胡帥帥，呂曉江，2，張曉天，張海洋，洪 丹，周大永

（1.浙江省汽車安全技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉利汽車研究院，杭州 311228；2.湖南大學(xué)，汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410082； 3.奧托立夫（上海）汽車安全系統(tǒng)研發(fā)有限公司，上海 201807）

前言

行人和自行車騎行者與電動(dòng)兩輪車的騎乘者等弱勢(shì)道路使用者與汽車混合的道路交通現(xiàn)狀是我國(guó)交通的一大特色，特別是近年來(lái)共享自行車和電動(dòng)自行車的大量普及，使這一特色尤為凸顯。

2011-2018年我國(guó)交通事故深入研究項(xiàng)目共統(tǒng)計(jì)了4 613個(gè)案例，涉及11 824人，包括傷亡5 753人。在這些案例中，涉及弱勢(shì)道路使用者的案例占78.8%，其中機(jī)動(dòng)兩輪車和機(jī)動(dòng)三輪車共占54.7%，自行車占6%，行人占18.1%［1］。以上交通事故中，弱勢(shì)道路使用者受傷部位最多的是頭部，其次是下肢；另有研究表明，交通事故中頭部最容易出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷［2］。因此弱勢(shì)道路使用者頭部的保護(hù)尤為重要。

包括我國(guó)［3］在內(nèi)的各國(guó)汽車法規(guī)和新車評(píng)價(jià)規(guī)程逐漸提高了對(duì)弱勢(shì)道路使用者頭部的保護(hù)要求。在我國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP）中，行人保護(hù)最高得分15分，其中頭部占12分，由此可見(jiàn)對(duì)弱勢(shì)道路使用者頭部保護(hù)的重要性。

為提升汽車對(duì)弱勢(shì)道路使用者頭部的保護(hù)性能，文獻(xiàn)［4］中基于頭型和車身的仿真結(jié)果，利用自適應(yīng)響應(yīng)面法對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出更優(yōu)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩的剛度和材料匹配方案，使頭部損傷HIC（head injury criterion）降低約 10%；文獻(xiàn)［5］中設(shè)計(jì)了一套雙搖桿式發(fā)動(dòng)機(jī)罩彈起裝置，并以發(fā)動(dòng)機(jī)罩彈起速度最快為目標(biāo)，以機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間布置為約束，對(duì)彈起機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，使頭型的加速度峰值降低約25.1%，頭部損傷 HIC降低約66.4%；文獻(xiàn)［6］中同樣從彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩著手提升汽車對(duì)行人頭部的保護(hù)效果。以上方式都是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)頭部的保護(hù)范圍局限于發(fā)動(dòng)機(jī)罩區(qū)域，未考慮行人與發(fā)動(dòng)機(jī)罩后側(cè)其它區(qū)域的碰撞。而弱勢(shì)道路使用者保護(hù)氣囊（下簡(jiǎn)稱行人氣囊）技術(shù)恰好能彌補(bǔ)這一缺陷，能對(duì)行人與發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣、通風(fēng)蓋板、風(fēng)窗玻璃根部和A柱下側(cè)區(qū)域的碰撞提供有效的保護(hù)，國(guó)外曾進(jìn)行過(guò)相關(guān)的研究［7-8］，并應(yīng)用在沃爾沃V40車型上，以提升其行人保護(hù)性能。

然而，國(guó)內(nèi)鮮有研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)行人氣囊進(jìn)行過(guò)相應(yīng)的正向研發(fā)工作，對(duì)開(kāi)發(fā)流程沒(méi)有具體的說(shuō)明，對(duì)功能效果沒(méi)有具體的驗(yàn)證。本文中基于某款A(yù)級(jí)車型，對(duì)行人氣囊進(jìn)行了正向設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，通過(guò)仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證了行人氣囊的保護(hù)效果。開(kāi)發(fā)流程如圖1所示。

1 行人氣囊的設(shè)計(jì)

1.1 氣囊包型的設(shè)計(jì)

行人氣囊的作用是在覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)保護(hù)頭部，降低頭部傷害。因此氣囊包型設(shè)計(jì)首先考慮頭型沖擊目標(biāo)得分，基于車型傳統(tǒng)頭型沖擊得分圖和失分格點(diǎn)分布，進(jìn)行氣囊覆蓋區(qū)域設(shè)計(jì)，定義氣囊包型。

圖1 行人氣囊開(kāi)發(fā)流程

基于某款A(yù)級(jí)車開(kāi)發(fā)行人氣囊，目標(biāo)是配置行人氣囊后，頭型沖擊得分達(dá)到C-NCAP五星+要求。C-NCAP五星+要求行人保護(hù)得分率達(dá)到75%以上，即頭部得分至少達(dá)到9分。

基礎(chǔ)車型在未配置行人氣囊前，傳統(tǒng)頭型沖擊得分圖如圖2所示，頭部得分是7.35分，得分率是61.2%，未達(dá)到C-NCAP五星+要求。相應(yīng)的頭型沖擊格點(diǎn)分布如圖3所示。

圖2 未裝行人氣囊時(shí)的格點(diǎn)沖擊成績(jī)

圖3 每排格點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置

由圖2和圖3可見(jiàn)，第9排及之后的沖擊格點(diǎn)基本都位于發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣后側(cè)，且得分較差，頭部傷害HIC15都大于650。因此須設(shè)計(jì)行人氣囊包型，使其展開(kāi)后覆蓋第9排及其后的所有格點(diǎn)，如圖4所示。

圖4 行人氣囊包型

1.2 氣囊模塊的布置

目前行人氣囊模塊布置位置一般分為兩種：布置在通風(fēng)蓋板下側(cè)和布置在發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣下側(cè)。本研究以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣下側(cè)的行人氣囊模塊為例。該種類型的行人氣囊模塊需要與彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩配合使用。彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩的特點(diǎn)是：它不僅能像普通發(fā)動(dòng)機(jī)罩那樣從前端繞著后沿抬起，以方便發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的維護(hù)，且能從后端繞著前沿抬起。給行人氣囊從發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣下方伸出展開(kāi)創(chuàng)造空間，同時(shí)增加了發(fā)動(dòng)機(jī)罩下方的緩沖空間。

根據(jù)現(xiàn)有車身模型，定義行人氣囊模塊安裝位置，并校核模塊環(huán)境件。行人氣囊模塊環(huán)境件在發(fā)動(dòng)機(jī)罩閉合狀態(tài)和頂起狀態(tài)下，均不能和模塊產(chǎn)生干涉；同時(shí)在氣囊展開(kāi)過(guò)程中，環(huán)境件不能阻礙氣囊的展開(kāi)。因此要求發(fā)動(dòng)機(jī)罩后邊緣與行人氣囊模塊外殼后邊緣在X向和Z向保持合適的距離，既不能阻礙氣囊的正常展開(kāi)，又要保證安裝方便等。圖5為車身斷面圖。實(shí)線是指車身結(jié)構(gòu)，虛線P是指行人氣囊模塊輪廓。車身結(jié)構(gòu)中，A是發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)外板，B是雨刮軸和雨刮，C是通風(fēng)蓋板總成，D是前風(fēng)窗玻璃。根據(jù)車型等級(jí)、行人氣囊覆蓋面積等，預(yù)估行人氣囊模塊三向尺寸和形狀；根據(jù)行人氣囊模塊輪廓，定義模塊大體安裝位置；根據(jù)模塊大體安裝位置，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板、通風(fēng)蓋板和雨刮電機(jī)等環(huán)境件進(jìn)行校核，進(jìn)一步定義模型詳細(xì)安裝位置和尺寸等，如圖6所示。

圖5 車身XZ斷面和模塊位置示意圖

圖6 行人氣囊模塊環(huán)境件校核

1.3 行人氣囊頭型沖擊仿真分析

1.3.1 仿真模型的搭建

根據(jù)定義的行人氣囊覆蓋區(qū)域和設(shè)計(jì)的氣囊包型，搭建行人氣囊有限元模型。氣袋采用織布材料，氣袋壓強(qiáng)設(shè)為50 kPa，發(fā)生器用Airbag Load Curve模擬，建立的行人氣囊有限元模型展開(kāi)后如圖7所示。將氣囊進(jìn)行折疊并裝配至發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣下側(cè)，即上述氣囊模塊布置位置。

圖7 行人氣囊有限元模型

1.3.2 行人氣囊頭型沖擊仿真

頭型沖擊分析工況和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與C-NCAP保持一致。C-NCAP在頭部保護(hù)測(cè)試中，對(duì)于WAD1700之后的格點(diǎn)，用4.5 kg的成人頭型沖擊，沖擊速度為40 km／h，沖擊角度為65°；以HIC15值代表頭部傷害的大小，HIC15＞650時(shí)，表示已對(duì)頭部造成傷害；HIC15＞1700時(shí)，表示已對(duì)頭部造成嚴(yán)重的傷害。HIC15計(jì)算公式為

式中：a為測(cè)量出的頭型合成加速度；t1和t2為在沖擊過(guò)程中的某兩個(gè)時(shí)刻，在（t2-t1）時(shí)間間隔內(nèi)HIC值最大（t2-t1≤15 ms）。

此次行人氣囊頭型沖擊工況中，發(fā)動(dòng)機(jī)罩是靜態(tài)的，即預(yù)先將發(fā)動(dòng)機(jī)罩后側(cè)抬起至一定高度，并約束固定，然后點(diǎn)爆行人氣囊模塊。行人氣囊完全展開(kāi)后，頭型撞擊氣囊上A（10，1）格點(diǎn)。該工況旨在分析氣囊是否順利展開(kāi)、展開(kāi)過(guò)程是否穩(wěn)定、展開(kāi)到位時(shí)間、氣囊覆蓋區(qū)域是否符合設(shè)計(jì)要求、氣囊厚度和壓強(qiáng)是否合適、氣囊對(duì)頭部的保護(hù)效果等。

仿真結(jié)果如圖8所示。由圖可見(jiàn)：行人氣囊模塊能夠順利展開(kāi)；展開(kāi)到位時(shí)間約為77 ms；氣囊完全展開(kāi)后，能覆蓋所關(guān)注的格點(diǎn)，覆蓋區(qū)域符合設(shè)計(jì)要求；頭型撞擊時(shí)，未擊穿氣囊，氣囊厚度和壓強(qiáng)合適；但是展開(kāi)過(guò)程對(duì)稱性相對(duì)較差。

圖8 靜態(tài)頭型撞擊仿真結(jié)果

基于第一輪仿真結(jié)果，對(duì)仿真模型進(jìn)行調(diào)整。首先改變氣囊充氣方向，然后根據(jù)氣囊材料特性和其它氣囊開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，修改氣囊本身的自接觸摩擦因數(shù)，修改氣囊與車身環(huán)境件摩擦因數(shù)，同時(shí)適當(dāng)縮短仿真迭代時(shí)間步等?；谙嗤r再次進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖9所示。

圖9 行人氣囊靜態(tài)展開(kāi)仿真結(jié)果

由圖可見(jiàn)，氣囊展開(kāi)過(guò)程基本對(duì)稱。由于模型中省略了鉸鏈結(jié)構(gòu)，故氣囊一側(cè)出現(xiàn)“甩尾”現(xiàn)象，但不影響整體性能的評(píng)估。在本輪仿真中，氣囊展開(kāi)到位時(shí)間為58 ms，氣囊展開(kāi)后能覆蓋全部目標(biāo)格點(diǎn)，氣囊未被頭型擊穿。

A（10，1）點(diǎn)是雨刮軸附近一點(diǎn)，屬于行人保護(hù)頭部測(cè)試中很難得分的格點(diǎn)。配置行人氣囊前后，A（10，1）格點(diǎn)頭型加速度曲線如圖10所示。配置行人氣囊之前，A（10，1）點(diǎn)頭型加速度峰值為174g；配置行人氣囊后，A（10，1）點(diǎn)頭型加速度峰值降低至71g。根據(jù)式（1），頭部傷害HIC15不僅與加速度峰值有關(guān)，且與（t2-t1）時(shí)間段內(nèi)的加速度分布有關(guān)，因?yàn)樗绊懯剑?）中的積分值。因此頭部傷害HIC15并非與加速度峰值完全成正比。經(jīng)計(jì)算，未配置行人氣囊時(shí)，A（10，1）點(diǎn)頭部傷害 HIC15為 1 681.72；配置行人氣囊后，降至557.74，即降低了66.84%，保護(hù)效果明顯，該點(diǎn)頭型撞擊得滿分。

圖10 A（10，1）格點(diǎn)頭部模型撞擊加速度曲線

1.4 行人氣囊與彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩聯(lián)動(dòng)仿真

行人氣囊完整的作用原理是：當(dāng)汽車前端以一定的速度撞到行人或自行車等弱勢(shì)道路使用者時(shí)，前保險(xiǎn)杠附近的加速度傳感器或壓力傳感器甚至汽車前目攝像頭會(huì)探測(cè)到碰撞對(duì)象、碰撞速度和力等信息，并將該信息傳遞給汽車控制模塊進(jìn)行分析；當(dāng)分析判定碰撞對(duì)象是弱勢(shì)道路使用者，且碰撞程度達(dá)到閾值時(shí)，發(fā)指令使彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩點(diǎn)爆彈起（后側(cè)彈起）；然后控制器命令行人氣囊點(diǎn)爆展開(kāi)，展開(kāi)后的氣囊覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣、通風(fēng)蓋板、前風(fēng)窗玻璃根部和A柱下側(cè)等危險(xiǎn)區(qū)域。當(dāng)弱勢(shì)道路使用者頭部碰撞在這些危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，氣囊將行人頭部與車身隔開(kāi)，提供明顯的緩沖，對(duì)頭部起到良好的保護(hù)作用。

在整個(gè)過(guò)程中，涉及彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩與行人氣囊的配合問(wèn)題。汽車控制模塊先給彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩發(fā)送點(diǎn)爆命令，發(fā)動(dòng)機(jī)罩后側(cè)彈起。經(jīng)過(guò)時(shí)間b，控制模塊給行人氣囊發(fā)送點(diǎn)爆命令，氣囊點(diǎn)爆后從發(fā)動(dòng)機(jī)罩下側(cè)伸出并展開(kāi)。因此給彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩發(fā)送點(diǎn)爆命令和給行人氣囊發(fā)送點(diǎn)爆命令的時(shí)間間隔b及其變化范圍是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。行人氣囊點(diǎn)爆時(shí)刻過(guò)早，發(fā)動(dòng)機(jī)罩還未抬起足夠的空間避讓氣囊，容易阻礙氣囊的展開(kāi)；行人氣囊展開(kāi)時(shí)刻過(guò)晚，會(huì)導(dǎo)致氣囊還未完全展開(kāi)時(shí)，弱勢(shì)道路使用者頭部已碰撞到氣囊上，影響對(duì)頭部的保護(hù)效果。因此須對(duì)兩個(gè)點(diǎn)爆命令之間的時(shí)間間隔b進(jìn)行計(jì)算分析。

計(jì)算分析方法如圖11所示。根據(jù)分析和試驗(yàn)得出彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩后端抬升高度與時(shí)間的關(guān)系曲線，再?gòu)姆抡嬗?jì)算出行人氣囊點(diǎn)爆后的氣囊展開(kāi)高度和時(shí)間的比值（即該曲線斜率）。根據(jù)該斜率畫出與發(fā)動(dòng)機(jī)罩彈起過(guò)程中抬升高度曲線相近的直線，即為氣囊展開(kāi)高度曲線，它與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為行人氣囊點(diǎn)爆時(shí)刻，也即相對(duì)頂升器點(diǎn)爆的延遲時(shí)間b1。假設(shè)汽車碰撞弱勢(shì)道路使用者時(shí)刻為零點(diǎn)，從該時(shí)刻到弱勢(shì)道路使用者頭部沖擊在行人氣囊上的這段時(shí)間為HIT，傳感器和控制器等系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間為ST，行人氣囊完全展開(kāi)所需時(shí)間為DT，則行人氣囊的點(diǎn)爆延遲時(shí)間b的范圍為

圖11 行人氣囊點(diǎn)爆時(shí)刻分析圖

取b1作為行人氣囊點(diǎn)爆延遲時(shí)間，代入仿真中，分析行人氣囊與彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩聯(lián)動(dòng)工況，確保行人氣囊點(diǎn)爆延遲時(shí)間值合適。仿真結(jié)果如圖12所示。由圖可見(jiàn)，彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩正常彈起，行人氣囊正常展開(kāi)，兩者未產(chǎn)生干涉。經(jīng)推算，行人氣囊完全展開(kāi)時(shí)刻早于弱勢(shì)道路使用者頭部撞在行人氣囊覆蓋區(qū)域上的時(shí)刻。因此可以認(rèn)定，分析的行人氣囊點(diǎn)爆時(shí)刻合適。

圖12 行人氣囊和彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩聯(lián)動(dòng)仿真結(jié)果

2 行人氣囊試驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 行人氣囊展開(kāi)驗(yàn)證

行人氣囊靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)結(jié)果如圖13所示。氣囊可順利展開(kāi)，展開(kāi)到位時(shí)間約為58 ms，展開(kāi)過(guò)程同樣存在稍許不對(duì)稱的現(xiàn)象，與仿真過(guò)程相似。氣囊展開(kāi)到位時(shí)間與仿真相近；展開(kāi)過(guò)程比較順利，下一步對(duì)發(fā)生器位置進(jìn)行微調(diào)，改善氣囊展開(kāi)過(guò)程的對(duì)稱性。

圖13 行人氣囊展開(kāi)試驗(yàn)

2.2 行人氣囊頭型撞擊驗(yàn)證

行人氣囊靜態(tài)展開(kāi)頭型撞擊驗(yàn)證，旨通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步探究氣囊內(nèi)氣壓大小是否合適、氣囊展開(kāi)后厚度是否合適以及氣囊的保護(hù)效果。

理想氣體狀態(tài)方程為

式中：p為氣體壓強(qiáng)；V為氣體體積；n為氣體量（摩爾數(shù)）；R為氣體常量；T為氣體溫度。

由式（3）和 a＝pS／m的關(guān)系可推導(dǎo)出頭型加速度：

式中：m為頭型質(zhì)量；S為頭型在速度矢量方向的受力面積。根據(jù)式（4），可通過(guò)控制氣囊展開(kāi)體積和發(fā)生器產(chǎn)生的氣體量，近似定量地控制頭型撞擊氣囊時(shí)的加速度峰值。

參考行人氣囊靜態(tài)展開(kāi)試驗(yàn)的工況設(shè)置氣囊、車輛和工裝等，同時(shí)設(shè)置行人氣囊0時(shí)刻點(diǎn)爆，頭型在70 ms時(shí)刻左右撞擊氣囊上A（10，1）點(diǎn)。試驗(yàn)過(guò)程如圖14所示。

圖14 行人氣囊頭型撞擊試驗(yàn)

由圖可見(jiàn)，試驗(yàn)中行人氣囊展開(kāi)順利，展開(kāi)過(guò)程對(duì)稱性得到改善。頭型未將氣囊擊穿，證明氣囊內(nèi)壓強(qiáng)和氣囊展開(kāi)厚度均較合適。

計(jì)算分析試驗(yàn)中頭型加速度如圖15所示。頭部傷害 HIC15為 559.27，仿真中該點(diǎn) HIC15為557.74，仿真與試驗(yàn)相比誤差為0.27%。圖16為A（10，1）點(diǎn)頭型加速度仿真與試驗(yàn)曲線對(duì)比。兩者趨勢(shì)和峰值基本吻合。由此可證明，行人氣囊仿真模型準(zhǔn)確度較高，分析結(jié)果可信。

圖15 試驗(yàn)中A（10，1）點(diǎn)加速度曲線

圖16 A（10，1）點(diǎn)頭型加速度曲線對(duì)比

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，該車配置行人氣囊后，A（10，1）點(diǎn)頭部傷害降低66.74%，行人氣囊對(duì)頭部保護(hù)效果非常明顯。

2.3 行人氣囊聯(lián)動(dòng)展開(kāi)頭型撞擊驗(yàn)證

行人氣囊聯(lián)動(dòng)展開(kāi)頭型撞擊試驗(yàn)是模擬行人氣囊系統(tǒng)包括信號(hào)傳遞的整個(gè)作用過(guò)程。如a時(shí)刻頂升器點(diǎn)爆，彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩展開(kāi)；（a+b）時(shí)刻行人氣囊點(diǎn)爆，氣囊撕裂模塊外殼，伸出發(fā)動(dòng)機(jī)罩外展開(kāi)；（a+b+c）時(shí)刻，頭型開(kāi)始撞擊行人氣囊上某一點(diǎn)。整個(gè)作用過(guò)程中，主要通過(guò)試驗(yàn)探究以下3點(diǎn)：（1）行人保護(hù)氣囊和彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩的協(xié)調(diào)程度；（2）頭型撞擊到行人氣囊覆蓋區(qū)域前，氣囊是否能完全展開(kāi)；（3）該工況下，頭型加速度曲線和傷害值。

將車身通風(fēng)蓋板區(qū)域改制，給行人氣囊模塊避讓空間；其次將行人氣囊模塊按照設(shè)計(jì)位置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)罩后緣下側(cè)，如圖17所示。

圖17 安裝有行人氣囊模塊的車身

行人氣囊模塊安裝完畢，對(duì)頭型定位。本次撞擊點(diǎn)選擇風(fēng)窗玻璃根部接近A柱上一點(diǎn)A（10，5），也是行人氣囊保護(hù)區(qū)域中不易得分的格點(diǎn)。由上述分析已判斷出行人氣囊點(diǎn)爆相對(duì)于彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩的最短延遲時(shí)間約為9 ms，保留30%余量，試驗(yàn)中設(shè)定延遲時(shí)間為11.7 ms，設(shè)置頭型撞擊時(shí)刻為75 ms；A（10，5）格點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 HIT約為126 ms，實(shí)際汽車系統(tǒng)的ST基本不大于35 ms。因此根據(jù)式（2），本次試驗(yàn)中，如果氣囊能在頭型撞擊到A（10，5）點(diǎn)前完全展開(kāi)，則對(duì)應(yīng)的在實(shí)際交通事故中，氣囊能在弱勢(shì)道路使用者頭部碰撞前完全展開(kāi)。按照上述分析設(shè)置試驗(yàn)控制器，進(jìn)行行人氣囊聯(lián)動(dòng)展開(kāi)頭型撞擊試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖18所示，頭型加速度曲線如圖19所示。

根據(jù)高速攝像可觀察出行人氣囊和彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩協(xié)調(diào)較好，氣囊和發(fā)動(dòng)機(jī)罩未發(fā)生干涉現(xiàn)象，證明分析得出的行人氣囊點(diǎn)爆延遲時(shí)間b1滿足要求；試驗(yàn)中頭型接觸到行人氣囊時(shí)，氣囊基本完全展開(kāi)，證明實(shí)際交通事故中，在弱勢(shì)道路使用者頭部碰撞到行人氣囊覆蓋區(qū)域時(shí)，行人氣囊完全能夠展開(kāi)到位，實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)；根據(jù)圖19得到頭部傷害值HIC15為658.6，該車未配置行人氣囊時(shí) A（10，5）點(diǎn)頭部HIC15為1 638，因此行人氣囊使該點(diǎn)的頭部傷害值降低了59.8%，保護(hù)效果明顯。

綜上分析與驗(yàn)證，行人氣囊裝置使C-NCAP頭部測(cè)試中最易失分的格點(diǎn) A（10，1）和 A（10，5）由紅色變?yōu)榫G色，依次類推，行人氣囊覆蓋區(qū)域的格點(diǎn)在測(cè)試中均為綠色，頭型撞擊得分可高達(dá)10.97分，得分率達(dá)93，1%，滿足五星+對(duì)行人保護(hù)得分率不低于75%的要求。

圖18 行人氣囊聯(lián)動(dòng)展開(kāi)頭型撞擊試驗(yàn)結(jié)果

圖19 A（10，5）點(diǎn)頭型加速度曲線

3 結(jié)論

基于一款A(yù)級(jí)車，對(duì)行人氣囊進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了一系列的仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：

（1）基于該車型的行人氣囊包型、布置、體積和壓強(qiáng)等設(shè)計(jì)合理，能與彈起式發(fā)動(dòng)機(jī)罩有效配合，并發(fā)揮對(duì)頭部的保護(hù)效果；

（2）行人氣囊能顯著提升汽車在C-NCAP行人保護(hù)測(cè)試中的頭型撞擊得分率，滿足五星+要求；

（3）行人氣囊能在實(shí)際交通事故中，對(duì)弱勢(shì)道路使用者頭部進(jìn)行及時(shí)、有效地保護(hù)，頭部傷害可降低近60%。