汽车设计行人保护要求.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.36M 资料格式：pdf 举报版权申诉

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第1页.png

第1页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第2页.png

第2页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第3页.png

第3页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第4页.png

第4页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第5页.png

第5页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第6页.png

第6页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第7页.png

第7页 / 共9页

yz1128-3196113-4744302543391455219.pdf-第8页.png

第8页 / 共9页

文本预览

关于全球行人保护要求不断提高情况下的车辆设计展望加里·布朗英国 MIRA 有限公司汽车工程师协会有限公司版权所有© 2004 摘要无论在哪个市场，未来车辆的造型和总布置将越来越受制于行人保护的要求。行人保护始于 20 世纪 80 年代的一项欧洲计划，目前已经迅速扩展至世界各地，成为所有车辆制造商在改进被动安全、车辆总布置和造型方面所关注的重要问题。欧洲法规将从 2005 年起生效，而且 2010 年将进入更加严格的第二阶段。随着欧盟成员数量的增加，欧洲法规（包括行人保护）的影响力也在扩大。日本也计划在 2005 年实施法规。欧洲新车评估组织（EuroNCAP）从 20 世纪 90 年代中期成立时就设定了单独的行人保护星级。此外，国际标准化组织（ISO）和国际改装车赛车协会（IHRA）也在考虑行人保护标准，很可能导致巨大的美国市场实施行人保护措施。这些机构大多数建议不同的试验标准和撞击模拟器，进一步增加了行人保护问题的复杂性，使得车辆设计师在全球市场中更加难以针对行人保护进行车辆设计和总布置。本文件对比了不同行人保护提案的目前状况及其对车辆设计的影响，并论述了为适应行人保护要求而有必要进行的车辆设计和总布置变化。序言欧洲行人保护提案和 EURONCAP 行人保护协议目前，中国汽车行业集中于国内市场，也就是满足国内市场的需求。然而，一些制造商将来可能会向全球市场出口车辆。本文件的目标是强调在这个决策过程中必须考虑的车辆设计新领域之一：行人保护。行人保护事故的研究源于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初，随着欧洲加快立法进程，并通过旨向公众提供各车辆安全性能的 NCAP 获得更加明确的消费者信息，最近 10 年来这项研究在显著加强。 20 世纪 80 年代，欧盟委员会在其欧洲提高车辆安全委员会中设立了名为 EEVS WG10 的工作组，其职能是鉴定有关行人保护评估的合理试验方法。WG10 用尸体和各种“混合” 站立假人（包括 HIII 假人以及直立骨盆和 SID 假人组合）进行了实物试验，从而获得更加精确的脊椎骨和颈部运动。 1994 年，WG10 报告称(5)，由于所得到试验结果的易变性，不可能为法规评估提议可再现实物试验，但 WG10 为一系列子系统撞击模拟器提出了一套试验提案： • 下腿部（包括膝关节）与保险杠碰撞； • 上腿部与发动机罩前缘（BLE）碰撞，其撞击模拟器能量取决于车辆几何形状； • 儿童和成人头部与发动机罩碰撞，使用半球形人头模型。这些子系统撞击模拟器是基于事故数据中身体最容易受伤部位而开发，图 1 显示了这些部位与车辆的接触点。在欧洲，多年来政府和法规要求促进了道路安全显著和稳定的提高。在车辆数量和每年行车里程不断增加的情况下(1,2)，伤亡事故的数量一直在逐渐降低。表 1 显示了许多欧洲国家和其他高收入国家在过去 30 年中的这种趋势。可纳入道路安全范畴的众多改进包括：道路规划，测速仪，交通调节，街道照明，教育和培训，人行道和行车道分离，以及车辆安全性能。车辆安全性能方面可以进一步扩展至更加细化的众多改进：车辆前照灯设计、制动和轮胎技术、乘客工效学和视野的改进，行驶平顺性和操控性的改进，以及车辆抗撞性能和乘客约束保护性能的大幅度增强。乘客伤亡数量的减少导致了行人事故数量百分比的上升，行人大约占人员伤亡的 30%(3)。这种情况导致了欧洲和日本政府和立法者呼吁改进车辆设计，从而保护易受伤害的道路使用者，即使事故统计数据显示总体趋势在不断下降(4)。虽然欧洲法规提案相当超前，但并非是唯一考虑行人保护的组织。2003 年，日本提出了 2005 年实施法规的提案。澳大利亚对此也极为关注，并将其纳入了新车评估程序（NCAP）之中。ISO 和 IHRA 也在制订行人保护的标准。本文件概括了各种提案的不同要求，首先论述了欧洲法规，因为欧洲法规是最详细和成熟的提案标准。 376

a.T0 – 站立的行人 b. 膝盖与保险杠接触 c. 上腿部与发动机罩前缘 d. 头部与发动机罩接触接触图 1：车辆与行人之间主要的伤害性接触点（碰撞速度为 40 公里/小时）下腿部与保险杠碰撞在保险杠对膝关节造成伤害时，如果膝盖韧带撕裂或损伤，或者膝盖本身发生骨折，会形成长期和永久性伤残。图 2 显示了下腿部测量的三种膝关节伤害度指数。图 2：下腿部撞击模拟器测量的伤害度指数撞击模拟器由钢制股骨和铝制胫骨组成，两者由塑性可变形钢制膝盖韧带相连接。在股骨中，这些韧带连接剪切弹簧，能够在股骨和胫骨之间记录膝盖剪切位移。撞击模拟器的生物保真度受到了许多关注，试验方法遭到了普遍批评，特别是汽车行业，汽车行业认为这些提案因车辆设计变化而并不可行(6-9)。 25 毫米的 Confor™泡沫材料层环绕腿部，代表腿部肌肉，其保护外层是氯丁橡胶。每次试验都要更换 Confor™泡沫和韧带。腿部构造如图 3 所示。这导致了 EEVC WG17 的形成，其任务是重新评估试验方法，有关碰撞试验尸体的原始数据，以及撞击模拟器的生物保真度。重新评估的主要原因之一是利用最近的车辆设计，对照 WG10 最初调研的 20 世纪 80 年代中期的造型。1998 年提出的这些提案(10)详述了试验方法和撞击模拟器的变化，并评估了丰富的数据资料。这些提案保留了基本试验方法，并增添了一种新方法： SUV 和 4x4 车辆的上腿部与保险杠选择性试验，针对较高的保险杠装置，以上腿部代替了下腿部。欧洲汽车制造商也在关注必须一次性实行的必要设计变化的范围。考虑到一些改进的作用虽然不如 WG17 的详尽提案，但其早于法规的实施将更早地拯救生命，欧洲汽车制造商提议欧洲汽车制造商协会（ACEA）、日本汽车制造商协会（JAMA）和韩国汽车制造商协会（KAMA）的所有成员签署约定，分两个阶段提高行人保护水平，这就是 2001 年公布的《欧洲汽车制造商约定》(11)。其吸引力在于作为法规的备选方案和较早的实施时间。 2002 年 6 月，欧洲议会作出了一项重要决定，决定实施基于《欧洲汽车制造商协会约定》提案的法规。这将形成两个阶段的行人保护法规方案：2005 年 10 月起实施第一阶段， 2010 年则进入更加严格的第二阶段。除了法规之外，EuroNCAP 也采用了其行人保护协议（参见 www.euroncap.com），以单独于乘客安全保护评级的星级公布于众。以上提案和协议均基于相同的 EEVC WG17 基本试验方法，这将在两个阶段的法规方案和 EuroNCAP 协议之间进行对比之前加以说明。 377 图 3：EEVC WG17 下腿部撞击模拟器的构造下腿部以 40 公里/小时的速度无阻碍地射向保险杠装置，沿着车辆基准水平面撞击车辆前端。下腿部中的仪器记录伤害程度。位于膝关节下面的加速计直接记录胫骨加速度，两个旋转电位计将数据转化为膝盖弯曲角度和膝盖剪切位移。 SUV 的上腿部与保险杠选择性碰撞许多 SUV 的保险杠装置高于常规车辆，导致了保险杠与上腿部而不是膝盖的碰撞。控制下腿部弯曲角度所必要的设计变化也完全不适于 SUV，其原因在车辆设计变化部分进行了说明。发生上腿部骨折的原因不是骨骼承受了极大的剪切力，就是沿股骨产生了极大的弯曲力矩，这个撞击模拟器就是测量这些指数。图 4 显示了负荷机理，图 5 则显示了上腿部撞击模拟器的构造。

车辆发动机罩前缘区域（包括发动机罩锁止装置、上横梁和前照灯）也使用相同的上腿部撞击模拟器，但也有一些重要差别。撞击模拟器的能量和受撞角度取决于车辆几何形状，即发动机罩前缘高度，以及保险杠内衬（如图 7 所示）。发动机罩前缘越高，则保险杠杠头越短，冲击能越高。通过调节撞击模拟器的重量和速度，冲击能可介于 200-700 焦耳之间。图 7：影响上腿部撞击模拟器要求的车辆尺寸人头模型与发动机罩碰撞迄今为止，大部分致命伤害是导致头骨骨折或大脑损伤。根据所遵循的试验协议，在发动机罩区域采用三种不同重量的撞击模拟器： • • • 2.5 公斤儿童头部撞击模拟器用于欧洲法规第二阶段（2010 年起实施）和 EuroNCAP 的要求； 3.5 公斤儿童/矮小成人头部撞击模拟器用于欧洲法规第一阶段试验（2005 年起实施）； 4.8 公斤成人头部撞击模拟器在欧洲法规第一阶段试验中仅用作监测，在 EuroNCAP 协议和欧洲法规第二阶段中则是试验的组成部分。撞击模拟器之间头部构造相类似，由铝质头骨组成，其重心包含着三个加速计，并覆盖着乙烯塑料表层（如图 8 所示）。图 4：上腿部受伤机理图 5：EEVC WG17 上腿部撞击模拟器的构造由直径为 50 毫米钢管构成的上腿部撞击模拟器通过顶部和底部测压元件连接撞击模拟器主体。安装在钢管后面的三个应变仪记录弯曲力矩。环绕钢管的 50 毫米 Confor™泡沫层由薄薄的橡胶表层适当地进行固定。撞击模拟器以 40 公里/ 小时的速度水平射向保险杠装置（如图 6 所示）。图 8：EEVC WG17/ACEA 人头模型撞击模拟器的构造图 6：上腿部与保险杠碰撞结构人头模型以预定的角度射向发动机罩，碰撞时呈自由移动形态。三个加速计运用乘客保护所采用的相同方程式计算头部性能指数或头部伤害度指数（HIC）。上腿部与发动机罩前缘碰撞试验协议 – 法规和 EuroNCAP 378

法规的第一阶段实施时间表(12)对于制造商至关重要，因为这将从 2005 年 10 月影响到新车型。第一阶段的要求基于制造商销往欧盟市场的车辆每年递增 20%；第二阶段从 2010 年开始，其要求每年递增 25%。为了按时遵守法规，对于 2005 年 10 月以后申请新车型式认证的产品，制造商必须在其造型和总布置大纲中添加行人保护要求。碰撞第一阶段第二阶段第一阶段和第二阶段的要求有着重大差别。图 9 概述了第一阶段的试验方法，图 10 则概述了第二阶段和 EuroNCAP 的试验方法。试验概述如下： • 保险杠装置。在第一阶段、第二阶段和 EuroNCAP 中，下腿部或选择性上腿部以相同的速度和试验条件碰撞保险杠，但两个阶段有不同的伤害度限值。 • 发动机罩前缘。在第一阶段、第二阶段和 EuroNCAP 中，下腿部速度和碰撞条件相同。然而，第一阶段仅是监测伤害度指数。第二阶段则强制实行限值，目前 EuroNCAP 应用的一套比例图将在以下内容中进行更加详细的说明。 • 发动机罩和前窗。第一阶段要求 3.5 公斤儿童/矮小成人以 35 公里/小时的速度作用于发动机罩表面，并强制实行伤害度限值。4.8 公斤成人头部以 35 公里/小时的碰撞速度作用于前窗区域，但仅做监测。在第二阶段和 EuroNCAP 中，用于发动机罩前缘的 2.5 公斤儿童头部和用于发动机罩后缘的 4.8 公斤撞击模拟器取代了 3.5 公斤撞击模拟器。碰撞速度提高至 40 公里/小时，从而将撞击模拟器能量提高 25% 。第二阶段的伤害度限值将更加严格， EuroNCAP 基于第二阶段的伤害度限值应用比例图。图 9：法规第一阶段要求的碰撞条件图 10：法规第二阶段和 EuroNCAP 要求的碰撞条件 HIC100 0（发动机罩表面的 2/3 ）， HIC200 0（发动机表面剩余的 1/3 ）。成人区域仅作监测。仅作监测胫骨加速度 200g 弯曲角度 21º 剪切位移 = 6mm 负荷 7.5KN 弯曲力矩 510Nm 头部与发动机罩上腿部与发动机罩前缘下腿部与保险杠上腿部与保险杠选择性 EuroNCAP 红黄绿（0 分）（2 分）（ 0.01- 1.99 分） HIC >1350 HIC <1350 >1000 HIC <1000 HIC 1000 （整个碰撞区域）负荷 5KN 弯曲力矩 300Nm 负荷>6KN 弯曲力矩 >300Nm 负荷<6KN >5KN 弯曲力矩 <380Nm >300Nm 荷负 <5KN 弯曲力矩 <300Nm 胫骨加速度 150g 弯曲角度 15º 剪切位移 = 6mm 胫骨加速度 >200g Bend >20º 剪切位移 >8mm angle 胫骨加速度 <150g 弯曲角度 <15º 剪切位移 <6mm 胫骨加速度 <200g >150g 弯曲角度 <20º >15º 剪切位移 <8mm >6mm 与上腿部与发动机罩前缘碰撞试验相同不同提案之间的主要差别是伤害度限值，达到第二阶段限值的难度远远超过了第一阶段。EuroNCAP 应用的比例图使各个制造商能够确定其得分目标。表 2 显示了伤害度限值的对比。 379 表 2：行人保护的伤害度指数汇总目前，EuroNCAP 在评估行人保护时进行：

• • • • 6 次儿童头部碰撞 6 次成人头部碰撞 3 次上腿部碰撞 3 次下腿部（或选择性上腿部）碰撞每次试验最高可以获得 2 分，总分最高为 36 分。比例图应用于每次试验的伤害度程度。HIC 为 1350 或更高时，得分为 0 分；HIC 为 1000 或更低时，得分为 2 分。介于这两个限值之间的得分参照线性比例图（如图 11 所示）。图 11：EuroNCAP 比例图得分方法每次试验得分相加即得出行人保护星级：图 12：EuroNCAP 行人保护星级大部分车辆获得了两星级，只有大受市场青睐的本田思域获得了三星级，目前尚未有车辆达到四星级。日本行人头部保护法规提案日本国土、建设与运输省（MLIT）提议从 2005 年 9 月起实施行人头部与发动机罩碰撞保护法规(13)。无阻碍地射出半球形头部模型的基本原理与欧洲方案类似。然而，许多不同之处区分了两套法规要求：撞击模拟器速度、角度、重量和构造不同。基本差别在于 3.5 公斤儿童头部和 4.5 公斤成人头部都要应用于发动机罩。而欧洲第一阶段提案是一个 3.5 公斤头部应用于整个发动机罩表面，在第二阶段和 EuroNCAP 中则使用 2.5 公斤儿童头部和 4.8 公斤成人头部。碰撞区域的位置和大小也有变化。发动机罩上以一定的环绕距离（WAD）标出了碰撞区域，这是从地面到保险杠并沿着发动机罩表面的尺寸（见表 3）。表 3：头部撞击模拟器 WAD 区域的对比法规儿童区域末端/ 成人区域开端儿童区域开端成人区域末端 1000 毫米 1000 毫米 2100 毫米或发动机罩后缘 1500 毫米欧洲第一阶段欧洲第二阶段 - 2100 毫米或发动机罩后缘 EuroNCAP 2100 毫米日本 2100 毫米撞击模拟器速度为 32 公里/小时，与欧洲要求不同，但在所有头部碰撞试验中保持不变。受撞角度不同，取决于车辆类型，按照表 4 中的定义，车辆类型分为 3 种。备注类型 1 轿车类 1500 毫米 1700 毫米 1000 毫米 1000 毫米类型 2 类型 3 定义发动机罩前缘高度‹ 835 毫米的车辆发动机罩前缘高度≥835 毫米的车辆发动机罩角度 ≥ 30º 的车辆 SUV 类一厢类说明：BLE 高度为发动机罩前缘高度表 4：有关头部撞击模拟器角度的车辆类型定义表 5 显示了各种车辆类型的儿童和成人撞击模拟器角度。表 5：不同车辆类型的儿童和成人撞击模拟器角度儿童头部撞击模拟器角度 65° 60° 25° 成人头部撞击模拟器角度 65° 90° 50° 类型 1 类型 2 类型 3 HIC 值的确定方法与欧洲方法相同，伤害度限值与欧洲法规第一阶段相同： • HIC1000（发动机罩表面的三分之二）； • HIC2000（发动机罩表面的三分之一）。头部撞击模拟器构造与欧洲撞击模拟器不同，但在起草时的全尺寸模型并未普及，所以作者未能提供这方面的意见。这项法规的推行相当迅速，有关车辆设计和总布置要求的详细分析尚未进行，这主要由于缺乏实验性头部模型撞击模拟器。通过对比撞击模拟器能量和分析可以进行初步评估。儿童头部碰撞均产生 138 焦耳的撞击模拟器能量，与欧洲 3.5 公斤头部撞击模拟器能量（第一阶段）相比减少了 27 焦耳。这将导致总布置空间要求的降低，但有两个类型的车辆要求受撞角度大于欧洲规定的 50°。这将导致与发动机罩产生更加直接的碰撞，而不是滑动碰撞，因此需要更大的总布置空间来吸收直接碰撞能量。 4.5 公斤成人头部碰撞均产生 178 焦耳的能量，而在欧洲要求（第一阶段）中 3.5 公斤儿童/矮小成人头部撞击模拟器产生 165 焦耳的能量，这将导致总布置空间要求高于欧洲碰撞，而且所有受撞角度都大于 50°。车辆设计变化行人保护融入车辆开发流程时将导致目前车辆设计的根本变化。为了满足这些行人伤害度限值，车辆外表必须进行技术和设计变化，导致了车辆造型的重大变化。行人保护要求与造型要求相矛盾必然造成总布置的问题。各车辆在满足行人保护要求时所需的主要变化将在以下内容中进行论述。本节所用的车辆仅作范例，MIRA 并未针对行人保护开发任何车辆。 380

或加拿大低速保险杠碰撞却不太可能，因为采用了更高的碰撞速度，并且泡沫刚度是欧洲的 3-4 倍。通过保险杠下端向前来控制下腿部弯曲角度时将改变车辆周围的气流，影响前后的空气动力学平衡，这在高速操纵、转弯和制动时很可能变得更加明显。此外，进入车辆冷却系统的空气流量也很可能发生变化，从而影响发动机冷却性能。这些并非重大问题，但需要进行重新优化。其他许多保险杠要求也必须进行处理，例如耐久性、耐热性和总成。为确保针对下腿部要求达成健全的解决方案，需要考虑构造和部件公差。众所周知，如果没有控制保险杠泡沫厚度、密度公差和保险杠外壳厚度公差，会导致伤害度水平超过预期值。选择性上腿部与保险杠装置碰撞的主要要求是为控制上腿部负荷提供额外的总布置空间，并运用刚度分布来控制弯曲力矩。上腿部要求的总布置空间远远超过了下腿部，因为所有的冲击力都集中于保险杠的主体部分，而下腿部与保险杠装置有多个接触点分散能量，即使下腿部承受了更多的冲击能。图 14 显示，这项碰撞也会影响前照灯组件。精心的设计和造型可以降低对前照灯的影响。为了满足第一阶段的要求，这需要 130 毫米左右的总布置空间；为了达到第二阶段的要求，或者为了保险杠装置获得 EuroNCAP 的最高得分，总布置空间则需要增大至 160 毫米。以下基于欧洲要求规定的总布置图作为总则，并考虑了内部目标通常设定为法定限值的 80%，因此对于 HIC1000 的限值而言，这也就意味着 HIC800。在某些情况下，通过精心设计可以在车辆某些部位达到更好的总布置。保险杠装置针对下腿部要求进行设计时应主要集中于胫骨加速度和弯曲角度。目前许多车辆将达到或接近剪切位移伤害度限值。胫骨加速度受保险杠刚度和总布置空间控制。控制刚度可以在伤害度限值内有效地吸收能量，可用总布置空间防止撞击模拟器降至最低点或刚性结构。弯曲角度由靠近胫骨重心的下部加强件控制。水平和垂直位置以及刚度控制弯曲角度。保险杠布置和刚度之间对弯曲角度有着交互作用，反之亦然，但理解这些之后可以实现优化。图 13 显示了按照下腿部要求的必要区域的位置，并展示了车辆造型变化的轮廓。 a) 为达到下腿部要求的额外总布置区域 b) 前端轮廓的变化图 13：结合下腿部要求时的保险杠总布置变化这些设计变化的要求造成了车辆其他功能方面的问题，其中造型和车辆长度最为明显。造型通常要求车辆长度和前悬垂较短，以及保险杠下部呈现后掠形，但这些随着下腿部要求的推行而不再可能了。保险杠横梁和外表面之间的布置空间也将增大，为撞击模拟器减速提供足够的变形空间，从而达到伤害度限值的要求。为了达到第一阶段的要求，下腿部需要 60 毫米左右的布置空间；为了达到第二阶段的要求，或者为了保险杠装置获得 EruoNCAP 的最高得分，下腿部则需要 80 毫米的布置空间。目前大部分车辆按照低速保险杠碰撞条例（ECE42）的可用布置空间介于 20-40 毫米之间，所以布置空间很可能需要增加 20-40 毫米。根据 MIRA 迄今为止的经验，符合 ECE42 条例关于低速碰撞行人保护要求是可能的。许多欧洲车辆使用的 EPP 泡沫材料大约为 30 克/升，其刚度完全适合下腿部。这对于美联邦 381 图 14：SUV 保险杠的上腿部总布置区域发动机罩前缘区域为了满足所提议的伤害度指数，发动机罩前缘区域在重新设计中是最困难的部分。事实上，在涉及极高的冲击能时，不可能开发出切实可行的解决方案，这对于 SUV 在欧洲的销售前景蒙上了阴影。2004 年进行了法规提案审查，这个话题有望成为议程中的热门。撞击模拟器能量对发动机罩前缘高度极为敏感（如图 16 所示）。表面沿着发动机罩前缘轴线有较大的坡度，撞击模拟器能量在发动机罩高度每增加 10 毫米时的变化为 60 焦耳左右。因此，当发动机罩前缘高度从 700 毫米变化至 715 毫米时，150 毫米保险杠内衬的撞击模拟器能量将从 370 焦耳增加至 460 焦耳。如果车辆开发时的发动机罩前缘高度确定为 700 毫米，但由于公差、悬架几何形状和车辆装配因素在试验时所测得的高度为 715 毫米，那么试验时将达不到上腿部

伤害性指数，这是由于碰撞的设计能量和实际能量之间的差异。图 15：上腿部撞击模拟器能量表面标绘图在所有行人保护要求中，发动机罩前缘对总布置空间要求最高： • 冲击能 200 焦耳要求大约 55 毫米的总布置空间； • 冲击能 500 焦耳要求大约 170 毫米的总布置空间； • 冲击能 700 焦耳要求大约 250-300 毫米的总布置空间。这无疑将导致车辆前悬垂和车辆长度的显著加长，与目前的造型惯例相悖。总布置空间也与其他部件也产生了严重矛盾，例如上横梁、发动机罩锁止装置、前照灯、冷却系统、前格栅和保险杠。图 16 显示了 SUV 在 700 焦耳的碰撞时所需的总布置空间，上腿部必须能够经过前照灯组件，而且不接触任何坚硬的部件。图 16：SUV 中的上腿部总布置区域为了开发切实可行的解决方案，撞击模拟器能量需要显著降低，这只有发动机罩前缘高度降低至 720 毫米左右才能实现。为了便于实施这些解决方案，许多轿车的发动机罩前缘高度应降低 30-50 毫米，SUV 则应降低 250 毫米，但这仍将要求 140 毫米左右的总布置空间。这些变化明显影响了造型，并将 SUV 逐出市场，所以这是制造商最为关注的试验。发动机罩区域 382 第一阶段和第二阶段之间有着重大差别，但在这两个阶段中发动机罩和发动机舱部件之间都需要变形空间。不仅发动机和悬架转动架造成问题，而且其他许多辅助部件也会导致问题，例如电池、储液瓶和发动机罩铰链。悬架和发动机降低至所要求高度的可能性非常小,所以只有提高发动机罩线条才能产生空间。为了达到第一阶段的要求，在 3.5 公斤头部撞击模拟器以 35 公里/小时进行碰撞时，HIC1000 要求 55 毫米的总布置空间，HIC2000 则要求 33 毫米的总布置空间。图 17a 显示了总布置区域，图 17b 则显示了发动机罩高度提高 20-40 毫米左右的影响。对于乘客而言，大部分车辆的视野并没有受到影响。发动机罩较长和车身较矮的跑车则不然，其乘客高度可能需要提高，从而达到乘客视角的法定要求。 a) 3.5 公斤头部模型所需的总布置空间 b) 强制实行乘客视野后的改进型车辆图 17：为发动机罩区域达到第一阶段要求时的设计变化由于碰撞速度提高，并且整个碰撞区域的伤害度限值均为 HIC1000，第二阶段的总布置空间要求将更加严格。2.5 公斤儿童头部要求 80 毫米的总布置空间，4.8 公斤成人头部则要求 100 毫米的总布置空间。以侧翼达到 HIC1000 也不可能，这是人们靠着侧翼维修车辆时的负荷区，所以侧翼会塌陷。因此，未来设计极可能运用环绕式或蛤壳式发动机罩，从而解决这个问题。总布置空间要求的提高将导致发动机罩线条进一步提高，并影响大部分车辆的乘客视野。如果乘客位置提高，车顶也将要提高，因此需要新车身。车辆高度的增加将影响车辆的空气动力学特性，以及 CO2 的排放量。图 18 显示了这些变化的总体影响。针对上腿部将发动机罩前缘高度降至最低也必须谨慎。

图 18：为满足第二阶段要求的设计变化发动机罩弯曲和扭转刚度等方面也需要进行重新优化，但当前目标应该是大部分车辆都能够实现的目标。发动机罩的结构需要重新设计，从而达到预期的 HIC 值，但这通常会增加发动机罩的重量，虽然使用铝材料可以克服这种影响，但也意味着成本的增加。前沿的工程解决方案和研究目前，欧洲的一些研究项目在考虑选择性方案，通过主动安全提高行人保护，从而使车辆设计不会产生根本变化。研究点火装置促发发动机罩和保险杠中的安全气囊，或者提高发动机罩，从而为头部撞击模拟器创造必要的总布置空间 14- 16)。点火装置是众所周知的技术，与感知系统相比则比较简单，该装置在任何天气条件下必须为点火探测各种移动的行人。MIRA 与数个合作伙伴共同致力于一个名为 SAVE-U 的欧洲研究项目，为探测行人结合传感器。项目包括运用彩色摄像机的感应器、红外线摄像机和雷达网络，并结合跟踪和特征识别运算法则（详细信息参见 www.vista- production.com/save-u）。项目预期在 2005 年完成。运用接触感应器可以感知行人，但存在着区分行人和其他物体的问题，这将导致成本上升和误激发现象。以上论述的当前系列撞击模拟器在开发时考虑了标准和法规，而不是调研大量的行人碰撞场景，这些场景发生于现实世界中，并且对于这种研究显得过于粗略。进行研究时运用建模技术，模拟整个行人事故。MIRA 与英国考文垂大学一起运用建模方法，探索模拟更加逼真行人事故的方法，对移动的轿车和行人进行调研(17)。行人具有不同的速度和行走姿态，并会撞击车辆前端的任何部位。车辆具有不同的速度、加速度和减速度，在发生碰撞时会进行紧急制动。研究结果《实验的设计》（DOE）已经产生一些令人关注的成果和论文。行人保护将继续有计划地进行，这将有利于车辆安全领域。图 19：行人和车辆模型 383 a) T0 b) T200 c) T600 d) 最终抛掷距离 – 19.6 米图 20：50 公里/小时的整个行人碰撞模拟然而，研究不应局限于模拟。验证模型和进行研究时需要生物保真假人。本田数年来一直致力于 POLAR(18) 假人， POLAR 假人被公认为迄今生物保真程度最高的假人。汽车工程师协会（SAE）成立的工作组已经致力于这种假人的进一步开发，从而促进生物保真行人模型的发展。希望在未来几年中这种假人在研究行人保护中的作用能够得到验证。论述在最近 30 年中，欧洲在行人事故和伤害原因方面已经逐步建立了丰富的档案，促进了上述法规提案和 EuroNCAP 要求的发展。这使得欧盟在降低道路交通事故方面能够集中于最为经济的方法。另外还有其他方法集中于道路规划、设计和教育。如果认为有必要改变车辆设计，那么最好通过立法程序。对于制造商而言，行人保护并非竞争性的促进因素；事实上，这会导致许多不希望的车辆造型变化，可能使得这种车辆的销售难于无需行人保护的车辆。EuroNCAP 最近 5 年的统计数据已经证实了这种情况。乘客安全保护方面得到了显著提高，目前车辆平均获得了 4 星级，1998 年则为 2 或 3 星级；而同期行人保护星级方面的变化非常小。EuroNCAP 对于说服制造商提高乘客安全保护极为有效，因为这是轿车的卖点，但没能将行人保护提高至任何可感知的程度，而且将来也不太可能成功，除非他们发现其他方法可以对制造商施加压力。另一方面，法规促使制造商遵守，同时为制造商创造了平等的舞台。

分享到：

赞收藏

资料库

汽车设计行人保护要求.pdf

相关推荐

行业

热门标签

最新资料