为什么 AEB 正在改变乘员伤害机理

问AI · AEB如何重塑乘员保护评价逻辑?

在传统汽车安全开发体系中,乘员伤害机理的建立,长期依赖一个默认前提:碰撞发生之前,人体处于稳定的标准坐姿,约束系统在碰撞瞬间开始发挥作用。围绕这一前提,安全带预紧时序、气囊展开位置、假人姿态设定以及伤害判据,构建起了一整套成熟的被动安全体系。

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但这一前提,正在被改变。

随着自动紧急制动系统,也就是AEB,以及主动预紧式安全带等技术逐步普及,一个新的工程事实正在变得更加明确:碰撞不再只是“撞上那一刻”的问题。在碰撞真正发生之前,车辆可能已经进入制动减速过程,乘员也可能在惯性作用下发生前倾、离位或姿态变化。

换句话说,人体在碰撞发生前,已经开始运动。

在传统开发逻辑中,人体在碰撞前通常被假设为标准姿态:背部贴合座椅,骨盆稳定在H点位置,头部面向前方,安全带处于正常佩戴状态。碰撞发生后,预紧器触发,气囊展开,人体在碰撞脉冲作用下前移。这是一个典型的“被动响应过程”。

但这一模型的核心假设是:人体在碰撞前是静止的。

AEB的引入,改变的并不仅仅是“是否避免碰撞”,而是改变了碰撞发生时的人体初始状态。当AEB或预制动过程介入时,车辆进入减速阶段,人体在惯性作用下前倾,安全带开始受力,躯干角度发生变化。当真正的碰撞发生时,人体已经可能发生位移,头部可能已经前移,骨盆可能产生滑移,安全带与人体的相对位置也可能已经改变。

这意味着,碰撞发生时的人体状态,已经不再是“标准初始状态”。

这一变化已经在C-NCAP 2027版中得到非常明确的体现。在《附录E 正面主被动离位乘员保护虚拟测评规程》中,正面主被动离位乘员保护虚拟测评明确适用于装备AEB的车辆。该测评项目由制动阶段和碰撞阶段两部分组成,以峰值约0.8g的特定加速度波形模拟制动阶段再分别以正面刚性壁障碰撞和MPDB碰撞试验中的B柱加速度波形作为碰撞阶段输入。

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图源:《C-NCAP 管理规则(2027年版)》附录E《正面主被动离位乘员保护虚拟测评规程》 制动阶段加速度波形

这一图说明,评价体系已经不再把碰撞理解为一个孤立瞬间,而是把碰撞前制动过程与碰撞过程组合起来考虑。也就是说,AEB改变的不只是车辆碰撞速度,也可能改变乘员进入碰撞瞬间时的姿态。

附录E还进一步要求,模型应采用连续性的仿真方法,建立可模拟从制动阶段到碰撞阶段的一体化测试模型;模型计算时间应不小于650ms,其中制动阶段为500ms,碰撞阶段为150ms。若在制动波形持续时间内假人离位量未达到峰值,还可适当延长制动波形最大加速度持续时间,以便假人离位达到稳定位置。

这段要求的工程含义非常直接:乘员保护评价已经开始从“单次碰撞响应”转向“连续过程模拟”。过去关注的是碰撞脉冲作用下人体如何运动,现在还要关注碰撞发生之前,人体是否已经离位,以及离位后是否进入稳定状态。

在附录E的离位假人认证部分,还专门设置了“头部质心轨迹认证通道”,要求假人头部质心运动轨迹处于规定通道内。

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图源:《C-NCAP 管理规则(2027年版)》附录E《正面主被动离位乘员保护虚拟测评规程》图E.8“头部质心轨迹认证通道”

安全带系统也因此被重新定义。

在传统被动安全体系中,安全带更多被理解为碰撞触发后的约束装置。但在AEB场景下,安全带系统的功能边界,正在从碰撞后约束扩展至碰撞前姿态控制。C-NCAP 2027版《附录M 乘员约束系统性能测试评价规程》中,已经将“M.2 主动预紧式安全带测试”作为独立项目列入目录,并规定其包含总则、试验方法和技术要求。

该附录进一步说明,主动预紧式安全带测试适用于驾驶员侧配置有主动预紧式安全带的车辆,试验中在驾驶员座椅位置放置THOR 50th假人,模拟车辆制动后发生碰撞的事故场景,用于评价ASB在车辆制动过程中对乘员姿态保持及碰撞中对乘员的约束情况。

这说明,安全带不再只是“碰撞之后拉住人”,而开始被评价其在碰撞前制动阶段对人体姿态的控制能力。

在附录M的主动预紧式安全带测试中,试验需要通过摄像机跟踪假人头部质心运动,摄像机最小分辨率为1280×720,帧速率为1000fps,并在金属板上设置距假人头部质心X向前100mm的参考线。

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图源:《C-NCAP 管理规则(2027年版)》附录M《乘员约束系统性能测试评价规程》 相机位置示意图

在试验设置上,附录M还要求台车制动减速度波形应在图M.10所定义的通道范围内,通过减速度积分得到减速阶段速度变化量,且0.9s时的速度变化量不小于20km/h;碰撞阶段台车减速度波形则参考图M.11。

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附录M还规定,假人头部质心在X方向的最大位移量应不超过100mm,并通过对比主动预紧功能开启和关闭两个试验的安全带限力稳定阶段平均值,评价ASB限力功能;其中图M.12给出了安全带限力时刻定义。

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图源:《C-NCAP 管理规则(2027年版)》附录M《乘员约束系统性能测试评价规程》安全带限力时刻定义

这里反映出的变化非常关键。AEB与主动预紧安全带已经不是两个完全独立的功能,而是开始在评价逻辑中形成关联。AEB是否工作、ASB是否工作、乘员头部质心是否离位、碰撞中安全带限力是否满足要求,开始共同影响约束系统评价。

气囊系统同样面临新的挑战。气囊展开逻辑依赖人体初始位置与展开路径之间的匹配关系。但在AEB作用下,头部和上身可能已经前移,气囊展开时的相对位置发生变化,接触时机可能提前,接触区域也可能改变。这会直接影响头部加速度、颈部受力以及面部接触区域。

也就是说,气囊不再只是面对“标准坐姿下的静止人体”,而是在应对一个已经运动、甚至已经离位的人体。

这正是“离位乘员”成为新评价对象的根本原因。附录E中要求虚拟测评使用THOR 50th假人模型,并对头部、颈部、胸部、腹部等伤害指标进行计算,其中头部包含HIC15和3ms过载量,颈部包含伸张力、剪切力和伸张力矩,胸部和腹部则分别计算变形峰值。

这说明,AEB带来的问题并不是单纯的“人往前动了一点”,而是整个伤害评价链条都要重新考虑:头部运动轨迹变了,颈部受力状态变了,胸腹部接触过程也可能随之变化。

此外,预制动对低速后碰撞和颈部保护的影响,也已经进入C-NCAP 2027版评价视野。《附录J 低速后碰撞颈部保护测试评价规程》明确提出,鞭打测评包括驾驶员座椅鞭打试验、第二排座椅鞭打试验、第二排座椅鞭打虚拟测评、驾驶员座椅预制动鞭打试验四个项目。

其中,附录J第9页图1为“鞭打试验加速度波形”,第10页图2为“预制动鞭打试验加速度波形”。在J.3.1.2中,规则明确预制动鞭打试验中,-900ms至0ms为预制动阶段,预制动阶段速度变化量应不小于20km/h,0ms之后为鞭打碰撞阶段,碰撞阶段速度变化量为-20.0km/h±1.0km/h。

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图源:《C-NCAP 管理规则(2027年版)》附录J《低速后碰撞颈部保护测试评价规程》

这说明,预制动不仅影响正面碰撞,也开始影响后碰撞中的颈部伤害评价。过去,鞭打伤害更多被理解为追尾碰撞中的颈部响应问题;现在,预制动阶段是否改变乘员姿态,也开始进入评价视野。

从工程角度来看,这些变化共同指向同一个结论:过去的乘员伤害机理,是围绕“碰撞瞬间”建立的;而现在,正在转向“碰撞前+碰撞中”的时序耦合问题。

过去关注的是碰撞加速度、碰撞脉冲和能量吸收;现在必须同时考虑碰撞前减速过程、人体前倾与离位、约束系统提前介入,以及碰撞瞬间的人体—安全带—气囊耦合状态。

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这种变化,本质上意味着安全系统的角色正在发生转变。过去的被动安全体系,主要围绕碰撞发生后的约束展开;而现在,随着AEB及预碰撞约束技术的发展,系统开始在碰撞前阶段介入人体运动控制。

这也是为什么“主被动融合”不再是简单的功能叠加,而是系统级耦合。

总结来看,AEB真正带来的变化,并不仅仅是“减少碰撞”,而是改变人体在碰撞发生时的初始状态,改变约束系统的触发边界,改变气囊与人体的匹配关系,并最终重构整个伤害机理模型。

当人体在碰撞前已经开始运动时,传统的安全体系是否仍然成立,这个问题已经无法回避。

而这,正是当前汽车安全工程体系中正在被重新定义的核心问题之一。