车内儿童乘员保护研究现状及发展趋势

目前车内儿童乘员保护的研究在国际上受到普遍关注。本文概述了当前使用儿童约束系统保护儿童乘员的基本情况,并在此基础上展望了未来几年儿童约束系统研究的发展前景。     

汽车是如何工作的？（二十八） 儿童约束系统

儿童安全座椅，又可称为儿童约束系统（Ch11d Restraint System），是专门为婴幼儿和儿童乘车安全而设计的装置，其研究在欧洲、美国和日本得到极大的重视，开发出了适应不同年龄的儿童安全约束系统，还制定相应的法规和标准。美国FMVSS、欧洲ECE和日本保安基准都对儿童约束系统提出了具体的技术要求，使婴、幼、儿童乘员在车辆发生碰撞事故中得到有效的保护[编者按]     

正面100%重叠刚性壁障碰撞试验仿真中三岁儿童乘员的损伤评价

本文中应用已验证的具有详细解剖学结构的国人三岁儿童乘员生物力学模型，根据C-NCAP(2021版)要求，建立正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模型进行仿真，以对比三岁儿童乘员在不同约束系统中头部、胸部的运动学和生物力学响应，对汽车碰撞中三岁儿童乘员保护进行分析评估。结果表明：使用安全带能大概率降低儿童乘员在汽车碰撞中遭受损伤的风险，五点式安全带对三岁儿童乘员的保护性能优于三点式安全带。应用具有高生物仿真度的儿童乘员生物力学模型，能应用生物力学评价参数对儿童乘员损伤机理进行深度分析，进而对儿童保护装置和试验车型进行全方位多层次的评估。     

儿童乘车安全进行时

2008年《机动车儿童乘员用约束系统》标准报批稿完成；2008年模拟碰撞试验室在中国汽车技术研究中心建成；2010年C—NCAP计划将乘员约束系统对儿童乘员的保护性能列入考核范围……国家和行业机构对儿童乘车安全已经非常关注。     

约束带系统的试验研究

约束带系统是儿童约束系统的一个组成部分,其性能直接关系到车内儿童乘员的安全。文章介绍了通过对不同儿童约束系统标准的研究,建立起符合标准的试验装置,并根据规定的步骤对约束带进行试验和判定。指出按照这种方法可完整地时约束带系统进行合理地评价,并可通过上述试验装置及试验方法来考核约束带系统的性能和质量,以保证儿童乘员的安全,为C-NCAP增加儿童安全座椅方面的测试内容做准备。     

基于正面碰撞试验的Q3假人用儿童约束系统研究

为了研究儿童约束系统（Children Restraint System, CRS）在C-NCAP2021版规程中正面100%重叠率碰撞工况下的安全保护性能，本文通过台车和实车碰撞试验，分别研究了五点式正向CRS、前置护体型CRS和五点式后向CRS对Q3儿童假人的保护性能。研究表明，不同类型的CRS由于安装及约束方式不同，在碰撞过程中的动态性能有较大差异，五点式正向CRS对儿童头部颈部损伤较大，前置护体型CRS对于儿童腹部损伤较大，五点式后向CRS受到车辆空间影响较大。希望本研究对我国儿童乘员安全保护研究工作提供参考。     

ISOFIX固定系统的安全性分析

儿童约束系统是车内儿童乘员保护的关键部件,为了提高儿童座椅的保护性能,减少儿童在发生碰撞事故中的伤害,文章对正在开发的某车型的ISOFIX儿童约束系统固定装置及上拉带固定点运用有限元建模的方法进行了安全性分析,得到了ISOFIX固定装置和上拉带固定点的变形结果以及可能导致的静载施加装置位移量,为设计提供了借鉴和参考。指出改进后的ISOFIX固定点能满足强度和位移要求。达到了保护儿童的目的。     

儿童约束系统动态仿真研究及初步参数分析

本文利用MADYMO软件建立包含P系列儿童假人、一款国产汽车用儿童座椅和试验台车的儿童乘员约束系统的计算机仿真模型,并模拟了ECE-R44法规规定的正面碰撞台车试验环境。通过与对应产品的台车碰撞试验结果对比,对该模型有效性进行了验证。同时,在已验证模型的基础上,对儿童座椅及台车试验系统设计参数对儿童乘员响应的影响进行了分析,结果表明儿童座椅的摩擦系数、成人安全带刚度、儿童座椅安全带定位孔孔位置对儿童乘员在正面碰撞中的响应影响较大,通过适当的儿童约束系统设计可以降低儿童乘员在碰撞事故中的受伤几率。     

基于声音和视觉识别技术的车辆儿童乘员智能检测系统

在我国汽车产销量稳步发展的同时,儿童乘车安全的现状并不乐观,儿童乘员车内伤害事件频发,已经成为导致儿童意外伤害的罪魁祸首之一。其中,儿童乘员约束系统存在着使用率低和误用率高的问题,因此有必要开发检测车内儿童乘员状态的智能检测装置。智能检测装置可借助声音识别和视觉识别技术完成对儿童乘员状态识别,并根据状态识别结果和控制规则,正确使用汽车儿童约束系统（如儿童安全座椅约束系统等）。该智能检测系统将在很大程度上为车内儿童乘员提供有效保护,从而减少伤害。     

儿童座椅碰撞试验纳入C-NCAP亟待普及

2011年12月30日出台的《机动车儿童乘员用约束系统》（以下简称《儿童约束系统》）国家标准，于2012年7月1Et起正式实施。     

《机动车儿童乘员用约束系统》延至2011年1月实行

中国首部有关儿童安全座椅的国家标准《机动车儿童乘员用约束系统》，原定于2010年6月出台，据了解，该标准将延迟至2011年1月颁布实行。     

C-NCAP三种碰撞形态简介

试验车辆100％重叠正面撞击固定刚性壁障，碰撞速度为50-51km／h《试验速度不得低于50km／h）。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid Ⅱ型第50百分位男性假人．用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个Hybrid Ⅲ型第5百分位女性假人．最右侧座位上放置一个P系列3岁儿童假人，用以考核乘员约束系统性能及对儿童乘员的保护。     

C-NCAP三种碰撞形态简介

试验车辆100%重叠正面撞击固定刚性壁障,碰撞速度为50～51km/h（试验速度不得低于50km/h）。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个HybridⅢ型第50百分位男性假人,用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个HybridIII型第5百分位女性假人，最右侧座位上放置一个P系列3岁儿童假人，用以考核乘员约束系统性能及对儿童乘员的保护。     

我国儿童乘车安全

为使儿童约束系统及其安全保护装置正确使用而发挥应有的作用,提高儿童乘车安全系数,文章对正确的儿童乘坐方式进行探讨,并对国家强制性行业标准GB 27887—2011《机动车儿童乘员用约束系统》进行解读和研究,阐述了不正确的儿童乘车方式对儿童造成伤害的情况,以及驾车出行前须对儿童进行安全乘车教育的重要性。文章最后指出,对儿童约束系统的安放和定位进行认知,对安全保护装置进行选择是儿童乘车安全必不可少的步骤,应引起社会足够的重视。     

加强儿童乘车安全管理对策建议研究

我国儿童乘车交通事故是造成儿童伤害的重要原因,正确使用儿童乘员用约束系统是预防或减少儿童交通伤害的有效措施。本文调研了国内儿童乘员用约束系统产品质量性能情况,分析了制约国内儿童乘员用约束系统推广使用的主要因素,在梳理美国、德国、日本等国家和地区经验的基础上,针对性提出了提高儿童乘员用约束系统使用率,减少儿童乘车交通伤亡事故的对策建议。     

C-NCAP三种碰撞形态简介

试验车辆100%重叠正面撞击固定刚性壁障,碰撞速度为50～51km/h（试验速度不得低于50km/h）。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个Hybrid Ⅲ型第50百分位男性假人,用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最左侧座位上放置一个HybridⅢ型第5百分位女性假人，最右侧座位上放置一个P系列3岁儿童假人．用以考核乘员约束系统性能及对儿童乘员的保护。     

关注孕妇和儿童的乘车安全

现在,大部分轿车都能对车上每个乘员提供全面的安全保护,但对孕妇和儿童的安全防护措施研究得不够,沃尔沃汽车公司不仅为成人(男性和女性乘员)提供最安全的乘员保护,而且对孕妇和儿童安全保护进行了大量研究,最近在北京举行了“孕妇和儿童安全研讨会”向媒体介绍了沃尔沃公司对孕妇和儿童安全进行的研究工作和保护措施。     

跨组别前向式儿童约束系统动态性能仿真研究

目前保护儿童乘员的主要方法就是推行儿童约束系统的使用。当前市场上的儿童约束系统多为跨组别的,这类产品在经济性和使用便利性方面有较大优势,但在动态性能方面却没有单一组别产品理想。结合某款跨组别前向式儿童约束系统的正面碰撞台车试验来验证利用MADYMO软件为其建立的仿真模型。以此为基础,对儿童约束系统在不同组别模式下正面碰撞的动态性能进行分析,找出其中的关键因素,再通过参数优化使其性能达到较为理想的效果,为儿童约束系统的优化设计提供一定的依据。     

智能汽车乘员约束系统的开发方法

分析了普通乘员约束系统在乘员保护方面的局限性和负面作用，介绍了多级气体发生器和安全带限力装置等乘员碰撞保护系统的先进技术；给出了两种汽车智能乘员约束系统中控制模块的开发过程。     

基于E-NCAP的10岁儿童损伤防护研究

最新版欧洲新车评价规程(E-NCAP)使用10岁Q系列儿童假人来评价约束系统对儿童乘员的保护效果。针对某国内量产车型,分别采用MADYMO和Hypermesh软件建立了该车的后排6岁儿童乘员约束系统仿真模型和整车有限元模型,并利用试验数据进行了对比验证。将Q10儿童假人放入已验证的儿童约束系统中,根据E-NCAP规定的正面40%偏置碰撞和侧面碰撞要求进行仿真。在对两种工况下乘员约束系统参数灵敏度分析的基础上,选取对儿童损伤影响显著的参数为优化变量,以综合评价损伤指标WIC最小为优化目标,采用Kriging算法创建响应面模型并结合遗传算法进行参数优化。结果表明:优化后的约束系统参数能有效提高对10岁儿童乘员的保护效果,正面偏置碰撞中得分提高了24.6%,侧面碰撞中得分提高了36.5%。