面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法

针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程。先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t₁与车辆再次完全制动时刻t₂的关系,以此提出面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法(SMPG)。以小型行人友好型轿车为例,检验此方法的可行性,分析2 400次仿真结果后,获得适用于小型行人友好型轿车的人地碰撞损伤防护极简方法,再经48次仿真发现,所得方法能显著降低人地碰撞损伤且不会增加人车碰撞损伤,添加车速扰动后的480次仿真显示,所得方法仍能很好地防护人地碰撞损伤且未增加人车碰撞损伤,表明能根据所提流程获得防护人地碰撞损伤的极简方法且方法效果佳。进一步分析发现,落地机制及躯干角度的改变是制动控制能降低人地碰撞损伤的主要原因,且通过流程所得的极简方法中的制动系统协调时间已达最优,无需进一步优化。研究结果将为通过制动控制以防护人地碰撞损伤的相关研究提供支持,推动其实用化。     

车人碰撞中人地接触损伤仿真及防护方法鲁棒性分析

人车事故中行人主要与车辆和地面接触而遭受损伤。此前已有大量研究在车辆接触阶段对多体行人模型进行了验证,但对地面接触阶段的验证较少。本文中评估了用于预测车辆撞击后行人运动和地面接触的4个PC-Crash行人模型。通过车辆和地面接触的HIC伤害与最近研究中的6个尸体实验数据对比显示,其中PC2014行人模型能很好地预测行人头部损伤,车辆和地面接触HIC的平均误差分别为6.07%和5.85%,数据说明PC2014行人模型可以用于再现人车碰撞事故以及开发未来地面接触伤害防护对策。控制制动防护方法鲁棒性研究显示,在3种行人姿态（奔跑、步行和应急）扰动下,HIC平均降低比例分别为63.2%、57.9%和67.8%,说明控制制动防护方法具有很好的抗行人姿态干扰能力。进一步分析不同姿态下的行人损伤发现,3种步态序列之间均有显著性差异,在应急步态下控制制动防护方法有着更好的抗行人姿态干扰能力;而在奔跑步态序列下,往往可以通过控制制动防护方法产生最低的头地碰撞损伤,表明在使用控制制动防护方法对行人进行保护时须考虑到不同姿态产生的影响,以进一步提高控制制动防护方法的地面伤防护效果。     

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略.该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止.选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验.结果...     

加装传统AEB后的未避免事故典型碰撞场景与事故特征

为了解车辆装备自动紧急制动系统（AEB）后的典型人车碰撞场景及事故特征，在再现187例事故并采集碰撞前参数后，运用联合仿真技术评估传统AEB系统的效果，并用统计学方法分析未避免的73例事故（39%），获得6类典型的未避免人车碰撞场景。研究发现，未避免事故中：事故主要发生在照明条件良好、路面干燥的非路口，且95.88%案例中碰撞速度低于40 km/h；人车碰撞损伤均显著降低，但不同场景中降幅有差异；人地碰撞损伤降低方面存在不确定性，典型场景中61.9%的案例中人地碰撞损伤有增加风险，损伤增加比例随碰撞场景变化而不同。进一步分析发现，人地碰撞损伤增加的主要原因是AEB降低车速后行人落地顺序改变、人体下肢与车辆前端再次接触、人车碰撞位置改变等。研究成果不仅能为智能车主、被动安全研究中的实验设计提供边界条件，还能为设计更安全的AEB系统提供支持。     

正面碰撞后排女性乘员颈部损伤研究及改进方案验证

针对正面碰撞工况中乘用车后排5%女性乘员颈部损伤问题,对乘员颈部损伤与乘员运动及安全带约束之间的关系进行研究,建立颈部损伤机理矩阵分析模型,提出基于安全带力作用的碰撞过程三区间分段分析改进方案,并通过整车试验对比验证了该改进方案的有效性。结果表明,该方案颈部拉伸力F_z平均降低32%,颈部伸展力矩M_ocy平均降低67%,头部损伤指标HIC₁₅平均降低61%,提高了后排5%女性乘员头颈部的碰撞安全性。     

自动制动系统行人保护效果的研究EI北大核心CSCD

为研究自动制动系统的参数对事故中行人发生MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,探寻适合中国道路交通情况的参数取值范围,采用逻辑回归分析法构建了长头型车辆碰撞速度与行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的回归方程。考虑事故中驾驶员转向避让与来不及转向两种情况,建立了事故前人-车相对位置数学模型,统计分析了探测角度、最大制动减速度、制动提前时间和制动协调时间等自动制动系统参数对降低行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,得到了一组最优参数值。研究结果可为我国自动制动系统的设计和改进提供一定的理论依据。     

轿车前部结构参数对儿童头部损伤影响分析

在轿车-行人碰撞事故中,影响行人头部损伤的车辆前部结构参数主要有:保险杠中心离地高度、保险杠宽度和伸出长度、发动机盖前缘高度及发动机盖倾斜角等.文中首先建立了儿童行人的仿真模型,并利用事故重建验证了仿真模型的可靠性;接着采用正交试验分析了上述参数对儿童头部伤害指数的影响;最后将所得结果和成年行人头部损伤的相关指数进行比较.结果表明,前部结构参数对儿童头部损伤的影响比成人的大,其中发动机盖前缘高度对儿童行人头部伤害的影响最为显著.     

广汽本田雅阁车弹出式发动机室盖系统解析及故障排除

<正>当车辆与行人发生碰撞时，为减轻对行人的冲击，广汽本田第十代、第十一代雅阁车型上配置有弹出式发动机室盖系统。1弹出式发动机室盖系统组成及工作原理如图1所示，弹出式发动机室盖系统主要由行人碰撞传感器、动力单元部件及安全气囊控制单元（SRS）组成。（1）行人碰撞传感器安装在前保险杠内的前保险杠安全板上，负责检测因该板变形而引起的加速度，并将加速度信号发送至SRS。     

汽车保险杠高低温摆锤仿真和试验研究

随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业中的大量应用，汽车保险杠需要兼具行人保护、造型以及轻量化等优点，所以汽车保险杠大多数是由塑料制成的，称为塑料保险杠。塑料保险杠在事故中极易受损，在前期开发阶段如果能够针对低速碰撞工况对保险杠结构进行优化设计，降低损伤风险或者减少损伤范围，则可以大大降低发生低速事故的维修费用，提升用户满意度。文章利用PAM-CRASH系统对保险杠在低速碰撞工况下进行有限元建模和碰撞模拟，设计高低温摆锤工况模拟低速碰撞工况，并在台车试验中验证仿真结果，为前期汽车保险杠结构的开发设计提供前瞻性的优化建议，降低维修成本，提升客户价值。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

基于视频的自行车事故特征及控制人致伤因素观察

采用描述统计的方法对 184 例从网上免费下载的自行车事故视频进行统计分析,探求事故特征及控制人致伤因素。发现自行车事故常发生在白天、晴朗、路面干燥、不需照明且驾驶员视野良好的十字路口;85.4% 的碰撞车型为轿车和SUV,碰撞前78.4%的汽车和85.9%的自行车处于直行状态,73.9%的汽车采取了制动措施,汽车碰撞车速集中在5～45 km/h,52.5% 的碰撞形态为侧面直角碰撞,汽车和自行车的碰撞部位分别集中在前保险杠和自行车车身,67.2% 的控制人第一落地部位为下肢,控制人损伤程度为重伤 + 的比例为 36.0%。致伤因素方面,高的车速、第一落地部位为头部、碰撞部位在前保险杠中部或右侧、事故前未采取应急措施及碰撞形态为侧面碰撞或碾压均会使控制人损伤更严重。低速下重伤+比例高与碾压事故发生概率高有关,不同第一落地部位下损伤程度不同与碰撞车速有关,不同碰撞部位下损伤程度不同与驾驶室的布置和碰撞形态有关。研究结果为国内相关法规的完善提供依据,为后续仿真研究及人体损伤防护提供支持。     

行人-车辆碰撞中六岁儿童下肢损伤分析及预测

为揭示汽车-行人碰撞事故中车辆前端结构和速度对儿童行人下肢损伤的差异成因及损伤机理，本研究应用符合我国体征且具有详细解剖学结构的六岁儿童行人损伤仿生模型（TUST IBMs 6YO-P），设置了32组涵盖4类常见车型和8种碰撞速度的汽车-行人碰撞仿真，分析下肢运动学和生物力学响应，采用非线性回归建立预测模型对下肢损伤进行评估。结果表明，碰撞速度对儿童下肢长骨骨折和膝关节损伤有直接影响，汽车前保险杠高度影响股骨的损伤程度和膝关节弯曲角度，扰流板离地高度影响胫、腓骨损伤的严重程度。分析膝关节弯曲角度和韧带断裂数据，得出当膝关节弯曲角度分别超出25.9±0.9°、38.6±0.7°、43.2±0.2°时，撞击侧内侧副韧带（MCL）、前交叉韧带（ACL）、后交叉韧带（PCL）发生断裂，基于碰撞速度和前保险杠高度建立的膝关节弯曲角度预测模型，经反求验证该模型可以有效预测膝关节损伤。综合儿童行人下肢长骨骨折评价参数和所建立的小腿弯矩预测模型，发现碰撞速度高于17.94 km/h将会造成儿童小腿骨折。该研究为行人安全法规制定、行人保护装置研发、AEB系统设计和数字化测评提供科学的参考依据。     

基于Flex-GTR腿型的乘用车前端造型设计

为减小人车碰撞中对行人小腿的伤害,考虑到柔性腿型碰撞性能要求,文章利用简化的汽车前端模型对乘用车发动机罩前缘、前保险杠上部以及前保险杠下部区域造型特点进行模拟分析。结果表明:前保险杠下部(LBRA)高度主要影响胫骨弯矩(T1～T3)大小;LBRA离地间隙越小,越有利于控制腿型运动姿态,对降低膝盖韧带拉长量和T1～T3较为有利;减小BL值有利于控制膝盖前十字韧带(ACL)的拉伸及T1与T2值;BLEH值对膝部韧带及胫骨弯矩影响不大。说明汽车前端造型对柔性小腿碰撞性能有重要影响,为以后新车造型设计提供了参考。     

制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究（双语出版）

为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足，提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径，在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次，考虑道路附着系数和系统延迟的影响，基于制动过程给出制动临界避撞距离，并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T^-1_TC划分安全行驶区域，利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后，通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型，并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明：转向操作在制动距离不足时仍是有效的；当主车高速近距离接近静止前车时，主车可以顺利采取转向换道动作，而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m，事实上已经发生了碰撞；当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时，避撞控制系统进入紧急制动模式，最大制动减速度达到-0.8g（g为重力加速度），实际最小车间距为5.1 m；通过转向和制动的协调动作，充分发挥了车辆的避撞潜力；ξ和T^-1_TC指标的融合，可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换，在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。     

丰田凯美瑞轿车预防碰撞安全系统解析

丰田凯美瑞轿车预防碰撞安全系统（Pre-Crash Safety System）可在汽车发生碰撞之前收缩前座椅安全带的松弛部分,并使制动控制系统进入制动辅助等待状态,以降低对驾驶员和前排乘客造成的伤害。这套预防碰撞安全系统中的毫米波雷达传感器和距离控制ECU，用来判定与车辆的前方障碍物或前方车辆发生的碰撞是否不可避免，其根据相对车速或者接近某一物体的速度进行测定。     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

电动两轮车骑车人紧急避让姿态对损伤风险的影响研究

为研究不同紧急避让姿态下骑车人运动学响应及损伤差异，采用 THUMS 人体有限元模型开发 1类正常驾驶姿态和 3 种典型紧急避让姿态：被撞侧脚着地（SFL）、非被撞侧脚着地（NSFL）和双脚着地（LBF）。建立了汽车碰撞电动两轮车和骑车人的仿真模型，进行了8组仿真（20和40 km/h两种碰撞速度和4种驾驶姿态的组合），以对比分析头部损伤参数(峰值角加速度、峰值线性加速度、HIC₁₅、颅内正压力、CSDM_0.15和最大主应变)和下肢的 Vonmises 应力分布，评估两轮车骑车人撞地损伤风险。结果表明：当车速为 20 km/h 时，正常姿态骑车人头部撞地损伤超过 AIS 4+，各姿态下肢损伤均未超过骨折阈值；当车速为 40 km/h 时，各姿态骑车人头部撞地损伤均超过 AIS 4+，紧急避让姿态 LBF 时头部损伤风险最高。正常姿态骑车人的下肢损伤风险最低，紧急避让姿态 SFL 骑车人下肢有骨折风险。该研究结果厘清了紧急避让姿态对骑车人撞地损伤的影响，为汽车安全技术研究提供重要参考依据。     

基于自抗扰控制的轮毂电机驱动电动汽车耦合振动抑制

针对路面随机激励和轮毂电机不平衡电磁激励引起的电磁耦合振动对轮毂电机驱动电动汽车的影响，提出一种基于自抗扰的振动抑制方法。建立车辆1/4振动系统数学模型，设计了一种基于自抗扰的控制器，将路面随机激励和电机自身产生的电磁激励视为总扰动进行统一观测补偿控制，并通过MATLAB/Simulink对所提出的控制策略进行仿真验证。结果表明，自抗扰控制对由路面不平度和偏心电磁力引起的电磁耦合振动具有较好的抑制效果。     

大众车系电子稳定程序及其检修

电子稳定程序（Electronic Stability Program，即ESP），属于车辆的主动安全技术，也称为动态驾驶控制系统。实质上，它是一个防滑系统，使车辆始终保持在惯性力和行驶方向一致的状态，防止车辆因侧滑而发生意外事故，降低在事故中发生侧面碰撞的几率。ESP能在车辆的行驶过程中识别出车辆的不正常行驶状态，如转向不足和转向过度等，然后通过协调相关系统的工作使车辆回到正常行驶状态。这些相关系统主要为ABS（防抱死制动系统）、EBD（电子制动力分配系统）、EDL（电子差速锁定）系统、TCS（牵引力控制系统）、EBC（电子制动控制）系统和BAS（电子制动助力系统）等。     

新技术剖析（下）

2015款雪佛兰创酷全系装备了MGH 60 Mando车身动态稳定控制及防抱死制助系统，制动压力调节器采用4液压回路配置，以分别控制各个个轮制动轮缸。ABS防抱死制动、EBD电了制动力分配、TCS牵引力控制、ESC车身动态稳定控制为标配的制动性能增强功能，根据车辆配置情况，系统还可能提供CBC转弯制动控制、ROM防侧翻控制、HSA坡越辅助控制等制动附加功能。