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国内外行人碰撞保护标准发展趋势分析  

2016-11-21 09:54:05|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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摘要:随着汽车安全技术的不断进步乘员保护技术已经发展较为成熟,极大的改善了乘员安全。与之相比,汽车行人碰撞保护技术却发展较慢,目前,汽车行人碰撞保护技术已成为世界范围内相关研究人员研究重心,得到了政府、企业和消费者的共同关注。

国家标准查询网(www.spsp.gov.cn)随着汽车安全技术的不断进步乘员保护技术已经发展较为成熟,极大的改善了乘员安全。与之相比,汽车行人碰撞保护技术却发展较慢,目前,汽车行人碰撞保护技术已成为世界范围内相关研究人员研究重心,得到了政府、企业和消费者的共同关注。

作者:孙振东,中国汽车技术研究中心首席专家,全国汽车标准化技术委员会汽车碰撞试验及碰撞防护分技术委员会秘书长;李海斌,工程师,中国汽车技术研究中心汽车试验研究所零部件试验研究部副部长。

一行人碰撞保护概述

随着中国汽车工业的发展,汽车保有量逐年增加,由此造成的安全问题备受关注。在汽车被动安全技术研究中,乘员保护一直是汽车被动安全研究的核心内容。经过几十年的发展,汽车的安全性逐渐提高,乘员保护技术已经得到很大的改善。安全带、安全气囊、安全车身等被动安全装备以及防抱死制动系统(ABS)、电子稳定性控制系统(ESC)等主动安全装备的装备率越来越高。汽车安全方面的标准法规也不断出台,使乘员在交通事故中的生存概率、受伤害程度得到普遍改善。

相比之下,汽车的行人安全技术却发展较慢,人与车碰撞事故已成为全世界相关研究人员共同关注的问题。据统计,在欧洲交通事故死亡者中12%为行人,在美国为11%,中国则超过50%。在交通事故中,处于弱势群体的行人,更需要得到保护。

二世界各国的行人碰撞保护法规及评价

行人碰撞保护的概念,最早出现于20世纪60年代,由欧洲和澳大利亚的专家提出。但由于缺乏数据和研究手段,研究进展缓慢;20世纪80年代,欧洲、日本等国家和地区在该领域陆续开展了大量的研究工作。

1994年行人碰撞保护的试验方法及碰撞模拟器在欧洲推出,即EEVC WG10,用假人模块的试验方法来考核车辆行人碰撞保护性能。1998年,EEVC/WG17提出了行人碰撞保护试验草案,该草案成为欧盟、ISO、全球统一技术法规(GTR)、日本等制定行人碰撞保护试验标准的参考。2003年,欧洲新车评价规程(EuroNCAP)和澳大利亚新车评价规程(ANCAP)将行人碰撞保护加入新车评价规程。

汽车工业发达国家至今已拥有一整套详尽的汽车安全法规。行人碰撞保护方面的法规具有代表性的为欧洲、日本和全球技术法规。

欧洲经济共同体(EECEEC74/483指令是最早的行人碰撞保护法规,该指令于1998年生效,适用于新车定型试验,从200110月起适用于所有上路车辆。该指令涉及检验汽车前部的行人安全性能的试验方法,要求检验所有参与车辆和行人之间相互作用的部件。主要有:小腿冲击撞击保险杠的试验;大腿冲击撞击发动机盖前缘试验;成人及儿童头部冲击撞击发动机盖上表面试验。

欧盟2003年颁布了EC 102/2003指令,该指令分两阶段执行。第一阶段开始于2005101日,第二阶段开始于2010 91日,欧盟成员国所有新生产的乘用车都要配备行人碰撞保护系统。两个阶段都包括头部试验、大腿试验和小腿试验,其中第一阶段的头部对挡风玻璃的碰撞及大腿试验属监测范围,非强制执行。从200510月开始的第一阶段,所有在欧盟销售的新车必须符合新的行人碰撞法规。质量在2.5t或小于2.5t的所有乘用车和轻型厢式车必须通过三项试验,以满足车辆前部碰撞时保护行人免受头部和腿部伤害的法规要求。20091月,依据前期运行情况,欧盟发布了EC 78/2009,替代了之前的EC102/2003指令,对标准执行时间表、部分标准限值和试验方法进行了修改。

另外,EuroNCAP2003年就把行人碰撞保护列为新车星级评定的一项内容。EuroNCAP行人碰撞保护碰撞试验并不是严格按照欧洲法规的要求来进行的,而是有自己的一套评价体系,其行人腿部试验是按照EC 102/2003指令第二阶段的条件和要求进行,但是头部试验与EC 102/2003不尽相同,EuroNCAP的试验条件更为严格,试验车速由法规规定35km/h提高到40km/h,头型质量也不同于EC 102/2003指令的规定,但头部伤害指标仍然一致。EuroNCAP是目前世界上对行人碰撞保护试验最为严格的评价体系。

日本于2004 年颁布实施了TRIAS63《行人头部保护基准》,规定新车要安装行人碰撞保护装置,并于2005 年开始参照欧洲法规对行人碰撞保护进行JNCAP 的检测。日本的TRIAS 63《行人头部保护基准》法规是与JNCAP 相一致的。行人碰撞保护是日本JNCAP 中一个独立的评价项目,它于2003 年开始实施,是参照欧洲行人碰撞保护法规制定的,但是其评价体系与欧洲的略有不同,日本的JNCAP只评价行人的头部伤害。

行人安全性还被列入首批制定的15GTR项目,在WP29被动安全工作组(GRSP)内成立了专门起草制定行人安全性GTR的非正式工作组,即行人安全性GTR非正式工作组,专门负责该法规的起草制定工作。行人安全性GTR非正式工作组成立后,在2003年提交了第一份工作报告,内容主要为起草制定该法规的基础和依据,包括在各种交通事故中行人死伤的总体情况,不同受伤情况的分布,以及碰撞的速度等。GTR《全球技术法规关于机动车碰撞时对行人及弱势道路使用者加强保护和减轻严重伤害的认证统一规定》(2008年版)已发布实施。

在中国,GB/T 245502009《汽车对行人的碰撞保护》于20091030日发布,并于201071日开始实施。GB/T 245502009《汽车对行人的碰撞保护》修改采用了GTR9《关于机动车碰撞时对行人及弱势道路使用者加强保护和减轻严重伤害的认证统一规定》(2008年英文版)。2013年发布了汽车行业标准QC/T 9382013《汽车对行人的碰撞保护试验规程》,2014年实施。

经过几年的实施,目前国内汽车企业都已认识到汽车行人碰撞保护的重要性,并已将标准的技术要求作为产品的设计输入,我国的汽车产品行人碰撞保护技术水平已较之前有较大幅度提高,但标准仍为推荐性标准,对于促进我国汽车行人碰撞保护技术的提高推动力仍显不足。

首先,世界各国行人碰撞保护法规中,均是对行人的头部伤害与腿部伤害提出了要求,原因是通过对行人与车辆碰撞交通事故的统计分析发现,头部是行人主要的致死原因,而腿部是行人主要的致残原因。我国行人碰撞保护标准采用GTR 9全球法规,与欧洲、日本一样,主要是开展头部保护性能和腿部保护性能的考核。

第二,车辆行人碰撞保护性能的评价,主要使用假人模块碰撞器进行试验,所使用的碰撞器主要有6种类型,分别是3.5kg儿童头型、4.5kg成人头型、TRL上腿型、TRL-LFI下腿型、FLEX-PLI下腿型和考核主动弹起式发动机罩的腿型。我国引入了其中的4种碰撞器,分别是3.5kg儿童头型、4.5kg成人头型、TRL上腿型和TRL-LFI下腿型。其中,TRL上腿型仅用于当车辆高度较高时,对保险杠性能的评价。下腿型仅引入了TRL-LFI下腿型,尚未引入FLEX-PLI下腿型,而FLEX-PLI下腿型.在技术上更加先进,在生物力学性能方面较前者更加与人的实际情况相近,是行人碰撞保护下腿型未来的发展趋势,目前已被欧洲、日本广泛采用。中国也应加快FLEX-PLI下腿型的引入,从而保持行人碰撞保护技术发展能够跟上国际发展趋势,避免在车辆出口时遭遇技术壁垒。

第三,头型限值方面,中国与欧洲、日本一样,普遍将头部伤害指标(HIC)的分界线放在了WAD1000WAD1700区域。

第四,上腿型限值方面,中国与欧洲、日本采用的相同的限值要求,欧洲的Euro NCAP提出了更高的要求,中国也可以考虑此种模式,在C-NCAP中进一步提出了更高要求。

第五,下腿型限值方面,因FLEX-PLI下腿型与TRL-LFI下腿型在评价指标上完全不同,同时经测试表明,两者间也不存在相关性,因此无法进行相互之间的比较。中国标准采用了TRL-LFI下腿型,在TRL-LFI腿型的限值方面,与欧洲、日本的要求相同。中国应加快标准的修订工作,尽快引入FLEX-PLI下腿型。

在行人碰撞保护标准方面,中国与其它实施行人碰撞保护法规的国家相比,虽然发展水平相对滞后,但中国行人碰撞保护标准的发布与实施时间较早,标准所包含的内容较为全面。在标准制定时,使用了GTR 9,在之后几年的发展中,除了下腿型之外的试验内容基本上没有变化。行人碰撞保护标准在中国行人碰撞保护技术发展的方面起到了非常大的促进作用。

三行人碰撞保护技术及标准发展趋势

随着国内行人碰撞保护试验研究的不断深入,车辆行人碰撞保护性能整体水平逐渐提升,行人碰撞保护评价和研究也将逐渐被汽车企业和研究机构所重视。

1)车辆行人碰撞保护性能将从设计阶段就开始被考虑。现今主要在已有车型上进行局部改进的这种局面将被改变。在此设计思路下,车辆行人碰撞保护性能将得到大幅提升。

2)行人碰撞保护标准的制修订工作将加快。国内行人碰撞保护标准发展相对滞后的局面将被改变,包括标准的强制实施也将会得到进一步的研究。

3)行人碰撞保护共性技术研究将逐渐增多。国内行人碰撞保护设计工作从局部改进向前端设计的转变,将促使国内汽车企业更多的学习国外先进经验,在模仿对标车的同时,对于一些共性的造型、结构、尺寸参数的研究势必会增加。

4)起行人碰撞保护作用的车辆部件的实际应用将得到增加。为满足行人碰撞保护标准要求,国内车型大多有针对性的对车辆进行了改进,但因成本、行人碰撞保护标准在国内并未强制实施等原因,这些改进的构件的装备率并不高,在中国标准开始考虑强制实施、引入行人碰撞保护评价的大背景下,车辆生产企业将逐渐增加此类构件的实际装车使用率。

5)行人碰撞保护新技术的应用。为获得更好的行人碰撞保护性能,一些新的主、被动行人碰撞保护技术将被应用,如制动辅助系统、主动避撞系统等主动安全技术,主动弹起式发动机罩、行人气囊等被动安全技术等。

随着社会的不断进步,行人这一弱势群体将受到越来越多的重视,在此背景下,在已有的行人碰撞保护技术研究积累的基础上,车辆行人碰撞保护性能将得到快速的提高,中国车辆行人碰撞保护性能的整体水平将得到极大提升。

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