汽車安全與造型之間的相互影響與促進

高海濤

摘? ?要：隨著我國經濟建設的不斷發展，人們生活水平的不斷提高。汽車已經逐漸在現代家庭中廣泛普及，為方便百姓出行、提升生活質量發揮了重要的作用。汽車給人們生活帶來方便和快捷的同時，安全問題也逐漸引起了社會各界的關注，加強汽車安全設計，這不僅僅關系到用戶生命財產安全，也關系到汽車行業生產技術的提升。

關鍵詞：汽車造型? 信息化? 汽車發展

中圖分類號：U462? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0052-02

1? 引言

隨著社會的不斷發展，車輛的保有量的增加，車輛安全一直以來是各大主機廠優先考慮的問題。本文將汽車安全簡單地分為主動安全、被動安全、駕駛安全以及行人保護。同時隨著市場競爭的日益加劇，好的造型能夠讓用戶有進一步了解并購買的欲望。

科技的發展促使主動安全技術在汽車上的應用也越來越廣泛，但這會對造型會有一定的影響。例如目前常用的駕駛員監控攝像頭，為保證監測精度攝像頭光軸與駕駛員眼視線中心之間的水平夾角應保持在0°，因此駕駛員監控攝像頭常被布置在駕駛員安全氣囊正后方的轉向管柱上。造型師不僅需要將駕駛員監控攝像頭與周邊環境件融合在一起，以免顯得突兀，同時組合儀表顯示也要受到影響，顯示圖標信息需要重新排布。

車道保持輔助系統所用的前方攝像頭安裝時其光軸與路面需呈0°角，且左右偏離中心線的位置必須小于100mm，攝像頭光學軸線在空載條件下，與地面線的高度在1.2～2m之間。因此攝像頭一般安裝在內后視鏡的車前方向，內后視鏡的鏡腳就會比較大，同時為滿足散熱要求，護罩上需要增加開孔。此區域的前風擋曲率也有一定的要求，水平及豎直方向曲率半徑均需大于2000mm。玻璃黑區也需要進行相應調整。

現階段應用較多的自適應巡航控制系統ACC同樣會對汽車前部造型有一定的影響，自適應巡航控制系統通常使用毫米波雷達，77GHz調頻連續波雷達作為實現該功能的配置，雷達中心到地面高度一般為400～800mm左右，尺寸大約為60mm×70mm，因此一般布置在前保或下格柵處，若布置在前下格柵上時，下格柵需要設計護罩結構。同時對保險杠或者護罩等覆蓋件表面要求其曲率半徑大于400mm[1]。

側面碰撞是交通事故中常發生的一種情況，為對駕乘人員起到有效的保護，側氣囊得到廣泛運用，同時為避免駕駛員與前排乘員發生二次碰撞，遠端氣囊也被開發了出來。氣囊的運用對門護板、中通道的布置有一定的要求，對造型有較大的限制。以前門為例，在側氣囊展開保護胸部對應的內飾板臺階面局部區域落差要小于5mm，前門扶手上表面的Y向寬度小于55mm，前排碰撞區域內的扶手造型應平滑，避免出現棱角及剛度較大的結構。這些要求就限制了門板很難有立體感的造型，同時需要依靠經驗豐富的造型師在設計時進行規避，且需安全部門進行數據校核及仿真分析進行判斷。

在側碰中碰撞側遠端的乘員會向碰撞側傾倒，從而造成駕、乘人員之間發生相互碰撞。為了避免駕駛員與前排乘員發生二次碰撞，同時可以阻礙駕駛員運動趨勢，使頭部的甩動量減小進而減小頸部的作用力。安裝在座椅內側的遠端氣囊應運而生。配備遠端氣囊的汽車座椅外表面到中控的距離要求大于20mm，同時座椅中心到遠端氣囊距離要大于220mm。遠端氣囊還會限制中控高度，要求中控上表面位于假人兩個腹部位移傳感器之間，大約在50百分位假人H點Z向向上150～180mm。目前遠端氣囊大多使用在C級高端車上，但為了增加高端車內飾的豪華感及舒適性，造型趨勢上是將副儀表板做寬做高。而遠端氣囊的布置要求無形之中限制了副儀表板的這一造型趨勢。

行人保護方面的要求對車輛前端造型有較大的影響，例如在頭部碰撞區，要使碰撞點避開發罩鉸鏈、雨刮軸以及發罩與翼子板分縫線區域等硬點接觸，同時對于兒童的保護則需要避免與發罩鎖扣發生碰撞。為滿足以上要求，則需調整造型特征線以達到期望的發罩周邊基準線位置。對于小腿碰撞區，為縮小碰撞區域可在保險杠上增加凸起造型來實現，同時前端造型側向平直，這有利于避免膝部的相對位移而減小碰撞中對膝部的傷害[2]。

以上主要闡述了安全因素對造型的一些制約，但同時造型趨勢對汽車安全方面也有不可忽視的影響，下面具體進行詳細探討。目前駕駛員安全氣囊罩蓋尺寸減小的造型趨勢，對安全氣囊折疊后的模塊尺寸有很高的要求。氣囊折疊后的尺寸受制于氣袋容積、氣袋部材質厚度、氣袋折疊方式以及發生器的尺寸等。促使了安全氣囊供應商進行技術革新，例如為解決這一問題，TRW（美國天合汽車集團）推出了緊湊型駕駛員安全氣囊模塊，新式緊湊型駕駛員安全氣囊模塊通過應用新型氣體發生器以及星型折疊方式大大減小了產品的整體尺寸，與傳統產品尺寸相比減小50%以上，占用空間小于1200cm3。使得在駕駛員安全氣囊罩蓋的造型設計上有更大的發揮空間[3]。

隨著技術不斷的進步，電動汽車的快速崛起，為使車輛內飾更具科技感，車內顯示屏的尺寸及數量在不斷地增加，同時儀表板造型也更加輕薄。這一趨勢給汽車安全及工程布置帶來的極大的挑戰。

屏幕尺寸及數量的增加，信息顯示系統、多媒體信息娛樂系統、空調控制系統、動力總成控制系統等的操作集成在了顯示屏上，功能的豐富、娛樂信息人機交互更加頻繁，相較于物理按鍵時代駕駛員的精力會被更多地分散，影響駕駛安全。為保證行車安全，車載操作系統人機互聯速度要快，同時能夠實現駕駛員的盲操作。這促使車機系統開發者學習手機上的語音控制、手勢控制以及簡單易懂的操作邏輯，并轉化到了車機上進行使用。

儀表板輕薄設計以及副駕駛側的屏幕對副駕駛員安全氣囊的布置都是極大的挑戰。副駕駛員安全氣囊的布置空間受到壓縮，同時在氣囊起爆彈出過程中造成的屏幕碎片飛濺等可能存在的危險，需要進行嚴格的測試。TRW的副駕駛員頂棚安全氣囊有助于解決這個問題，該氣囊模塊安裝在副駕駛員前擋風玻璃上方的車頂，沿著擋風玻璃向下展開， 在乘員前方打開，該技術還能夠增強處于非正常坐姿情況下的乘員的安全性， 比如乘員向前倚靠或將腿部放置在儀表板上。頂棚安全氣囊模塊的最終重量和尺寸受汽車頂棚一體化程度的影響，一般其高度僅為45～50mm之間，質量小于2kg，對車輛的動態和重心沒有任何影響。這種技術提高了未來汽車內飾風格的靈活性，并提供了優異的約束保護性能[4]。

在目前造型大屏或多屏的趨勢上，馬自達確是一個反例，為了不分散駕駛員注意力保證駕駛安全，馬自達依然保持著小尺寸屏幕的設計。在未來智能汽車的發展過程中，完全的自動駕駛能夠完美地解決這一難題。

2? 結語

影響汽車造型的因素有很多，安全只是其中一方面。法規、人機以及新技術的變革都會對造型趨勢有不同程度的影響。但汽車設計的目的始終是為駕乘人員創造安全、舒適的駕乘空間和性能的同時，滿足消費者對美學觀念的需求。相信，隨著汽車工業的不斷發展和進步，越來越多高端技術將應用在汽車設計中，從而帶來汽車產業的巨大變革。

參考文獻

[1] 白燕超，陳新華，闞天水.汽車ACC雷達姿態控制的尺寸分析及優化[J].汽車實用技術，2019（6）：84-86.

[2] 呂曉江，王純，劉衛國，等.基于行人保護的乘用車前部造型設計優化[J].汽車安全與節能學報，2011（3）：26-31.

[3] 張楠.緊湊型駕駛員安全氣囊模塊[J].軍民兩用技術與產品，2010（3）：15.

[4] TRW汽車集團. 頂棚安全氣囊增加駕駛室選擇[J].汽車與配件，2013（18）：46-49.