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主动式安全带预紧装置的开发与仿真研究
| 论文题名： | 主动式安全带预紧装置的开发与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车安全带;主动预紧装置;仿真设计;交通事故判别 |
| 摘要： | 汽车安全带是乘员约束系统的重要组成部分，正确使用安全带能有效降低交通事故中乘员受到的伤害。安全带在佩戴时通常存在一定的织带松弛量，以保证乘员不会过紧地被约束在座椅上。然而，研究表明织带松弛会降低乘员约束系统的保护效果。为消除织带松弛量，传统的火药式安全带预紧装置被提出并广泛应用于目前的乘员约束系统中，其原理是汽车发生碰撞事故时，在乘员尚未明显向前移动的情况下，立即拉紧织带以消除织带松弛量。事故统计表明大多数驾驶员在事故发生会前采取紧急制动措施，制动过程会使乘员在碰撞前便已存在一定前倾量，在此情况下传统的安全带预紧装置约束效能较差且可能对乘员造成不可预计的伤害。 基于以上原因，本文提出了一款基于制动加速度信号控制的新型主动式安全带预紧装置。为了研究该主动式安全带预紧装置在正面碰撞中对乘员的保护效果以及相对传统火药预紧装置的优势，采用计算机仿真方法，利用MADYMO软件建立了基于制动过程的驾驶员侧正面碰撞仿真模型，分别研究了采用不同预紧方式保护的乘员在汽车的制动和碰撞过程中的动态响应。仿真结果表明，主动式安全带预紧装置能更有效地约束乘员并降低乘员在正面碰撞中的损伤参数。 本文开发的主动式预紧装置采用加速度传感器实时采集车辆加速度信号，当驾驶员采取紧急制动措施时，控制系统准确判断该行为并触发预紧装置工作，从而在事故发生前进行安全带预紧，降低乘员发生二次碰撞的风险。本文完成了预紧装置的结构方案设计，进行了样件试制，并通过静态试验测试了该样件的预紧性能。 以驾驶员在事故发生前所采取的紧急制动行为为判别依据，利用移动积分窗算法开发了一种基于制动加速度信号控制的主动式安全带预紧装置控制系统，包括一套完整的硬件电路及相关软件程序。利用控制系统样件进行了道路实车制动试验，结果表明该系统能有效识别驾驶员的紧急制动行为并控制电机工作实现预期目的。 本文的研究结果对国内的主动预紧式安全带研究工作的开展和自适应乘员约束系统的开发具有一定参考价值。 |
| 作者： | 齐晓明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹立波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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