基于CAB氣囊展開問題的研究

張晚青 楊勝 蘇俊男

摘 要：實車試驗出現(xiàn)CAB氣囊后腔展開后飄動，掃到假人頭部，且氣囊后腔展開速度比前腔慢等問題，本文以此為切入點，簡述如何通過改變氣囊折疊方式、改變氣囊花型的方法，改善CAB氣囊展開狀態(tài)的問題。通過此問題的改善，為后續(xù)CAB氣囊開發(fā)提供經(jīng)驗積累。

關鍵詞：CAB氣囊 展開狀態(tài) 折疊方式

Abstract：During the test， the cab airbag rear cavity fluttered after deployment， swept to the dummy's head， and the deployment speed of the airbag rear cavity was slower than that of the front cavity. Taking this as the starting point， this paper briefly describes how to improve the deployment state of cab airbag by changing the folding mode and pattern of airbag. The improvement of this problem provides an empirical basis for the subsequent cab airbag development.

Key words：CAB airbag， deployment status， folding type

1 前言

近年來，隨著車輛的普及程度提高，人們對于駕乘體驗及汽車安全保護性能的要求也越來越關注。雖然主動安全研究是當前熱門的議題，但主動安全也不能做到面面俱到，被動安全依然是汽車保護的最后一道防線。而氣囊系統(tǒng)就是被動安全是乘員碰撞保護的重要組成部分。CAB（curtain airbag）是氣囊保護系統(tǒng)的重要組成部分，布置在車輛頂部兩側。在側面碰撞發(fā)生時，CAB氣囊會迅速展開，行程一個大的氣囊腔體，阻擋在駕乘人員頭部與車輛內部內飾件之間，起到緩沖駕乘人員頭部撞擊的力度，保駕乘人員的身體安全。

本文以某項目實際開發(fā)經(jīng)驗為例，通過改善CAB氣囊的折疊方式及花型設計等方面，到達改善氣囊展開狀態(tài)的問題，以便保證氣囊在碰撞過程中能夠滿足對乘員保護的要求。圖1中所示為某項目實車試驗中CAB氣囊后腔發(fā)生的問題，側氣簾雖完全展開，但在展開過程中，30ms時刻CAB氣囊后腔，存在比較明顯的向上飄動，且掃到假人頭部，存在不能穩(wěn)定保護乘員頭部的風險;

2 CAB氣囊展開問題原因分析

試驗中出現(xiàn)CAB氣囊展開問題，為了找尋原因，通過靜態(tài)起爆試驗來還原實車試驗CAB起爆過程，驗證是否出現(xiàn)問題。圖2所示為實車試驗錄像與靜態(tài)試驗錄像截圖對比分析，分析CAB氣囊后腔碰撞展開過程中確實存在問題。

分析過程如下：5ms時刻CAB氣袋開始沖出C柱頂棚內飾，16ms時刻CAB氣囊后排下邊到玻璃下邊框，20ms時刻頭部側面與CAB內側接觸，阻擋了CAB下落。且發(fā)現(xiàn)展開過程中CAB氣囊前腔展開速度要快于后腔。通過此對比分析也基本確認了CAB氣囊的展開問題，CAB氣囊后腔展開過程中發(fā)飄，且后腔展開速度要比前腔慢。

3 CAB氣囊展開狀態(tài)優(yōu)化

為了改善CAB氣囊展開狀態(tài)，提出了兩個優(yōu)化方向：1）CAB氣囊展開到位時間在20ms之內;2）CAB氣囊前后腔展開到位差值<3ms。

經(jīng)過大量研究及試驗嘗試，最終確認了如下兩種方案共同作用下來實現(xiàn)CAB氣囊展開狀態(tài)的優(yōu)化。

方案1：改善CAB氣囊花型狀態(tài)，如圖3所示，調長B柱區(qū)域的花型范圍，圖中紅色為新調整的方案。目的是為了使得后期CAB氣囊充氣更快。圖4為整理出的最新CAB氣囊花型狀態(tài)。

方案2：通過折疊方式的改變來調整CAB氣囊的展開速度快慢。由圖5中方式1的全Z方式調整為方式二的先卷后Z折疊方式。

4 試驗驗證

優(yōu)化完的方案需要經(jīng)過試驗的驗證才能確認是否能起到改善效果。通過如下的三個步驟來進行驗證：

步驟1：靜態(tài)起爆試驗驗證。通過靜態(tài)起爆的試驗方式，驗證氣囊的展開狀態(tài)。圖6所示為靜態(tài)起爆試驗錄像截圖。19.5ms時刻CAB氣囊后腔展開到位，且前后腔展開速度差異不大。

步驟2：滑臺試驗驗證。在滑臺白車身中擺放假人，驗證動態(tài)的情況下CAB氣囊展開效果。圖7所示滑臺試驗錄像截圖。10時刻、15ms時刻CAB氣囊前腔、后腔展開狀態(tài)及速度差異不大;20ms時刻能夠看到氣囊展開覆蓋了假人頭部區(qū)域。

步驟3：實車試驗驗證。通過實車碰撞驗證結果可知，更改后CAB氣囊能夠滿足標準要求，碰撞過程中CAB氣囊后腔展開能夠覆蓋假人頭部區(qū)域，如圖8所示。

5 結論

通過滑臺試驗驗證及最終實車碰撞測試驗證，改善后的CAB氣囊能夠滿足設計要去，碰撞過程中能夠保護乘員頭部區(qū)域。這種找到問題、復現(xiàn)問題、解決問題的方法可以應用到多種工程問題的分析中。后續(xù)也可以按照這種方式驗證更多CAB氣囊折疊方式、花型等差異變化，為CAB氣囊開發(fā)提供經(jīng)驗積累。

參考文獻：

[1]田甜，梁韞，張俊. 探究關于CAB不同折疊方式對起爆狀態(tài)的影響[J]. 汽車與配件， 2020，No.1287（17）：70-71.

[2]中國汽車技術研究中心（天津）.中國新車評價規(guī)程C-NCAP（2018版）.