現代汽車安全氣囊系統的開發流程

田國紅，武曉林，齊登科，孫立國

（遼寧工業大學 汽車與交通工程學院，遼寧 錦州 121000）

由于安全氣囊系統是一項涵蓋內容較多的智能系統，氣囊系統的開發過程具有周期長、試驗量大、費用高等特點。氣囊系統開發的模塊化、標準化等技術不但可以縮短開發周期，并且具有設計靈活、性能優越可靠、降低成本等特點。分析，最后提供技術規范以及標準作為產品設計開發依據。項目規劃階段流程圖如圖1所示。

圖1 項目規劃階段流程圖

1 項目策劃

項目策劃階段主要是由顧客和設計公司協商確定實驗方法、實驗原則以及期望達到的目的。項目策劃階段需要顧客提供有關碰撞試驗和氣囊開發的數據。具體內容包括以下3個方面：

實驗矩陣：實驗矩陣主要包括實車碰撞試驗矩陣、臺車實驗矩陣、OPP實驗矩陣。實車碰撞的主要目的是模擬路上真實的交通事故中具有代表性的碰撞情形，評價人體各部分的傷害值是否滿足法規要求以及評價燃料的泄漏能否導致火災和乘員空間是否過度變形等目的。

計算機模擬機：根據顧客提供的整車碰撞計算機碰撞模擬方法以及安全氣囊的開發要求，根據顧客提供的數據進行安全氣囊的計算機模擬。

零部件性能的規范化：具體包括時鐘彈簧的規范，模塊以及ECU的規范，轉向盤以及線束規范。

產品的初步設計主要工作如下：①產品初步設計。根據顧客提供的設計數據結合計算模擬進行產品初步設計，包括PAB模塊、DAB模塊、時鐘彈簧、線束等。②初步設計確認。以實物樣件及設計文件為依據，包括：模塊與相關內飾件裝配效果的符合性；模塊、時鐘彈簧、線束與相關部件裝配的便利性與可靠性。③線束長度的適應性。在產品初步設計階段需要顧客提供數模以及圖紙等產品以作為設計依據，另外還需提供樣件以便于開發人員進行模塊展開特性以及零部件裝配

2 產品設計

汽車安全氣囊系統產品設計：①控制系統開發。通過整車碰撞試驗及抗干擾試驗，取得車輛的碰撞特性抗干擾數據，進行ECU參數的標定。試驗將按確定的試驗矩陣進行。②零部件設計。以模塊參數確定為基礎進行模塊設計，其他結構件的設計同時進行。③設計確認。在確定模塊參數及完成實車試驗后、最后一次的滑臺試驗報告供顧客確認。在此期間需要顧客提供必要的技術支持，如工裝樣車、臺車實驗樣件以及計算機仿真所需要的數據等產品設計階段從產品初步設計確認、樣車、臺車、計算機仿真數據等完整提供為起點，到產品設計確認為終點，其間包括產品設計、相關試驗、樣件制作等工作，需要周期約為3個月。

3 過程開發

汽車安全氣囊系統過程開發：①生產環境的準備。生產環境的確定階段包括場地平面布置與工藝流程設定。生產設備的引進階段需要根據零部件生產需求，制定并組織相關設備的采購。工藝裝備設計開發階段包括模具的設計、檢具的設計以及袋體加工與模塊組裝工裝設計。此外，過程開發階段還包括樣件、試生產工藝文件編制與審核工藝裝備采購、原本材料采購以及外協、外購件的采購。②OTS樣件（首次樣件）確認。模具等工藝裝備完成后，開發公司需制作安全氣囊系統模塊總成樣件，向顧客提交，以供顧客進行確認。③工裝樣件的最終確認OTS樣件經顧客確認后，開發公司按技術要求，對模具等工藝裝備進行表面、紋理處理，并制造樣件，供顧客確認。

過程開發與產品設計是同時進行，過程開發將不斷地給產品設計與開發提供支持，產品設計過程完善又是過程更改的依據。

4 產品與過程開發確認階段

OTS樣件經顧客確認后，按ECU標定的點火時刻進行模塊參數的優化試驗，這項目試驗是在計算機仿真配合下在臺車上進行。①設計驗證實驗。工裝樣件得到顧客確認后，開發公司需組織設計驗證試驗，以確定所開發的安全氣囊能否具有在各種環境下使用10年的壽命。DV試驗周期大約1個月。②系統驗證試驗。使用匹配完成的安全氣囊系統零部件，在整車上進行驗證，驗證的內容有：粗糙路面、誤用條件下安全氣囊系統是否誤爆；法規要求的試驗條件下安全氣囊對乘員的保護是否達到設計要求；在可能對乘員傷害的碰撞條件下，安全氣囊是否能可靠起爆。③法規實驗與小批量試制。在DV試驗與整車驗證試驗得到顧客確認后，顧客應組織進行法規試驗。在法規測試之后，開發公司需要組織小批生產。目的是檢查生產線的工序能力、設備能力能否滿足批量生產要求及產品質量要求；對過程能力做以初始評估，為批量生產做準備。④PV實驗以及驗證。在小批試制產品中進行抽樣，進行PV試驗，以驗證在現有工藝條件下所生產的產品能否穩定地滿足設計要求，其試驗周期大約為1個月。完成PV試驗后，開發公司需要向顧客提交測試報告，得到顧客批準后，轉入批量生產。

設計公司在批量生產后一個月內，還需根據顧客的定單，制定生產計劃并且根據一個月的生產結果，進行綜合分析，不斷地尋找影響產品質量及生產效率的因素，并做以改進，提高生產的穩定性。

5 結語

實驗矩陣以及模塊化操作可以縮短產品設計階段的時間，降低實驗場地購建成本，專用零件的規范化、標準化的使用降低了零件購置的成本，節省實驗設計階段時間；不同設計階段的交互統籌進行可以使人力以及設備資源的利用率大大提高，從而使研發周期達到理想狀態；批量生產的穩定性試驗證明了氣囊系統批量生產的可行性，可以大大提高生產效率。