为探寻汽车安全带敏感组件的异响优化方法，通过调查不同种类的车辆定义，了解M1类 汽车对安全带敏感组件的法规要求，并基于某整车项目开发过程，介绍了导致安全带敏感组件 异响的各种动态路况。试验和实践表明：通过调整安全带安装位置、增加damper arm 、粘贴 隔声材料这三种方法对各种动态路况下的安全带敏感组件异响优化改善效果明显。 □上汽通用东岳汽车有限公司张娜娜王心国于新生
汽车安全带敏感组件异响优化方法研究
刖吕
世界上各国、各地区对于道路车辆的分类与 定义标准不尽相同，但是标准总体架构大致相同， GB/T15089- 2001《机动车辆与挂车分类》对于 M1类车辆定义如下：包括驾驶人座位在内，座位
数不超过九座的载客车辆。同时，最大总质量不 超过3 500 kg 的Ml 类车辆，也可以称为轻型汽车。 由此可见，日常家用轿车就属于这一范畴。
GB14166-2013《机动车乘员用安全带、约 束系统、儿童约束系统和ISOFIX 儿童约束系统》
中对各类车辆应配备何种安全带与卷收器，附
录N 中有明确规定（表1 ）。其中，对于M1类车 辆，前向乘坐位置对于安全带型号的最低要求是
Ar4m，见表"I 描述，即M1类车辆前向乘坐位置 应当最低配备复合敏感紧急锁止式卷收器的三点式 安全带。
复合敏感紧急锁止式卷收器的工作特点是：触 发安全带锁止器工作的信号可以是车感锁止机构
（车体变化加速度、车体倾斜的角度），可以是带感 锁止机构（织带拉出的加速度），也可以是二者复 合触发而锁止。为了实现这个功能，卷收器总成结
表1安全带与卷收器的最低要求
A ：三点式安全带（腰带和肩带）月，两点式安全带（腰带）； r ：卷收器；m ，复合敏感紧急锁止式卷收器；3；自动锁 止式卷收器；4：紧急锁止卷收器；N ：较高响应阈值
车辆
类型前向乘坐位置
后向乘坐位置
外侧乘坐位置中间乘坐位置
前排
非前排
前排
非前排
M1Ar4m
Ar4 m
Ar4 m
Ar4 m
B 、Br3、Br4m
构中必须配备敏感组件（敏感球、敏感座、敏感爪）, 如图1所示，可以检测车辆加速度、织带被抽出加 速度、车辆行驶状态等，实现车感、带感、角感功能。
综上 GB/T45089-2001、GB14166-2013s 复 合敏感性的定义，我们得知，M1类车辆必须配备
三点式安全带，三点式安全带又必须配备有敏感组 件。众多车辆实际调查表明，整车在不同路况下，
敏感组件发出的异响带给人的主观感受却不一致。
但为了满足法规要求，敏感组件又是不可或缺的部 件。因此，探究汽车安全带敏感组件的异响优化方 法就显得尤为重要。
导致敏感组件异响的各种动态路况
在整车项目开发实际过程中，车辆下线后，需
要经过一系列的静态' 动态检测过程。除了大型试 车场对车辆性能和舒适性做综合验证评估外，在整
车制造厂，通常 也会设置一些快 速检测路况。其
中，小坏路动态 检测路况有GDS Bump Track （面
包路）、GDS Rope Track （绳子路）、
Rumble Strips （搓 板路）、Belgian
Pave （t 匕利时路）、
Twist Ditches （扭
图1安全带敏感组件示意
AUTOBODY AND DECORATION
曲路），长度分别为15m、15m、48m、54 m和30m，对应驾驶速度分别为10km/h、15km/h、20km/hx20km/h和10km/h。例如，检测过程为：一辆车从一处进入，依次驶入A-B-C路段，C路段结束后，驶入右侧拐弯掉头区域，然后驶入D-E路段，结束后从另一处驶岀。另外，还有大段高速路、碎石路等距离更长的路况。这些路况检测对整车新项目启动性能验证'量产车型性能评估都起着至关重要的作用O 实践调查分析表明，汽车敏感组件异响在以上小坏路路况中均有出现，而在大段碎石路（长度约200m、速度约40km/h）路况下更为明显，究其原因是碎石路距离长、速度快和胎噪大，敏感球在敏感座内部晃动量较大，与车身锻金空腔产生共振，从而导致传到人耳的噪声更大，听起来格外刺耳敏感。
汽车安全带敏感组件异响优化方法研究
整车销售市场是面对世界所有区域、所有驾驶工况的，安全带卷收器敏感组件异响声音的大小直接关系到乘车舒适性，甚至影响到客户再次购车的选择倾向。通过整车2款车型的敏感组件异响对比分析验证、安全带子系统改进前后噪声试验验证、噪声改进方案成本/有效性实车对比验证，得出三种优化方法：调整优化安全带安装位置、增加damper arm零件匹配卷收器敏感组件、粘贴隔声材料隔绝安全带敏感组件噪声以降低与车身飯金空腔产生共振的频率。这三种方法，可以说从不同的角度，减少或避免敏感组件晃动产生的异 响，从而降低项目启动风险，保
证工程质量，提高客户满意度，
为乘客带来更舒适的出行体验。
1.调整优化安全带安装位置
大客车、轿车和SUV等不
同类型的车辆，前排、二排及
三排等不同位置的安全带，其
安装位置也各不相同，而M1
类车辆在工厂生产启动阶段，
会分多个造车节点来验证前期
开发是否有缺陷，也正是在这
个环节，安全带卷收器敏感组件
异响问题会得到充分验证和讨
论。此时，其安装位置通常已
经布置完毕，有关整车碰撞试
验也已完成，迫于上市时间的
压力，已不可能再进行调整安
全带安装位置的任何操作。
在某整车厂中存在同是三
厢轿车的2款车型（图2、图
3）o因后排安全带安装位置不
同，在项目PPV、Non-Salable、
Salable开发造车这3个过程中，
各收集了60辆车的碎石路路况
检测数据，来进行对比分析。其
分析过程为：
1）每组人员共4人（驾驶
人1人、前排乘员1人、后排
乘员2人），共需6组人员，每
组人员分别评价每款车型的10
辆车。
2）驾驶每辆车行驶在大段
图2安全带水平安装于衣帽架飯金上
碎石路（长度约200m、速度约
40km/h潞面上，来回共计4次，
动态测试中，驾驶人负责开车并
给岀驾驶人对后排敏感组件异响
的感受评分，后排左右每人负责
仔细甄别所在一侧敏感组件噪声
的大小并给出感受评分，负责记
录并给出前排乘员对于后排敏感
组件异响的感受评分。
3）评分标准：数字1-10,
逐级递减；10级一无异响；9级一
轻微能听到异响；8级一能听到
的异响；7级一明显但不令人反
感的异响；6级一明显但可以忍
受的异响；5级一不可接受的异
响；4级一令人反感的异响；3
级一令人讨厌的异响；2级一极
其令人讨厌的异响；1级一无法
忍受的异响；6级即为当前项目
开发定义的可接受状态。
4）汇总这2款车型各60
辆车的评分总和，计算每款车型
的平均分，并根据不同位置判断
对于安全带敏感组件异响的接受
程度，最终得出一个相对公正合
理的结论。
通过这2款车型60辆车的
异响评分可以看出，同一辆车内，
前排/后排乘坐位置对后排安全
带敏感组件异响的感受程度差约
为4个分值，位置越近，感受也
越明显，异响分值也就越低。而
横向对比来看，因图2、图3示
图3安全带竖直安装于衣帽架锻金
下方
意的这2款车型安全带安装位置不同，高低Z方向上，以安全带安装点的Z向坐标来看，图2相比图3要高190mm（图4），也就是安全带敏感组件到人耳的距离要近190mm，显然，图2这款车型的异响带给人的主观感受要比图3更为强烈，约差2~2.5个分值。
这2款车型的异响对比分析
充分表明：在车辆开发的前期阶段，进行整车布置时，通过调整优化安全带的安装位置，数模模拟敏感组件距离人耳的距离，再经CAE分析，以预测评估异响带给客户的主观感受程度。在距离较近时，做到在不影响整车性能的前提下，通过调整安全带安装位置，使得敏感组件远离人耳，可以有效地降低安全带敏感器组件异响带给人的主观抱怨。
2.增加Damper arm匹酉己安全带敏感组件
GB14166-2013《机动车乘员用安全带、约束系统、儿童约束系统和ISOFIX儿童约束系统》中明确提到：M1类车辆必须配备复合敏感型的紧急锁止式（也称为4型）卷收器，而对于这种巻收器，必须满足以下条件：
1）当车辆减速度达到0.45g （g=9.81m/s2）时，卷收器应锁止。
2）在织带拉岀方向上测量织带的加速度值小于0.8g，卷收器不得锁止；加速度不小于2.0g时，卷收器应锁止。
3）当敏感装置在其制造厂规定的安装位置向任意方向倾斜12°或以下时，卷收器不得锁止；而倾斜大于27°时，卷收器应锁止。
图4安全带安装
点位置对比图
随着安全带技术的发展，工
程开发人员在满足国标对于4型
卷收器要求的前提下，也在逐步
研发新产品以更好地匹配敏感
组件以解决异响问题。Damper
arm下端安装在卷带筒轴头上，
上端臂位于敏感爪和分离轮中间
（分离轮为安全带内部组成零件
之一）o
其工作原理为：在车辆正常
行驶、安全带正常佩戴使用的
情况下，Damper arm向下与敏
感爪接触，敏感爪处于闭合状
态，敏感球停止运动。这时，既
没有敏感球晃动的声音，也没有
敏感爪与分离轮啮合的声音，整
个敏感组件都不会产生异响；而
在织带快速拉出、车辆急加速或
密目式安全网
减速、车辆倾斜等突发情况下，
Damper arm向上脱离敏感爪，
敏感爪处于打幵状态，敏感球实
现自由运动。这时，敏感组件必
须起作用，以满足GB14166要
求的带感、车感和角感功能。
接下来，对增加Damper
arm的安全带零件进行完整的
振动噪声试验，来实践验证
Damper arm对敏感组件异响所
起的作用。
（1）振动噪声试验准备及
方法
发光片准备6组某项目的复合敏感
型紧急锁止式安全带，并对其样
品编号为1~6。准备噪声试验
所需仪器夹具：传声器前置放大
器、工作标准传声单元、动态信
号分析仪、噪声振动台、加速度
传感器等设备。
振动噪声试验方法，按
照GMW14831（Specification
led闪光灯for the Seat Belt Component）
-3.7.3.1,13-Retractor Vibration
Noise的规范要求，开始振动噪
声试验。
1）使用ISO532（Acoustics-
Method for calculating loudness
level）标准中提到的一种声学
评价方法一响度（单位为：
sone），作为声音大小的衡量单
位；对于安装在扳金上的安全带
噪声基本要求为＜6.0sone»
2）根据GMW14011
（Objective Subsystem/
Component Squeak and Rattle
Test）提到的吱吱声和嘎嘎声
测试方法，使用"instationary
Zwicker Loudness"方法来检测
响度随时间的变化，然后用“
小型生物反应器N10Zwicker Loudness"方法来
对前面得到的时域上的响度进
行取值计算，按照数值从小到大
进行排列，取90%分位的数值。
3）首先根据振动试验台设
备参数，完成试验台可以被加载
的区间范围设置，然后使用"断
点谱”输入振动试验台。
（2）振动噪声试验过程
1）试验环境温湿度记录：
20.7t,47.1%RHo
2）将编号的6个安全带按
照实车角度通过夹具安装到振动
台上。
3）用“断点谱”输入频率
和加速度，开始测试。
AUTOBODY AND DECORATION
项目
麂子养殖
方案1
方秦2方案3方秦4方案5
方案6
方冬
结经机大包闺魁块 飪毡条+郸斓師
示胡
方衣 摘述
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4）整个测试分X 、Y 、Z 三
个方向，每个方向分为两个织带
还需要依据工程开发实际情况，并做出更多的实践验证。
图5隔音材料选
择方案表述
预留（保留800 ms 和1 700 ms 的织带在卷带筒上），传声器放
置在距离织带出口约150 mm 的 位置，测试15 s 的响度。
5）用"N10ZwickerLoudness"
方法来对前面得到的15 s 上的 响度进行从小到大排列，取N10
（90%分位的数值）作为评价结
果，并分析记录。
（3）振动噪声试验结果
增加Damper arm 前，测得
6组安全带振动噪声值，均小于 7 sone 。增加 Damper arm 后, 测得6组安全带振动噪声值，均
小于5 sone 。通过试验数据可以看出，增 加 Damper arm 后，X 、丫、Z 三 个方向上均降噪明显。X 方向上，
噪声相对下降约55% ~ 65% ； y 方向上，噪声相对下降约
68% ~ 82% ；2方向上，噪声
相对下降约28% ~ 45% o
（4 ）应用总结
通过试验结果可以得出，
Damper arm 以改变声音来源的 方式解决了敏感组件异响问题, 可以消除约50%的噪声，这是
一种直接了当、非常有效的方法。 但Damper arm 受卷收器型号、 安装角度、安装位置等条件的诸 多限制，要想整车项目普及使用
3.粘贴隔声材料以隔绝安
全带敏感组件噪声
在整车开发过程中，有很 多为了解决异响而增加的隔声措
施，例如，在前围设置一块一定
厚度/克重的隔声垫，在车身翼
子板增加一片隔声垫，以减少发 动机舱的噪声传到驾驶座舱，从 而提升客户的驾驶体验。对于安 全带来说，项目开发前期的各个 造车阶段，也会根据实车状态下，
敏感组件的异响严重程度、整车 共振频率等因素，以改变声音传 播介质的方式，在敏感组件周边
局部粘贴消声棉、毛毡条、丁基 胶片，或者是大包围的海绵块，
来隔绝敏感组件发出的声音。各
种方案示意、描述如图5所示。
图5所示的隔声材料选择方 案描述了多个新幵发项目的实车 验证，表明以上方案成本排序为：
方案1＞方案2＞方案3＞方案4/ 方案5/方案6 o 方案1成本最高， 方案2、方案3原理基本一致，
但通常成本上，方案2＞方案3, 方案4、方案5和方案6原理基 本一致，成本上相对其他方案最
低，不同方案间的悬殊较小。而
从降低异响效果来看，其排序也 基本一致：方案1＞方案2/方案 3＞方案4/方案5/方案6，方案
2、方案3原理基本一致，降低
异响效果差异不大，但丁基胶容
易产生污染，报废率比较高，因 此，通常会选择外观较好的方案 2，方案4、方案5和方案6由
于使用面积小，对于改善异响效
果并不明显。
综上，考虑到成本及降低异 响效果，方案1可以完全隔绝噪
声，应用至高端车型，方案2、 方案3可以单独使用，或者和方
案4、方案5和方案6搭配使用，
来降低直至消除异响抱怨。在探 讨敏感组件异响优化措施时，可 根据项目成本及方案的有效性选 择最佳方案。
结束语
本文基于现有M1类车辆必
须配备复合敏感紧急锁止式卷收 器的三点式安全带这一要求，介
绍了导致安全带敏感组件异响的
各种动态路况，引出汽车安全带
敏感组件异响这一课题存在很大
硏究优化的价值，然后以某整车 厂项目开发实践为契机，通过不
同车型对比分析、安全带零件自 身性能改进、改变噪声传播介质
等方式来研究改善。试验和实车
验证结果表明，调整安全带安装 位置、增加Damper arm 匹配安
全带敏感组件、粘贴隔声材料隔
绝安全带敏感组件噪声这三种方 法能够充分改善异响带给客户的 主观感受，进一步提高客户满意
度。后续将根据整车工程开发实 际情况，进一步幵展实车对比验
证，并从噪声感受、成本及有效 性等角度，建立更完善的分析评
价机制，以更具创新的汽车产品 和服务，弓I 领智慧出行，开创美 好生活。EI
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