乘用車安全氣囊匹配中的誤作用試驗(yàn)研究

1、【機(jī)動車專欄】乘用車安全氣囊匹配中的誤作用試驗(yàn)研究文/ 鄭祖丹 俞晶鑫摘要 本文主要針對乘用車安全氣囊匹配中的氣囊誤作用試驗(yàn)展開了研究和分析，并簡要介紹了國內(nèi)外氣囊誤作用試驗(yàn)的各項(xiàng)內(nèi)容，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，初步總結(jié)了氣囊誤作用試驗(yàn)在 氣囊匹配中的作用。提出了建立乘用車安全氣囊誤作用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的重要意義。關(guān)鍵詞 安全氣囊 氣囊匹配 誤作用試驗(yàn)Abstract: This paper introduced the research and analysis on the airbag misuse test, and generally described the content of the airba

2、g misuse test in China and other countries. The role of the airbag misuse test in airbag matching was preliminary summarized through experimental verification. Finally the significance of establishing the passenger airbag misuse test standard was proposed.Keyword: Airbag; Airbag matching; Airbag mis

3、use test氣囊作為汽車安全系統(tǒng)的重要組成，早在1953 年美國就提出了汽車氣囊構(gòu)想，在1980 年 德國制造出第一個汽車氣囊，1985年起在全部供 應(yīng)美國市場的汽車上都安裝了這種安全系統(tǒng)。今 天的氣囊已經(jīng)發(fā)展到可以在任意方向的碰撞中（包括側(cè)向碰撞） 起保護(hù)乘員頭部、軀干和膝部 的作用的程度。在我國，當(dāng)前汽車安全氣囊在乘用車的使用 已很普及，尤其是正面碰撞氣囊已是A級 （緊湊 型） 車甚至微型車的基本配置。氣囊匹配研發(fā)環(huán) 節(jié)在汽車產(chǎn)品開發(fā)中舉足輕重。為此，制造廠商 投入了大量的人力和物力，從設(shè)計開發(fā)到試驗(yàn)驗(yàn) 證等一系列的氣囊匹配試驗(yàn)，安全氣囊系統(tǒng)開發(fā) 過程中的關(guān)鍵點(diǎn)是氣囊點(diǎn)火控制算法及目標(biāo)

4、點(diǎn)火時刻的確定，既要準(zhǔn)確點(diǎn)火，也要防止誤爆。當(dāng)然，氣囊對沖擊的緩沖作用是非常有效的，當(dāng)車 輛由于不慎發(fā)生碰撞時, 它會充分吸收駕乘者的 部分沖力，輔助安全帶保護(hù)駕乘者。但任何事物 都有它的兩重性，若車上的氣囊在不應(yīng)點(diǎn)爆時點(diǎn) 爆了，它不僅給消費(fèi)者帶來損失，而且還會給車 上乘員帶來傷害。因此，安全氣囊最重要品質(zhì)指 標(biāo)之一是可靠性，若不該點(diǎn)爆時點(diǎn)爆氣囊成為誤 點(diǎn)爆；該點(diǎn)爆時沒有點(diǎn)爆稱之為漏點(diǎn)爆；點(diǎn)爆太 晚則稱之為遲點(diǎn)爆；無論是誤點(diǎn)爆、漏點(diǎn)爆還是 遲點(diǎn)爆都將導(dǎo)致車內(nèi)乘員受傷害，是絕對不允許 的。乘用車氣囊誤作用試驗(yàn)就是為防止氣囊誤點(diǎn) 爆而設(shè)計和開展的一系列試驗(yàn)，安全氣囊制造商 通過這一系列氣囊誤作用試

5、驗(yàn)來測定ECU （電子T hesis 論文誗 Study 學(xué)術(shù)控制單元） 及車身各部位的傳感器信號，以便提供給氣囊控制軟件進(jìn)行算法編程，從而避免車內(nèi) 安全氣囊在遇多種不應(yīng)點(diǎn)爆環(huán)境和條件下突然點(diǎn) 爆而傷及車內(nèi)乘員，以控制和避免安全氣囊的誤 點(diǎn)爆，這就是氣囊誤作用試驗(yàn)的作用。氣囊誤作 用試驗(yàn)是乘用車安全氣囊技術(shù)的重要組成部分。一、國內(nèi)外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一汽車安全氣囊匹配是汽車產(chǎn)品開發(fā)中一個舉 足輕重的環(huán)節(jié)。 制造廠商投入了大量人力和物 力，開展從設(shè)計開發(fā)到試驗(yàn)驗(yàn)證等一系列的氣囊 匹配試驗(yàn)。但由于乘用車的氣囊匹配技術(shù)含量很 高，其核心技術(shù)氣囊點(diǎn)火控制算法及目標(biāo)點(diǎn)火時 刻的確定目前掌握在國外的氣囊匹配制

6、造商手 里，國內(nèi)氣囊生產(chǎn)廠大都以生產(chǎn)為主。氣囊誤作 用試驗(yàn)是氣囊匹配過程中的重要試驗(yàn)之一，在國 外氣囊開發(fā)過程中，對氣囊誤作用試驗(yàn)非常重 視。如德國的Bosch和Siemens，美國的Takata以及 瑞典的Autoliv等制造商都是汽車氣囊匹配和生產(chǎn) 的專業(yè)公司，都有自己的一套氣囊誤作用試驗(yàn)規(guī) 范和規(guī)定。 隨著世界汽車市場的轉(zhuǎn)移, 我國的汽 車工業(yè)迅速發(fā)展，汽車新產(chǎn)品不斷推陳出新，促 使氣囊匹配制造商對汽車氣囊匹配的業(yè)務(wù)猛增。 為減低成本和縮短氣囊匹配開發(fā)時間，使得這些氣囊供應(yīng)商把許多試驗(yàn)轉(zhuǎn)移到我國進(jìn)行，其中包括氣囊誤作用試驗(yàn)。目前國際上還沒有統(tǒng)一的法 規(guī)，但各個氣囊生產(chǎn)企業(yè)都按自己的氣囊誤

7、作用 試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)。國內(nèi)的汽車安全氣囊生產(chǎn)廠 發(fā)展很快,形成獨(dú)資、合資和自主品牌三足鼎立， 并開展氣囊誤作用試驗(yàn)。但目前尚未有開展氣囊 匹配所需的氣囊誤作用試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法，氣 囊誤作用試驗(yàn)規(guī)范普遍是直接搬用國外氣囊制造 商所提供的方法，但由于國內(nèi)外道路及路況差異 大，不宜直接引用。故研究乘用車的氣囊誤作用 試驗(yàn)，規(guī)范乘用車氣囊誤作用試驗(yàn)方法，建立符 合我國道路路況的試驗(yàn)規(guī)范方法，才有利于我國 汽車工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。此外，規(guī)范乘用車 氣囊誤作用試驗(yàn)方法后，還可作為司法鑒定的法 律依據(jù)，也為汽車招回制度提供依據(jù)。二、乘用車氣囊誤作用試驗(yàn)方法解析目前乘用車根據(jù)用途的不同分別配有正碰氣 囊

8、和側(cè)碰氣囊，因此氣囊誤作用試驗(yàn)也根據(jù)正面 和側(cè)面的不同分成兩類試驗(yàn)，分別配合正碰氣囊 和側(cè)碰氣囊的匹配開展不同氣囊誤作用試驗(yàn)。但 根據(jù)氣囊誤作用試驗(yàn)內(nèi)容，又可把氣囊誤作用試 驗(yàn)歸類分成靜態(tài)試驗(yàn)、路障試驗(yàn)和道路試驗(yàn)3 種 類型，如下表：每種類型根據(jù)試驗(yàn)車型所匹配的不同型式（用途） 氣囊，分別開展各種不同的氣囊誤作用 試驗(yàn)，以保證所配置氣囊的安全可靠性，避免產(chǎn) 生預(yù)期條件以外的誤爆。1. 靜態(tài)試驗(yàn)所謂靜態(tài)試驗(yàn)是指車輛在靜止?fàn)顟B(tài)，外界給予試驗(yàn)車輛的不同沖擊，主要包括錘擊、猛移座椅、猛關(guān)車門、猛關(guān)引擎蓋以及籃球、購物車、 自行車對試驗(yàn)車輛的沖擊等。 在這些工況環(huán)境 下，氣囊是不允許點(diǎn)爆的。因此，必須通

9、過各種 靜態(tài)試驗(yàn)來測得氣囊控制單元所得到的信號，并 通過氣囊點(diǎn)爆控制算法程序來加以避免誤爆。質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化 Quality and Standardization 2011.1038項(xiàng)目（分類）相關(guān)試驗(yàn)控制參數(shù)靜態(tài)試驗(yàn)關(guān)門錘擊 移動座椅 卷收器點(diǎn)火四門兩蓋、力（猛）氣囊傳感器鄰近部位、力（猛） 力（猛）靜態(tài)試驗(yàn)（側(cè)氣囊）籃球超市購物手推車 自行車橫路肩車身側(cè)部、載荷、撞擊速度車身側(cè)部、載荷、撞擊速度 車身側(cè)部、載荷、撞擊速度 單側(cè)車輪位置、撞擊速度路障試驗(yàn)路肩、溝渠、木橫梁、鐵軌、斜坡、沙堆、凹坑路等載荷、車速道路試驗(yàn)越野、正弦波、搓板、鵝卵石路等載荷、車速（制動）、里程數(shù)學(xué)術(shù) Study 誗論

10、文 T hesis靜態(tài)試驗(yàn)中錘擊及猛關(guān)車門和引擎蓋等試驗(yàn)主要從力量和力度控制考慮，錘擊試驗(yàn)還需選擇 適當(dāng)?shù)牟课?，要求可能產(chǎn)生較大的沖擊，包括使 用工具質(zhì)量以及錘擊力量的控制。針對側(cè)氣囊匹 配所要求的籃球撞擊、超市車撞擊、自行車撞擊 以及側(cè)面撞擊路肩的試驗(yàn)，由于這些試驗(yàn)中規(guī)定 了的撞擊質(zhì)量和速度要求，因此要控制撞擊速度， 就需要通過一個控制設(shè)備來進(jìn)行試驗(yàn)速度的控制， 需要設(shè)計一套專用非標(biāo)設(shè)備來進(jìn)行試驗(yàn)。2. 路障試驗(yàn)路障試驗(yàn)主要針對車輛在道路或某些區(qū)域行駛時可能遇到的各種障礙物時的試驗(yàn)狀況，設(shè)計一系列試驗(yàn)車輛過各種障礙物的試驗(yàn)，以獲取車 身上的傳感器信號以提供給氣囊控制軟件算法編 程。根據(jù)國外氣

11、囊匹配廠提供的路障試驗(yàn)規(guī)范， 其主要包括車輛分別過路肩、 斜坡、 渠溝、 鐵 軌、橫梁等。要求在正常情況下，車輛在行駛過 這些障礙物時，該車內(nèi)的安全氣囊不應(yīng)點(diǎn)爆。路障試驗(yàn)旨在模擬實(shí)際道路環(huán)境所遇到的各 種障礙物，因此，試驗(yàn)中通過所設(shè)計的路障是試 驗(yàn)的關(guān)鍵，所設(shè)計的各種障礙物既要符合規(guī)范， 也要可操作 （部分試驗(yàn)見圖14）。圖1過路肩障礙圖2過木橫梁障礙圖4過沙堆路等，并在各種不同的路面上，分別以高低不同 的車速，或者以突然剎車的形式獲取各種試驗(yàn)工 況的傳感器信號，以提供氣囊匹配的算法程序的 依據(jù)，最終避免所匹配的車型在上述工況中產(chǎn)生 誤 點(diǎn) 爆 。 下列是一些道路試 驗(yàn) 的 圖 片 （見 圖5

12、9）：圖3過鐵軌障礙3. 道路試驗(yàn)氣囊誤作用試驗(yàn)中的道路試驗(yàn)，就是模擬乘 用車在道路上行駛時可能遇到的各種道路狀況而 設(shè)計開展的一系列試驗(yàn)，從而獲取不同的試驗(yàn)信 號并提供給氣囊控制軟件編程。試驗(yàn)內(nèi)容主要包 括越野路、正弦波路、鵝卵石路、搓板路和凹坑圖6弦波路圖5越野路圖質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化 Quality and Standardization 2011.1039T hesis 論文誗 Study 學(xué)術(shù)圖9魚鱗坑路圖8扭曲路圖7鵝卵石路三、實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證為了更好地研究和開展乘用車安全氣囊誤作 用試驗(yàn)，我們總結(jié)了所收集到的各安全氣囊匹配 廠的誤作用試驗(yàn)規(guī)范，在中心初步建立了誤作用 試驗(yàn)中的各種靜態(tài)試驗(yàn)和路

13、障試驗(yàn)方法，并借用 附件試車場的各種路面開展誤作用試驗(yàn)中的道路 試驗(yàn)。從實(shí)際試驗(yàn)進(jìn)一步了解氣囊誤作用試驗(yàn)的 過程，也對氣囊誤作用試驗(yàn)的作用和意義有了更 深的了解。首先，進(jìn)行試驗(yàn)前的準(zhǔn)備，按原先車輛準(zhǔn)備質(zhì)量配備，隨后就是在車身上不同部位布置了用于檢測信號的加速度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置 （需 抗沖擊）。各廠家有不同的布置，但基本上大同 小異，目的是測得車身這些部位在誤作用試驗(yàn)各 種工況下所反映的數(shù)據(jù)信號，以提供氣囊匹配供 應(yīng)商進(jìn)行氣囊匹配時所需信號數(shù)據(jù)。傳感器布置完成后即可進(jìn)行氣囊誤作用試 驗(yàn)，同樣我們按照試驗(yàn)類型把試驗(yàn)分成靜態(tài)試 驗(yàn)、路障試驗(yàn)和道路試驗(yàn)三部分。圖1017 為我 們實(shí)際開展的部分靜態(tài)

14、試驗(yàn)和路障試驗(yàn)。圖10籃球撞擊圖11超市購物車撞擊圖12自行車撞擊圖13撞擊側(cè)面路肩圖14正面過路肩圖15過斜坡圖17過凹坑圖16過渠溝質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化 Quality and Standardization 2011.1040學(xué)術(shù) Study 誗論文 T hesis通過實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，我們對整套乘用車安全氣囊誤作用試驗(yàn)過程有了充分的了解，并獲取了 相關(guān)試驗(yàn)信息，同時也驗(yàn)證了我們?yōu)殚_展氣囊誤 作用試驗(yàn)所具備的試驗(yàn)?zāi)芰?，萌發(fā)了在國內(nèi)建立 乘用車安全氣囊誤作用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)想，以規(guī)范 國內(nèi)氣囊匹配市場，希望為國內(nèi)汽車產(chǎn)品約束系 統(tǒng)的研發(fā)提供一些幫助。國外那些安全氣囊公司 制定的氣囊誤作用試驗(yàn)規(guī)范也都根據(jù)各

15、自的道路 使用環(huán)境而制定的，我們發(fā)現(xiàn)在這些氣囊誤作用 試驗(yàn)方法中，有些在我國的道路狀況和用車環(huán)境 內(nèi), 即在實(shí)際道路上行駛中不一定能遇上，如撞 鹿試驗(yàn)、過特制凹坑試驗(yàn)等，而我國國內(nèi)路況有 自己的特點(diǎn)，如修道路時在馬路上鋪設(shè)的鋼板形 成高低不平的路面、被竊窨井蓋的路面 （見圖18） 以及道路損壞出現(xiàn)的不規(guī)則路面 （見圖19） 等， 這些是常見的，對行駛車輛有可能產(chǎn)生安全氣囊 誤爆。在制訂我國的乘用車安全氣囊誤作用試驗(yàn) 規(guī)范中是否列入，是值得進(jìn)一步商榷的。我們希 望我國的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)應(yīng)該結(jié)合我國國內(nèi)道路環(huán)境， 并與之相適合。四、一些建議通過對各廠家的乘用車安全氣囊誤作用規(guī)范 的研究和對多種車型的試驗(yàn)驗(yàn)

16、證，我們歸納如下3 點(diǎn)：雖然國際上目前尚無統(tǒng)一的安全氣囊誤作用 試驗(yàn)法規(guī)，但各家安全氣囊匹配商都有自己的一 整套氣囊誤作用試驗(yàn)規(guī)范，自行在氣囊匹配中開 展各種氣囊誤作用試驗(yàn)，以提供自己匹配的氣囊 控制器提供算法依據(jù)；在國內(nèi)進(jìn)行實(shí)際氣囊匹配時，安全氣囊匹配 廠也都采用企業(yè)試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行的，采納國外的安 全氣囊誤作用試驗(yàn)規(guī)范需與國內(nèi)路況等特點(diǎn)相 結(jié)合；在我國這個多國汽車產(chǎn)品的市場中，從行業(yè) 規(guī)范和消費(fèi)者利益考慮，有必要建立一個相對統(tǒng) 一的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)范和統(tǒng)一氣囊誤作用試驗(yàn)?zāi)?前各自為政的局面，同時也為解決社會上氣囊誤 點(diǎn)爆反響提供技術(shù)依據(jù)。我國雖然是一個汽車生產(chǎn)大國，但在汽車技 術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)水平與國外先進(jìn)水 平存在著不小的差距。盡管起步較晚，應(yīng)該說發(fā) 展還是較快，尤其是汽車安全領(lǐng)域，由于整體技 術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)的限制，在國際上有影響的技 術(shù)創(chuàng)新還偏少。因此，學(xué)習(xí)和研究國外發(fā)達(dá)國家 的先進(jìn)