CN101086469A - 汽车被动安全系统碰撞实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属汽车碰撞实验领域，尤其涉及一种汽车被动安全系统碰撞实验方法，可按以下步骤实施：(A)对车体进行加固并安装车载相机及数据采集系统；(B)检查和确定约束系统配置情况；(C)检查座椅并记录座椅靠背的角度、位置及固定情况；(D)检查H点定位的精确性；(E)检查安全带的基本状态；(F)检查方向盘和方向柱固定是否牢固；(G)检查仪表板的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固；(H)在假人的面部涂上油彩；(I)进行整车碰撞。本发明能对汽车进行正、侧面碰撞，动态翻滚及追尾碰撞，从各个角度对车辆进行拍摄，动态模拟碰撞过程并通过采集的动态信息实时调整、修正汽车被动安全系统相关技术参数。
Description
技术领域
本发明属汽车碰撞实验领域，尤其涉及一种汽车被动安全系统碰撞实验方法。
背景技术
汽车分为主动制动系统和被动制动系统。主动制动系统在没有发生事故之前的预警装置，气囊是已经发生事故时的装置，属于被动系统里面的一个部分。作为气囊弹开要看汽车的减速度，紧急制动的车停下来也要靠减速度停下来，气囊启爆这个减速度要达到自由落体的七倍以上，一般情况下达不到这个减速度。对于消费者一般的轻微碰撞，它的减速度达不到这个数值。
台车实验的目的是对实车撞击实验的模拟以便降低系统的实验费用，具有稳定性高，操作方便，数据一致性等优点。台车实验的特点是假定在实车撞击过程中驾驶室的空间位置是刚性的。在仪表板前方的挡火墙和地板均没有撞击变形。这些假设的目的是为了重复使用实验用白车身以降低费用。因此，台车实验的一个最重要基本点就是再现实车撞击实验的撞击特性曲线。这样可以保证在实验过程中驾驶室内的动态撞击反应与实车基本一致。台车实验要达到的目的是通过台车实验，使得安全气囊的匹配满足法规对人体损伤值的要求，并优化安全气囊与汽车其它乘员安全保护有关的零部件诸如方向盘，方向柱，仪表板，座椅和安全带的整体设计。调整参数诸如气袋的合理尺寸，形状，内部拉带长度，出气孔大小和气袋的折叠方式；分析气体发生器的合理工作压力；分析安全带的拉力与安全气囊之间的作用关系使两者的配合在保护人体安全这一目的下达到最佳；分析座椅的强度是否影响人体的生存空间；仪表板和方向盘，方向柱是否对人体产生以外伤害。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种能对汽车进行正、侧面碰撞，动态翻滚及追尾碰撞，从各个角度对车辆进行拍摄，动态模拟碰撞过程并通过采集的动态信息实时调整、修正汽车被动安全系统相关技术参数的汽车被动安全系统碰撞实验方法。
本发明的目的是这样实现的：汽车被动安全系统碰撞实验方法，可按以下步骤实施：
(A)对车体进行加固并安装车载相机及数据采集系统，准备实验用零部件；
(B)检查和确定约束系统配置情况；
(C)检查座椅并记录座椅靠背的角度、位置及固定情况；
(D)检查H点定位的精确性；
(E)检查安全带的基本状态；
(F)检查方向盘和方向柱固定是否牢固；
(G)检查仪表板的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固；
(H)在假人的面部涂上油彩；
(I)进行整车碰撞。
本发明所述碰撞用车体可为台车。
本发明能对汽车进行正、侧面碰撞，动态翻滚及追尾碰撞，从各个角度对车辆进行拍摄，动态模拟碰撞过程并通过采集的动态信息实时调整、修正汽车被动安全系统的相关技术参数，从而整体上提高汽车的安全性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
汽车被动安全系统碰撞实验方法，可按以下步骤实施：
(A)对台车车体进行加固并安装车载相机及数据采集系统，准备实验用零部件；
(B)检查和确定约束系统配置情况；
(C)检查座椅并记录座椅靠背的角度、位置及固定情况；
(D)检查H点定位的精确性；
(E)检查安全带的基本状态；
(F)检查方向盘和方向柱固定是否牢固；
(G)检查仪表板的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固；
(H)在假人的面部涂上油彩；
(I)进行整车碰撞。
实验前的准备
1、首先需要对白车身进行加固，并加固安装车载相机和数据采集系统的结构。准备实验用零部件，包括座椅，安全带，方向盘，方向柱，仪表板和安全气囊。
2、检查和确定约束系统配置情况，是否要求使用安全带；是否有安全带预张紧器；乘员数量；使用假人的类型。
3、检查座椅并记录座椅靠背的角度，检查座椅的位置是否正确。检查座椅固定情况，保证没有固定松弛现象。检查H点定位的精确性(在每一次实验准备过程中必须使用H点确定装置)。
4、检查安全带的基本状态，拉动三次以保证没有松弛部分，并检查是否在加速状态下自锁。检查安全带拉力传感器的位置。
5、检查方向盘和方向柱固定是否牢固。如果有安全气囊的话，要安装安全气囊压力传感器以检验气囊工作时的压力。检查安全气囊是否安装牢固。
6、检查仪表板的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固。
7、在每一次实验之前要仔细测量图一所示的假人和其它结构部件的空间尺寸。并详细记录YC，YA，SKX，XWH，ZRH，RC，XC，XA，ZH，ZK，XTH，XTP，XPK，XKH，ZTB，RTL，RTR，RKL，RKR。并测量虚线部分。需要测量的的角度包括测量座椅靠背的角度，方向盘，方向柱的角度，以及THKB，THKH，THCA。座椅头部靠垫相对于假人头部的距离。并详细记录。
8、在假人的面部涂上油彩，在鼻尖处将颜色分开，鼻尖以上部分用兰色，鼻尖以下部分用红色。在方向盘的下缘也涂上兰色油彩。
实验后的结果分析
详细地描述台车内部实验用零部件结构的变形情况。描述撞击后假人停留的最终位置；检查安全带是否失效，安全带收紧器是否可以将安全带全部收回；如果是预张紧安全带，预张紧器是否起爆；安全气囊是否有损坏，损坏的方式；方向盘下缘是否与身体有接触；方向盘的变形状态，是否有断裂；方向柱的位移状态；座椅的变形状态，座椅靠背是否保持在原来位置，靠背角度调节器是否失效；座椅是否有下陷，座椅底部支撑结构是否有任何变形，变形状态的详细描述；座椅的固定处是否有因为受力过大而产生的失效状态；仪表板的变形状态描述；仪表板下部与下肢的变形接触状态；仪表板的断裂状态描述；头部与安全气囊所接触的位置。
对每一个安全气囊零部件进行拍照，并详细记录；在实验前准备好拍照用的标有实验时间，车型和实验号码的标牌以防与其他实验混淆。以上信息必须妥善保管。以备分析之用。
撞击实验报告的书写。对于任何台车实验，和昌参与实验的工程技术人员必须对每一个实验提交实验分析报告。实验报告的内容要包括对数据的简单分析，对于座椅，方向柱，方向盘，仪表板等部件的失效状态给出初步结论。并在结论的基础上确定下一步实验方案。
实验结果的数据分析
主要是对人体数据的分析。数据分析步骤如下：首先要对整个实验数据的可靠性有所了解，确认所有数据均正常。检查波形曲线确定与实车撞击曲线的逼近程度。分析所有人体损伤值；安全带的最大拉力和时间关系；安全气囊压力传感器的值。找出损伤值超标的原因。
高速摄象运动分析
仔细分析安全气囊与人体接触的过程；对安全气囊系统的工作状态进行分析。首先要仔细研究每一个假人各部位的损伤数值，是否有超过损伤标准的数值；找出损伤值超标的原因。记录下最大值所在时间位置和最大值间隔时间；检查气囊内压力曲线最大值是否大于25000 pa(使用安全带与不使用安全带有些区别)；检查安全气囊的基本状态，缝线处是否有破损，是否有烧穿的小洞，气袋是否与支架脱离；上盖板是否正常开启；气囊模块与固定结构是否有分离；人体头部与安全气囊的接触位置；然后分析高速摄象人体运动以及人体与安全气囊的相互作用。分析安全气囊打开的时间，展开方式；分析安全气囊起爆的时间对安全气囊与人体接触的方式及初始接触的部位有何负面影响；是否可以调整气囊的起爆时间以优化人体与气囊的接触方式以便更加有效地对乘员提供保护，如果是的话，分析并计算所要调整的时间；(具体方法是用几张透明的硬薄膜，将某一时间的气囊所在位置与不同时间安全气囊所在的位置通过薄膜叠加，计算出时间差别。)安全气囊与人体接触时人体上肢的运动状态是否有前倾；人体在反弹前是否有将气囊压扁并打在方向盘上的情形发生；总结实验结果并制订下一步实验方案。
实车碰撞实验
实车碰撞试验是约束系统开发中重要手段，是综合评价汽车整车安全性能的基本试验方法。在约束系统开发中，实车碰撞试验目的如下：
车体安全性能的综合评价
2)确定对车身变形后的乘员生存空间的评价；
实车碰撞试验可以按碰撞法规要求进行，目前各国都制定了一系列的碰撞法规。安全气囊中，可根据项目目标，选择一种或几种法规的组合作为安全气囊开发验证标准。
从理论上说，只使用实车碰撞试验方法就可以完成安全气囊约束系统的开发，但由于实车试验费用昂贵，可重复性差等原因，在实际开发过程中，实车试验只在新产品定义之初作为基础曲线测试和在项目阶段节点及项目最终作为验证手段。
1、制定试验计划
根据系统要求制定试验的内容、方法、次数、试验矩阵图
2、提出试验要求、试验车型、试验车辆基本情况、试验报告要求、试验项目类型、测量(试验前后)传感器位置、假人传感器。
3、试验前准备
3.1清洗车辆，粘贴标条。
贴标条的目的是为了更好地观察车身的变形，比如两个标条间的距离从碰撞前的1cm变成了碰撞后的0.8cm。
3、2车况检查
主要是调节四轮定位，与发动机性能关系不大。由于汽车会在碰撞壁前7米的位置处于自由速度状态，如果四轮定位不好的话，车子容易跑偏；另外，在牵引加速过程中，车辆仅受一个正前方拉力，如前轮定位参数不正确及其他问题存在的话，会引起车辆方向不稳、阻力增加等，对试验结果和周围人的安全都会造成影响。
3、3安装安全气囊部件
检查安全气囊系统工作是否正常
3、4调整车辆内部参数以达到试验要求。
调整前座椅，靠背位置调整到25度角，前后移动位置调整到中间位置；调整后排座椅，调到最后位置即可；车窗处于关闭状态；车门关闭但不锁止；放净油箱内的燃油，添加水到原质量的90％位置；制动液放光，补充水；挡位处于空挡位置。
3.5准备仪器
主要是对假人进行标定。由于上次试验后或者其他因素，假人内部的参数可能失准，需要对其标定，比如皮肤弹性、传感器的灵敏度等。
3.6安装车载假人和仪器，
包括车前保险杠处的触发开关。汽车上的重要仪器主要是各种加速度和力的传感器。传感器除了安装在两个假人身上的24个外，还包括车身上的若干传感器，其主要是感触碰撞时车身XYZ方向上速度和力的变量。
3.7在碰撞壁前准备高速摄像仪器。
由于碰撞车辆是在400米的轨道处，而高速摄像设备是在轨道的另一头即碰撞壁前，其准备的时间和安装车载仪器是同步的。
3.8在碰撞壁上布置压力传感器。
3.9再一次检查受试系统的正确性
封闭碰撞广场，试验员待命，进入倒计时
4、设定灯光开启时间、高速摄像开起时间及碰撞前t1时间的灯光提示装置。
5、牵引车辆，进行碰撞。
汽车从被牵引到碰撞完毕，整个过程不过半分钟，而碰撞的一瞬间更是短暂，“几乎肉眼看清楚的同时就完毕了，很多人会听到一个很大的碰撞声。”
6、检查车门是否可以打开，各种油、液的洒漏。
碰撞标准要求碰撞后汽车的每侧最少一个车门可以打开，便于逃生；检查各总成液体的泄漏量。
7、拍照留档，拆卸仪器设备，清理现场并进行数据分析。
8、整理试验报告，给出是否“通过”的结果；数据存档。
本碰撞试验室能安国内外汽车法规、标准、设计规则要求开展汽车正面碰撞、侧面碰撞、动态翻滚、追尾碰撞等汽车被动安全项目，适用于如下标准：
(一)正面碰撞法规
1、CVMDR294
2、FMVSS208
3、ECE R94
4、Euro NCAP
(二)侧面碰撞
1、ECE R95
2、FMVSS214
3、Euro NCAP
试验室设备大致有以下几部分组成：
1)台车设备：本套设备采用奥地利DSD公司最先进的HyperG 220，该套设备已在克莱斯勒、大众等汽车厂的试验被使用，在国内本公司是唯一一家安装了此台车设备的试验室。
2)实车设备：本套设备由国内长春超维提供全套设备。
3)试验人体模型——假人：引进美国FTTS公司的产品，其中含混合III型50％男性假人、混合III型95％男性假人、混合III型5％女性假人、ES-2型侧撞假人，6岁、3岁3和12月假人各一个，符合SAE的标准。假人身上各部位分别装有各种传感器，因此同时配置了相应的假人标定设备，可以对假人的头部、颈部、胸部、膝盖、足部侧撞假人等进行标定。
4)数据采集系统：引进的是美国FTSS公司的产品，6台高速高分辨率数字摄像机，可以从各个角度对车辆进行拍摄，也可将车载高速数字摄像机安装在试验车上，拍摄试验车内的变化状态。
5)灯光照明系统：该系统为配合高速摄影所用，产自美国，照度大于400001x，显色指数大于60Ra，色温大于4000K，该灯架可上下、左右、前后移动，根据试验要求进行任意布置。
Claims (2)
1、汽车被动安全系统碰撞实验方法，其特征在于，按以下步骤实施：
(A)对车体进行加固并安装车载相机及数据采集系统，准备实验用零部件；
(B)检查和确定约束系统配置情况；
(C)检查座椅并记录座椅靠背的角度、位置及固定情况；
(D)检查H点定位的精确性；
(E)检查安全带的基本状态；
(F)检查方向盘和方向柱固定是否牢固；
(G)检查仪表板的固定是否坚固，如果有副气囊，是否固定牢固；
(H)在假人的面部涂上油彩；
(I)进行整车碰撞。
2、根据权利要求1所述汽车被动安全系统碰撞实验方法，其特征在于：所述碰撞用车体为台车。
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |