CN106872179A - 一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，包括如下步骤：对髂骨力‑时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率5曲线，判断曲线幅值是否达到1KN/ms；当曲线幅值大于1KN/ms时，判断所述髂骨力变化率5曲线中纵轴值等于1KN/ms两点间的脉宽6是否小于1ms；当两点间的所述脉宽6大于(或等于)1ms时，确定骨盆加速度8与车身加速度7相等时为骨盆回弹0时刻10，当曲线幅值大于1KN/ms均发生在所述骨盆回弹0时刻10之后时，判断所述髂骨传感器受力是否大于或等于2400N。本发明可对车辆正面碰撞时，乘车人员是否发生下潜情况作出准确、快速、科学的判断。
Description
技术领域
本发明属于汽车碰撞安全检测领域，尤其是涉及一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法。
背景技术
CIDAS近年来统计数据表明，在发生的碰撞事故中，前后排乘坐人的概率大约为1：4，且后排乘坐小尺寸乘员的现象更为普遍。在现有技术条件下，汽车被动安全领域研究的重点主要集中在前排乘员的伤害上，在如何改善前排乘员的伤害这个问题上，已经有了非常成熟的理论和方案，并产生了大量的被动安全配置，如限力、紧式安全带3、头/膝部安全气囊等。但是相比于前排乘员，如何改善后排乘员的伤害研究的较少，而后排位置没有安全气囊的保护，仅靠安全带3约束成为了普遍的手段。与此同时，在车型安全性能研究开发过程中，后排乘坐小尺寸乘员概率高的这一现象并未得到相关汽车厂商的充分重视，大部分车型后排座椅人机工程仍就按照50th人体结构设计的，安全带3固定点位置、几何形状及限力性能与5th人体设计仍存在差异。
基于上述原因，当车辆发生正面碰撞时，小尺寸乘员下躯干有从座椅上向下滑移的趋势，这一现象，极易导致安全带3与人体腹部脱离现象，安全带3腰带将直接作用在乘员的腹部软组织上，增加了人体腹部受到伤害的可能性，由此引发较高的医疗成本据相关保险部门统计，在人体各部位的医疗成本中，腹部的医疗成本约是其它部位的两倍。腰带在腹部上滑脱在学术界称之为“下潜”,是在车辆发生碰撞时不期望发生的现象，这种伤害具有不确定性和多变性，现有标准法规还无法对这种伤害进行有效的界定，国际上对于这种类型的伤害也研究甚少；在进行车辆被动安全性能开发时，该现象也是零部件及整车企业进行产品开发时，需要考虑的问题。因此如何客观、准确对车辆相关性能做出评判，显得至关重要。基于以上情况本发明提出了一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，可实现对车辆发生碰撞时，是否乘员发生下潜情况作出准确、快速、科学的判断。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，以实现在车辆正面碰撞时，乘车人员是否发生下潜情况作出准确、快速、科学的判断，改变现有技术中只应用高速摄像机进行判断的不确定型。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
步骤1：在假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆安装髂骨力传感器1，测定髂骨力随时间的变化并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率5曲线，判断髂骨力变化率5曲线幅值是否达到设定域值；当髂骨力变化率5曲线幅值小于设定域值时，则判定为未发生下潜；
步骤2：当髂骨力变化率5曲线幅值大于设定域值时，判断所述髂骨力变化率5曲线中纵轴值等于设定域值时两点间的脉宽6是否小于设定脉宽值；当两点间的脉宽6小于设定脉宽值时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的所述脉宽6大于或等于设定脉宽值时，车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10，当髂骨力变化率5曲线中幅值有大于设定域值发生在所述骨盆回弹0时刻10之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当髂骨力变化率5曲线幅值大于设定域值均发生在所述骨盆回弹0时刻10之后，在所述髂骨力变化率5超过设定域值的起始时刻9，如所述髂骨传感器1受力大于或等于设定力值，则判断为发生下潜；如所述髂骨力传感器1受力小于设定力值，则判断未发生下潜。
在本发明的具体实施例中，一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，包括如下步骤：
步骤1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆左右两侧各安装一个髂骨力传感器1，测定髂骨力随时间的变化情况并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率5曲线，判断曲线幅值是否达到1KN/ms；当曲线幅值小于1KN/ms时，则判定为未发生下潜；
测定髂骨力可根据测试需要选用左右任一髂骨力传感器1进行数据采集。
步骤2：当曲线幅值大于1KN/ms时，判断髂骨力变化率5曲线中纵轴值等于1KN/ms两点间的脉宽6是否小于1ms；当两点间的脉宽6小于1ms时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的脉宽6大于或等于1ms时，车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10，如有曲线幅值大于1KN/ms发生在骨盆回弹0时刻10之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当曲线幅值大于1KN/ms均发生在骨盆回弹0时刻10之后，在髂骨力变化率超过1KN/ms的起始时刻9，如髂骨传感器1受力大于或等于2400N,则判断为发生下潜；如髂骨力传感器1受力小于2400N，则判断未发生下潜。
在本发明的具体实施例中，由于下潜现象是在车辆发生正面碰撞时不期望发生的现象，在车辆碰撞减速阶段，由于作用在骨盆位置处的合力包括座椅、安全带3等作用不均衡，导致安全带3腰带发生滑动，脱离正常安装位置，从盆骨处滑向腹部，并将相应的负载力直接作用在腹部上，造成乘员腹部软组织受伤。
本发明通过髂骨力传感器1信号的方法来判定。即在FTSS 5th假人髂骨位置处安装载荷力测量传感器,通过髂骨力传感器1的信号变化的方法来判定。
在假人正常乘坐姿态下，安全带3腰带作用在髂骨力传感器1位置，髂骨力传感器1上会有相应的负载信号；当“下潜”现象将要发生或具有这种趋势时，安全带3腰带将要滑向假人的腹部，腰带织带会偏离髂骨力传感器1的安装位置，因此髂骨力负载信号将出现“断崖式”下落，此时通过髂骨力传感器1负载卸载速率能够判定出这种变化趋势。
具体的判定方法如下：在车辆正面碰撞时，当FTSS 5th假人骨盆向前运动阶段，髂骨力传感器1负载衰减阶段时，若髂骨力传感器1在持续1ms时间范围内，衰减速率大于1KN/ms，则判断发生了下潜；在FTSS 5th假人骨盆回弹运动阶段，若衰减速率大于1KN/ms，但此时髂骨力小于2400N,人体腹部具有能够承受2400N的负载能力的情况，则判断为未发生下潜。而假人骨盆向前运动阶段与假人骨盆回弹运动阶段的区分，以车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10。
进一步的，在步骤1中，髂骨力传感器1对应设置在安全带3腰带正确臀部位置下方。
下潜情况的判定与腰部安全带3的正确佩戴有很大关系。如果在试验时腰带没有放置在臀部位置，即使有下潜现象存在，髂骨力信号也不能正确体现。因此正确佩戴安全带3是进行下潜情况判定的必要条件。
进一步的，在步骤2中，在10K采样频率下采集髂骨力4负载信号，数据采样点之间的时间间隔为0.1ms。
在10K采样频率下采集髂骨力负载信号，数据采样点之间的时间间隔为0.1ms。为避免因信号干扰，造成误判，规定至少连续10个采样点的信号具有相同的特征趋势。因此规定髂骨力衰减速率大于1000N/ms的情况必须持续1ms。
进一步的，髂骨力传感器1最小幅值为9KN，采集的传感信号滤波等级CFC180。
进一步的，在步骤3中，FTSS 5th假人上设有骨盆加速度传感器，骨盆加速度传感器为最小幅值为250g，采集的传感信号滤波等级CFC为100。
进一步的，在步骤3中，通过骨盆X向和Z向的合成加速度来计算骨盆速度8,并与车身速度相同的时刻定为骨盆回弹0时刻10。
在本实施例中，如出现髂骨力不稳定的情况，计算时均髂骨力曲线的最后一个峰值为基准应用本发明方法进行车辆正面碰撞中乘员下潜的判定。
相对于现有技术，本发明一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，具有以下优势：
本发明一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，应用设置在FTSS 5th假人骨盆左右两侧安装一个髂骨力传感器1所提供的数据及假人骨盆加速度数据，通过本发明的判定方法，可实现对车辆发生碰撞时，是否乘员发生下潜情况作出准确、快速、科学的判断。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在
附图中：
图1为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法流程示意图；
图2为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法髂骨力传感器安装示意图；
图3为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法髂骨力传感器采样示意图；
图4为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法安全带位置示意图；
图5为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法步骤1示意图；
图6为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法步骤2示意图；
图7为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法步骤3示意图；
图8为本发明实施例一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法步骤4示意图。
附图标记说明：
1-髂骨力传感器；2-髂骨；3-安全带；4-髂骨力；5-髂骨力变化率；6-脉宽；7-车身速度；8-骨盆速度；9-起始时刻；10-骨盆回弹0时刻；。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-8所示，一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，包括如下步骤：
步骤1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆左右两侧各安装一个髂骨力传感器1，测定髂骨力随时间的变化情况并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率5曲线，判断曲线幅值是否达到1KN/ms；当曲线幅值小于1KN/ms时，则判定为未发生下潜；
步骤2：当曲线幅值大于1KN/ms时，判断髂骨力变化率5曲线中纵轴值等于1KN/ms两点间的脉宽6是否小于1ms；当两点间的脉宽6小于1ms时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的脉宽6大于或等于1ms时，车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10，如有曲线幅值大于1KN/ms发生在骨盆回弹0时刻10之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当曲线幅值大于1KN/ms均发生在骨盆回弹0时刻10之后，在髂骨力变化率超过1KN/ms的起始时刻9，如髂骨传感器1受力大于或等于2400N,则判断为发生下潜；如髂骨力传感器1受力小于2400N，则判断未发生下潜。
在本发明的具体实施例中，一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，包括如下步骤：
如图1-8所示，一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，包括如下步骤：
步骤1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆左右两侧各安装一个髂骨力传感器1，测定髂骨力随时间的变化情况并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率5曲线，判断曲线幅值是否达到1KN/ms；当曲线幅值小于1KN/ms时，则判定为未发生下潜；
测定髂骨力可根据测试需要选用左右任一髂骨力传感器1进行数据采集。
步骤2：当曲线幅值大于1KN/ms时，判断髂骨力变化率5曲线中纵轴值等于1KN/ms两点间的脉宽6是否小于1ms；当两点间的脉宽6小于1ms时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的脉宽6大于或等于1ms时，车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10，如有曲线幅值大于1KN/ms发生在骨盆回弹0时刻10之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当曲线幅值大于1KN/ms均发生在骨盆回弹0时刻10之后，在髂骨力变化率超过1KN/ms的起始时刻9，如髂骨传感器1受力大于或等于2400N,则判断为发生下潜；如髂骨力传感器1受力小于2400N，则判断未发生下潜。
在本发明的具体实施例中，由于下潜现象是在车辆发生正面碰撞时不期望发生的现象，在车辆碰撞减速阶段，由于作用在骨盆位置处的合力包括座椅、安全带3等作用不均衡，导致安全带3腰带发生滑动，脱离正常安装位置，从盆骨处滑向腹部，并将相应的负载力直接作用在腹部上，造成乘员腹部软组织受伤。
本发明通过髂骨力传感器1信号的方法来判定。即在FTSS 5th假人髂骨位置处安装载荷力测量传感器,通过髂骨力传感器1的信号变化的方法来判定。
在假人正常乘坐姿态下，安全带3腰带作用在髂骨力传感器1位置，髂骨力传感器1上会有相应的负载信号；当“下潜”现象将要发生或具有这种趋势时，安全带3腰带将要滑向假人的腹部，腰带织带会偏离髂骨力传感器1的安装位置，因此髂骨力负载信号将出现“断崖式”下落，此时通过髂骨力传感器1负载卸载速率能够判定出这种变化趋势。
具体的判定方法如下：在车辆正面碰撞时，当FTSS 5th假人骨盆向前运动阶段，髂骨力传感器1负载衰减阶段时，若髂骨力传感器1在持续1ms时间范围内，衰减速率大于1KN/ms，则判断发生了下潜；在FTSS 5th假人骨盆回弹运动阶段，若衰减速率大于1KN/ms，但此时髂骨力小于2400N人体腹部具有能够承受2400N的负载能力的情况，则判断为未发生下潜。而假人骨盆向前运动阶段与假人骨盆回弹运动阶段的区分，以车身速度7与骨盆速度8相等的时刻即为骨盆回弹0时刻10。
如图2、图4所示，在步骤1中，髂骨力传感器1对应设置在安全带3腰带正确臀部位置下方。
下潜情况的判定与腰部安全带3的正确佩戴有很大关系。如果在试验时腰带没有放置在臀部位置，即使有下潜现象存在，髂骨力信号也不能正确体现。因此正确佩戴安全带3是进行下潜情况判定的必要条件。
如图6所示，在步骤2中，在10K采样频率下采集髂骨力4负载信号，数据采样点之间的时间间隔为0.1ms。
在10K采样频率下采集髂骨力负载信号，数据采样点之间的时间间隔为0.1ms。为避免因信号干扰，造成误判，规定至少连续10个采样点的信号具有相同的特征趋势。因此规定髂骨力衰减速率大于1000N/ms的情况必须持续1ms。
如图1-8所示，髂骨力传感器1最小幅值为9KN，采集的传感信号滤波等级CFC180。
如图1-8所示，在步骤3中，FTSS 5th假人设有骨盆加速度传感器，骨盆加速度传感器为最小幅值为250g，采集的传感信号滤波等级CFC为100。
如图7所示，在步骤3中，通过骨盆X向和Z向的合成加速度来计算骨盆速度8,并与车身速度相同的时刻定为骨盆回弹0时刻10。
在本实施例中，如出现髂骨力不稳定的情况，计算时均髂骨力曲线的最后一个峰值为基准应用本发明方法进行车辆正面碰撞中乘员下潜的判定。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于,包括如下步骤：
步骤1：在假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆安装髂骨力传感器(1)，测定髂骨力随时间的变化并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出髂骨力变化率(5)曲线，判断髂骨力变化率(5)曲线幅值是否达到设定域值；当髂骨力变化率(5)曲线幅值小于设定域值时，则判定为未发生下潜；
步骤2：当髂骨力变化率(5)曲线幅值大于设定域值时，判断所述髂骨力变化率(5)曲线中纵轴值等于设定域值时两点间的脉宽(6)是否小于设定脉宽值；当两点间的脉宽(6)小于设定脉宽值时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的所述脉宽(6)大于或等于设定脉宽值时，车身速度(7)与骨盆速度(8)相等的时刻即为骨盆回弹0时刻(10)，当髂骨力变化率(5)曲线中幅值有大于设定域值发生在所述骨盆回弹0时刻(10)之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当髂骨力变化率(5)曲线幅值大于设定域值均发生在所述骨盆回弹0时刻(10)之后，在所述髂骨力变化率(5)超过设定域值的起始时刻(9)，如所述髂骨传感器(1)受力大于或等于设定力值，则判断为发生下潜；如所述髂骨力传感器(1)受力小于设定力值，则判断未发生下潜。
2.根据权利要求1所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于,包括如下步骤：
步骤1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部结构的骨盆左右两侧各安装一个所述髂骨力传感器(1)，测定髂骨力随时间的变化情况并得出髂骨力-时间曲线，对髂骨力-时间曲线进行求导处理，得出所述髂骨力变化率(5) 曲线，判断曲线幅值是否达到1KN/ms；当曲线幅值小于1KN/ms时，则判定为未发生下潜；
步骤2：当曲线幅值大于1KN/ms时，判断所述髂骨力变化率(5)曲线中纵轴值等于1KN/ms两点间的脉宽(6)是否小于1ms；当两点间的脉宽(6)小于1ms时，判断未发生下潜；
步骤3：当两点间的所述脉宽(6)大于或等于1ms时，车身速度(7)与骨盆速度(8)相等的时刻即为骨盆回弹0时刻(10)，如有曲线幅值大于1KN/ms发生在所述骨盆回弹0时刻(10)之前，则判定为发生下潜；
步骤4：当曲线幅值大于1KN/ms均发生在所述骨盆回弹0时刻(10)之后，在所述髂骨力变化率超过1KN/ms的起始时刻(9)，如所述髂骨传感器(1)受力大于或等于2400N,则判断为发生下潜；如所述髂骨力传感器(1)受力小于2400N，则判断未发生下潜。
3.根据权利要求2所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：在步骤1中，所述的髂骨力传感器(1)对应设置在安全带(3)腰带正确臀部位置下方。
4.根据权利要求2所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：在步骤2中，在10K采样频率下所述采集髂骨力(4)负载信号，数据采样点之间的时间间隔为0.1ms。
5.根据权利要求2所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：所述髂骨力传感器(1)最小幅值为9KN，采集的传感信号滤波等级CFC180。
6.根据权利要求2所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：在步骤3中，FTSS 5th假人上设有骨盆加速度传感器。
7.根据权利要求6所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：所述骨盆加速度传感器最小幅值为250g，采集的传感信号滤波等级CFC为100。
8.根据权利要求6或7所述的一种用于车辆正面碰撞中乘员下潜的判定方法，其特征在于：在步骤3中，通过骨盆X向和Z向的合成加速度来计算骨盆速度(8)。
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2017
- 2017-01-24 CN CN201710060031.XA patent/CN106872179A/zh active Pending
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