51智能乘员约束技术

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1、5.1•智能乘员约束技术5.1.1概述汽车安全性能主要包括3个方面：主动安全性、被动安全性和事故发生后的安全性。被动安全是指汽车在发生事故以后对车内乘员的保护，如今这一保护的概念以及延仲到车内外所有的人甚至物体。汽车乘员约束系统是汽车被动安全的重要环节。乘员约束系统是在车祸意外发生，车辆己经失控的状况之下，对于乘坐人员进行被动的保护作用，希望透过固定装置，让车室内的乘员，固定在安全的位置，并利用结构上的导引与溃缩，尽量吸收撞击的力量，确保车室内乘员的安全。汽车乘员约束系统主要包括：安全带（含预紧器、限力器）、安全气囊、安全座椅、压溃式转向柱和膝垫等。其中安

2、全带和安全气囊是汽车碰撞事故中最有效的乘员保护设施。据有关数据表明佩带座椅安全带可以使碰撞事故中乘员伤亡率减少15%-30%0安全气囊是安全带的辅助装置，对驾驶员和乘员的头部、颈部安全有着十分明显的保护作用，特别是在汽车正面碰撞和侧面碰撞时其保护作用尤为明显。据统计，气囊在汽车碰撞时，可使头部受伤率减少面部受伤率减少25%左右。目前，各国关于碰撞乘员保护的法规中，多数都只规定了第50百分位IlybridHI假人正常乘坐位置在一种碰撞强度下的保护标准（新FMVSS208增加了对第5百分位女性和儿童的保护要求）。事实上，由于实际碰撞事故的复杂多样性，无论是安全

3、带还是安全气囊，其保护作用都有其局限性，而且如使用或设计不当还会带来较大的负面影响。佩戴安全带的乘员在汽车发生正面碰撞事故时，织带直接与乘员胸部和腿部相接触并使得乘员向前移动，织带的线性特性使乘员受的约束力几乎直线增大，过大的胸部压力甚至造成致命伤害。而对于小身材乘员，则极有可能发生“下潜”的现象，造成腹部、颈部和肩部的伤害。对安全气囊系统来说，气体发生器约在30ms内将气囊充满，巨大的冲击力将对离气囊组件很近并处于膨胀方向的乘员的头部和颈部造成严重伤害；按第50百分位正常位置乘员设计的气囊系统,极有可能对离位乘员和小身材妇女其至儿童造成伤害。也就是说气囊

4、系统是一个有效的伤害防护装置，但是气囊的展开可能是新的伤害源。值得一提的是，对丁•大尺寸乘员来说，碰撞中常常会将气囊压到底(bottomingoutofairbag)后与转向盘碰撞，也就是说普通气囊难以对大尺寸乘员起到应有的防护作用。随着电子技术和汽车安全技术的发展，发展智能乘员约束技术来增加汽车被动安全性能成为国内外汽车界的普遍共识。智能约束系统就是通过自动判断乘员的类型和碰撞发生时的车速，来自动调整约束系统的参数，通常可控的参数如下：安全气囊多级点火气体发生器点火的级数、排气孔的面积、安全带预紧器和限力器的特性、压溃转向柱特性。本文将结合国内外在智能约

5、束系统的最新研究成果，主要介绍智能约束系统的两大组件一一安全气囊和安全带一一的新技术，并介绍其他一些关键技术的研究进展和发展趋势。512•智能安全气囊安全气囊系统称为SRS,和对于安全带，安全气囊只是一个辅助保护设备。安全气囊是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成，工作时用无害的氨气填充。安全气囊的基本原理是在发生一次碰撞后、二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构Z间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气囊上，从而降低乘员的伤害指标。安全气囊发展至今，技术上己经非常成熟，能够对乘员起到更好的保护作用，同时为了降低安全气囊点爆过程中对于乘员的伤害，出现了更多更为智能化

6、、低能量化、多级化的安全气囊，在保护乘员的同时避免了对乘员的伤害。智能安全气囊就是在普通型的基础上增加传感器，以探测出座椅上的乘员是儿童还是成年人，他们系好的安全带以及所处的位置是怎样的高度，通过采集这些数据，由电子计算机软件分析和处理控制安全气囊的膨胀，使其发挥最佳作用，避免安全气囊出现无必要的膨胀，从而极大地提高其安全作用。5.1.2.1乘员识别技术乘员识别系统或者乘员鉴别系统是智能安全气囊的关键技术。通过增加这样的系统，ECU可以判断出乘员的类型、乘员的质量、乘员距转向盘/仪刻以及点火能量等级，采用对应这类乘员的低能量点爆方式，从而避免传统气囊点爆过

7、程中对于这类乘员的伤害作用。表板的距离、座椅位置以及安全带状态等，从而准确控制安全气』的点火时图1.1是一种利用超声波方法探测乘员距方向盘/仪表板远近的解决方案，如果发现乘员距离过近，就提前触发气囊，同时有可能的话降低气囊的点火能量等级，防止气囊点爆时刻对人的伤害。图1.1超声波乘员探测3图1.2是德国bosch公司开发的乘员识别系统。它基本包括如下组成部分：3个前部预碰撞传感器（能够更快感知止面碰撞信号，从而提高点火的快速性），1个儿童座椅传感器（当前排座椅安装背向儿童座椅的吋候禁止气囊的点爆），1个集成滚翻传感器的主控单元（主要的控制单元，同时集成了滚

8、翻传感器，能够进行滚翻事故的气囊点火控制），4个侧面传感器（感知侧