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邻车切入工况下的主被动安全技术
| 论文题名： | 邻车切入工况下的主被动安全技术 |
| 关键词： | 邻车切入工况;主动制动;主动换道;乘员约束系统;主动预紧功能 |
| 摘要： | 切入行为作为驾驶过程中较为常见的一种驾驶行为，在复杂多变的交通环境下，不当的切入行为极易导致交通事故的发生。为提高行车安全，针对邻车切入工况开展主被动安全技术的研究具有一定的指导意义。 首先，本文针对邻车切入工况提出一种集成主动制动和主动制动换道的避撞策略。利用 RSS 安全距离模型及行车环境确定主动制动与制动换道的优先级，以车辆动力学模型为基础，采用五次多项式规划换道轨迹，最后基于LQR和PI对车辆进行横纵向解耦控制跟踪。通过在仿真软件Prescan上搭建适用于本课题的邻车切入测试场景，联合Carsim和Matlab/Simulink进行仿真验证该方法的有效性。仿真结果表明，在不同交通环境下，自车实现了主动制动和主动制动换道的避撞功能。对于被动安全的研究，本文选择2010款Yaris作为研究对象，搭建了整车有限元模型和驾驶员侧约束系统模型并进行验证。随后，本文基于典型的切入型事故在Prescan中搭建相应的事故场景，完成了车辆预碰撞阶段的联合仿真工作，并对预碰撞阶段车辆响应进行分析。 其次，本文用Yaris整车有限元模型搭建车辆碰撞模型，将预碰撞阶段结束时刻两车的碰撞角度和碰撞速度作为边界条件输入到碰撞模型中，得到碰撞过程中车辆在六个自由度的运动数据。随后，将碰撞阶段的车辆运动数据输入到驾驶员侧约束系统模型中作为边界条件，分析碰撞过程中的乘员响应。仿真结果表明：碰撞中假人头部的 3ms 合成加速度最大接近 35g，颈部的剪切力和伸张弯矩分别达到了 0.92KN 和194.55Nm。为降低假人在碰撞过程中的损伤，在原有的约束系统配置上增加了主动预紧功能。仿真结果表明：假人的头部和胸部的 3ms 合成加速度最大时分别为 27.11g和22.95g，且假人的腿部伤害也有所降低，左大腿力Fl降低了29.8%，但假人的颈部损伤并无明显改善。 最后，为提高约束系统的安全性能，利用ModeFRONTIER与MADYMO耦合搭建多目标优化平台对约束系统中关键参数进行多目标优化。优化后的乘员头部 A3ms降幅4.5%，颈部Nij降幅9.5%，胸部C3ms降幅8.2%。整体来看，优化之后的约束系统之间的匹配更为合理，碰撞过程中乘员整体损伤有所降低。 |
| 作者： | 王强 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 胡远志;董立强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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