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根据区域性法规进行试验矩阵设计

时间:2022-09-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:由于碰撞波形不同,每个车型的vNF和vMF会要求标定在不同的碰撞速度上。根据强制法规要求的高速试验项目,考察此时的车体耐撞性表现,记录碰撞波形,为车体改进和碰撞传感算法标定提供依据。根据美国交通部对其国内的统计数据,安全气囊在纯正面碰撞中降低了31%的死亡率,在所有碰撞模式中降低了11%[2]。

以下分析如何将车辆生产企业自己伤害灰区的定义与法规要求结合在一起制订开发计划。

5.2.2.1 中国法规要求

以满足国内市场为例,乘用车应当至少满足GB11551中要求的50km/h正面刚性壁(FRB)试验。因此,我们必须从两方面考虑试验矩阵:一个是如何定义伤害灰区,另一个是如何满足法规要求。定义灰区时我们可以假设乘员是系安全带的,因为交通法规规定系安全带是驾驶常态,而且法规规定的高速碰撞保护状态也是以佩系安全带为前提的。根据表5.11,初步生成碰撞矩阵,如表5.12所示。

表5.12 GB11551基本矩阵

重要程度分类:A—基础类试验,B—重要类试验,C—必要类试验,D—可约减类试验。应注意,每个公司对重要程度分类的原则有所不同,故决定了构成碰撞矩阵的取舍原则不同。C类试验可以在台车验证矩阵或者CAE验证矩阵中加以补充。

根据这个试验结果,可以继续开展以下产品设计活动:

(1)根据vNF±δv和vMF±δv进行碰撞判断算法标定,δv是传感容差。

(2)用高速录像分析确定各种高速碰撞条件下所需要的点火时间TTF,连同碰撞加速度波形,一起输入ECU进行碰撞判断算法标定。

(3)考察约束系统初步设计结果的表现,如气囊的尺寸、形状是否符合车辆的空间要求,气囊的刚度和速度是否充足,转向柱压溃表现,安全带的刚度、限力水平是否选择恰当,前风挡是否完整,座椅是否失稳等,为约束系统进一步优化提供依据。

(4)判断车体的碰撞波形和侵入量是否满足目标定义,为进一步车体设计更改提供依据。

制定伤害灰区时,每个车型都会有一些上下波动,是因车型结构而异,不是一成不变的。应当注意,决定灰区界限的不是表5.11所列的碰撞条件,而是在各种碰撞条件下所表现出来的伤害指标。表5.11只代表一般性车体表现。灰区波动的界限应在第Ⅰ阶段样车试验里根据实际伤害指标大概了解清楚。

由于碰撞波形不同,每个车型的vNF和vMF会要求标定在不同的碰撞速度上。8mi/h的vNF速度和14mi/h的vMF速度只是从已有乘用车试验结果中观察到的代表性速度,vNF和vMF速度还要根据不同车型的实际表现进行相应修正。第Ⅰ阶段开发可以根据一般性经验和前续车型的经验尝试确定初步的伤害灰区,然后在第Ⅰ轮碰撞试验里考察此时的实际伤害值。如果实际伤害值偏高,就要求在第Ⅱ轮试验里降低vNF至vNF−δv;如果实测伤害值过高,就要求在第Ⅱ阶段试验里提高vMFv,反之亦然。针对第Ⅰ阶段的试验目的,需要通过碰撞结果明确以下结论:

(1)根据经验尝试确定vNF和vMF,观察是否需要在第Ⅱ阶段试验里进一步调整。记录碰撞波形,为碰撞传感算法标定提供依据。

(2)根据强制法规要求的高速试验项目,考察此时的车体耐撞性表现,记录碰撞波形,为车体改进和碰撞传感算法标定提供依据。用T(5″)−30ms原则估算点火时间,用人工定时起爆的方式初步考察安全气囊与车体的配合效果。

可以把表5.12看成是基于国内市场的最基本的入门试验内容。如果关注法规要求之外的事情,且经费和时间允许,通常可以再增加一些关注性试验项目。例如,如果很担心产品在对中柱撞中对乘员的保护性能,那么就在vMF条件测试里增加一项对中柱撞(CP)碰撞试验,碰撞速度根据表5.11中vMF选取灰区试验速度;也可以考虑增加任何其他被认为是很重要的关注项试验,例如,不系安全带乘员的保护效果、小尺寸乘员的保护效果、座椅位置改变以后的保护效果,等等。考虑得越周全,试验矩阵就会越庞大,验证投入的资源也就越多。扩增后内容见表5.13(增加的部分用深色底纹加以标注)。

表5.13 国标试验扩展矩阵

很多车辆生产企业已经考虑了国家法规和法规之外对用户的保护,如果还想进一步在C-NCAP上获得好成绩,那么就要在上述矩阵里再增加NCAP要求的56km/hODB试验项目。对于这一项新的试验内容,同样要考虑到伤害灰区和高速保护两方面内容,根据表5.11选择伤害灰区试验内容,同时增加高速保护,并兼顾一下低速碰撞试验,例如,想在进行AZT规范[1]试验时不得引爆安全气囊,那么就要再加上一条检验内容,见表5.14。可以看出,这样做以后,样车数量和试制成本都将有所增加。

表5.14 国标扩展试验矩阵

至此,一个针对国内市场的正面碰撞试验矩阵就编制完成了。这是一个目标计划,但不是一个可执行的计划。把这个矩阵分散到三轮样车试验计划里,同时在CAE、台车试验、整车碰撞三个层面进行交互验证,就是矩阵的展开。

用类似的方法,可以把表5.14的正面碰撞保护国标试验矩阵推广到面向其他的法规和NCAP体系的产品开发里去。经常涉及的法规及用户评价试验体系有美国联邦法规208、欧洲ECE R94、美国NCAP评价和IIHS评价及欧洲的Euro-NCAP评价。其中,美国208法规要求的工况最为复杂,其要求约束系统具备智能判断能力,对碰撞矩阵决策的影响较大。

5.2.2.2 美国市场要求

美国法规考虑了多种使用场合的要求,进而引发对智能约束系统的需求,是当今最复杂的法规体系,因而其开发矩阵也最为复杂。

1)市场要求特点

美国政府于1976年开始要求采用自动约束系统,在48km/h(30mi/h)正面刚性碰撞中对前排乘员提供保护。1991年,美国国会法案在“高速公路联合运输效率法”Intermodal Surface Transportation Efficiency Act(ISTEA)中要求,1998年以后所有乘用车需要装备安全气囊。1997年3月,国家高速公路安全局(NHTSA)法规要求系安全带与不系安全带的50百分位假人均需在48km/h(30mi/h)正面刚性碰撞中满足伤害指标。对于系安全带的乘员,附加安全以后很容易满足法规要求。不系安全带乘员的保护与系安全带相比难度大得多,因此成了当时气囊设计的主要挑战。不系安全带的使用工况成了气囊设计的主导方向,法规也没有隐含任何对系安全带乘员的气囊优化要求。

根据美国交通部对其国内的统计数据,安全气囊在纯正面碰撞中降低了31%的死亡率,在所有碰撞模式中降低了11%[2]。当气囊与安全带结合使用时,可防止75%的严重头部伤害和66%的严重胸部伤害[3]。据不完全统计,从1986年开始采用气囊到2000年8月1日,安全气囊共挽救了5899名前排乘员的生命[4]

为满足不系安全带30mi/h的试验条件,气囊的刚性和展开速度都要求很高。由于这种“均一码”的气囊在低速碰撞中也会以同样的力量展开,因此经常出现气囊致伤甚至致死事故。到2000年8月1日为止,NHTSA的“特别事故调查”(Special Crash Investigation,SCI)活动已经确认了167起气囊致死事件[4],其中99名为儿童,62名为驾驶员,6名为乘员。研究表明,气囊致死、致伤的主要原因并不是由身高、体重、性别或年龄的差异所致,其共同的特点都是在气囊起爆的瞬间身体太接近气囊[5]

一般来讲,如果乘员保持前胸到气囊的距离为256mm(10in)以上,就可以避免气囊致伤。气囊致伤的平均车速为∆v=12mi/h(19km/h)左右。气囊发挥最佳保护效果的场合是气囊完全展开以后让乘员撞击在气袋上。在这个碰撞速度范围内气囊引发得很晚,当起爆时乘员(尤其是不系安全带的乘员)已经向前移位到气囊盖板附近。气囊在刚展开的瞬间其输出力是最高的,展开后会直接向后击打乘员的头、颈部位,严重者可导致死亡。伤害可能由模块盖板张开时的“击打”引起损伤,也可能在从气囊接触人体到快速完全伸展此期间对乘员造成伤害,故又称为“membrane”效应。为降低气囊的强度(压力上升速度和最大压力峰值),FMVSS 208法规在62 F.R.12960;March 19,1997.修订[6]中提供了台车认证选项,厂家可以用125ms波长的30mi/h台车撞击取代上述30mi/h实车碰撞进行等效认证,台车试验的强度相当于FRB的35.5km/h(22mi/h)的碰撞,波形类似于吸能障碍壁碰撞波形。在这个强度下,气囊的展开能量有所降低,在低速碰撞中就会降低气囊致伤程度。这个台车替代试验方案只是在面临众多气囊起爆伤害的局势下,对高速碰撞保护性能的一个暂时退让。除了采用重新布置模块位置、气袋拉带等措施外,与1997年型车相比,1998年型车驾驶员气囊(DAB)的平均压力上升速度降低了22%,乘员侧气囊(PAB)降低了14%。法规修订的结果似乎起到了降低事故的作用,但是事故统计数据并没有给出直接的支持证据。然而,大量的数据显示,低能量等级的气囊可以和原有的高能气囊提供相同的保护效果[7]。显然,台车试验条件只能是过渡方案,其主要局限性表现在:不能反映车体结构特征,不能反映真实点火时间,不能评价车体侵入伤害,不能模拟角度碰撞,等等。

美国国会在1998年6月颁布了“21世纪运输均等权利法案The Transportation Equity Act for the 21st Century(TEA21)”[7],要求对FMVSS 208法规进行进一步修订,其宗旨为:“依据FMVSS 208法规,改进对不同尺寸、系安全带与不系安全带的乘员的保护效果;同时,依靠智能安全气囊等技术,将气囊给婴儿、儿童和其他乘员带来的危险降至最低。”这个法案催生了当今智能约束系统技术,使FMVSS 208法规变成了“智能气囊”法规。

“智能气囊”法规的总体设计是基于TEA21提出的两大原则:

(1)在约束系统的性能上限,必须对系安全带与不系安全的各种乘员实施同等的保护。这项原则产生于同等权利概念。虽然乘员有义务遵守交通规则时刻佩系安全带,但是由于某种原因(如疏忽、身体尺寸超大等)没有佩系安全带,乘员仍然应当享有被保护的权利。在此原则中,性能上限包括:40~56km/h(25~35mi/h)刚性壁障碍(FRB);垂直到±30°,48~56km/h(30~35mi/h)的偏置吸能障碍(ODB)。“各种乘员”包括:1岁儿童、3岁儿童、5百分位女性、50百分位男性。

(2)低速碰撞中降低对各种姿态的所有乘员的气囊致伤。在此原则中,“低速碰撞”是指16mi/h(26km/h)以下速度的碰撞。“各种姿态”是指包括端坐以外的所有可能姿态。“所有乘员”包括:1岁儿童、3岁儿童、6岁儿童、5百分位女性、50百分位男性。

2)应对技术

FMVSS 208法规对TEA21法案的回应措施要点如下。

(1)不系安全带的5百分位女性和50百分位男性乘员,都要满足初期40km/h(25mi/h)及最终47km/h(30mi/h)的FRB碰撞要求。

法规从25mi/h碰撞开始要求,最后过渡到30mi/h更高速度的碰撞。与30mi/h通用台车波形相比,25mi/h更能反映真实工况。这时速度能折中反映高速碰撞保护效果和降低气囊致伤效应。针对25mi/h进行降低气囊能量优化的同时,并不会太多地降低高速碰撞的保护效果。从25mi/h碰撞起步,可以让厂家先致力于降低气囊起爆能量,然后再回到47km/h(30mi/h)的保护。

经过30mi/h通用台车的时期以后,气囊减能技术得到了很大提高。为了继承这一阶段的技术成果并使其更加成熟和稳定,法规的导向给工业界留出了更多的技术选择余地,先偏重于避免气囊致伤,然后完善高速保护效能(因为已有的系统已经在高速保护上取得了较稳定的效果)。

法规Ⅰ阶段不想短时间内就将速度提到30mi/h,这样会引发一些技术冲突。例如,有些车厂想用启动Ⅰ级气囊保护5百分位乘员,用启动Ⅱ级气囊保护50百分位乘员。由于5百分位的座椅位置在最前方,因此要求Ⅰ级气囊起爆极快,这就与Ⅰ级气囊应用在低速保护时对其要求的温和起爆相冲突。如果厂家对5百分位和50百分位都采取二级快速起爆,这对通过FRB法规试验问题倒不大,在起爆前假人前移不会太大,但是在实际事故中,小尺寸乘员和未约束儿童由于刹车会提早向前移位,这对他们来讲就很不利了。

既能在30mi/h碰撞速度下保护乘员,又不至于在低速碰撞下引起伤害的气囊技术目前还不稳定,开发进度也是未知的。法规不想用更高的碰撞速度兼顾各项要求而把厂家导向更复杂的、目前还存在不定因素的先进技术探索中去。使用现已成熟的双级气囊和基本传感器,就能在25mi/h保护的基础上满足高速保护和低致伤起爆的要求。但是如果再提高速度,则厂家可能会采用多级气囊、多腔气囊、乘员位置实时传感器等更复杂的技术。

为了避免工业界过度关注于25mi/h碰撞试验的降低能量要求,过多采用过小的气袋,而忽视了对高速保护的要求,最后将碰撞速度恢复到了原法规试验速度,但是对假人和伤害值的要求都做了相应变化。

与以往要求的另一个不同是,高速试验有一个下限范围20mi/h(32km/h),即法规Ⅰ期试验是从20mi/h(32km/h)到25mi/h(40km/h),Ⅱ期是从20mi/h(32km/h)到30mi/h(47km/h),而不像原来那样从0一直到30mi/h之内都要满足保护要求。这个要求的目的是防止工业界无限降低点火下限,造成对高速保护效能的损失。法规制定初期建议这个速度为18~25mi/h或更高。随之而来的问题是,双级气囊的应用假设:Ⅰ级保护5百分位乘员并减低对儿童的伤害,Ⅱ级保护50百分位乘员。从现有技术角度上看,18mi/h(29km/h)的碰撞对Ⅰ级气囊来讲速度就太高了,不足以提供良好的保护。为了同时兼顾低速保护和不系安全带的高速保护的不同要求,厂家会从两种渠道寻求解决途径:要么将Ⅱ级气囊点火阈值降到18mi/h,但有可能降低50百分位的高速保护效能;要么提高Ⅰ级气囊起爆强度,这又会给18mi/h以下的碰撞增加起爆致伤风险。根据统计结果,对不系安全带的乘员,16~22km/h(10~14mi/h)的FRB碰撞可能引起颈部伤害超标,则此时应当提供气囊保护,如果现在要求直到18mi/h才开始起爆,那么就会有一个防护空档存在。因此,法规最后决定将下限提高到20mi/h(32km/h),完全交给Ⅱ级气囊去处理,16mi/h(25.6km/h)以下碰撞交由低风险起爆(Low Risk Deployment,LRD)技术专门去解决,这样在16~20mi/h就存在4个法规灰区。

(2)系安全带的50百分位男性乘员,要满足56km/h(35mi/h)的FRB碰撞要求。

在以往的208法规要求中,系安全带和不系安全带的50百分位乘员都必须通过30mi/h的碰撞试验。车厂在做约束系统开发时主要以不系安全带工况为主,因为这个工况更难通过试验。通过了不系安全带试验以后,系安全带的工况只是简单进行一下校核,看看有没有异常发生,如果一切正常,开发就结束了,很少有接着对系安全带的工况继续进行优化的情况。新法规对此做了重要更改,将原有的30mi/h提高到了35mi/h,意味着系安全带50百分位的试验也必须进行单独优化。

这一规定是与NHTSA发起的Buckle up America活动宗旨相一致的,其目标是对70百分位的安全带配用者承诺更安全的保护效益,并督促那些不系安全带的人。这条规定与以往的不同在于,把系安全带的乘员保护从与不系安全带的乘员保护中剥离出来,规定更加苛刻的条件,要求厂家对这部分群体花费专门的精力为他们提供更高级的保护。

因为没有足够的实际数据支持,所以没有增加对5百分位女性乘员的要求。

(3)系安全带的5百分位女性乘员,要满足40km/h(25mi/h)的ODB碰撞要求。

考察在“软波形”下,气囊的点火算法是否足够快。如果气囊点火过迟,非约束乘员就会在气囊展开之前移动到方向盘或仪表板处,气囊起爆时乘员有可能接触气囊模块或非常接近,其是引发气囊伤害的主要原因。选择只进行系安全带工况的理由是,系安全带是最坏工况,因为系安全带时,乘员的头和颈部会向气囊的展开路径方向转动,从而引起颈部伤害。Transportation Canada选择40百分位ODB以每5mi/h增量进行25mi/h以下的试验发现[6],进行25mi/h试验时乘员已经非常靠前了。

(4)低速(26km/h,即16mi/h或更低)碰撞下,前排的小尺寸乘员必须有低风险起爆LRD措施。

LRD技术要点是根据乘员的状态决定气囊起爆的方式。为此,首先要用传感器对乘员状态进行探测,内容包括乘员的体重、坐姿、座椅的位置(前位、中位、后位)、是否系安全带。综合分析上述信息以后,智能系统就可以根据碰撞的强度选择气囊的起爆方式。例如,当系统探测到有一个6岁儿童正趴在气囊盖板上时,就可以决定将气囊完全关掉不起爆。另外的选择是在低速碰撞中只起爆Ⅰ级气囊,这种起爆能量级别较低,可以避免气囊致伤。而如果探测出是3岁或6岁儿童有非正常坐姿(Out-of-Position,OOP)行为,系统可以选择关闭气囊,也可以选择低级起爆。但是对不系安全带的5百分位OOP乘员,系统不可以选择关闭方案,而只能选择低级起爆方案,因为在这种碰撞工况下低级起爆永远是对乘员有利的。

上述试验要求见图5.6。

图5.6 FMVSS 208乘员保护要求

3)气囊能量分级与点火灰区策略设计方法

208法规新版最主要的特征是增加了低伤害要求。厂家对此项要求的策略主要是采用双级或多级气囊,前提是需要对乘员状态进行判断。与单级气囊不同,双级气囊可以通过多种起爆方式提供不同的起爆强度组合,最常用的是Ⅰ级低爆、“Ⅰ级+Ⅱ级”高爆和介于二者之间的延时起爆(中爆)。延时起爆的压力曲线不像单级那样陡增,而是呈现“S”形上升(见图5.5)。常用的一个典型策略是:对不系安全带乘员,满足20~25mi/h(32~47km/h)碰撞的对策经常是用Ⅱ级气囊保护,20mi/h以下的碰撞采用起爆Ⅰ级气囊进行优化保护,如果碰撞速度在16mi/h(25.6km/h)以下,还要根据情况选择是不起爆还是用低风险LRD方式起爆。

208法规要求的动态试验汇总见表5.15。

表5.15 208法规要求的动态试验

4)基准矩阵设计

对表5.15,常用的技术应对策略是采用Ⅱ级或多级气囊起爆。如果采用7:3能量分配的双级气囊,则基准试验Ⅰ级点火仍然采用13~22km/h(8~14mi/h)灰区,22~25.6km/h(14~16mi/h的保护任务全部交给Ⅰ级点火来完成,32km/h(20mi/h)时Ⅱ级必须点火,因此Ⅱ级点火的灰区应位于27~30km/h(17~19mi/h)。

结合表5.11和表5.15,制定FMVSS 208法规要求的基本矩阵,如表5.16所示。

表5.16 FMVSS 208基本矩阵

续表

可以根据表5.16绘制一张伤害灰区图,见表5.17。表5.17反映了表5.11、表5.16的组合信息,用这种表达形式更有利于开展气囊传感器灰区规划。从表5.17中可以看到,有的灰区长、有的很短,做传感器灰区规划时务必要保证使传感器灰区落入伤害灰区范围之内,这样才能保证实现气囊的规定动作。如果伤害灰区很短,则会给传感器匹配带来很多困难。理论上讲,灰区的起点和终点都应当在验证矩阵里有所体现,但由于数量太多,故根据工程经验可自行决定取舍。

灰区设计与多级气囊的应用计划有关。如对于32~40km/h(20~25mi/h)的试验,其下限32km/h(20mi/h)点的碰撞是用Ⅰ级气囊还是Ⅱ级气囊进行覆盖呢?这与具体气囊的特性有关,也与对其他碰撞工况的兼顾程度有关,需要由设计人员自己进行权衡判断。

灰区的设计还和本车型所采用的低风险起爆LRD策略有关。法规要求,对5百分位乘员不允许采用制止气囊起爆措施,即要求气囊必须起爆,因为这时LRD起爆肯定会对乘员保护起正面作用。12个月的儿童不允许用LRD方式起爆气囊,只允许采取制止措施,气囊不得以任何方式起爆。对3岁与6岁儿童保护的组合方案选项有三种:3岁LRD+6岁LRD;3岁制止起爆+6岁LRD;3岁制止起爆+6岁制止起爆。小尺度乘员保护方案如表5.18所示。

表5.17 针对FMVSS 208的一种生物力学灰区设计方案

表5.18 小尺度乘员保护方案

如果只有对5百分位乘员采用LRD起爆,对其他所有儿童保护场景场合均采用制止,因为没有对儿童的伤害顾虑,所以一级气囊的起爆强度可以定得高一些,点火的灰区也可以设置高一些,上端可以覆盖到32km/h(20mi/h),这对正常坐姿的乘员是有利的,同时在高速碰撞和NCAP 56km/h试验里也会取得好成绩。但是,因为起爆强度高,故其对OOP乘员还是有威胁的。

如果3岁、6岁儿童、5百分位乘员采用全部LRD起爆保护方案,考虑到一级起爆时对3岁和6岁儿童可能造成的伤害,其vMF速度和起爆强度要低一些。如果能满足儿童伤害法规要求,一般来讲同时也可以防止对OOP乘员的伤害。为了与Ⅰ级气囊保护范围做好衔接,Ⅱ级气囊的vNF下限也应随之下调。因为在中速段(20~25mi/h)的保护性能有所下降,故在高速NCAP(30~35mi/h)试验中的性能也会受到影响。

5)编制扩展碰撞矩阵

完成基准试验的伤害灰区规划以后,再根据表5.11的伤害灰区波动原则,将其扩展到车辆制造厂关注的工况就很容易了。增加其他碰撞工况时需要注意,每增加一个高速碰撞工况,就要相应增加一个与之相对应的伤害灰区定义。假设,在表5.16所示的基础试验矩阵上,我们还对中央柱撞和US-NCAP比较关注。现有的保护系统已经按照不系安全带可以承受40km/h(25mi/h)的刚性壁碰撞能量来设计了。表5.7中的数据表明,其他条件相近的情况下,增加5km/h(3mi/h)碰撞速度以后,对中柱撞的能量与正面刚性壁碰撞相当,因此40km/h(25mi/h)的刚性壁碰撞能量相当于对中柱撞的45km/h(28mi/h)碰撞,这样,在基础矩阵中就还要加入45km/h(28mi/h)的不系安全带乘员(5百分位和50百分位)对中柱撞试验,以检验极限能量的保护效果。

由于对中柱撞与刚性壁之间大概有5km/h(3mi/h)vEI的能量差别,因此对中柱撞的Ⅱ级保护灰区从基础矩阵的37km/h(23mi/h)~40km/h(25mi/h)提高到42km/h(26mi/h)~45km/h(28mi/h),Ⅰ级气囊保护区从基础矩阵的22km/h(14mi/h)~30km/h(19mi/h)提高到29km/h(18mi/h)~35km/h(22mi/h)。在表5.16和表5.17增加了柱撞内容以后见表5.19和表5.20。其他类别的关注项目可依此进行扩展。

表5.19 FMVSS 208扩展矩阵示例

续表

表5.20 FMVSS矩阵扩展后的伤害灰区

续表

综上所述,编制针对美国FMVSS 208法规的碰撞矩阵的过程是:

(1)明确法规目标;制订配置计划,确定使用单级气囊还是多级气囊、使用单点传感器还是分布式传感器、乘员分类采用静态传感还是动态传感。

(2)根据上述信息生成29km/h(18mi/h)和32km/h(20mi/h)的保护策略,即兼顾高速碰撞和预防低速碰撞气囊伤害的策略。

(3)制定速度25km/h(16mi/h)以下碰撞的气囊伤害预防策略。

(4)生成各种条件组合的伤害灰区,根据灰区边界生成vNF和vMF验证计划列表。

(5)进行重要度级别分类,将部分次重要活动放入台车矩阵,将有物理实验难度的活动放入CAE矩阵或者忽略。

每个厂家都有责任制定自己的“特殊关注”、试验内容,例如对卡车尾部的下钻碰撞、固定障碍物上骑碰撞、对大型野生动物的碰撞、各种角度的车对车碰撞,远非法规项目所能覆盖的。每个车厂都得根据自己的市场经验、开发周期、开发经费等具体条件而均衡决定,需要根据自己的观察采取独特解决方案。这种观察可能来自于官方统计数据,也可能来自于对自己产品的使用分析。下面通过对FAW奔腾B70轿车高速公路护栏碰撞试验进行“关注项目”试验设计举例。

通过对用户事故的观察,B70轿车设计人员发现高速公路上车辆与护栏相撞是一种频发模式(见图5.7)。发生这种碰撞时,车体吸能形式与法规或NCAP试验规范里规定的斜角碰撞和ODB模式均不完全相同,在不同的碰撞速度下有可能造成碰撞判断算法的困惑,因此有必要在开发试验中增加护栏碰撞的模拟,测取各种碰撞模式下的能量信号,对气囊起爆控制算法进行标定,以便根据碰撞强度指令气囊起爆,或对气囊进行抑制。

图5.7 高速公路护栏碰撞事故现场(由一汽技术中心安全研究室提供)

(a)被撞护栏;(b)受损车辆

通过对事故过程的再现分析,总结两种主要碰撞模式,一种是与护栏桩柱发生小重叠度偏置碰撞,另外一种是与护栏发生斜角碰撞(见图5.8)。

根据事故模式,在后续开发试验中增加的关注试验内容为:按照JTG/T F83−01—2004“高速公路护栏安全性能评价标准”设置护栏,以图5.8所示工况,以100km/h速度进行左/右侧碰撞试验,内乘前排混Ⅲ型假人。试验后根据假人伤害程度确定是否应该起爆气囊。试验状态见图5.9。

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