国内汽车市场气囊起爆条件检测技术分析(4)

（1）“门限”作用：某些车辆安装的安全气囊系统中，设定安全气囊开始计算的方式是通过加速度信号是否超过门限值来判定碰撞是否发生。比如当加速度信号传感器采集的加速度值超过预先的阈值（如3g）时，认为此时车辆发生碰撞，此时，命令气囊电脑点火算法开始运算。

（2）碰撞速度较高时直接点爆气囊的作用：当车辆高速行驶过程中发生碰撞时，碰撞加速度传感器信号超过了预先设计的的高阈值时，气囊电脑会直接向气体发生器发出点火指令，从而省去了中间信号处理和运算过程，保证车辆发生高速碰撞时及时起爆安全气囊，保护乘员安全。

2.3.2加速度梯度法

加速度梯度算法的判定指标是根据加速度变化率来计算和判断的，将加速度值进行滤波后，然后将加速度值对时间求导数，将计算的结果与预先设计的阈值进行比较，从而判定气囊是否可以进行点火。

加速度梯度法对噪声滤波的要求更高，当汽车行驶路况比较恶劣或者车辆发生紧急刹车制动时，或者与阶梯发生低速碰撞时，车辆会产生一定的减速度，此时可能会导致加速度梯度值超过预先设计的阈值，导致气囊电脑发出点火指令。当发生这种情况时，由于车速较低，不但不能保护乘员，反而对乘员产生伤害。因此加速度梯度算法对滤波要求很高，从而也就要求气囊电脑计算时间更长，延长碰撞检测时间，也就导致气囊控制系统开发成本的增加。不过，正如加速度梯度法的创造者美国ASL实验室的Tony Gioutsos提出，加速度梯度参数能很好地预测碰撞的发生，并预测车内乘员的位置变化，与其他的点火算法相比，对于气囊点火时刻有着无法比拟的优越性[4]-[5]。因此，设计人员可以将加速度梯度算法与其它算法，如与移动窗算法结合使用，此算法抗干扰能力较强，综合运用两种算法的优势，从而弥补了加速度梯度法对于抗干扰能力差的缺点。

2.3.3移动窗积分算法

设t2=t1+T，T代表时间窗截取计算的宽度区间，移动窗积分算法对加速度信号进行实时采集和技术，为实时计算当前信号值，取t2时刻为当前时刻t，故：

（1）

目前，汽车安全气囊点火算法基本都采用的移动窗式积分算法。移动窗式积分算法是对当前时刻之前T时间段内的加速度数据进行积分，得到一个计算值S（t，T），当计算值S（t，T）超过预先设定的阈值Sth时，气囊电脑发出点火指令，如果未超过阈值，则继续进行计算处理。由于该算法时刻保持计算时间最近的时间窗T长度内的信号，对时间窗以外的信号实时舍弃，因此叫做移动窗式积分算法。

由移动窗积分算法得到的速度变化量曲线比较平滑，有一定的抗干扰能力，在汽车发生100%正面碰撞时，能够很容易判断车辆碰撞的严重程度，确定气囊是否需要点火。但是仅仅利用速度变化量参数?V，不能区分碰撞类型，当车辆发生柱碰撞、角度碰撞时，气囊会发生漏点火现象。

因此，在移动窗积分算法的基础上引入了另外一个参数，用加速度曲线的长度L来判断汽车的碰撞形式（a为加速度）。

（2）

因为高速柱碰撞的加速度比低速正面碰撞的加速度振荡幅度更大，振荡频率也更快, 即加速度曲线上的褶皱更加严重、密集，因此利用移动窗内加速度曲线的长度参数可以轻易地将高速柱碰撞从低速正面碰撞中区分出来，避免高速柱碰撞时由于安全气囊不展开而造成的乘员伤害。

2.4 安全气囊工作条件

汽车安全气囊系统并非在所有的碰撞情况下都能起作用。正面安全气囊系统在汽车从正前方或斜前方30°角范围内发生碰撞且纵向减速度达到某一值（通常称为减速度阈值）时，才能引爆气体发生器给气囊充气（见图2）。

图2 安全气囊起爆条件示意图

当满足下列条件之一时，正面安全气囊系统电控单元（ECU）不会发出引爆指令，安全气囊不会展开：①汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30°角时；②汽车遭受横向碰撞时；③汽车发生后方碰撞时；④汽车发生绕纵向轴线侧翻时；⑤纵向减速度未达到设定阈值时（减速度阈值由设计人员根据安全气囊系统的性能设定，不同车型安全气囊的减速度阈值可能有所不同。该速度与实际交通事故中根据车身变形量推算出的等效固定壁碰撞速度相当）；⑥汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路上行驶时。

3 安全气囊鉴定技术条件

通过调研国内外有关安全气囊起爆条件相关文献，总结发现，由于碰撞过程中，减速度的采集比较困难，行业内多数采用速度变化量这一指标作为安全气囊起爆条件之一。通过对几十篇国内外文献的总结，安全气囊的起爆条件一般为：16km/h以下不起爆；16km/h-26km/h为点爆模糊区，26km/h以上必须起爆。

文章来源：《中国司法鉴定》 网址: http://www.zgsfjdzz.cn/qikandaodu/2021/0414/486.html