汽车安全气囊点爆逻辑概述

文章来源：上汽安全与CAE技术发布时间：2021-06-25

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那么在这故中气囊到底该不该点爆？接下来就为大家解密气囊三联问。

气囊点爆逻辑概述

随着国内汽车保有量的不断攀升，汽车事故数量也随之增长。那么，气囊在事故中是否点爆就成为了大家关注的焦点。经常会有用户吐槽事故后气囊未爆，质疑车辆的质量问题，车辆设计是否存在缺陷。通常在这种情况下，汽车制造商就会觉得很委屈，认为这些事故并未达到气囊点爆的条件，气囊没点爆属于正常情况。那么在这些事故中气囊到底该不该点爆？接下来就为大家解密气囊三联问。

气囊该不该点爆？

我们先来了解一下控制气囊点爆的约束控制系统。约束控制系统是由控制器和传感器组成的（图1），传感器相当于感知器官，控制器相当于大脑。传感器感知外界信号如加速度、压力等，并将这些信息传输给控制器，控制器会对于接收到的信号进行滤波、运算等处理，决定当前气囊是否该点爆。因此，判断气囊该不该在某次事故中点爆是一个很困难的问题，需要结合碰撞时刻的车辆状态来做判断。

图1 约束控制系统示意图

当出现气囊点爆争议时，碰撞时刻的车辆状态对于判断气囊是否该点爆是至关重要的。在即将出台的国标《汽车事件数据记录系统》中明确规定，控制器内部要记录EDR（Event Data Recorder）数据，该数据包含碰撞前后的速度、横向加速度、纵向加速度、加速踏板位置、转向角度等参数。所以，当发生气囊点爆争议的时候，EDR内部记录的内容就可以为气囊点爆争议事故提供科学分析的依据。

在车辆设计阶段，考虑气囊该不该爆与乘员保护是紧密相关的。在汽车发生碰撞时，如果乘员舱发生了侵入，乘员的生存空间就会受到威胁，气囊的点爆就是为了起到保护乘员的作用，降低乘员在事故中受到的伤害。简单来说，在乘员的安全受到威胁时，气囊就该点爆。

气囊什么时候会点爆？

气囊点爆是由控制器运算的复杂逻辑来决定的，包含主逻辑、传感器信号辅助逻辑、抑制逻辑、Safing逻辑、二次点爆逻辑等。每一个逻辑的判断依据并不是通常理解的车速，而是一些复合变量，例如短时间内车辆的减速度变化、车内乘员的加速度响应等。与此同时，每个逻辑之间还存在一定关系。

因此，每个逻辑的阈值与逻辑间的关系构成了气囊点爆的算法，这也是汽车安全设计工作的重点，由算法来决定气囊什么时候会点爆。在整车研发阶段，气囊标定这项工作就是来确定算法的。首先会进行一轮气囊标定试验，标定试验分为点爆工况和不点爆工况，算法要处理的就是能够区分出这些点爆与不点爆工况。并且，这些试验需要尽可能地涵盖实际道路发生的典型事故，包含正面碰撞、侧面碰撞、尾部碰撞等数十种工况，再对试验数据进行缩放处理，考虑每一种工况下的余量，应对复杂的实际道路事故。

图2 碰撞标定工况示例

在确定气囊点爆算法以后，还会对算法进行硬件在环测试，目的是为了验证算法软件与传感器、控制器等硬件的良好匹配，确保算法在实车上能准确响应。在确定算法之后，还会再进行一轮标定验证试验，使算法内的逻辑组合能保证必点爆工况下的碰撞正常点爆，同时满足在其他非点爆工况下，能正常运行不会发生误点爆。

气囊点爆就安全了吗？

从上文的分析来看，气囊点爆是需要一定条件的，这些条件不仅是为了区分点爆工况，也是为了避免气囊在实际使用过程中的误触发。因为气囊弹出时的瞬间充气过程会对乘员的耳膜、胸腔造成一定的冲击，在未达到点爆条件下的气囊误触发是很危险的，这种情况下气囊带来的伤害可能比事故中气囊不爆的伤害更大，并且，气囊的误触发还会带来维修费用的增加，带来用户经济上的损失。

为了避免气囊误触发的情况，在气囊标定试验中还有一类重要的试验叫做气囊误作用试验，分为三大类：整车静态误作用试验、整车路障误作用试验、整车粗糙路误作用试验。其中，上汽的整车静态误作用试验，总共有19类共59项试验、整车粗糙路误作用试验总共有15类53项试验、整车路障误作用试验总共有57项试验。气囊误作用试验是为了避免气囊在轻微碰撞，尤其是非碰撞事故的状况下安全气囊发生误点爆，而且车辆发生误作用的几率远远高于碰撞事故，所以气囊误作用的试验数据在标定试验中十分关键。