[发明专利]一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆被动安全性能的碰撞载荷评估方法，尤其是涉及对IIHS小偏置碰撞测试标准的车身结构安全性能的评估，更适合于在概念设计阶段和工程设计阶段的评估。

背景技术

美国公路安全保险协会(Insurance Institute for Highway Safety，IIHS)在其新车碰撞安全评价规程(New CarAssessment Program，NCAP)中率先推出了应对小偏置碰撞交通事故形式的25％小偏置碰测试(IIHS New Small Overlap Crash Test)，具有重要的风向标意义和工程实践价值，并先后公布了3批小偏置碰测试结果(所涉及的IIHS测试结果均来自IIHS官方网站http：／／www.iihs.org／iihs／ratings的查询结果)。在IIHS小偏置碰撞被动安全性能测试中，主机厂(Original Equipment Manufacturers，OEMs)普遍表现比较糟糕，IIHS小偏置碰撞起到了对主机厂被动安全设计水平的区分作用，被普遍认为是最严苛的被动安全测试标准。

1、IIHS小偏置碰评估理念

IIHS被动安全测试评估标准表明：相比其它NCAP测试，其安全评估理念更重视通过驱动车身结构改进以保护现实交通事故中的人员安全。IIHS小偏置碰测试采用了与40％偏置可变形壁障(Offset Deformable Barrier，ODB)基本一致的评估标准(参考文献^[1]：IIHS(Insurance Institute for Highway Safety).Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Rating Protocol，2012)。

IIHS对小偏置碰测试车辆结构完整性(Structural Integrity)描述是：“小偏置碰与其它碰撞形式相比是一种不同的情况，其碰撞区域主要是不能通过压溃变形得到保护的车身前端边缘部分，碰撞载荷直接通过前轮、悬架系统和前挡板进行传递，向后进入歇脚区域，将会引起更大的乘员舱侵入量，导致严重的腿部和脚部伤害，显然，这是不期望的。因此，在小偏置碰中，为了给乘员提供有效的保护，要求设计‘笼式安全车身(Safety Cage)’，以抵抗不能由压溃区域缓冲掉的碰撞载荷。”(参考文献^[2]：IIHS(Insurance Institute for Highway Safety).Small overlap crashes[R／OL].IIHS Status Report，2012)。

按照IIHS的观点，要应对IIHS小偏置碰测试，OEMs应该重点关注乘员舱或Safety Cage结构改进。与IIHS一贯的安全测试评估理念是一致的，即：“在交通事故任何碰撞形式的保护中，关键是设计‘一个强大的笼式安全车身(a strong safety cage)’以抵抗变形，从而保证乘员生存空间”^[2]。但从碰撞能量吸收角度，在没有前舱(Front end)充分缓冲吸能的条件下，乘员舱结构或Safety Cage直接承受车辆以64km／h撞击刚性壁障(Flat150Barrier，参考文献^[3]：IIHS.Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation Crash Test Protoco1)而只发生较小的变形，在轻量化设计越来越严苛的条件下，IIHS提供的Safety Cage技术思路设计难度较大。2、IIHS小偏置碰测试现象

IIHS的评估结果分为4个等级：优秀(Good)、良好(Acceptable)、及格(Marginal)和差(Poor)。从IIHS2012年8月公布的第一批豪华车型(Small Car)测试视频中，发现了一个有趣的现象：对于4个评估等级，车辆最终静止状态主要表现为2种：

状态1：车辆最终停留位置越过刚性壁障，且车头基本保持前进方向。如获优秀评价车型，讴歌TL(AcuraTL)和沃尔沃S60(Volvo S60)；如获良好评价车型，英菲尼迪G25(Infiniti G25)。

状态2：车辆最终停留位置没有越过刚性壁障，且车头向被撞侧发生90°左右的转向。如获及格评价车型，宝马3系(BMW3-Series)；如获差评车型，奥迪A4(AudiA4)和雷克萨斯ES(LexusES)。

3、IIHS小偏置碰数学模型