02汽车主被动安全技术集成开发的研究-朱西产
中国汽车安全技术向主被动一体化发展
编订：__________________审核：__________________单位：__________________中国汽车安全技术向主被动一体化发展Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-7721-12 中国汽车安全技术向主被动一体化发展使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
随着道路交通监督管理加强、道路改善、驾驶员驾照考试日趋严格等多项措施以及汽车安全技术逐步提高，我国道路交通事故的事故次数、死亡人数、受伤人数、直接经济损失等指标在20xx年达到最高值(109381人)，从2001~20xx年连续3年死亡人数超过10万人。
20xx年之后，死亡人数逐年下降。
国家有关部门提出到20xx年目标：道路交通死亡人数不超过10万人/年，万车(含摩托车)死亡率不超过5人，虽然20xx年道路交通事故还未出台，但预计20xx年目标能达到。
汽车安全技术现状随着我国成为全球最大的汽车生产和消费市场(20xx年我国汽车产销量分别达到1826.5万辆和1806.2万辆)，世界各大汽车制造商均非常重视我国汽车市场的发展，推出的最新车型基本上与全球同步，促使我国汽车安全技术总体上与全球接轨。
我国汽车发展半个世纪历史中，有关汽车安全性能的研究和新技术的应用发生了日新月异的变化。
从最初的保险杠减振系统、乘员安全带系统、安全气囊，到汽车的碰撞试验，防抱制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)、电子稳定控制 (ESP)，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全性能正日趋完善，特别是近几年，随着科学技术的迅速发展，越来越多的先进安全技术应用到汽车上。
浅谈现代汽车主被动安全技术
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald66目前，我国政府已经把汽车工业定为国家支柱产业之一。
据公安部交管局统计，截至2016年3月底，我国汽车保有量高达1.79亿辆，而且汽车驾驶人也有2.89亿人之多。
在如此庞大的数据下可以看出，越来越多的汽车走向家庭，这无疑将大大增加我国的道路安全压力，并随之而来的就是道路交通死亡事故、GDP和汽车产业成比例的增长。
根据现有的统计数字，中国道路的汽车死亡率为2.2人左右。
交通事故的频繁发生使得汽车安全问题的关注度暴增，人们对汽车安全性能的呼声不断地升高。
近年来，据相关调查显示，汽车安全的新技术为车主们最为关注的技术，并且大多数车主们最愿意接受和使用主动安全系统的升级。
1 国内外关于主、被动安全制定的法规汽车主、被动安全技术起源于欧美，欧美的一些国家相关法规已经将安全技术纳入其中。
比如:美国联邦机动车安全法规（F M V S S）、欧洲汽车安全法规（ECE）以及日本保安基准（道路车辆安全标准）等相关法规。
中国汽车技术法规体系（CM V DR）是根据中国道路交通实际情况全面制定的汽车安全技术法规，相比于欧美的来说，起步还较晚，仍需要紧跟国际形势。
2 主动安全技术主动安全技术简单的说就是预防汽车发生事故的安全技术，事故将要发生时操作制动或转向系，防止事故发生的能力以及汽车正常行驶时维持其动力性、操作稳定性、平顺性能力的技术。
主动安全应用的技术主要有：防抱死系统(A B S)、电子制动力分配系统(E B D )、紧急刹车辅助系统(E BA )、驱动防滑系统(A S R )、电子稳定性控制系统（E S P）、陡坡缓降系统(H DC)、自动车身水平系统(A L S)、车道偏离报警系统（L DW）、夜视辅助系统、盲点检测系统(B SD)、自动紧急制动、行人检测、视觉探测系统、雷达探测系统、全景泊车、自动感应大灯、轮胎压力监测警告系统等。
乘用车的主动和被动安全技术简析
乘用车的主动和被动安全技术简析
朱正德
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2011(000)015
【摘要】安全、节能和环保已被看作是现代汽车中任何一款优秀车型必备的特性。
随着安全性越来越受到汽车厂商和消费者的重视，已有更多的先进技术被应用到各种类型的车辆，尤其是现代乘用车中。
下面就上海大众的途观（Tiguan）SUV （见图1）的主动和被动安全技术作一简单介绍。
【总页数】3页(P36-37,40)
【作者】朱正德
【作者单位】大众动力总成（上海）有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U461.91
【相关文献】
1.乘用车增长最明显轿车贡献度最高——2006年12月份及年度乘用车市场简析[J], 张伯顺
2.某国有自主品牌乘用车战略管理简析 [J], 臧晓辉;黄众爵
3.乘用车竞品界定方法及应用简析 [J], 邓玉芳; 赖志勇; 彭付军
4.乘用车车灯设计发展前瞻性研究简析 [J], 吕双;王亚芳;邹丽娟
5.简析乘用车行李舱漏水原因与措施 [J], 韦帅
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
该项目历时十余年,是一项庞大而复杂的系统工程,涉及面
1、项目名称：低噪安全乘用车关键技术及产业化2、推荐单位意见低噪与安全是自主品牌乘用车与欧美日品牌差距最大的技术短板，其关键技术长期被封锁与垄断。
该项目在突破复杂系统声品质目标分解与低噪声设计、乘员临撞本能反应模拟与多工况碰撞安全目标并行设计等一系列关键重大难题的基础上，成功创建声品质导向的低噪性能开发技术和面向乘员保护的安全性能开发技术，并结合数十项自主知识产权技术建立起完备的乘用车研发支撑环境与性能开发体系，包括首创的设计专家系统、试验数据管理系统、模拟乘员本能反应的假人装置、偏置碰台车试验系统、涵盖上万指标的三级目标体系和三千余项开发规范与标准等。
应用该项目技术成功塑造长安汽车品牌低噪安全新形象。
获发明专利及软件著作权50余项，发表论文近百篇。
该项目历时十余年，是一项庞大而复杂的系统工程，涉及面广，技术复杂程度和难度很大，突破了关键技术瓶颈，部分成果纳入国家标准，打破国外封锁与垄断，达到国际先进水平。
开发了涵盖轿车、SUV、MPV的全系列乘用车产品，树立自主品牌新标杆，近三年累计新增销售额1831.8亿元、利润219.8亿元，并面向行业提供40余款汽车的低噪安全性能开发技术服务，取得重大经济和社会效益，对中国汽车技术进步与产业升级起到重要的示范和引领作用，对提升自主品牌市场竞争力和汽车强国地位起到关键作用。
推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。
3、项目简介在汽车产品中，乘用车品质要求最严苛、市场规模最大、竞争最激烈。
噪声和安全是自主品牌与国外品牌差距最大的技术短板，是乘用车品质的集中体现，也是消费者最关注和最易感知的性能，对决胜市场竞争至关重要。
打破欧美日对低噪声高安全关键技术的垄断和封锁、建立自主的高品质乘用车性能研发体系、赢得乘用车市场竞争，是中国汽车工业由大做强的必由之路，符合《中国制造2025》和供给侧改革的国家战略需求。
该项目在国家863、973计划支持下，依托长安汽车和中国汽研组建“汽车噪声振动与安全技术国家重点实验室”，历时十余年，突破声品质开发和乘员保护技术瓶颈，建立起完备的乘用车研发体系，开发出涵盖两厢与三厢轿车、SUV、MPV的全系列乘用车产品，成功塑造长安“低噪、安全”品牌形象，助推长安乘用车销量近两年持续位居自主品牌第一、研发实力自2009年起持续排名中国汽车行业第一。
汽车被动安全系统的研究与改进
汽车被动安全系统的研究与改进第一章：引言在现代社会中，汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，汽车事故所带来的伤害一直是一个全球性问题。
为了减少事故造成的伤害和损失，汽车被动安全系统的研究和改进变得尤为重要。
本文将探讨汽车被动安全系统的研究与改进，以期为汽车行业提供更先进且安全的解决方案。
第二章：汽车被动安全系统的概述汽车被动安全系统是指在事故发生时为乘客和车辆提供保护的安全装置。
主要包括安全气囊、安全带、车体刚性、车辆变形区域等。
安全气囊是一种被动安全系统中的重要组成部分，它能在车辆发生碰撞时迅速充气，从而缓解乘客的碰撞冲力，减轻伤害。
而安全带则能够让乘客紧紧地固定在座椅上，防止碰撞时的身体晃动和二次碰撞。
第三章：汽车被动安全系统的研究进展近年来，汽车被动安全系统的研究取得了许多突破性进展。
首先，针对乘客安全气囊的需求，研究人员研发了一些新型的安全气囊系统，如头部气囊、膝盖气囊等。
这些新型安全气囊的应用能提供更全面的保护，降低乘客在事故中的受伤风险。
其次，车身结构的研究也取得了巨大的进展。
为了增加车辆的刚性，研究人员提出了一系列车身材料和结构设计的优化方案，从而提高了车辆的整体安全性能。
另外，通过引入碰撞能量吸收结构，车辆在碰撞时能够迅速分散和吸收能量，减轻碰撞冲击对乘客的伤害。
第四章：汽车被动安全系统的改进方向为了进一步提高汽车被动安全系统的效果，研究人员正在不断探索新的改进方向。
首先，可以针对不同类型的事故进行针对性研究，以设计更加适应现实行驶环境的安全系统。
其次，通过利用先进的传感器技术，监测车辆的状态和周围环境，进行实时的碰撞预警和反应。
这种主动式的安全系统可以在事故发生之前预警并采取措施，从而更好地保护乘客的安全。
此外，面向未来，研究人员还可以考虑在车身结构中应用新型材料和技术，以提高车辆的整体刚性和安全性能。
第五章：实验研究与案例分析为了验证安全系统的有效性和改进方向的可行性，研究人员进行了一系列的实验研究和案例分析。
智能将是车企决胜关键
智能将是车企决胜关键作者：张翔喆来源：《中国汽车市场》2019年第02期在去往2018寰球年度车测评现场的路上，同济大学汽车学院教授、汽车安全技术研究所所长朱西产对此次测评的近60款新车表示非常期待，他表示，之前参加过不少其他年度车测评活动，最多不过20辆车，这次测评的近60款新车确实凸显了寰球汽车在业界的实力。
朱西产1996年调入中国汽车技术研究中心从事汽车安全研究工作，任国家汽车质量监督检验中心副总工程师，从2000年至2005年被聘任为中国汽车技术研究中心汽车被动安全重点学科的首席专家。
2005年11月入选同济大学百名教授招聘名单，进入同济大学汽车学院任教授，现任汽车安全技术研究所所长。
作为一名天天与汽车打交道的高校汽车专业教授，朱西产对汽车仍然具有高度的专业热情，“嗯，这台车是空气悬架，这台SUV是非承载式车身……”1月3日上午，朱西产一到测评现场，就对场地中的各类新车产生了浓厚的兴趣，并用手机对不少新车进行拍照。
他并未急于上车，而是认真翻阅了此次寰球年度车手册，对各类新车配置与数据进行了解，证实了自己对这些新车型配置的初步判断。
了解了车型后，他又开始观察场地上的车辆测试情况，如行驶路线怎么走、都设置了什么弯道等。
在本届寰球年度车测评中，场地赛道由金卡纳赛车运动路线改编、经专业人员调试的测评路线不仅可以全面地展现车辆在使用过程中的综合性能，还可以在测评的同时也将为整个测评活动增加一定的趣味性，项目有直线加速及减速、绕桩、紧急变线、环岛、连续减速带等汽车通用项目，以及针对SUV车型专门设置的斜坡、交叉轴等测试项目。
在实际驾驶的测评环节中，朱西产一坐进驾驶室，就立刻系好安全带，启动车辆、挂挡加速一气呵成。
一辆下来紧接另一辆，根本停不下来，基本上每一圈控制在3分钟以内，极像一名专业车手。
朱西产在试了几辆不同品牌与级别的传统车型后表示，现在很多车无论是品牌还是级别，在驾驶操控方面已经非常同质化了，再这样下去，他们的车只能越来越难卖。
汽车被动安全性研究中的几个问题及对策_雷正保
第26卷 第1期湖 南 大 学 学 报 (自然科学版)Vo1.26,No.1 1999年2月Jo ur nal o f Hunan U niv ersit y(Nat ur al Sciences Editio n)Feb.1999汽车被动安全性研究中的几个问题及对策X雷正保 钟志华(湖南大学机械与汽车工程学院,中国长沙,410082) 摘 要 从汽车被动安全性研究的实际出发,提出了影响研究进展及研究结果可靠性的一系列核心问题,并探讨了相关对策.关键词 汽车,被动安全性,仿真分类号 T H113Problems and Solution M easures in AutomobilePassive SafetyLei Zhengbao Zhong Zhihua(Colleg e of M echanical and A utomo tiv e Engineer ing,Hunan U niv,410082,Changsha,P R China) Abstract According to the practical co nditions in the r esearch of auto mobile pas-sive safety,a ser ies of key problems w hich im pair the reliability of research results and the progr ess of research w ork seriously are described,m eanw hile,relevant measures to slo ve these pr oblem s ar e also developed.Key words autom obile,passiv e safety,em ulation汽车安全性有主动与被动安全性之分.前者是指汽车防止或难于发生事故的性能,后者是指事故发生时汽车本身对乘员及行人提供安全保护的性能.大量事故的研究表明,汽车的主动安全性能再好,也只能避免5%的事故.因此,从60年代末开始,汽车的被动安全性就一直是人们研究的热点[1～8].进入80年代中期后,随着仿真技术的完善,再一次掀起了汽车被动安全性研究的新高潮,人们已着手从仿真分析的结果中推演出进一步的修改方案,达到在汽车重量与碰撞特性等方面最优的研究,新安全车身研究也已纳入人们的攻坚计划.然而,还存在着一系列问题制约着研究工作的深入开展,因此,如何克服或绕过这些问题,对汽车被动安全性研究不仅意义重大,而且势在必行.1 问题与对策1.1 建立精确的计算模型目前,用仿真方法研究汽车的碰撞问题,只要计算模型是实际模型的真实写照,就能X机械工业技术发展基金资助项目收稿日期:1998-09-11.第一作者雷正保,男,34岁,博士生34 湖南大学学报(自然科学版) 1999年将仿真结果与试验值间的误差控制在小于15%的水平上,可以说,仿真技术本身的可靠性已相当高了,这样,模型误差就成为唯一的难以控制的对仿真结果具有致命影响的因素.在汽车车身设计中,控制其自重是首要任务.为此,大量采用了弯折的薄板结构,使车身任意部位的截面几何形状都具有复杂多样的特性,同时,变截面曲梁的广泛应用,以及梁与薄壳之间较为复杂的连接,使载荷传递路径的确定很困难.所有这些构造细节,都大大增加了建模工作的难度,以致不得不在建模时做些特殊考虑.其中最典型的是所谓的“局部柔性”问题,即当采用薄板连接方法连接薄壁梁与薄壳类结构时,因连接区刚性不匹配而产生的较“软”的结构区域.研究表明,考虑汽车车身结构连接点的局部柔性是很重要的,因为当假定连接为刚性时,仿真分析得到的构件位移将仅为实测结果的一半.对于“局部柔性”的处理,可以在有限元模型中自动考虑.大量实践表明,在汽车车体结构中,凡是局部变形会对总体结构响应构成重要影响的地方,只要将人们习惯于使用的梁单元取消而代之以详细的壳体单元,无需其它新的措施,就能够精确模拟“局部柔性”的作用,这种以计算成本换取仿真结果可靠性的做法已日益为人们所接受,这也就是为什么在汽车碰撞仿真模型中少有梁单元的原因.此外,汽车车身及门盖总成等中的点焊模拟则是又一难点.因点焊影响着汽车的力学特性.在建模时将点焊点之间的间隔区域划分为细密的单元网格,点焊本身先以点约束代替,随后改成短梁来模拟是对策之一.对点焊的最新处理对策,是采用一种特殊的复合单元;当单元内部受力超过点焊的实际承载能力时,单元自动分解为两部分,且分解后可自动进入接触处理系统.还有一个难点在于车顶内镶板与外壁板粘接而成的一种夹层结构的处理.实践表明,尽管夹层结构中存在粘接涂抹不均匀及在不同粘结点处粘接剂的机械性能可能不同等因素,但将内外车顶板的粘接点作为刚性连接处理也能够得到十分满意的结果.1.2 人体模型模拟及人体的耐冲击阈值人体是交通事故的最大受害者.在我国,人车混行现象的普遍性及机动车辆数量增长速度远大于公路里程增速的事实,进一步恶化了交通安全水平.因此,要提高汽车的被动安全性能,首先必须充分认识人体在交通事故中的响应,只有根据人体的响应情况来开展安全保护研究,才能使所采取的保护措施发挥应有的作用.为此,除了不断进行各种试验研究外,早在60年代末期,人们就已着手理论研究,用多刚体系统动力学方法实现了人体冲击响应的粗线条模拟是这种理论研究的典型成果.为了提高模拟精度,又发展了详细的人体有限元模型[4],然而,由于该人体模型过于精细,致使汽车碰撞系统中有限单元的数目骤然陡增,这又给汽车被动安全性的仿真分析带来了新的难题仿真运算所必须的CPU时间大大增加了.这一点又恰恰是有限元仿真方法中难以克服的固有缺陷.对此,我们认为,根据研究的特点,混合使用人体模拟的两种模型,可以达到扬长避短的目的.即如果只需对人体的碰撞响应有个大致的认识,可以采用多刚体系统模型;如果需要详细了解人体的响应,则可以先用多刚体系统模型与汽车整车模型配套运算,然后将分析结果作为已知参数,再调用人体有限元模型,通过这种人工干预,可以充分发挥不同模型的优点,从而使所需CPU时间大大缩短.至于人体耐冲击阈值问题,半个多世纪以来,一直未取得突破性进展,目前广泛采用的仍然是由Gadd C W 提出的两个指标,即人体损伤严重性指标SI (Severity Index )及由此推演出的头部伤害指标HIC(Head Injury Criterion).虽然在这方面的研究工作仍在进行,但到底应该取一个什么基准作为人体的耐冲击阈值才最合适的问题,仍是一个世界难题.对此,我们认为,汽车的被动安全性同样可以深入开展下去.因为尽管不知道人体的耐冲击阈值,但人体所能感受到的冲击越平缓则越有利于人体保护是一个不容置疑的事实,我们可以把研究工作集中在优化传递到人体上的冲击波形上,通过开展汽车车体结构各部件对这一冲击波形的灵敏度分析,找出汽车碰撞时影响人体冲击波形的重要因素及调整人体上冲击波形的措施,建立起一套控制人体上冲击波形的完整的技术体系,这样,就能保证汽车的安全性能始终处于最优状态.1.3 安全车身的分段碰撞特性安全车身有别于传统车身的最大特点就在于突出了车身的安全防护功能,其中的分段碰撞特性又大大拓宽了车身安全防护的范畴.这里的分段碰撞特性,指的是汽车与不同客体相撞时,能根据客体的情况表现出相应的力学特性.通常,安全车身的碰撞特性应包括三个区段,即¹软区段:用于保护行人、骑自行车者和摩托车手等交通弱者,也可用于避免低速碰撞时对车辆安全运行的损害;º碰撞相容区段:使具有不同质量的两车相撞时,在两辆车的撞击区都能够产生最佳的能量分布,达到有效保护两辆车中全部乘员安全的目的;»自我保护区段:当车与刚性墙相撞时,也要能对汽车自身内部乘员的安全提供保障.在这三个区段中,自我保护区段最受重视,几乎所有的汽车被动安全标准中,均对车与刚性墙这一特殊碰撞事件中的人体保护提出了具体而明确的要求.另两个区段的特性,都未被普遍纳入标准,尤其是碰撞相容区段,由于此时的研究对象已不再是一辆车的碰撞特性了,它不可回避地要涉及参与碰撞的两辆车碰撞特性的匹配问题,而参与碰撞的汽车模型的可能组合的数量太多,究竟采用什么样的一种或几种组合才能确保研究所得的结论在统计学上有意义的问题,实际上成了这一区段特性研究中的重大障碍.我们认为,研究安全车身的分段碰撞特性,应站在冲击响应主动控制的高度.利用控制理论来研制出能适应不同冲击速度作用的具有速度敏感特性的新车身.1.4 乘员保护系统的负面效应如果说安全车身的分段碰撞特性是使一次碰撞中的能量得以最佳分布的先决条件的话,那么乘员保护系统的作用就是将乘员所分得的能量通过二次碰撞进行有效的释放,达到保护乘员生命安全的目的.实践表明,由座椅、安全带、安全气囊等组成的乘员保护系统,对乘员的保护,性质是积极的,效果是显著的,它不仅大幅度减轻了乘员受伤害的程度,而且可以将乘员死亡率降低12%.正因为如此,人们对乘员保护系统的研究才异乎寻常地热情,保护措施才得以不断翻新,1967年安全带就得以普遍应用,到1975年,驾驶员室安全气囊就已大批投入市场,随后乘员席安全气囊也开发成功并上市.到1994年,美国的汽车市场上不带双气囊系统(驾驶员室及乘员室)的汽车早已无人问津,而此时,瑞典的沃尔沃公司还开发成功了车门两侧安全气囊并已投放市场.目前,美国还完成了对新出厂汽车强制性规定必须安装安全气囊的立法工作,欧洲、日本等也正在立法.虽然乘员保护系统对乘员的生命安全有巨大的保护作用,但也具有惊人的负面效应.35 第1期 雷正保等:汽车被动安全性研究中的几个问题及对策 对处于正常乘坐位置的乘员,尽管保护系统的保护效果较好,也存在安全带织带对人体的伤害问题,存在正面安全气囊对乘员脸部的擦伤问题,以及乘员侧安全气囊因安装、展开空间小,展开时间短(正面气囊用15～30m s感受碰撞,大约40ms给气囊充气,而侧面气囊的反应时间仅4～5ms,最多也不超过10m s),气袋近距离快速膨胀(气袋展开时击出速度可高达250km/h以上),容易对乘员造成击伤等伤害,同时,气袋在很短的时间内靠少量气体的爆炸胀起来,因而将伴随着很大的噪声.而对于处于非正常乘坐位置的乘员,如司机侧的乘员,由于没有驾驶责任,离位的情况比较多,此外,儿童乘员因天性而处于非正常乘坐位置的情况更多,因此,那种按正常乘坐位置而装备的保护系统,将给乘员造成更为严重的伤害.对于儿童乘员,即使他们处于正常位置,按成年乘员设计的气袋对他们来说也显得过于刚硬,文献[7]中介绍的因乘员侧安全气袋击出而导致的儿童乘员死亡的事例,就足以为人们敲响警钟用于保护乘员安全的气囊有时也会变成杀人的凶器!对此,我们认为,对于成年乘员的保护,安全带的改进可以考虑在胸部的织带上装一个小气囊,或者设法提高织带的吸能性,此外,要努力解决好撞车后尽早使安全带起作用的问题,研制加装在安全带卷收器内的各种预拉紧机构.同时,还要推广使用那种不需乘员动作,就可以自动佩带在乘员身上的安全带,以提高安全带的佩带率.在我国,由于有关法规提出了小汽车前排乘员必须使用安全带的要求,因此,气囊的匹配工作要充分考虑到法规这一要求.特别值得强调的是,对成年乘员保护系统的研究,绝不能孤立地、片面地进行,必须把它作为一个有机的整体来进行,也就是说,不仅需要从完善乘员的保护部位(如增加下肢、颈部等部位);优化气袋的充气速率、折叠方式和最佳点火时间;探讨碰撞时转向柱、座椅及头枕、安全带等各自满足相关标准的最佳结构和力-变形特性等方面开展研究,更要下大力气解决好转向柱、座椅及头枕、安全带、气囊等各部件碰撞特性的协调与互补问题,解决好根据检测到的乘员身高、体重、坐姿等信息,自动将乘员保护系统调节到最佳保护状态的问题,使乘员保护系统逐步智能化.对于气囊展开时的噪声问题,只要使气袋在传感器检测到有乘员在相应原座位上时才会展开,就可以将爆炸噪声减少.而对儿童乘员的保护,一方面可以考虑在仪表板上安装乘员侧气袋控制开关,当有儿童乘员时,将气袋关掉;另一方面应考虑装备专用的儿童乘员约束系统.据文献[8]介绍,碰撞事故中,未受约束儿童乘员的受伤率为58%,当采用成年乘员的约束系统时,受伤率降为30%,而采用专用的儿童乘员约束系统,受伤率仅16%,且伤害程度也比前两种情况轻得多.这样,通过对乘员保护系统的系统性研究,相信其负面效应是能够得到有效控制的.2 结束语汽车的被动安全性是汽车安全性研究中最重要的课题,而人们对汽车安全性的要求又越来越高.目前,过去那种主要侧重于汽车的动力性、燃油经济性和制动性能等几个方面性能的做法,正在经受着新观念的冲击.在国外,政府对汽车性能的要求已放在了汽车的安全性能和环境保护性能上,而汽车的动力性和燃油经济性则任由市场与用户去评说,可见,汽车的被动安全性是何等的重要!在我国,尽管开展对汽车被动安全性研究的历史(下转第42页)而且试凑法的思想不容易直接转化为程序,故应根据实际情况,设计一种能取得最佳试凑效果的算法.参考文献1 王孝培.冷冲手册.北京:机械工业出版社,19902 张海藩.软件工程导论.北京:清华大学出版社,1992(上接第36页)还不足10年,但取得的成绩是显著的,不仅已制定了与国际接轨的系列安全法规,而且在试验研究方面已经具备了开展模拟碰撞试验及整车碰撞试验的能力,同时,还造就了一支高素质的科研队伍,特别值得一提的是,汽车被动安全性的仿真研究工作,在我国也蓬蓬勃勃地开展起来了,且发展势头十分强劲.我们相信,随着汽车被动安全仿真研究的深入,尽管还会不断出现新问题,但只要充分调动好方方面面的力量,协同攻关,是一定能够克服困难,将我国汽车产品的安全性能推上一个新台阶的.参考文献1 崔淑兰.汽车被动安全性.世界汽车,1996(5):10～122 [美]凯墨尔M M,沃尔夫J A.现代汽车结构分析.陈砺志译.北京:人民交通出版,1987.111～147 3 周树山,张元纯.骄车车身门盖总成生产工艺探讨.汽车技术,1993(9):39～474 M oss S.Dev elo pm ent o f an adv anced finite element mo del database of the hybridⅢCrash test dum-my family.In:CSA E'97.Beijing:T singhua U niv ersit y Pr ess,1997.34～525 刘学军,黄世霖.行人保护研究的回顾.见:CSA E'97.北京:清华大学出版社,1997.73～786 廖琪梅,李卓森.汽车被动安全技术的现状.世界汽车,1997(5):19～217 张金换等.乘员侧安全气袋保护作用初探.见:CSA E'97.北京:清华大学出版社,1997.53～578 W alsh M.Crash injur ies to children.Auto mot ive eng ineering,1997(3):67～69。
汽车碰撞安全性研究之路
文/ 张金换汽车碰撞安全性研究之路我参加汽车碰撞安全性研究三十几年，往事历历在目，说来话长，在这篇短文里，只能拣主要的几件事说一说了。
“中国汽车第一撞”记得早在1985年，黄世霖教授就带领课题组开始了汽车被动安全性试验（即撞车试验）的早期研究。
当时他对我们说，中国要制造好汽车就一定要对汽车结构耐撞性和乘员保护制定相关法规，就得有试验和分析的手段，现在国内还没人研究这方面的问题，我们就来带个头吧。
我们那时既没经费又没经验，但黄老师的这个想法显然是极具前瞻性的，而且他这种敢想敢干、积极进取的精神也使我们很激动。
一开始，我们用冲击锤反复进行简化的碰撞模拟试验，在能量控制、数据采集和图像分析等方面不断地探索和积累。
条件成熟时，利用教育部给的5万元博士点经费再加上横向科研经费，在1992年建起黄世霖教授（1933-2012）被誉为“中国汽车碰撞之父”38February 2024本文为张金换教授为《清华人 汽车人》一书撰写的《碰撞安全性研究之路》回忆文章。
该书为2020年清华大学汽车工程系建系40周年纪念文集。
文章回顾了上世纪90年代黄世霖教授和张金换教授带领清华大学团队开创中国汽车碰撞安全研究的历史以及将之拓展到其他领域研究的工程实践。
我将原文稍加编辑和配图后在此分享给大家，希望中国年轻一代的汽车人了解中国汽车工业高速发展之前的艰辛之路。
——清华大学教授周青了中国第一座汽车碰撞试验台。
当时的汽车实验室里没有足够大的空间，我们只能把整套实验装置搭建在室外院子里，每次做试验，都要花上一两天的时间进行准备。
大家把牵引用的橡皮绳、自制的缓冲液压缸（最初还使用过汽油桶来控制碰撞的减速度波形）、隔离桶等搬出来，然后做车辆的预处理，布设数据采集设备。
课题组成员不论男女都很能吃苦，还愉快地自称为“拉橡皮绳的”。
就是在这样简陋的条件下，我们在1992年5月31日完成了被中国汽车报记者刘小勇称为“中国汽车第一撞”的中国首次汽车碰撞试验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车社会 VS 信息社会
智能网联汽车的创新目标：
让汽车和社会更和谐
• “互联网+无线通讯”，苹果公司创新性地为人类打造了一款 改变人类生活的神器-“智能手机”： –改变了社交方式 –改变了商业模式 –改变了支付方式
• 随着汽车保有量的增长，汽车社会面临交通事故伤害、道路拥 堵、停车难等社会问题，汽车的生态在恶化。 –改善汽车生态的神器在哪里？
自动救援系统等
Crash
主动安全技术 ActiveSafety
被动安全技术 PassiveSafety
相互独立：主被动安全系统无信息融合
在碰撞无法避免的情况下，主动安全技术通过控制车辆运动 状态，如制动、转向或同时控制两者，来减轻碰撞的伤害程度； 主动安全技术在控制车辆的运动状态的同时，不可避免地会 影响到车内乘员的驾驶姿态。
2010 2011 2012 2013 2014
1826 1840 1927 2212 2372
7761 8010 8414 8738 8626
23.5 23.0 22.9 25.3 27.5
中国汽车工业的发展，成就了国人的汽车梦。普通老百姓，工薪阶层都可以拥有自己的汽车。我 们进入了汽车社会。
拥有汽车后，我们对汽车社会满意吗？
50
项目研究的主要内容
预碰撞系统
融合了汽车的主动安全和被动安全的整体安全设计理念就是一体化安全，在技术成熟后主被动安全系统实 时感知乘员状态、车辆速度、位置状态等信息，在per-crash阶段紧急控制系统（AEB和AES）根据被动安全 系统的保护效果控制车辆找到最优的碰撞位置和碰撞速度，被动安全系统则根据车辆的状态及时调整控制策 略，以此来最大程度保护乘员的碰撞安全性。
事故
被动安全技术
1
29
危险
自主的紧急控制 技术
330
疏忽
自动驾驶技术
“零伤亡愿景”=
被动安全+ADAS+V2X+自动驾驶
零伤亡愿景技术路线图
主动安全 规 避危险
被动安全 事后防护
自动驾驶 减少疏忽
车路协同 降低风险
自主驾驶 实现零愿景
汽车主被动安全技术集成项目研究背景
我国交通安全形势目前相当严峻，根据2011年道路交通事故统计年报，2011年全国共接报道路交通事故210812起，造成 62387人死亡，237421人受伤，直接财产损失达10.8亿元。整个社会对道路交通安全的关注度越来越高，如何改善道路交通安全， 保障人民生命和财产安全，是当前我国整个汽车行业面临的巨大挑战。
紧急回避引发车内乘员运动姿态变化 • 改变了乘员与约束系统之间的相对作用， 研究是否会造成乘员保护性能的恶化 • 紧急转向回避操作会造成乘员侧向位移， 过大的侧向位移将影响驾驶员后续的操 作
一体化安全技术的研究如何扭转不利变 有利？ ADAS环境感知系统与气囊控制单元碰撞传感 器信息融合，改进气囊控制系统的性能
广义的车联网
• V2X • LTE 4g • 光纤、WIFI
信息的车载和车控
V2X：用于车辆 控制的信息
LTE：用于车载 提示的信息
2
信息与汽车安全
汽车行业 车载传感器（雷达、摄像机）
互联网行业 云端数据（道路、城市、电网资源及用户需求）
定位信息，地图信息
车载 →
车控
←
车载（OBD） ← 个人智能终端
• 找到改善汽车生态的神器，让汽车与社会更和谐是智能网联汽 车的创新目标： –ITS改变汽车社会的生态
汽车到了必须考虑变革的时候了
• 政府推动下的汽车产业革新：新能源、ADAS、V2X、自动驾驶 – 大城市限购导致市场恶化 – 产能过剩导致利润下滑 – 政府节能减排目标，促进传统内燃机汽车向新能源汽车产业升级
AEB系统目前已经有成熟的产品问世，VOLVO的CITY-SAFETY 系统、Mercedes-Benz的 PRE-SAFE系统等。 欧洲的Euro-NCAP也于2014年引入了对AEB城市系统（AEB City） 和AEB高速系统（AEB Inter-urban）的评价，并将于2016年引入对 AEB行人系统（AEB Pedestrian）的评价。
被动安全 Passive Safety
碰撞伤害减轻 DamageReduction
时间 Time
CollisionAvoidance （碰撞可避免）
主动安全技术
Crash
被动安全技术
42
7
项目研究背景
预碰撞系统
主动安全系统的重要组成部分，在碰撞危险非常高时通过主动紧急制动和（或）转向来帮助驾驶员避 免碰撞或减轻碰撞的程度。比如自动紧急制动系统（AutonomousEmergency Braking,AEB）和自动紧 急转向系统（AutonomousEmergency Steering,AES）。
没有配置AEB系统的情况：车辆正常行驶状态、乘员正常坐姿 配置AEB系统的情况：车辆车身状态变化、乘员坐姿前倾
被动安全系统提供 最优保护效果
被动安全系统无法 提供最优保护效果
以AEB为例，在Pre-Crash 阶段碰撞已经无 法避免，但AEB系统的紧急制动会导致车辆 运动姿态改变（Pitch增加），乘员的姿态前 倾处于OOP（out of position）状态：
由于主动安全的控制在碰撞前的介入，会改变车辆的运动状 态以及乘员的姿态，可能导致原本设计合理的车内碰撞约束系 统无法提供有效的保护措施。
46
例：多车连环追尾事故
红色车辆无AEB系统，碰撞事故形态没有发生变化
红色车辆配备AEB系统，在碰撞发生前自动制动 47
绿车可能“钻 入”红车 红车乘员颈部 挥鞭伤加剧
• 用户需求拉动下的互联网产业创新：O2O （Online To Offline） 、TSP（ Telematics Service Provider）、CRM（Customer Relationship Management）、UBI（Usage Based Insurance） – 汽车社会衍生出了巨大的汽车后市场
• 不再将道路交通安全建立在“理想驾驶员”这个假设上： –具有智能的汽车能够弥补驾驶员的疏忽、失误
事故过程及安全措施
违章 分神
道路交通安全管理现状： • 违章仍然普遍存在 • 由于疲劳、使用手机等造成驾驶中分神而引发交通事故还没 有有效的管理措施
正常行 驶
偏离正 常行驶
进入危 险状态
进入极 限状态
碰撞无 法避免
两车碰撞相对位置发生变化； 乘员姿态发生变化。
Crash 45
研究现状以及存在问题
Collision Avoidance （碰撞可避免）
Collision Mitigation （碰撞无法避免）
Injury Mitigation （碰撞发生）
Post Crash （碰撞后）
AEB-自动紧急制动 AEB-自动紧急制动 安全气囊、安全带 AES-自动紧急转向 AES-自动紧急转向 安全车身
• 信息的组织：互联网，云 • 信息的传递：宽带通信、无线通信 • 数据的融合：大数据 • 数据的升华：人工智能
车载环境感知传感器
地图 通信
智能汽车环境感知技术
定位 技术
雷达、摄象头是先进驾驶辅助系统的环境感知传感器
V2X和广义的车联网
V2X---道路交通专用的通信
• IEEE 802.11p – DSRC – LTE-V
重型半挂车由北 向南行驶，进入 路口后发现客车 ，向左急转回避 。
与小客车发生碰 撞。
重型半挂车由 北向南行驶， 进入路口后发 现客车，向左 急转回避。
与小客车发生 碰撞。
重型半挂车向 右侧倾。
5
重型半挂车 向右侧倾。 左侧车轮离 地。
重型半挂 车向右侧 翻倒。
向右侧翻倒的 重型半挂车挤 压小客车的车 顶。
危险工况下驾驶员的制动反应时间平 均值分布在1.02s-1.36s之间。
急打方向引起侧翻的事故案例 （驾驶技能的缺陷）
小客车由 西向东行 驶
4
小客车由西 向东行驶， 进入路口（ 第431帧）
小客车由西 向东行驶， 进入路口后 制动（第 434帧）
重型半挂车 由北向南行 驶，进入路 口
重型半挂车 由北向南行 驶，进入路 口后发现小 客车，向左 急转回避
红车 可能“钻 入前车”
红车前排乘 员 过渡前倾引发 气囊OOP 48
8
例：紧急转向避撞
例：紧急转向避撞
AES系统虽然避免了碰撞，但导致了驾驶员和乘员的OOP
驾驶员和乘员头部都有可能与B柱发生碰撞
红色车辆配备自动紧急转向（AES）系统，在碰撞发生前自动转向避撞
49
驾驶员的OOP影响系统介入取消后驾驶员接管回车辆控制权
向右侧翻倒 的重型半挂 车将小客车 压在集装箱 下。
驾驶员失误占事故因素的93%
传统的主动安全技术无法避免驾驶员失误引发的交通事故。
1997年瑞典政府提出了“零伤亡愿景”
6
零伤亡愿景：我们必须改变思路
• 汽车的智能安全理念 –安全的汽车在危险时刻能帮助驾驶员避免或减轻事故：ADAS –安全的汽车具备自动驾驶的能力：汽车具备自主驾驶能力
• 出行：打车、租车、专车、拼车。。。 • 汽车服务：停车、洗车、维修、保险。。。 • 电动汽车服务？充电、换电，V2G，V2H。。。 – 提升驾车过程的体验 • 导航、娱乐、信息服务。。。
1
智能网联汽车的基础---信息
• 信息的获取：汽车、道路、城市、电网智能化 –智能汽车、智能道路、智慧城市、智能电网 –个人智能终端 –传感器技术
个人智能终端
→
传统汽车的 安全性
造成司机分神，恶化安全性
车载
→