汽车智能安全系统
2005年2月A版
引言
安全带和安全气囊是汽车碰撞事故中最有效的保护设施。据有关数据表明,佩带座椅安全带可以使碰撞事故中伤亡率减少15%-30 %。安全气囊对驾驶员和乘员的头部、颈部安全再发生正面碰撞时有着十分明显的保护作用。
但是由于实际碰撞事故的复杂多样性,无论是安全带还是安全气囊,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。具体表现在：
当小规模事故发生时,气囊对乘员的伤害很有可能超过事故本身。当驾驶员乘坐位置过于靠近方向盘时,安全气囊系统内部气体发生器约在30ms内将气袋充满,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;按标准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甚至儿童造成伤害;对于大尺寸乘员来说,碰撞中常常会将气囊压扁后与转向盘碰撞,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。
就此摆在设计人员面前的问题就是：怎样开发出一套针对个人而非针对标准的安全系统,这种系统要能够对乘员情况进行实时监控,并通过监控得到的参数在碰撞过程中控制安全系统。
开发新型智能安全系统的重要性毋庸置疑。按照美国的标准,到了2006年,所有的汽车都必须装备此类系统。可以毫不犹豫地说,开发汽车智能安全系统在今后将具有广阔的市场前景。
Freescale公司所开发的传感器和微处理器在汽车控制方面具有很高的性能价格比。该公司最新开发的电场成像器件MC33794非常适合用于测量和人有关的物理参数（因为人体本身主要由水组成,而水里的金属元素是人体成为具有常电解特性的良导体。）所以我们以该传感器为核心,优化了传感器安排,重新设计了一个智能安全系统。此系统使用传感器和高性能MCU来探测驾驶员的体型、位置和重量并决定安全带和安全气囊的工作状态。
设计概述
本次设计的目标是开发一种通用的不限车型的智能安全系统。通过更新FLASH内控制表格内的数据调整相应的控制变量,该系统既能用作驾驶位安全汽囊控制系统,也能安装在乘客位控制乘客位安全汽囊系统。利用
单片机精确地控制安全气囊的开放和安全带的收紧程度,以此来避免因为安全气囊的非必要或不充分打开而引起的人员伤亡。
本系统并不直接控制安全气囊与安全带,而是作为CAN总线内的一个节点,向实际控制安全气囊和安全带的微控制器发出部分控制参数。借以实现安全系统的智能化。
系统应具备的功能
智能气囊开关控制
关键因素是碰撞发生时的加速度。在国家鉴定试验中,碰撞瞬时的加速度约为-40g;当由碰撞造成的减速度小于40g时气囊不会打开。另外,考虑到气囊并非针对儿童设计,当汽车发生碰撞时气囊有可能对儿童造成致命伤害,故当乘员为乘坐姿势不当的儿童（体重小于30公斤）时,气囊将永远不会打开。（建议使用带有儿童安全带的反向安全座位）。
