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车是如何分辨人和小动物的-主动发盖误作用试验介绍

2022-01-16 16:06:49·  来源：上汽安全与CAE技术  
　
本文首先介绍了行人保护主动式发动机盖开发的背景和意义，然后着重介绍了主动发盖误作用试验的试验方法，包括试验用到的各种冲击器，试验矩阵，压力管传感器信号
本文首先介绍了行人保护主动式发动机盖开发的背景和意义，然后着重介绍了主动发盖误作用试验的试验方法，包括试验用到的各种冲击器，试验矩阵，压力管传感器信号采集等。
01、主动式发动机盖开发的背景和意义
众所周知，行人与车辆发生碰撞之后，行人的头部与发动机盖及其下部的坚硬物体发生碰撞，这是致死和致伤的主要原因。为了优化行人保护性能，通常会对车辆进行造型优化和结构优化，但是在车辆造型越来越个性化的今天，这两种方案都有局限性。主动弹起式发动机盖作为一种新兴技术被越来越多的车企采用。在碰撞的瞬间，主动式发动机盖通过气体发生器的作用顶起，能够有效增大发动机盖到发动机舱内部坚硬物体之间的距离，吸收更多的碰撞能量，避免人的头部与车辆的硬接触，从而起到降低伤害的效果。
02、主动式发盖误作用试验介绍
本文介绍的主动式发动机盖，其工作原理是在汽车前保险杠区域安装压力管传感器，在车与行人碰撞时，会产生压力信号的变化，该信号传递到安全气囊控制模块中。通过安全气囊控制模块中集成的软件及算法，来判断是否是行人遭到了碰撞，从而决定是否要启动气体发生器来顶升机盖。通常，压力管传感器会集成到保险杠的发泡装置中。下图为压力管传感器以及传感器布置到泡沫中的状态。
图1：压力管传感器
相应的，为了准确的探知被撞物体的性质以及减少误爆率，需要做一系列的主动发盖误作用试验，通过采集不同冲击器作用下的压力信号，通过算法来判定是否是行人遭到了碰撞。整个过程分为采集，标定和验证三个阶段。下面对主动发盖误作用试验进行简单介绍。
2.1 误作用试验冲击器
一组比较完整的误作用试验冲击器应包含：aPLI腿型，Flex-PLI腿型，PDI2腿型，小动物，足球，篮球，垒球，钢珠，树枝，共计9种冲击器。每种冲击器的特性如下表。此外，根据中国的道路实际情况，我们又增加了一种冲击器-交通锥。这些冲击器是日常生活中可能和车辆碰撞，从而导致压力管信号产生变化的物体的典型代表。每一种冲击器都需要专门的发射支架来匹配，通过对发射气压，发射的初始角度和位置的调试，确保冲击器的发射速度精度达到±0.2km/h，碰撞位置的偏差控制在±10mm之内。
图2：误作用试验冲击器及其规格
2.2 试验矩阵
在采集数据阶段，除了考虑不同的冲击器之外，还有三个维度需要考虑。一是碰撞速度，同一冲击器在不同的碰撞速度下，引起的压力管信号的变化也是不同的，因此需要界定低速和高速的门槛值用于采集标定。二是碰撞位置，由于车辆前保险杠区域的造型并非完全对称，大灯，雷达，摄像头乃至线束都会对压力管信号产生不同程度的影响。因此，无法用少数位置的信号来覆盖整个车宽，必须间隔一定距离进行试验采集，并且要覆盖车辆中心线的左右两侧。第三个维度是温度，除了考虑常温状态，还需要在高低温的状态下进行数据采集。通常来说，在冲击器，碰撞速度和碰撞位置都一定的情况，产生的压力管信号的强度从大到小依次为高温，常温，低温。在综合考虑上述因素下，整个误作用试验矩阵将包含200余次试验。图3为一个典型的误作用试验矩阵。
图3：误作用试验矩阵
2.3 压力管信号的采集
本文介绍的压力管传感器，其通信接口采用的是PSI5（Peripheral Sensor Interface），该标准是由Autoliv, Bosch, Continental, Freescale and TRW五家公司联合制定的，广泛用于车辆的气囊系统上。由于其采用的是比较特殊的通信协议，因此其数据采集设备也不同于常规的加速度传感器的采集设备，使用的是一种名为PSI5 Simulyzer的设备，它是一种专用的PSI5接口盒，可工作在三种模式：被动模式，ECU模式，传感器模式。在主动发盖误作用试验中使用的是ECU模式。下图为PSI5 Simulyzer的设备照片和典型的压力管传感器采集的信号曲线。
03、结语
随着在GB24550《汽车对行人的碰撞保护》于2024年开始实施，以及各个NCAP组织对行人保护性能的要求不断提高，行人保护将越来越受到消费者和车辆制造商的关注。行人保护主动发盖技术是一种较为成熟，产品易于匹配与安装，实际应用效果明显的用于提高行人保护效果的对策，将越来越多的应用到新的车型上。
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