在正碰試驗(yàn)中，乘員膝部傷害的評(píng)估主要有客觀評(píng)價(jià)和主觀評(píng)價(jià)兩種，客觀評(píng)價(jià)主要是大腿力和膝部滑移量兩個(gè)指標(biāo)，之前的文章中介紹的已較多，因此本文主要介紹一下Euro NCAP中關(guān)于膝部傷害的主觀評(píng)估方法。

膝部的主觀評(píng)估項(xiàng)，不考慮膝部氣囊的話，主要是可變接觸（variable contact）和集中力載荷（concentrated loading）。

01背景

目前的碰撞試驗(yàn)中，均只采用單一體型假人、標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定坐姿，從而膝部與儀表板的接觸基本上會(huì)是固定的位置。而在車輛的實(shí)際使用過程中，乘員會(huì)是不同體型、非標(biāo)準(zhǔn)坐姿，一旦發(fā)生碰撞事故時(shí)，膝部與儀表板的接觸位置會(huì)有較大的差別，考慮到這種偏差，引入了主觀評(píng)估項(xiàng)。

02主觀評(píng)估方法

在膝部區(qū)域（knee zone）內(nèi)，根據(jù)儀表板內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別評(píng)估是否存在可變接觸和集中力載荷，如存在任意一項(xiàng)，則罰1分。

2.1 可變接觸的定義和判定

偏置碰撞試驗(yàn)后，根據(jù)膝部與儀表板的接觸點(diǎn)（contact point）確定膝部區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，檢查是否有其他可能的接觸點(diǎn)比ODB試驗(yàn)中的接觸點(diǎn)具有更大的致傷風(fēng)險(xiǎn)，如果存在這樣的點(diǎn)，則認(rèn)為是可變接觸，即罰1分。

2.2 集中力載荷的定義和判定

在同樣的膝部區(qū)域內(nèi)，如存在能形成集中力的結(jié)構(gòu)，如金屬的轉(zhuǎn)向管柱調(diào)節(jié)把手等，則認(rèn)為是集中力載荷，即罰1分。

2.3 膝部區(qū)域（knee zone）的確認(rèn)方法

首先確認(rèn)偏置碰撞試驗(yàn)中膝部與儀表板的接觸位置，以此接觸位置的最上面為基準(zhǔn)，垂直方向-----以基準(zhǔn)在豎直方向往上50mm，往下50mm；如圖1所示，虛線為接觸位置在Z向的最高位置。


圖 1

水平方向-----對(duì)于駕駛員外側(cè)腿來說，以管柱在Y向的中心點(diǎn)為起點(diǎn)，至儀表板在Y向的最外側(cè)；對(duì)于駕駛員內(nèi)側(cè)腿來說，同樣的起點(diǎn)，向儀表板在Y向的內(nèi)側(cè)延伸，直至腿部能接觸的極限位置；對(duì)于副駕外側(cè)腿來說，以人體在Y向的中心點(diǎn)為起點(diǎn)，至儀表板在Y向的最外側(cè)；對(duì)于副駕內(nèi)側(cè)腿來說，同樣的起點(diǎn)，向儀表板在Y向的內(nèi)側(cè)延伸，直至腿部能接觸的極限位置；如圖2所示：


圖 2

深度方向----根據(jù)ODB試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定膝部相對(duì)于儀表板的最大侵入量的最大值A(chǔ)，以基準(zhǔn)為起點(diǎn)，向儀表板在X向的車頭方向延伸（A+20）mm，即為此處的深度，如
圖3：


圖 3

根據(jù)以上三個(gè)維度的定義，即可確定膝部區(qū)域，如圖4所示：



圖 4

2.4 評(píng)分方法

在以上確定的膝部區(qū)域內(nèi)，如有可變接觸或集中力載荷，則罰1分。此部位的得分為客觀評(píng)估的得分減去主觀評(píng)估的罰分。

03針對(duì)主觀評(píng)估的開發(fā)方法及驗(yàn)證策略

3.1 開發(fā)階段

按照上述的定義，開發(fā)的策略應(yīng)是，在膝部區(qū)域內(nèi)避免產(chǎn)生硬點(diǎn)和堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)。但因?yàn)楣δ艿男枰?，此區(qū)域內(nèi)一般會(huì)布置很多機(jī)構(gòu)，如管柱調(diào)節(jié)手柄，儲(chǔ)物盒，組合開關(guān)、保險(xiǎn)絲盒等，而這些功能件如果設(shè)計(jì)不合理，均會(huì)產(chǎn)生硬點(diǎn)和堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)；所以在項(xiàng)目開發(fā)的前期，應(yīng)盡量避免較多的功能件布置在膝部區(qū)域內(nèi)，如果無法避免，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)弱化、墊泡沫、材料不采用金屬等措施，盡可能的減小功能件的剛度和強(qiáng)度。如圖5所示為上汽某上市車型在開發(fā)階段，在膝部區(qū)域（黃色框）內(nèi)的罰分風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，③④位置增加了吸能泡沫來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，⑤⑥位置則采用了弱化B面結(jié)構(gòu)來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。


圖 5

3.2 驗(yàn)證階段

如前所述，有些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)在設(shè)計(jì)階段是無法避免的，這些點(diǎn)只能用符合Euro NCAP規(guī)定的相應(yīng)的臺(tái)車試驗(yàn)來證明某風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并不會(huì)造成膝部傷害超標(biāo)，即不會(huì)導(dǎo)致大腿力超過3.8kN和膝部滑移量超過6mm。具體的試驗(yàn)方法和步驟如下：

確立膝部考察區(qū)域

依據(jù)64ODB碰撞工況產(chǎn)生的膝部與儀表板接觸痕跡，及前述確立膝部區(qū)域的方法確定考察區(qū)域，如圖6為某車型ODB試驗(yàn)后，根據(jù)膝部與儀表板的接觸位置確定的膝部區(qū)域。



圖 6

試驗(yàn)波形確認(rèn)及擬合

可以采用Euro NCAP官方推薦的減速度波形或開發(fā)車型的減速度波形，但在一輪KM試驗(yàn)中，要保持試驗(yàn)波形的一致性。波形確認(rèn)后，則需要借助滑車系統(tǒng)擬合出所選擇的波形，擬合波形基本要求為：1復(fù)現(xiàn)64ODB碰撞中的結(jié)構(gòu)變形情況；2復(fù)現(xiàn)所選減速度波形，且強(qiáng)度不得低于選用波形。判斷是否擬合的具體準(zhǔn)則為兩個(gè)：1. 120ms之內(nèi)的速度差要小于0.6m/s；2. 120ms之內(nèi)的位移差為負(fù)值。

假人定位

首先按照H點(diǎn)和骨盆角將假人初步定位，然后使相應(yīng)的膝蓋對(duì)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域或結(jié)構(gòu)，最后對(duì)另外一條腿進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓潭āＨ鐖D7為某一次臺(tái)車試驗(yàn)前的假人定位好的狀態(tài)，驗(yàn)證管柱護(hù)罩硬結(jié)構(gòu)對(duì)駕駛員左腿的膝部滑移量和大腿力是否超標(biāo)。



圖 7

判斷準(zhǔn)則

分別調(diào)取大腿力曲線和膝部滑移量曲線，如大腿力峰值小于3.8kN且膝部滑移量峰值小于6mm，則認(rèn)為此位置無風(fēng)險(xiǎn)，不產(chǎn)生罰分。

04結(jié)論



根據(jù)以上膝部主觀評(píng)估的簡述，規(guī)避此罰分的風(fēng)險(xiǎn)主要是概念設(shè)計(jì)階段，盡量避免硬點(diǎn)和堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)布置在膝部區(qū)域內(nèi)，無法避免的，則須在驗(yàn)證階段，針對(duì)性的進(jìn)行臺(tái)車試驗(yàn)排除風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并不會(huì)造成膝部指標(biāo)超標(biāo)即可。