全气囊ECU的输入输出特性如表1所示。

前碰和侧碰传感器安装在车辆的前部和两侧, 如图2所示。当车辆发生正面或侧面碰撞时, 由碰撞传感器和集成在安全气囊ECU内部中的中央加速度传感器完成对碰撞的探测和可靠性检查, ECU根据传感器数据, 发出引爆指令, 合理的点爆气囊、气帘及安全带预紧器。

安全气囊ECU上电初始化完成后, 在正常工作状态下进行周期性自检, 以保证安全气囊ECU硬件及软件始终处于可靠状态。当收到来自传感器的信号时, ECU根据碰撞算法进行碰撞的认定, 若满足引爆条件, 则判断检测到碰撞并引爆气囊, 进行碰撞记录并输出碰撞指示信号用于仪表指示灯的点亮、通过车身控制器 (BCM) 打开门锁以及发动机系统切断燃油等。

安全气囊ECU的工作流程可以用图3表示。

3 安全气囊电子控制系统的硬件在环仿真

安全气囊系统的供电由程控电源来承担, 测试人员可以远程控制电源输出的电压, 测试控制器在极限供电电压下的工作状态。此外, 此电源为高速可编程电源, 可以进行ECU供电电压波动测试。一些标准提供了相应的测试波形, 如ISO16750-2 (下图为车辆启动时电气负载供电电压的测试波形) 。

对于可编程电源电压的控制, 选用具有模拟输出能力的IO控制板卡, 分配一路模拟输出通道来实现。为了测试一些电压波动的标准波形, 人为手动地操控程控电源的上位机控件往往是无法精准实现的。此时, 通过模型集成, 把相应波形集成在Simulink IO模型中, 作为激励输入, 可以精确地输入电压波动波形。

可编程电源的输出串联进Power Switch板卡, Power Switch板卡的作用相当于高精度的电流表, 其具有五个量程范围50A, 10A, 500m A, 25m A和1.25m A。也就是说, 通过Power Switch板卡, 既可以测量其正常工作时的工作电流, 也可以测量其休眠时的静电流。

在HIL系统中, 一般由机柜模拟开关信号, 传输给控制器。其信号值可能由被控对象模型计算所得, 也有可能由测试人员按测试定义手动或自动输入, 这需要根据一些因素来进行判断, 比如控制器的控制为闭环还是开环, 是否在HIL模型中搭建了相应的被控对象模型, 等等。从输出的信号类型来分, 气囊系统开关采集主要包含数字型和电阻型两种。HIL系统根据其类型, 选择相应的IO通道来仿真。

数字型开关一般只输出两种状态0或1, 其主要包含三种类型:上拉型, 下拉型, 上下拉型。上拉型开关为0时输出管脚为断路, 为1时输出管脚上拉到电源 (12V) 。下拉型开关为0时输出管脚为断路, 为1时输出管脚下拉到地 (GND) 。上下拉开关为0时输出管脚下拉到地, 为1时输出管脚上拉到电源 (12V) 。

例如驾驶员侧模块的驾驶员安全锁扣开关, 其管脚原理图如图5所示。

可以看出其定义为低有效, 即当该开关闭合时, ECU检测到该引脚为地信号, 当开关打开时, 检测到该引脚为断路状态, 属于下拉型。因此我们可以配置数字输出通道来进行数字型开关的仿真, 并根据具体的数字通道类型, 进行相应的配置。

HIL系统相对应的设计如图6所示。

左边为真实开关部分, 通过线束与HIL仿真机柜上的Hypertec接头 (电气连接口) 相连, 在机柜内部经过故障注入通道 (FIU) 、真实模拟信号的切换, 最后再通过机柜上的Hypertec接头与ECU相连。通过真实虚拟切换, 可以控制系统在真实开关和HIL模拟的开关信号之间的切换, 这将在后面详述。其它数字型传感器的信号还包括:乘员安全带锁扣开关。

电阻型开关, 其输出信号为电阻值。乘员感知传感器即属于此种输入信号。

HIL系统相对应的设计如图7所示。

左边为安装在电器负载台架上的真实传感器部分, 通过线束与HIL仿真机柜上的Hypertec接头相连后进入机柜, 在机柜内部经过故障注入通道 (FIU) 、真实模拟信息的切换, 最后再通过机柜上的Hypertec接头与ECU相连。

HIL系统使用故障注入板卡 (Failure Insertion Unit:FIU) 来实现电气故障注入, 其基本原理如下图。故障注入板卡的每路通道都可以实现断路, 对地短路, 对电源短路和信号间短路这几种故障注入模式。如图8所示。

在设计HIL系统时, 需要根据ECU实际管脚定义完成所有的故障注入通道, 及每路通道可以执行的故障注入类型 (比如, 有些管脚可以进行断路测试, 但如果对地短路则可能损坏控制器, 为规避这样的风险, 需要仔细定义每个管脚可执行的故障注入类型) 。

在HIL系统中, ECU可以连接真实或虚拟负载, 如各类开关、电阻型传感器。这时, 机柜会配制相应的继电器, 切换ECU的引脚连接到真实或虚拟负载, 而这些继电器由相应的IO板卡来控制, 具体架构见图9。

切换到真实负载, 可以在测试ECU的同时对将来要实车装载的负载进行测试, 但由于HIL仿真通常是在开发的早期就已经展开的, 所以真实负载经常是还不可用的。通常情况下, 都可以使用虚拟负载, 以实现对仿真环境进行精确控制和灵活设定。

安全气囊系统ECU的输出信号主要为安全气囊、气帘和预紧器的点爆控制信号, 通过AD通道, 可以采集该控制信号的数值, 并反馈给被控对象模型观测控制效果, 确定ECU提供的控制信号是否有正确点爆气囊。

HIL系统相对应的设计如图10所示。

左边为ECU, 其输出引脚直接与电气负载台架上的点火回路电阻相连, 同时再把控制信号通过HYP接头连接入HIL仿真机柜的AD通道, 机柜通过AD通道采集该信号的电压值, 并将采集到的数据反馈给被控对象模型。

此外, 气囊ECU还需要输出碰撞信号 (Crash Output) 。基于碰撞信号为PWM波的特点, 可使用带PWM功能的IO板卡来进行碰撞信号的仿真输出。

在针对安全气囊系统的HIL仿真环境中, 还需要来自外部ECU通过CAN总线提供的诸如车速信号。此时, 可以通过所谓的残余总线仿真手段, 在CAN总线上模拟外部ECU发送车速信号给气囊ECU。残余总线仿真可由HIL仿真机柜中的CAN通道来实现, 也可以使用专门的总线仿真工具, 如CANoe等实现。

为了完成对车辆碰撞实际情况的模拟, HIL系统还必须对碰撞传感器进行仿真。PSI5 (The Peripheral Sensor Interface) 是一种国际通用的开放式接口标准, 用于外设气囊传感器, 已经在世界上数以百万计的气囊系统中得到过验证, 其技术稳定可靠, 且成本较低, 受到广泛的欢迎。PSI5采用双线全双工传输, 其通讯速率可达到189kbps, 且EMC兼容性极好, ECU与传感器间可采用点对点或树状、菊花链结构, 线束长度最长为5米。

由于碰撞传感器的响应速度要求在1~2ms以内, 若使用常规的软件方式仿真, 再考虑到网络上的传输延迟时间, 已经不能满足气囊系统仿真的要求。这就要求必须用硬件描述语言 (如VHDL) 进行PSI5通讯协议的编程, 再烧录到FPGA (现场可编程逻辑门阵列) 基板上进行仿真。如图12所示。

通过在Simulink中建立被控对象模型 (如图13) , 设定各种碰撞状态下的碰撞加速度数据, 并调用FPGA程序周期性的将碰撞加速度 (单位g) 信息通过PSI5通讯帧传输给安全气囊ECU, 根据安装在车身各处传感器反馈的碰撞加速度大小, ECU对车辆的碰撞状态进行分析和界定, 合理点爆安全气囊。如图13所示。

4 结束语

安全气囊电子控制系统的HIL仿真, 提供了多种工况的模拟能力, 如:通过设定各传感器碰撞加速度大小, 可以模拟车辆的各种碰撞形式。改变点火回路电阻的大小, 可以检验ECU对点火回路的诊断功能。在实现对车辆碰撞->点爆安全气囊这一过程的仿真外, 由于同时具有电源供电仿真、信号输出仿真功能, HIL系统还提供了诸如BCM碰撞解锁功能、EMS碰撞断油功能、碰撞损坏电池断电时间对气囊系统影响等特殊工况的验证可能性。可以说以相对低的成本, 极高的灵活性和可复用性, 实现了安全气囊控制系统及其外围器件的仿真验证。

硬件在环技术在汽车电子控制系统中是很有效的仿真和验证手段, 通过数学建模的方式, 辅以FPGA编程和总线信号仿真的手段模拟出控制器运行所需的外围环境, 实现闭环的控制响应, 从而让很多难以实现或代价及其昂贵的测试工况, 能够以低成本和易于进行的方式得以实现。虽然这项技术对工程人员的综合素质要求较高, 要求其对系统组成、通信、数学建模、软件、硬件都具有一定程度的了解, 但由于其不依赖于机械机构和外界真实环境的灵活性和高度可扩展性, 硬件在环技术必将在汽车电子控制系统中得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]PSI5-Peripheral Sensor Interface-Technical Specification V2.1, 2012/10/08.http://psi5.org/filead min/user_upload/Specifications_PDFs/psi5_spec_v2d1_base.pdf.