本發(fā)明屬于汽車碰撞安全檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法。

背景技術(shù)：

CIDAS近年來(lái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在發(fā)生的碰撞事故中，前后排乘坐人的概率大約為1：4，且后排乘坐小尺寸乘員的現(xiàn)象更為普遍。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，汽車被動(dòng)安全領(lǐng)域研究的重點(diǎn)主要集中在前排乘員的傷害上，在如何改善前排乘員的傷害這個(gè)問(wèn)題上，已經(jīng)有了非常成熟的理論和方案，并產(chǎn)生了大量的被動(dòng)安全配置，如限力、緊式安全帶3、頭/膝部安全氣囊等。但是相比于前排乘員，如何改善后排乘員的傷害研究的較少，而后排位置沒(méi)有安全氣囊的保護(hù)，僅靠安全帶3約束成為了普遍的手段。與此同時(shí)，在車型安全性能研究開發(fā)過(guò)程中，后排乘坐小尺寸乘員概率高的這一現(xiàn)象并未得到相關(guān)汽車廠商的充分重視，大部分車型后排座椅人機(jī)工程仍就按照50th人體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，安全帶3固定點(diǎn)位置、幾何形狀及限力性能與5th人體設(shè)計(jì)仍存在差異。

基于上述原因，當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)，小尺寸乘員下軀干有從座椅上向下滑移的趨勢(shì)，這一現(xiàn)象，極易導(dǎo)致安全帶3與人體腹部脫離現(xiàn)象，安全帶3腰帶將直接作用在乘員的腹部軟組織上，增加了人體腹部受到傷害的可能性，由此引發(fā)較高的醫(yī)療成本據(jù)相關(guān)保險(xiǎn)部門統(tǒng)計(jì)，在人體各部位的醫(yī)療成本中，腹部的醫(yī)療成本約是其它部位的兩倍。腰帶在腹部上滑脫在學(xué)術(shù)界稱之為“下潛”,是在車輛發(fā)生碰撞時(shí)不期望發(fā)生的現(xiàn)象，這種傷害具有不確定性和多變性，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)還無(wú)法對(duì)這種傷害進(jìn)行有效的界定，國(guó)際上對(duì)于這種類型的傷害也研究甚少；在進(jìn)行車輛被動(dòng)安全性能開發(fā)時(shí)，該現(xiàn)象也是零部件及整車企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，需要考慮的問(wèn)題。因此如何客觀、準(zhǔn)確對(duì)車輛相關(guān)性能做出評(píng)判，顯得至關(guān)重要。基于以上情況本發(fā)明提出了一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，是否乘員發(fā)生下潛情況作出準(zhǔn)確、快速、科學(xué)的判斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，以實(shí)現(xiàn)在車輛正面碰撞時(shí)，乘車人員是否發(fā)生下潛情況作出準(zhǔn)確、快速、科學(xué)的判斷，改變現(xiàn)有技術(shù)中只應(yīng)用高速攝像機(jī)進(jìn)行判斷的不確定型。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

步驟1：在假人采用“三角形腔”腹部結(jié)構(gòu)的骨盆安裝髂骨力傳感器1，測(cè)定髂骨力隨時(shí)間的變化并得出髂骨力-時(shí)間曲線，對(duì)髂骨力-時(shí)間曲線進(jìn)行求導(dǎo)處理，得出髂骨力變化率5曲線，判斷髂骨力變化率5曲線幅值是否達(dá)到設(shè)定域值；當(dāng)髂骨力變化率5曲線幅值小于設(shè)定域值時(shí)，則判定為未發(fā)生下潛；

步驟2：當(dāng)髂骨力變化率5曲線幅值大于設(shè)定域值時(shí)，判斷所述髂骨力變化率5曲線中縱軸值等于設(shè)定域值時(shí)兩點(diǎn)間的脈寬6是否小于設(shè)定脈寬值；當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6小于設(shè)定脈寬值時(shí)，判斷未發(fā)生下潛；

步驟3：當(dāng)兩點(diǎn)間的所述脈寬6大于或等于設(shè)定脈寬值時(shí)，車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10，當(dāng)髂骨力變化率5曲線中幅值有大于設(shè)定域值發(fā)生在所述骨盆回彈0時(shí)刻10之前，則判定為發(fā)生下潛；

步驟4：當(dāng)髂骨力變化率5曲線幅值大于設(shè)定域值均發(fā)生在所述骨盆回彈0時(shí)刻10之后，在所述髂骨力變化率5超過(guò)設(shè)定域值的起始時(shí)刻9，如所述髂骨傳感器1受力大于或等于設(shè)定力值，則判斷為發(fā)生下潛；如所述髂骨力傳感器1受力小于設(shè)定力值，則判斷未發(fā)生下潛。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，包括如下步驟：

步驟1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部結(jié)構(gòu)的骨盆左右兩側(cè)各安裝一個(gè)髂骨力傳感器1，測(cè)定髂骨力隨時(shí)間的變化情況并得出髂骨力-時(shí)間曲線，對(duì)髂骨力-時(shí)間曲線進(jìn)行求導(dǎo)處理，得出髂骨力變化率5曲線，判斷曲線幅值是否達(dá)到1KN/ms；當(dāng)曲線幅值小于1KN/ms時(shí)，則判定為未發(fā)生下潛；

測(cè)定髂骨力可根據(jù)測(cè)試需要選用左右任一髂骨力傳感器1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

步驟2：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms時(shí)，判斷髂骨力變化率5曲線中縱軸值等于1KN/ms兩點(diǎn)間的脈寬6是否小于1ms；當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6小于1ms時(shí)，判斷未發(fā)生下潛；

步驟3：當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6大于或等于1ms時(shí)，車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10，如有曲線幅值大于1KN/ms發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之前，則判定為發(fā)生下潛；

步驟4：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms均發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之后，在髂骨力變化率超過(guò)1KN/ms的起始時(shí)刻9，如髂骨傳感器1受力大于或等于2400N,則判斷為發(fā)生下潛；如髂骨力傳感器1受力小于2400N，則判斷未發(fā)生下潛。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，由于下潛現(xiàn)象是在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)不期望發(fā)生的現(xiàn)象，在車輛碰撞減速階段，由于作用在骨盆位置處的合力包括座椅、安全帶3等作用不均衡，導(dǎo)致安全帶3腰帶發(fā)生滑動(dòng)，脫離正常安裝位置，從盆骨處滑向腹部，并將相應(yīng)的負(fù)載力直接作用在腹部上，造成乘員腹部軟組織受傷。

本發(fā)明通過(guò)髂骨力傳感器1信號(hào)的方法來(lái)判定。即在FTSS 5th假人髂骨位置處安裝載荷力測(cè)量傳感器,通過(guò)髂骨力傳感器1的信號(hào)變化的方法來(lái)判定。

在假人正常乘坐姿態(tài)下，安全帶3腰帶作用在髂骨力傳感器1位置，髂骨力傳感器1上會(huì)有相應(yīng)的負(fù)載信號(hào)；當(dāng)“下潛”現(xiàn)象將要發(fā)生或具有這種趨勢(shì)時(shí)，安全帶3腰帶將要滑向假人的腹部，腰帶織帶會(huì)偏離髂骨力傳感器1的安裝位置，因此髂骨力負(fù)載信號(hào)將出現(xiàn)“斷崖式”下落，此時(shí)通過(guò)髂骨力傳感器1負(fù)載卸載速率能夠判定出這種變化趨勢(shì)。

具體的判定方法如下：在車輛正面碰撞時(shí)，當(dāng)FTSS 5th假人骨盆向前運(yùn)動(dòng)階段，髂骨力傳感器1負(fù)載衰減階段時(shí)，若髂骨力傳感器1在持續(xù)1ms時(shí)間范圍內(nèi)，衰減速率大于1KN/ms，則判斷發(fā)生了下潛；在FTSS 5th假人骨盆回彈運(yùn)動(dòng)階段，若衰減速率大于1KN/ms，但此時(shí)髂骨力小于2400N,人體腹部具有能夠承受2400N的負(fù)載能力的情況，則判斷為未發(fā)生下潛。而假人骨盆向前運(yùn)動(dòng)階段與假人骨盆回彈運(yùn)動(dòng)階段的區(qū)分，以車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10。

進(jìn)一步的，在步驟1中，髂骨力傳感器1對(duì)應(yīng)設(shè)置在安全帶3腰帶正確臀部位置下方。

下潛情況的判定與腰部安全帶3的正確佩戴有很大關(guān)系。如果在試驗(yàn)時(shí)腰帶沒(méi)有放置在臀部位置，即使有下潛現(xiàn)象存在，髂骨力信號(hào)也不能正確體現(xiàn)。因此正確佩戴安全帶3是進(jìn)行下潛情況判定的必要條件。

進(jìn)一步的，在步驟2中，在10K采樣頻率下采集髂骨力4負(fù)載信號(hào)，數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1ms。

在10K采樣頻率下采集髂骨力負(fù)載信號(hào)，數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1ms。為避免因信號(hào)干擾，造成誤判，規(guī)定至少連續(xù)10個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)具有相同的特征趨勢(shì)。因此規(guī)定髂骨力衰減速率大于1000N/ms的情況必須持續(xù)1ms。

進(jìn)一步的，髂骨力傳感器1最小幅值為9KN，采集的傳感信號(hào)濾波等級(jí)CFC180。

進(jìn)一步的，在步驟3中，F(xiàn)TSS 5th假人上設(shè)有骨盆加速度傳感器，骨盆加速度傳感器為最小幅值為250g，采集的傳感信號(hào)濾波等級(jí)CFC為100。

進(jìn)一步的，在步驟3中，通過(guò)骨盆X向和Z向的合成加速度來(lái)計(jì)算骨盆速度8,并與車身速度相同的時(shí)刻定為骨盆回彈0時(shí)刻10。

在本實(shí)施例中，如出現(xiàn)髂骨力不穩(wěn)定的情況，計(jì)算時(shí)均髂骨力曲線的最后一個(gè)峰值為基準(zhǔn)應(yīng)用本發(fā)明方法進(jìn)行車輛正面碰撞中乘員下潛的判定。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，具有以下優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，應(yīng)用設(shè)置在FTSS 5th假人骨盆左右兩側(cè)安裝一個(gè)髂骨力傳感器1所提供的數(shù)據(jù)及假人骨盆加速度數(shù)據(jù)，通過(guò)本發(fā)明的判定方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，是否乘員發(fā)生下潛情況作出準(zhǔn)確、快速、科學(xué)的判斷。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在

附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法髂骨力傳感器安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法髂骨力傳感器采樣示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法安全帶位置示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法步驟1示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法步驟2示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法步驟3示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法步驟4示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-髂骨力傳感器；2-髂骨；3-安全帶；4-髂骨力；5-髂骨力變化率；6-脈寬；7-車身速度；8-骨盆速度；9-起始時(shí)刻；10-骨盆回彈0時(shí)刻；。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1-8所示，一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，包括如下步驟：

步驟1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部結(jié)構(gòu)的骨盆左右兩側(cè)各安裝一個(gè)髂骨力傳感器1，測(cè)定髂骨力隨時(shí)間的變化情況并得出髂骨力-時(shí)間曲線，對(duì)髂骨力-時(shí)間曲線進(jìn)行求導(dǎo)處理，得出髂骨力變化率5曲線，判斷曲線幅值是否達(dá)到1KN/ms；當(dāng)曲線幅值小于1KN/ms時(shí)，則判定為未發(fā)生下潛；

步驟2：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms時(shí)，判斷髂骨力變化率5曲線中縱軸值等于1KN/ms兩點(diǎn)間的脈寬6是否小于1ms；當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6小于1ms時(shí)，判斷未發(fā)生下潛；

步驟3：當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6大于或等于1ms時(shí)，車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10，如有曲線幅值大于1KN/ms發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之前，則判定為發(fā)生下潛；

步驟4：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms均發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之后，在髂骨力變化率超過(guò)1KN/ms的起始時(shí)刻9，如髂骨傳感器1受力大于或等于2400N,則判斷為發(fā)生下潛；如髂骨力傳感器1受力小于2400N，則判斷未發(fā)生下潛。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，包括如下步驟：

如圖1-8所示，一種用于車輛正面碰撞中乘員下潛的判定方法，包括如下步驟：

步驟1：在FTSS 5th假人采用“三角形腔”腹部結(jié)構(gòu)的骨盆左右兩側(cè)各安裝一個(gè)髂骨力傳感器1，測(cè)定髂骨力隨時(shí)間的變化情況并得出髂骨力-時(shí)間曲線，對(duì)髂骨力-時(shí)間曲線進(jìn)行求導(dǎo)處理，得出髂骨力變化率5曲線，判斷曲線幅值是否達(dá)到1KN/ms；當(dāng)曲線幅值小于1KN/ms時(shí)，則判定為未發(fā)生下潛；

測(cè)定髂骨力可根據(jù)測(cè)試需要選用左右任一髂骨力傳感器1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

步驟2：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms時(shí)，判斷髂骨力變化率5曲線中縱軸值等于1KN/ms兩點(diǎn)間的脈寬6是否小于1ms；當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6小于1ms時(shí)，判斷未發(fā)生下潛；

步驟3：當(dāng)兩點(diǎn)間的脈寬6大于或等于1ms時(shí)，車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10，如有曲線幅值大于1KN/ms發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之前，則判定為發(fā)生下潛；

步驟4：當(dāng)曲線幅值大于1KN/ms均發(fā)生在骨盆回彈0時(shí)刻10之后，在髂骨力變化率超過(guò)1KN/ms的起始時(shí)刻9，如髂骨傳感器1受力大于或等于2400N,則判斷為發(fā)生下潛；如髂骨力傳感器1受力小于2400N，則判斷未發(fā)生下潛。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，由于下潛現(xiàn)象是在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)不期望發(fā)生的現(xiàn)象，在車輛碰撞減速階段，由于作用在骨盆位置處的合力包括座椅、安全帶3等作用不均衡，導(dǎo)致安全帶3腰帶發(fā)生滑動(dòng)，脫離正常安裝位置，從盆骨處滑向腹部，并將相應(yīng)的負(fù)載力直接作用在腹部上，造成乘員腹部軟組織受傷。

本發(fā)明通過(guò)髂骨力傳感器1信號(hào)的方法來(lái)判定。即在FTSS 5th假人髂骨位置處安裝載荷力測(cè)量傳感器,通過(guò)髂骨力傳感器1的信號(hào)變化的方法來(lái)判定。

在假人正常乘坐姿態(tài)下，安全帶3腰帶作用在髂骨力傳感器1位置，髂骨力傳感器1上會(huì)有相應(yīng)的負(fù)載信號(hào)；當(dāng)“下潛”現(xiàn)象將要發(fā)生或具有這種趨勢(shì)時(shí)，安全帶3腰帶將要滑向假人的腹部，腰帶織帶會(huì)偏離髂骨力傳感器1的安裝位置，因此髂骨力負(fù)載信號(hào)將出現(xiàn)“斷崖式”下落，此時(shí)通過(guò)髂骨力傳感器1負(fù)載卸載速率能夠判定出這種變化趨勢(shì)。

具體的判定方法如下：在車輛正面碰撞時(shí)，當(dāng)FTSS 5th假人骨盆向前運(yùn)動(dòng)階段，髂骨力傳感器1負(fù)載衰減階段時(shí)，若髂骨力傳感器1在持續(xù)1ms時(shí)間范圍內(nèi)，衰減速率大于1KN/ms，則判斷發(fā)生了下潛；在FTSS 5th假人骨盆回彈運(yùn)動(dòng)階段，若衰減速率大于1KN/ms，但此時(shí)髂骨力小于2400N人體腹部具有能夠承受2400N的負(fù)載能力的情況，則判斷為未發(fā)生下潛。而假人骨盆向前運(yùn)動(dòng)階段與假人骨盆回彈運(yùn)動(dòng)階段的區(qū)分，以車身速度7與骨盆速度8相等的時(shí)刻即為骨盆回彈0時(shí)刻10。

如圖2、圖4所示，在步驟1中，髂骨力傳感器1對(duì)應(yīng)設(shè)置在安全帶3腰帶正確臀部位置下方。

下潛情況的判定與腰部安全帶3的正確佩戴有很大關(guān)系。如果在試驗(yàn)時(shí)腰帶沒(méi)有放置在臀部位置，即使有下潛現(xiàn)象存在，髂骨力信號(hào)也不能正確體現(xiàn)。因此正確佩戴安全帶3是進(jìn)行下潛情況判定的必要條件。

如圖6所示，在步驟2中，在10K采樣頻率下采集髂骨力4負(fù)載信號(hào)，數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1ms。

在10K采樣頻率下采集髂骨力負(fù)載信號(hào)，數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1ms。為避免因信號(hào)干擾，造成誤判，規(guī)定至少連續(xù)10個(gè)采樣點(diǎn)的信號(hào)具有相同的特征趨勢(shì)。因此規(guī)定髂骨力衰減速率大于1000N/ms的情況必須持續(xù)1ms。

如圖1-8所示，髂骨力傳感器1最小幅值為9KN，采集的傳感信號(hào)濾波等級(jí)CFC180。

如圖1-8所示，在步驟3中，F(xiàn)TSS 5th假人設(shè)有骨盆加速度傳感器，骨盆加速度傳感器為最小幅值為250g，采集的傳感信號(hào)濾波等級(jí)CFC為100。

如圖7所示，在步驟3中，通過(guò)骨盆X向和Z向的合成加速度來(lái)計(jì)算骨盆速度8,并與車身速度相同的時(shí)刻定為骨盆回彈0時(shí)刻10。

在本實(shí)施例中，如出現(xiàn)髂骨力不穩(wěn)定的情況，計(jì)算時(shí)均髂骨力曲線的最后一個(gè)峰值為基準(zhǔn)應(yīng)用本發(fā)明方法進(jìn)行車輛正面碰撞中乘員下潛的判定。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。