ZF Lifetec开发四气囊概念系统
盖世汽车讯 据外媒报道,乘用车被动安全系统开发商ZF LIFETEC开发出一种先进的安全气囊概念,专为座椅靠背倾角较大、主打舒适性的乘坐姿态而设计。该系统整合了四个安全气囊,旨在保护乘员的头部、骨盆及腿部,并能显著降低发生“潜滑”(即乘员从安全带下方滑出)的风险。所有相关模块计划于2028年实现量产,将助力提升自动驾驶及传统驾驶模式下的安全性。

图片来源:ZF LIFETEC
传统的座椅姿态基于直立坐姿。然而,随着车辆自动化程度的提高以及人们对舒适性期望的提升,大角度后倾的坐姿正变得愈发重要。此类坐姿会改变乘员在碰撞过程中的运动状态,并对乘员约束系统提出新的要求。“舒适型坐姿从根本上改变了乘员在碰撞中的生物力学特性。我们的全方位防护理念正是针对这些变化而设计的。通过采用智能互联的安全气囊技术,我们能够稳定乘员的运动状态,并针对性地降低在极少数发生事故时可能出现的‘潜滑’(submarining)风险,”ZF LIFETEC工程高级副总裁Harald Lutz说道。
针对舒适坐姿的全方位保护
集成于座垫下方的“座椅斜坡式安全气囊”(Seat Ramp Airbag)在防止“潜滑”现象(即乘员在碰撞中从安全带下方滑出)方面发挥着关键作用。发生碰撞时,该气囊能限制骨盆向前位移,从而有效降低乘员滑出安全带的风险。
位于膝盖前方的“双轮廓膝部安全气囊”(Dual Contour Knee Airbag)几乎同步展开,通过引导膝盖和大腿来稳定乘员的身体姿态。其展开体积可根据座椅位置和靠背角度进行调节:在标准坐姿下体积较小,而在舒适或放松坐姿下则显著增大。这种额外的支撑有助于控制骨盆位置,并提升前排气囊的保护效能。
位于脚部空间区域的主动式脚后跟安全气囊(Active Heel Airbag)增强了脚部与车辆地板的贴合度,尤其是在采用舒适或放松坐姿进行长距离行驶时。它为脚后跟提供稳固的支撑点,并能防止腿部在发生碰撞时向前或向上滑动。由此,膝盖位置得以稳定,从而降低了“潜滑”风险,并将脚部和脚踝受伤(例如因撞击踏板结构而导致的伤害)的可能性降至最低。
这种集成在方向盘及仪表板内、专为驾驶员和乘客设计的双轮廓安全气囊,能够根据乘员上半身的位置自动调节气囊容积。当乘员处于舒适坐姿等身体与气囊距离较远的状态时,气囊会以较大容积展开,从而确保实现最佳的能量吸收与支撑效果,进一步提升对头部及上半身的保护。
这四款安全气囊协同作用,能够有效应对多种伤害风险,涵盖了从骨盆不稳、腿部导向控制到头部及上半身受力等各种情况。作为全方位乘员保护理念的重要组成部分,它们与自适应安全带系统相辅相成,共同实现协同保护功能,尤其是在乘员处于舒适或放松坐姿时,更能发挥出色的保护效能。
基于智能传感器技术的自适应安全系统
安全气囊系统的部署与控制可由智能安全算法进行管理,该算法综合利用多种输入信息——包括基于摄像头的乘员感知、安全带织带拉出传感器、座椅角度检测、座椅调节数据或舒适模式开关等(具体取决于系统配置及车辆特定的应用场景定义)。这使得针对驾驶员和乘客均能实现自适应的安全气囊部署策略。
“潜滑”:舒适坐姿如何改变一切
在直立坐姿下,安全带紧贴乘员的上身和骨盆。发生碰撞时,烟火式预紧器会收紧腰部安全带的松弛部分,同时卷收器锁定安全带,防止其继续拉出。这能确保对上身进行受控约束;在正面碰撞中,乘员会以受控方式移动并接触前部及膝部安全气囊。
在舒适坐姿下,座椅靠背大幅后倾,双腿伸展至脚部空间。一旦发生事故,力的分布和乘员的运动状态都会发生显著变化。此时,安全带往往无法再以最佳位置跨越胸部和骨盆;由于骨盆固定效果减弱,安全带可能会滑向腹部区域,从而增加腹部和骨盆受伤的风险。
与此同时,由于乘员的上身和头部距离安全气囊模块较远,接触气囊的时间相对滞后,导致气囊的保护效能受到延迟影响。
此外,车辆地板缺乏稳固的足部支撑,增加了腿部发生不受控移动的可能性,进而提高了膝盖和脚踝受伤的风险。
为应对这些生物力学挑战,ZF LIFETEC研发了一系列先进的安全系统,即使在舒适坐姿下也能提供更出色的乘员保护,其中包括座椅斜坡式安全气囊、主动式脚后跟安全气囊、双轮廓膝部安全气囊以及适用于驾驶员和乘客的双轮廓安全气囊(Dual Contour Airbags)。
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