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摘要：车辆侧面碰撞中的远端乘员保护试验是Euro-NCAP新增试验项目，主要评价假人互相接触及伤害情况。文章围绕Euro-NCAP侧面碰撞远端乘员保护试验，介绍了试验程序，包括工况选取、试验设置，分析了有远端保护及无远端保护两种情况下的试验评价准则。对某车型远端保护试验数据进行了详细分析，包括头部偏移极限、头部、颈部、胸腹部伤害情况。整体而言，该车型在远端乘员保护试验中得分良好，但局部部位仍有提升空间。对提升策略进行了详细分析。
关键词：侧面碰撞，远端，乘员保护
前言
NCAP是英文“New Car Assessment Program”的缩写，即新车评价规程。这是专门针对汽车安全、同时也是最为专业、也是最为严苛的测评规程。目前，在此方面我国已有较为成熟的评价规程C-NCAP，欧盟、美国、日本等国家或地区也均有相关评价规程。在这些评价规程中，Euro-NCAP起步相对较早，也相对较为严苛，得到了国内主机厂的广泛关注。
Euro-NCAP在过去的评价规程中，对侧面碰撞的乘员伤害评价主要集中于碰撞侧，主要通过前排放置 ES-2 而后排放置 SIDⅡ-s假人来对车辆进行安全性能评价的。然而，现实生活中前排主、副驾座椅上均有乘员的可能性非常高，而现在的评价体系还不能很好的对碰撞远端乘员伤害情况进行评价。近年来。随着规程的发展，Far Side远端乘员保护项目陆续开展起来，其目的主要面向非撞击侧的乘员伤害评估。Far Side 项目于2015 年启动，2018 年相关法规开始实施，2020 年全面实行。国外的统计表明，远端乘员受伤在所有侧面碰撞中受伤比例在30%，而在受到AIS 3+[1]的伤害中占40%。远端乘员伤害因此正日益引起国内外的重视，包括C-NCAP在内也在考量该因素。
在侧面碰撞中，碰撞侧的乘员伤害主要来源于车辆侧面结构的侵入，与头、胸、腹部发生直接接触。而当远端有乘员时，由于碰撞惯性力的作用，远端乘员会向近端乘员倾倒，在此过程中身体各部位会首先与车辆中控结构发生接触，随后，随着碰撞过程的进行，远端乘员身体可能从三点式安全带中滑出，引发上半身的大幅运动，继而可能与近端乘员发生直接接触，造成进一步伤害[2]。
1远端乘员保护试验程序
1.1 工况选取
Euro-NCAP远端乘员保护试验选取AE-MDB及Oblique Pole两种工况，需要两次台车试验进行验证。其中一次试验选取60km/h的AE-MDB中非撞击侧B柱加速度，另一次试验选取32km/h 75° Pole非撞击侧B柱加速度，并通过CFC 60滤波。
试验时车身成75°±3°放置。由于偏转角的存在，为保证台车试验加速度波形与整车试验波形的一致性，需对波形进行缩放[3]：
1.2 试验设置
试验前首先要进行划线，用四条平行且竖直的线来标记位置。四条线分别为：
1.最大侵入线（红色）
这条线代表了AE-MDB及75° Pole试验中车门内板的最大量。
2.头部偏移性能极限（橙色）
即非碰撞侧座椅中线。
3.头部偏移性能极限（黄色）
从非碰撞侧座椅中线向内125mm。
4.乘员相互作用极限（绿色）
从非碰撞侧座椅中线向内250mm。
除此之外，车辆的中线也要用蓝色线做标记。
碰撞使用WorldSID 50th假人，乘坐于驾驶员侧，双侧使用半臂结构，假人应包括头部加速度、角速度、颈部力及转矩、肩部力等共计47个通道。对假人不同部位进行涂色。
由于该试验主要进行假人位移监控，因此对摄像机的布置有着较高的要求。要求全车布置7台高速相机，分别对应红色、橙色、黄色、绿色四条边界线，以及驾驶员侧、顶部、前部三個视角。
2 试验评价准则
2.1 台车曲线评价规则
试验有效性评价：需台车试验加速度曲线要与AX，SLED相同或更为严苛，因此试验后需要用实车曲线减去台车曲线，计算差值。
对于速度来讲，需满足如图1所示条件。
对于位移来讲，需满足如图2所示条件。
2.2 评分规则
对于有远端保护对策的车辆，假人每个部位最高得分依据头部偏移量决定。
对于无远端保护对策的车辆，假人每个部位最高得分也是依据头部偏移量决定。
对于假人伤害限值，在高低性能限值之间适用线性插值计算方式，同时如果超过极限值，则该碰撞工况将被判定为0分，如表3所示。同时设置有罚分项。
3 远端乘员保护试验分析
3.1 假人头部偏移极限分析
结合高速摄像视频分析，试验中车辆配备了远端保护气囊，假人头部最大位移越过了绿色边界线，处于黄色区域内，因此假人头部、颈部、胸部最大得分都为4分，满分最多为12分。
3.2 假人头部伤害分析
WorldSID假人X方向加速度较小，说明假人在X向运动并不明显。在Y向加速度上峰值达到45g以上，峰值出现在110ms左右，如图3所示。结合视频录像可以判断，当车辆开始运动后，座椅带动假人下肢运动，假人头部由于惯性保持初始状态，头部受到来自于假人下肢直至躯干的拉力，加速度逐步升高，直至头部达到最大偏移位置，加速度逐步开始下降，回弹阶段受到反向拉力，加速度出现反向。
头部Z向加速度趋势与Y向类似，约在100ms左右出现加速度峰值，因为头部在Z方向始终受到颈部向下的拉力，所以头Z方向加速度没有反向，如图4所示。
头部HIC15为170，3ms合成加速度为47g，均优于高性能限值，所以头部得到满分。 3.3 假人颈部伤害分析
颈部评价分别针对上颈部及下颈部，两者取最低值。从试验结果来看，假人上颈部伤害较小，未发生扣分，下颈部横向Mx较大，超过高性能限值，产生扣分。
3.4 假人胸腹部伤害分析
胸腹部伤害主要评价横向压缩量。
该试验胸部和腹部压缩量均在5mm以下，距离扣分限值仍有较大余量，不存在扣分产生。因此胸腹部伤害也拿到满分。
3.5 远端乘员保护提升策略分析
研究表明，对于在远端乘员保护试验中得分不够理想的车型，采取下述措施将有助于提升得分[4]：
1） 安全带预紧有助于降低非撞击侧乘员的头部位移量及伤害值，但由于预紧的效应，可能改变假人胸部与中控接触位置，导致胸部伤害不确定性的产生;
2） 中控台的高度升高将有助于限制假人的位移，但也会造成局部挤压;
3） 远端气囊是降低假人头部位移、提升得分的有效手段，但也需进行气囊匹配。
4 结 论
本文围绕Euro-NCAP侧面碰撞远端乘员保护试验，介绍了试验程序，包括工况选取、试验设置，分析了有远端保护及无远端保护两种情况下的试验评价准则。对某车型远端保护试验数据进行了详细分析，包括头部偏移极限、头部、颈部、胸腹部伤害情况。整体而言，该车型在远端乘员保护试验中得分良好，但局部部位仍有提升空间。对提升策略进行了详细分析。
由于试验样本有限性，部分优化策略还需进一步验证，希望随着研究的深入进一步丰富远端乘员保护提升策略。
参考文献：
[1] Ross D T，Meaney D F，Sabol M，et al. Distribution of diffuse axonal injury following inertial closed head injury in miniature swine[J]. Experimental Neurology，1994（126）：291-299.
[2] Mackay GM， Parkin S， Hill J， et al. Restrained Occupants on the Non-struck Side in Lateral Collisions[J]. Association for the Advancement of Automotive Medicine， 1991， 33： 119-132.
[3] 栗國，董文楷，方锐，等. 基于侧面碰撞的远端乘员头部伤害及轨迹分析[J].天津科技，2020（07）.
[4] 杜亮， 毛晨曦， 黎志伟. 基于Euro NCAP侧面柱撞的远端乘员保护分析[J]. 汽车工程师（4）：4.
关键词：侧面碰撞，远端，乘员保护
前言
NCAP是英文“New Car Assessment Program”的缩写，即新车评价规程。这是专门针对汽车安全、同时也是最为专业、也是最为严苛的测评规程。目前，在此方面我国已有较为成熟的评价规程C-NCAP，欧盟、美国、日本等国家或地区也均有相关评价规程。在这些评价规程中，Euro-NCAP起步相对较早，也相对较为严苛，得到了国内主机厂的广泛关注。
Euro-NCAP在过去的评价规程中，对侧面碰撞的乘员伤害评价主要集中于碰撞侧，主要通过前排放置 ES-2 而后排放置 SIDⅡ-s假人来对车辆进行安全性能评价的。然而，现实生活中前排主、副驾座椅上均有乘员的可能性非常高，而现在的评价体系还不能很好的对碰撞远端乘员伤害情况进行评价。近年来。随着规程的发展，Far Side远端乘员保护项目陆续开展起来，其目的主要面向非撞击侧的乘员伤害评估。Far Side 项目于2015 年启动，2018 年相关法规开始实施，2020 年全面实行。国外的统计表明，远端乘员受伤在所有侧面碰撞中受伤比例在30%，而在受到AIS 3+[1]的伤害中占40%。远端乘员伤害因此正日益引起国内外的重视，包括C-NCAP在内也在考量该因素。
在侧面碰撞中，碰撞侧的乘员伤害主要来源于车辆侧面结构的侵入，与头、胸、腹部发生直接接触。而当远端有乘员时，由于碰撞惯性力的作用，远端乘员会向近端乘员倾倒，在此过程中身体各部位会首先与车辆中控结构发生接触，随后，随着碰撞过程的进行，远端乘员身体可能从三点式安全带中滑出，引发上半身的大幅运动，继而可能与近端乘员发生直接接触，造成进一步伤害[2]。
1远端乘员保护试验程序
1.1 工况选取
Euro-NCAP远端乘员保护试验选取AE-MDB及Oblique Pole两种工况，需要两次台车试验进行验证。其中一次试验选取60km/h的AE-MDB中非撞击侧B柱加速度，另一次试验选取32km/h 75° Pole非撞击侧B柱加速度，并通过CFC 60滤波。
试验时车身成75°±3°放置。由于偏转角的存在，为保证台车试验加速度波形与整车试验波形的一致性，需对波形进行缩放[3]：
1.2 试验设置
试验前首先要进行划线，用四条平行且竖直的线来标记位置。四条线分别为：
1.最大侵入线（红色）
这条线代表了AE-MDB及75° Pole试验中车门内板的最大量。
2.头部偏移性能极限（橙色）
即非碰撞侧座椅中线。
3.头部偏移性能极限（黄色）
从非碰撞侧座椅中线向内125mm。
4.乘员相互作用极限（绿色）
从非碰撞侧座椅中线向内250mm。
除此之外，车辆的中线也要用蓝色线做标记。
碰撞使用WorldSID 50th假人，乘坐于驾驶员侧，双侧使用半臂结构，假人应包括头部加速度、角速度、颈部力及转矩、肩部力等共计47个通道。对假人不同部位进行涂色。
由于该试验主要进行假人位移监控，因此对摄像机的布置有着较高的要求。要求全车布置7台高速相机，分别对应红色、橙色、黄色、绿色四条边界线，以及驾驶员侧、顶部、前部三個视角。
2 试验评价准则
2.1 台车曲线评价规则
试验有效性评价：需台车试验加速度曲线要与AX，SLED相同或更为严苛，因此试验后需要用实车曲线减去台车曲线，计算差值。
对于速度来讲，需满足如图1所示条件。
对于位移来讲，需满足如图2所示条件。
2.2 评分规则
对于有远端保护对策的车辆，假人每个部位最高得分依据头部偏移量决定。
对于无远端保护对策的车辆，假人每个部位最高得分也是依据头部偏移量决定。
对于假人伤害限值，在高低性能限值之间适用线性插值计算方式，同时如果超过极限值，则该碰撞工况将被判定为0分，如表3所示。同时设置有罚分项。
3 远端乘员保护试验分析
3.1 假人头部偏移极限分析
结合高速摄像视频分析，试验中车辆配备了远端保护气囊，假人头部最大位移越过了绿色边界线，处于黄色区域内，因此假人头部、颈部、胸部最大得分都为4分，满分最多为12分。
3.2 假人头部伤害分析
WorldSID假人X方向加速度较小，说明假人在X向运动并不明显。在Y向加速度上峰值达到45g以上，峰值出现在110ms左右，如图3所示。结合视频录像可以判断，当车辆开始运动后，座椅带动假人下肢运动，假人头部由于惯性保持初始状态，头部受到来自于假人下肢直至躯干的拉力，加速度逐步升高，直至头部达到最大偏移位置，加速度逐步开始下降，回弹阶段受到反向拉力，加速度出现反向。
头部Z向加速度趋势与Y向类似，约在100ms左右出现加速度峰值，因为头部在Z方向始终受到颈部向下的拉力，所以头Z方向加速度没有反向，如图4所示。
头部HIC15为170，3ms合成加速度为47g，均优于高性能限值，所以头部得到满分。 3.3 假人颈部伤害分析
颈部评价分别针对上颈部及下颈部，两者取最低值。从试验结果来看，假人上颈部伤害较小，未发生扣分，下颈部横向Mx较大，超过高性能限值，产生扣分。
3.4 假人胸腹部伤害分析
胸腹部伤害主要评价横向压缩量。
该试验胸部和腹部压缩量均在5mm以下，距离扣分限值仍有较大余量，不存在扣分产生。因此胸腹部伤害也拿到满分。
3.5 远端乘员保护提升策略分析
研究表明，对于在远端乘员保护试验中得分不够理想的车型，采取下述措施将有助于提升得分[4]：
1） 安全带预紧有助于降低非撞击侧乘员的头部位移量及伤害值，但由于预紧的效应，可能改变假人胸部与中控接触位置，导致胸部伤害不确定性的产生;
2） 中控台的高度升高将有助于限制假人的位移，但也会造成局部挤压;
3） 远端气囊是降低假人头部位移、提升得分的有效手段，但也需进行气囊匹配。
4 结 论
本文围绕Euro-NCAP侧面碰撞远端乘员保护试验，介绍了试验程序，包括工况选取、试验设置，分析了有远端保护及无远端保护两种情况下的试验评价准则。对某车型远端保护试验数据进行了详细分析，包括头部偏移极限、头部、颈部、胸腹部伤害情况。整体而言，该车型在远端乘员保护试验中得分良好，但局部部位仍有提升空间。对提升策略进行了详细分析。
由于试验样本有限性，部分优化策略还需进一步验证，希望随着研究的深入进一步丰富远端乘员保护提升策略。
参考文献：
[1] Ross D T，Meaney D F，Sabol M，et al. Distribution of diffuse axonal injury following inertial closed head injury in miniature swine[J]. Experimental Neurology，1994（126）：291-299.
[2] Mackay GM， Parkin S， Hill J， et al. Restrained Occupants on the Non-struck Side in Lateral Collisions[J]. Association for the Advancement of Automotive Medicine， 1991， 33： 119-132.
[3] 栗國，董文楷，方锐，等. 基于侧面碰撞的远端乘员头部伤害及轨迹分析[J].天津科技，2020（07）.
[4] 杜亮， 毛晨曦， 黎志伟. 基于Euro NCAP侧面柱撞的远端乘员保护分析[J]. 汽车工程师（4）：4.