AEB制动下主动安全带对乘员胸部损伤的影响

为了研究在制动紧急制动系统(AEB)作用下,集成主动预紧式安全带(Integrated Active Pre-tensioning Seatbelt,IAPS)主动预紧对事故中乘员胸部伤害产生的影响,针对某款车型进行了2次模拟AEB制动功能的滑台试验。试验中,滑台由64 km/h通过模拟AEB制动降至50 km/h后进行正面碰撞。2次试验中,一次用普通安全带,一次用IAPS。研究结果表明:碰撞前,AEB制动导致乘员发生前移及上躯干前倾,而IAPS能够使乘员保持原有姿态。但躯干前倾,安全带碰撞中预紧会对乘员肩部产生向下按压作用,IAPS作用后导致事故中安全带按压作用丧失,碰撞后期乘员胸部前扑幅度加大,胸部刚度下降。在AEB制动下,IAPS作用改变安全带肩带合力作用方向,在当前试验条件下,存在加重乘员胸部伤害风险。     

可逆约束系统参数匹配优化研究

针对可逆约束系统中可逆预紧式安全带与安全气囊优化匹配的问题,建立某车型驾驶员侧约束系统仿真模型,分别对碰撞前自动紧急制动作用下乘员动态响应,以及碰撞中乘员损伤指标进行验证分析。将试验设计,Kriging代理模型以及第二代多目标遗传算法相结合,以可逆约束系统6个关键参数为输入变量,以乘员头、胸、颈、大腿的损伤值为优化目标,开展多目标优化研究,并利用加权损伤指标(Weighted injury criteria,WIC)评价最优匹配方案。结果表明:与优化前相比较,优化后的约束系统能够有效降低乘员损伤值。当碰撞初速度为56 km/h时,最优匹配方案使胸部、颈部、大腿损伤值分别降低6.61%、28.99%、16.12%,WIC值降低4.99%,头部损伤值基本没有变化;将碰撞初速度增大至64 km/h后,最优匹配方案表现出更好的保护效果,乘员头部、胸部、颈部、大腿损伤值分别降低26.19%、33.21%、20.49%、6.11%,WIC值降低28.01%。     

基于有限元技术的主动安全带性能研究

本文建立了带THUMS人体模型的驾驶员侧约束系统模型和主动安全带模型,通过对比普通安全带和主动安全带下驾驶员模型在紧急制动下的前倾位移量,来量化研究主动安全带对乘员坐姿的影响,仿真结果表明:紧急制动使乘员产生离位现象,使用主动安全带能够分别减少乘员头部、胸部位移37.5%和81.8%。     

汽车半主动乘员约束防护系统设计与动力学建模仿真

设计了一种汽车的半主动乘员约束防护系统,该系统能根据反应时间余量来判断车辆发生碰撞的可能性,不同的可能性对应不同的危险等级,当危险能避免时则发出警报提醒驾驶员主动避免,不能避免时提前启动乘员约束保护装置。通过仿真分析软件MADYMO建立了汽车正面碰撞模型,并经试验验证了其正确性。对所设计的安全带预紧装置与座椅坐垫倾角调整装置进行仿真,然后与传统的被动执行机构仿真结果进行对比。结果表明：半主动乘员防护系统可提前实现安全带预紧和座椅坐垫倾角的调整,相比传统的被动防护系统中碰撞后火药预紧与座椅坐垫倾角不变,乘员的头部、髋部伤害略有减小,颈部弯矩峰值、胸部加速度、胸部压缩量分别减小了20.6%、14.6%、15.6%。所设计的半主动约束防护系统能有效减轻乘员的损伤。     

大客车紧急制动乘客约束系统的仿真研究

利用碰撞仿真分析软件MADYMO,建立了包括客车车体、安全带和假人的乘客约束系统正面碰撞模型,求解后得到乘员头部、胸部伤害响应曲线和HIC、胸部3ms加速度、胸部压缩量等损伤值。与实车碰撞试验结果进行对比可知,模型较真实地反映了碰撞试验过程。然后建立了客车紧急制动乘客伤害评价体系,并利用上述模型在近似减速度的假设下,对客车紧急制动工况进行仿真计算,得到了不同形式的安全带及座椅倾角与乘员损伤值的关系。通过仿真分析可知,在紧急制动时,三点式安全带对乘员具有较好的保护效果,同时增大座椅坐垫倾角可以减少乘员损伤值。     

面向主动安全的智能预紧式安全带系统

在分析了智能乘员约束系统的控制过程的基础上,提出了智能预紧式安全带的控制策略及设计方案,构建了乘员约束系统测试实验台方案,进行了智能预紧式安全带控制系统的软硬件设计。系统硬件平台采用高性能32位ARM嵌入式硬件平台,系统采用集成ARM7TDMI—S内核的PHILIPS的LPC2290作为系统中的电控单元（ECU）,系统软件运用NucleusPLUS嵌入式操作系统进行开发。在此基础上开发了实验样机,可以进行智能预紧式安全带与乘员约束系统匹配的相关实验。     

面向主动安全的智能预紧式安全带系统

在分析了智能乘员约束系统的控制过程的基础上,提出了智能预紧式安全带的控制策略及设计方案,构建了乘员约束系统测试实验台方案,进行了智能预紧式安全带控制系统的软硬件设计。系统硬件平台采用高性能32位ARM嵌入式硬件平台,系统采用集成ARM7TDMI-S内核的PHILIPS的LPC2290作为系统中的电控单元(ECU),系统软件运用Nucleus PLUS嵌入式操作系统进行开发。在此基础上开发了实验样机,可以进行智能预紧式安全带与乘员约束系统匹配的相关实验。     

TRW集成自动紧急制动和主动式约束系统

近日,TRW汽车控股公司新推出一套认知型安全系统,结合自动紧急制动(AEB)和安全带主动控制卷收器(ACR)技术,加强了对驾驶者的预警功能,更好地将乘员约束于受安全气囊保护的位置,并提供自动化的制动支持。     

集成主被动式安全带的性能评估及优化分析

针对高级驾驶员辅助系统（ADAS）功能多、集成度低的情况,提出了将可逆预紧式安全带与车道偏离预警系统、前方碰撞预警系统和疲劳驾驶监测系统集成为一体的集成式主被动安全系统。在探讨了该集成系统的工作原理和控制策略基础上,通过开展志愿者实车道路实验研究了前方预警系统的碰撞时间阈值、安全带预紧力以及安全带预紧时产生的噪声三个因素对乘员主观感受的影响。对志愿者的主观评价和实验数据的对比分析表明：该集成系统的控制策略逻辑合理,在各个工况下能够主动触发以提醒和约束乘员;但是初期由于预警提醒的频次过高和噪声较大影响了乘员的驾驶体验。经过降低预警系统碰撞时间阈值和优化调整安全带的传动结构,提高了乘员的驾驶体验。该集成式主动安全系统可有效地辅助驾驶员驾驶,且满足乘员的主观可接受度。     

UN R129侧碰数值模拟的3岁儿童损伤风险研究

根据联合国欧洲经济委员会制定的UN R129法规儿童约束系统（CRS）台车侧面碰撞条件,提出了2种台车侧面碰撞仿真试验方法,并验证了其可行性。基于该试验方法,采用Q3儿童假人,建立3种不同CRS（五点式-成人安全带固定（三点式CRS）,五点式-ISOFIX固定,前护板型-成人安全带固定）的侧面碰撞数值分析模型。分析了儿童乘员的运动学响应和头、颈部及胸部的损伤物理参数。结果显示：儿童乘员在不同类型的CRS中的运动学响应不同。ISOFIX固定条件下儿童头部损伤风险较大,除三点式CRS约束条件下的儿童乘员损伤物理参数接近耐受极限值外,其他2种工况下的儿童乘员的胸部合成加速度（3ms）和上颈部弯矩值均超过儿童乘员耐受极限值,可见在侧面碰撞中儿童乘员的胸部和颈部损伤风险较大。     

汽车低速追尾碰撞中乘员动力学响应和颈部损伤的仿真研究

利用MADYMO仿真分析软件建立了包括BioRIDⅡ假人、座椅和安全带在内的追尾碰撞模型，研究了在追尾碰撞中，座椅特性和乘员位置对乘员动力学响应和颈部损伤的影响。仿真分析结果表明，头枕位置、靠背刚度、靠背倾角调节器特性和乘员乘坐姿势对乘员头颈部的动力学响应有很大影响，通过合理的座椅设计可以显著降低颈部损伤风险。     

微型客车乘员约束系统性能分析及改进设计

针对某国产微型客车，利用碰撞受害者模拟软件MADYMO建立了该车乘员约束系统前碰撞计算机仿真模型，与试验结果进行了对比验证。通过对安全带和安全气囊等典型约束装置的参数灵敏度分析和优化，给出使得乘员在碰撞过程中所受到的伤害值最低的参数优化配置区间，利用随机模拟和统计计算的方法对系统在该区间内的性能稳定性进行了计算和分析，进一步保证了改进方案的可靠性。     

汽车座椅坐垫倾角对正面碰撞乘员保护影响分析

提出在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构,在汽车正面碰撞前或正面碰撞中增大座椅坐垫与车身地板的夹角,利用座椅坐垫在乘员的重心前方形成有效约束,从而减轻乘员伤害的设想。为此,以某型轿车驾驶区相关尺寸参数和性能参数为依据,采用MADYMO分析软件建立汽车正面碰撞仿真分析模型,并经试验验证。采用不同座椅坐垫倾角进行仿真分析,结果表明,当采用25座椅坐垫倾角时头部损伤下降21.4%,胸部损伤下降16.6%,而髋部损伤仅仅增加8.2%,腿部损伤依然较低。因此,在汽车乘员约束系统中增设座椅坐垫倾角调节机构能够有效地减少乘员的伤害。     

The effect of crash pulse on occupant injury in frontal coach collisions

The purpose of this study is to reveal the effect of different acceleration curves on occupant injury risk in the frontal collision of coaches. Based on characteristics of frontal crash acceleration curves, the influence of characteristic parameters on occupant injury was studied using a two-factor variance analysis method. The finite element-rigid body coupling method was used to establish a coupled simulation for the dummy and the sled and evaluate differences in the effects on occupant injury between the acceleration curves of four different coaches and the acceleration envelope of the ECE R80 standard. Results indicate that the upper limit of the simplified curve has the greatest influence on occupant injury and it displays a positive correlation. The acceleration curve stipulated by ECE R80 is too idealized, which may lead to inadequacies in safety protection capability in vehicle and seat design.

     

基于GA-BP网络的矿山路面不平度辨识

提出利用经遗传算法优化的BP神经网络辨识矿山路面的方法。建立了14自由度自卸车仿真模型,将仿真得到的座椅加速度作为网络理想输入样本,基于逆变换原理拟合出的路面不平度作为网络理想输出样本,通过网络训练,建立了两者之间非线性映射模型。对拟合出的不同等级路面、各种凹坑路面及自卸车不同载重下路面不平度进行辨识,辨识路面与测试路面相关系数高、相对误差小,验证了该方法具有对复杂矿山路面的辨识能力。通过整车道路试验,证明了该方法的准确性。与自卸车常用C级路面下的平顺性仿真结果的对比显示,采用该方法得到辨识路面更加接近实际路面,达到了提高模型仿真精度的目的。     

基于多工况的汽车碰撞乘员约束系统参数匹配的研究

针对单一工况匹配的安全气囊系统不仅在其他工况下不能保证对乘员的保护效能,而且还极有可能产生更大的伤害。以国产某轿车为例,建立该车的前排乘员侧约束系统的数学仿真模型,针对美国FMVSS208法规所要求的正面刚性固定壁障垂直碰撞的四种工况进行乘员响应的仿真计算,并对该车的约束系统参数进行多工况优化,同时提出了基于多工况的乘员约束系统参数优化方法。所提方法能够使乘员约束系统在不增加配置的基础上,满足更多种工况下的假人伤害值要求。     

Establishment and Validation for the Theoretical Model of the Vehicle Airbag

The current design and optimization of the occupant restralnt system (ORS) are based on numerous actual tests and mathematic simulations. These two methods are overly time-consuming and complex for the...