主动预紧式安全带控制系统研究

发布时间：2017-08-03 21:22

  本文关键词：主动预紧式安全带控制系统研究

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【摘要】：本文基于新型的主动预紧式安全带的概念,根据主被动安全结合的设计思路,研究一种新型的控制策略,通过获取汽车行驶过程中的前碰撞预警系统信号,以及控制系统的扫描、识别和处理,从而驱动电机和传动系,实现安全带织带在预碰撞过程或碰撞过程中的提前预紧,通过消除安全带织带松弛量,可起到自适应约束乘员的作用,并减少碰撞过程中驾驶员胸部加速度的峰值,从而提高保护乘员的效果。首先通过建立模型获取最佳的预紧参数,为控制系统的设计提供数据支撑;之后根据控制逻辑确定控制系统功能作用,定义主动预紧式安全带各工况的优先级,采用区别化工况执行逻辑。根据主动预紧式安全带的工作模式,基于Freescale单片机MC9S12G48设计各电路模块;根据控制系统不断扫描信号的要求和准确配置织带卷收的命令,研究出一种新型扫描算法,确保危机工况执行的准确性和时效性,并实现按照不同优先级执行,保证了信号扫描和电机运转的独立性,起到了核心支撑作用;此外,结合当前汽车电子系统通讯方式的发展,本文基于CAN总线研究了控制系统之间的通讯协议,定义了通讯方式和通讯思路,可实现对前碰撞系统的危机信号进行接收、处理,针对不同类型的信号进行了通讯转换的设计,同时利用CAN-USB及RS232通讯软件,研究上位机和下位机的交互、诊断和测试过程,并实现对整个控制系统的联合调试,即从前碰撞预警系统到主动预紧式安全带的所有功能的准确执行;最后,研究主动预紧式安全带的测试体系,在传统ECU测试领域和其特殊功能领域进行系统化测试研究。本文的研究思路和结果对于主被动安全技术的开发和自适应约束系统的开发具有一定的参考价值。
【关键词】：主动式预紧安全带 卷收算法 控制系统 CAN总线
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外发展现状10-12
• 1.2.1 汽车电子系统发展现状10-11
• 1.2.2 预紧式安全带研究现状11-12
• 1.3 论文研究的意义12-13
• 1.4 研究内容13-14
• 1.5 论文结构14-15
• 第2章 控制策略研究15-21
• 2.1 传统刹车触发型安全带15-16
• 2.2 基于仿真模型对控制系统的参数验证16-17
• 2.3 控制策略17-19
• 2.4 前碰撞预警系统信号发生19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 主动预紧式安全带控制系统硬件设计21-32
• 3.1 基于飞思卡尔单片机的硬件功能研究21-25
• 3.1.1 电源电路设计21-22
• 3.1.2 MC9S12G48最小系统支撑电路设计22-24
• 3.1.3 CAN模块外围电路设计24
• 3.1.4 其他模块外围电路设计24-25
• 3.2 电机控制模块25-28
• 3.2.1 PWM工作原理26-27
• 3.2.2 直流电机驱动电路27-28
• 3.3 PCB板布板28-30
• 3.4 MC9S12G48硬件板测试30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 软件设计与研究32-41
• 4.1 软件平台搭建32-36
• 4.1.1 主函数32-33
• 4.1.2 中断函数程序33
• 4.1.3 定时器模块软件设计33-35
• 4.1.4 电流保护程序设计35-36
• 4.2 基于PID控制的电机驱动算法36-40
• 4.2.1 主动预紧式安全带电机控制原理36
• 4.2.2 电机控制算法的优化36
• 4.2.3 PID控制算法36-40
• 4.3 本章小结40-41
• 第5章 CAN通讯系统设计41-47
• 5.1 CAN总线功能简介41-42
• 5.2 CAN通信模块软件42-44
• 5.3 IO口转CAN口通讯方式设置44-46
• 5.3.1 传统IO通讯44
• 5.3.2 通讯方式的转换44-45
• 5.3.3 上位机、下位机诊断和信号检测45-46
• 5.4 本章小结46-47
• 第6章 主动预紧式安全带控制系统测试与验证47-53
• 6.1 安全带电流测试和耐久性测试47-49
• 6.2 控制系统功能性验证49-51
• 6.3 主动预紧式安全带联合调试51-52
• 6.4 本章小结52-53
• 总结与展望53-55
• 参考文献55-59
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录59-60
• 致谢60

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本文编号：616396