CN103492244A - 实现用于侧杆的早期/稳健g-信号的方法 - Google Patents

Abstract

这里公开的实施方式描述门的内部面板、侧梁加强件和车辆门内的压不碎物品之间的基础布局。在侧冲击碰撞过程中，侧冲击传感器接收碰撞造成的G信号。G信号必须斜升至阈值，以展开侧气囊。门的内部面板、侧梁加强件和车辆门内的压不碎物品之间的基础布局确保更加稳健的G信号，从而造成侧气囊相对于门的运动朝着乘员早期展开。

Description

实现用于侧杆的早期/稳健G-信号的方法

技术领域

这里公开的实施方式整体涉及改善侧气囊在车辆中展开的时间，更具体地涉及有助于改善侧气囊展开时间的车辆主体部件的布局指导原则。

背景技术

根据法律，所有新的车型在售于公众前必须经过特定的安全测试。但是，这些安全测试通常为新车辆提供最小法定安全标准。已经开发了许多独立的安全鉴定程序，例如新车鉴定程序（NCAP），其为新的车辆提供更高的安全标准。这些程序向新的车辆分配安全等级，描述车辆在各种安全测试中表现如何，安全测试包括以固定速度（例如针对斜杆碰撞的32km/h）的侧冲击碰撞。根据车辆的乘员在测试过程中进行的碰撞中会遭受的伤害水平，为车辆判定安全等级。

存储在车辆的多个位置（例如在方向盘、仪表盘、座位或者门）中的可充气气囊的使用显著降低了碰撞过程中车辆的乘员承受的伤害水平。为了进一步降低碰撞过程中的伤害水平，车辆制造商一直致力于改善在其车辆中展开气囊所需的时间。展开时间描述碰撞过程中最初冲击的时刻和气囊展开之间的时间段。为了防止乘员碰到例如门的车辆内部，希望快的展开时间。

气囊约束系统通常包括冲击传感器，其触发气囊的展开。例如，对于侧气囊系统，许多车辆制造商使用门压传感器。门压传感器对于早期检测侧冲击碰撞是有效的。但是，这些压力传感器很昂贵。由于较低的成本，车辆制造商使用加速度计或者G-传感器作为压力传感器的替代来检测侧冲击碰撞。基于G-传感器的侧冲击传感器的问题在于在侧冲击碰撞测试过程中在传感器处接收的最初侧冲击信号不够强，从而不能触发侧部气囊的展开。换言之，基于G-传感器的侧冲击传感器造成侧部气囊的晚时展开。

现在参照图1A，显示了侧冲击约束系统的各种布局。虽然在图1A中没有显示，但侧冲击约束系统通常包括侧气囊约束系统。通常，车辆制造商向车辆门添加水平定位跨过门的门梁101A，如图1A所示。门梁101A减小侧冲击碰撞过程中门向车舱中的侵入。在侧冲击碰撞过程中，碰撞力经过门的结构和车体从门梁101A传递到侧冲击传感器103。但是，测试总结出，在侧冲击传感器103处接收的最初侧冲击信号仍造成侧部气囊击发的延迟时间。

在替代构造中，不是具有水平横跨门的门梁101A，而是改变门梁的角度，如门梁101B所示。门梁101B定位成使得门梁101B的一端指向向下（倾斜）位置并与侧冲击传感器103紧密靠近定位。另外，添加托架105以加强门梁101B，如图1B所示。通过用托架105加强门梁101B，侧冲击碰撞的力更好地传递到侧冲击传感器103。但是，托架-门梁构造仍造成最初侧冲击信号不稳健，由此造成侧部气囊在低速冲击中晚时展开。

发明内容

这里公开的实施方式描述门的内部面板、侧梁加强件和车辆门内的压不碎物品之间的基础布局。这些部件关于彼此的位置表明车辆中的侧气囊是否能够在侧冲击碰撞过程中快速展开。在侧冲击碰撞过程中，为了允许侧气囊在车辆的乘员与侧气囊碰撞前完全膨胀，早期展开是希望的。侧气囊的完全膨胀使得侧冲击碰撞过程中伤害的风险最小。

说明书中描述的特征和优点不是完全的，特别是，鉴于附图、说明书和权利要求书，许多另外的特征和优点对于本领域普通技术人员是清楚的。而且，应当注意，说明书中使用的语言原则上处于可读和说明的目的选择，而不是为了刻画或者限定本发明的主题而选择。

附图说明

图1A和1B示出根据一种实施方式的现有技术的侧冲击约束构造；

图2示出根据一种实施方式的车辆乘员和车辆门之间的空间关系；

图3示出根据一种实施方式为了实现侧气囊的早期展开，内部门面板、侧梁加强件和车辆门中的压不碎物品之间的基础布局；

图4A、4B和4C示出根据一种实施方式与杆的侧冲击碰撞；

图5示出根据一种实施方式，侧梁加强件和侧梁内部的偏移布局；

图6A-6D示出根据一种实施方式，常规侧梁加强件的变形；

图7A-7D示出根据一种实施方式，具有最小偏移的侧梁加强件的变形；

图8示出根据一种实施方式的车辆的系统示意图。

附图只出于说明目的描绘了各种实施方式。本领域技术人员将从以下讨论中容易认识到，在不脱离这里描述的原理的情况下可采用这里说明的结构和方法的替代实施方式。

具体实施方式

现在参考附图描述优选实施方式，其中相同的附图标记指示相同或者功能上相似的元件。同样在附图中，每个附图标记的最左边的数字对应于首次使用该附图标记的附图。

说明书中提到的“一种实施方式”或者“一实施方式”指的是结合该实施方式描述的特定特征、结构或者特性包括在本发明的至少一种实施方式中。说明书中多个地方出现的短语“在一种实施方式中”或“一实施方式”不必然都指相同的实施方式。

这里公开的特定方面包括过程步骤和这里描述的算法形式的指令。应当注意，这里的过程步骤和指令可以以软件、固件或硬件体现，当以软件体现时，可以被下载以驻存在或者从由多个操作系统使用的不同平台操作。过程步骤和指令也可以位于可以在计算系统上执行的计算机程序产品中。

本发明还涉及用于执行这里的操作的设备。该设备可以针对目的特别地构造，例如具体的计算机，或者可以包括通用计算机，其由存储在计算机中的计算机程序选择性地启动或者重构。这种计算机程序可以存储在永久计算机可读存储介质中，例如但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、特定应用的集成电路（ASIC）或者适用于存储电子指令的任何类型的介质，均联接到计算机系统总线。存储器可包括上面的和/或可存储信息/数据/程序的其他装置中的任何一个。此外，说明书中提到的计算机可包括单个处理器或者可以是采用多个处理器设计用以增加计算能力的架构。

这里呈现的算法和显示器并不固有地与任何特定计算机或者其他设备有关。各种通用系统也可与根据这里的教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的设备来执行方法步骤是方便的。用于多种这些系统的结构将从以下描述中得以清楚。另外，本发明并不参考任何特定程序语言进行描述。将认识到，可以使用各种程序语言来实施这里描述的教导，并且下面对特定语言的任何参考是为了本发明能够实施和最佳模式而提供的。

另外，说明书中使用的语言原则上是出于可读性和说明性的目的选择的，而不是为刻画或者限定发明的主题选择的。因此，这里的公开旨在是权利要求中记载的本发明的范围的说明性，而不是其限制。

基础布局

在下面的描述中，描述门的内部面板、侧梁加强件和车辆门内的压不碎物品之间的基础布局。内部面板、侧梁加强件和压不碎物品相对于彼此的布局表明是否可实现在侧冲击碰撞过程中早期击发侧气囊。在一种实施方式中，击发时间或者展开时间描述从最初侧冲击碰撞到侧气囊展开的时间间隔。这里描述的布局可以适用于任何车辆，以实现造成早期气囊击发的最初侧冲击信号。

现在参考图2，相对于车辆的门205显示了车辆的座位或者椅子203中的乘员201。车辆的乘员201可以是车辆的驾驶员或者是车辆的乘客。如图2所示，在一种实施方式中，车辆的门205包括门衬垫207。门衬垫207是门的乘员201可见同时在车辆的内部区域内侧的部分。门衬垫207通常包括用于乘员的扶手、窗控制装置和门控制装置，并且可包括其他部件。在侧冲击碰撞过程中，门205朝着车辆的乘员201位移，造成乘员冲击门衬垫207。为了减小由冲击侵入的门衬垫207造成的乘员201的伤害，展开侧气囊209。

通常，需要最小水平距离（例如80mm）来完全展开侧气囊209。为了使侧冲击碰撞过程中的创伤量最小，侧气囊209应当在乘员201接触侧气囊209之前完全展开。这允许乘员201完全利用侧气囊209的整个行程。在如NCAP限定的32km/h（在未来鉴定程序中可以限定其他速度）的侧冲击碰撞测试过程中，发展测试表明，侧气囊209必须在门205朝着乘员201运动后一些时间阈值（例如，7.5ms）展开，以使对乘员201的伤害最小。通过用侧冲击碰撞后的时间阈值展开侧气囊209，侧气囊209可利用其完全膨胀行程，由此提供足够的缓冲以保护乘员201不受伤害。

现在参考图3，显示了车辆门的内部面板303、侧梁加强件309和门内的压不碎物品305之间的基础布局的一种实施方式。这些部件之间的空间关系指示只使用基于G-传感器的侧冲击传感器（例如由Denso、TRW、Continental或者冲击传感器的其他制造商供应的）是否可实现侧气囊的早期展开（即，通过时间阈值）。注意，下文中，术语“侧冲击传感器”指基于G-传感器或者加速度计的侧冲击传感器。侧冲击传感器可安装在车辆的多个位置。例如，侧冲击传感器可安装在车辆的另外已知为车辆柱（例如A柱、B柱、C柱或者D柱）的任何竖直支承上。侧冲击传感器也可定位在车辆内的其他位置，例如在门内或者在车舱内侧。

特别地，图3示出了包括车辆的门和侧梁的车辆侧部结构的横截面。门包括门板301。门板301是门的从车辆外部可见的外表面。此外，门包括内部门面板303，其定位在车辆的内部舱中。内部门面板303通常对于车辆的乘员隐藏，因为门衬垫（未显示）安装到门面板303。门板301和内部门面板303借助各种方式彼此联接，例如焊接、卷边、压配合或者使用例如铆钉或者螺母和螺栓的紧固件。门板301和内部门面板303可由例如钢、铝或合成材料的各种材料制成。

另外，内部门面板303和门板301之间的空间包括压不碎物品305。在一种实施方式中，压不碎物品305是定位在门内的在碰撞过程中耐压碎的物品。压不碎物品305在图3中用方形表示。压不碎物品的例子包括窗马达和定位在门内的门梁。

侧梁是车辆的联接到车辆柱的侧部结构的一部分。侧梁包括侧梁外面板307、侧梁加强件309和侧梁内部311。侧梁外面板307、侧梁加强件309和侧梁内部311在凸缘315处借助各种方式联接到彼此，例如焊接、卷边、压配合或者使用例如铆钉或者螺母和螺栓的紧固件。

在侧冲击碰撞过程中，侧梁加强件309将碰撞力经过侧梁内部311（和/或经过车体）传递并传递到侧冲击传感器中。使用侧梁加强件309来传递碰撞力造成传感器触发侧气囊传感器在从内部门面板303由于碰撞最初运动的要求或阈值时间量内展开。为了有效使用侧梁加强件309将碰撞力传递到传感器，内部门面板303、压不碎物品305和侧梁加强件309有策略地布置成造成外来物体（例如柱）与侧梁加强件309接触的基础布局。所述物体和侧梁加强件309之间的接触造成侧冲击传感器处的G积累，这触发侧气囊在要求的时间量内展开。

在一种实施方式中，内部门面板303、压不碎物品305以及侧梁加强件309之间的基础布局的特征在于以下关系：

UI-（InnrPanel to RNFCT）≤25mm

在上面的关系中，压不碎的物品（UI）的水平宽度减去从内部门面板303（InnrPanel）到侧梁加强件309（RNFCT）的竖直支承317的距离313必须小于或等于25mm。在另一实施方式中，上述差必须小于或等于30mm。在一种替代实施方式中，上述差必须小于或等于20mm。通过使车辆的这些部件之间的水平空间最小，侧梁加强件309和外来物体之间的接触造成侧冲击传感器处的G斜坡（即，快速加速率），这触发侧气囊在要求时间内（即，在时间阈值内）展开。

现在参考图4A、4B和4C，这些图示出了与杆400的侧冲击碰撞。在一种实施方式中，根据NCAP侧冲击碰撞测试所定义的，此碰撞是32km/h的速度。图4A示出了杆与车辆的门板301的最初接触。在图4B中，杆400与车辆的门内的压不碎物品305接触。压不碎物品305由于杆400侵入到车辆而贴靠内部门面板303堆叠。因为压不碎物品305不能被杆400进一步压缩，杆400的任何进一步侵入造成内部门面板303朝着乘员运动到车辆的内部舱中。因此，车辆乘员和门衬垫207（其连接到内部门面板301）之间的相对距离减小，直到乘员和门衬垫之间发生冲击。从图4B中所示的堆叠状态，侧冲击传感器必须在要求时间触发侧气囊的展开，以便利用气囊的完全行程。如前面所讨论的，当侧气囊在发生乘员接触之前完全展开时，乘员的伤害最小。

在图4C中，杆400朝着车辆的内部推动压不碎物品305，由此使内部门面板303朝着车辆的乘员位移。另外，杆400接触侧梁加强件309。杆与侧梁加强件309的接触将碰撞的力（由侧梁内部311和侧梁加强件309之间的箭头403表示）经侧梁内部311传递到侧冲击传感器。由于这里描述的车辆侧部结构的基础布局，侧冲击传感器处感测的G信号斜升至在相对于内部门面板303的运动的要求时间内触发侧气囊展开所需的最小值。

注意，图4C通过虚线示出图4B所示的杆之前的位置。将杆之前的位置与杆在和侧梁加强件309接触时的位置相比，说明杆400直到与侧梁加强件309接触为止运动了25mm的最大距离401。早期接触造成侧气囊的快速展开。

侧梁加强件偏移

在一种实施方式中，为了改善来自杆400和侧梁加强件309的碰撞的力的传递，基础关系也存在于侧梁加强件309和侧梁内部311的偏移或重叠之间。如前面提到的，与杆400的冲击力在传递到侧冲击传感器之前从侧梁加强件309传递到侧梁内部311。侧梁加强件309和侧梁内部311的偏移关系允许碰撞G信号在侧梁加强件309由于碰撞变形之前传递到侧冲击传感器。

现在参考图5，为了防止侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中在碰撞造成的G信号传递到侧冲击传感器之前变形，侧梁加强件309和侧梁内部311之间的偏移最小。侧梁加强件309的变形是不希望的，因为传递到侧冲击传感器的力的量由于力在加强件309的变形中消散而减小。这造成侧气囊的迟些展开。通过延迟侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中的变形，侧气囊信号的强度得以保持，以便在从内部门面板303的运动的要求时间内展开侧气囊。

侧梁内部311的顶部水平边缘503和侧梁加强件309的顶部水平边缘505之间的竖直偏移501最小化为阈值距离。在一种实施方式中，竖直偏移501小于或等于3mm。类似地，侧梁内部311的底部水平边缘509和侧梁加强件309的底部水平边缘511之间的竖直偏移507最小化为阈值距离。在一种实施方式中，竖直偏移507小于或等于8mm。注意在其他实施方式中，可以使用这里所描述的以外的其他竖直偏移，以便防止侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中在G信号传递到侧冲击传感器之前变形。

现在参考图6A至6D，在常规系统中示出侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中的变形。在图6A中，杆400初步与侧梁加强件309接触。如图6A所示，门板301和侧梁外部307已经由于碰撞变形。侧梁加强件309仍保持其形式。但是，如图6B至6D所示，在与杆400碰撞的力从侧梁加强件309传递到侧梁内部311时，侧梁加强件309的形状开始如图6B至6D中的箭头指示变形600。变形600消散经侧梁内部311传递到侧冲击传感器中的力的量。在常规系统中，侧梁加强件309由于侧梁内部311的顶部水平边缘和侧梁加强件309的顶部水平边缘之间与前面描述的最小偏移相比较大的偏移601而变形。较大的偏移601产生更长的力臂，造成侧梁加强件309的形状变形，由此减小由于力在加强件变形中消散而传递到侧冲击传感器的力的量。

现在参考图7A至7D，就本发明的一种实施方式示出侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中的变形703。如图7A-7D所示，侧梁加强件309的顶部水平边缘和侧梁内部311的顶部水平边缘之间的偏移701与图6A-6D所示的结构中所示的偏移601相比最小。因为侧梁加强件309和侧梁内部311之间的竖直偏移701最小，侧梁加强件309在侧冲击碰撞过程中的变形703的量也最小，如图7A至7D所示的。这允许侧气囊在如前面描述的要求时间内展开。

车辆系统

现在参考图8，显示了车辆800的一种实施方式。在一种实施方式中，车辆800包括侧冲击传感器801、侧气囊系统803、计算机处理器805和存储器807。虽然只显示了一个侧冲击传感器801和侧气囊系统803，车辆800可包括任何数量的侧冲击传感器和侧气囊系统。在其他实施方式中，车辆800可包括图8所示的以外的部件。

在一种实施方式中，侧冲击传感器801位于车辆800的B柱上。但是，侧冲击传感器801可以定位在车辆801的不同位置处。如之前描述的，侧冲击传感器801是测量由于造成侧气囊系统803展开侧气囊的侧冲击碰撞的加速度的G基传感器（加速度计）。当达到阈值加速度，侧冲击传感器与处理器805连通测量的加速度。

在一种实施方式中，处理器805处理诸如侧气囊信号的数据信号并可包括各种计算架构，包括复杂指令设置计算机（CISC）结构、减少指令设置计算机（RISC）结构或者实施指令设置组合的结构。虽然图8中只显示了单个处理器，但可以包括多个处理器。处理器805可包括算法逻辑单元、微处理器、通用计算机或者装备成传送、接收和处理来自存储器807和侧冲击传感器801的电子数据信号的一些其他信号设备。

在一种实施方式中，存储器807储存可以由处理器805执行的指令和/或数据。该指令和/或数据可包括用于执行这里描述的任何和/或所有技术的代码（即，模块），例如造成侧气囊系统803响应于由处理器805接收的侧气囊信号展开。存储器807可以是任何永久性计算机可读存储介质，如动态随机存取存储器（DRAM）装置、静态随机存取存储器（SRAM）装置、闪存RAM（非易失性储存）、上述的组合或者本领域已知的一些其他存储器装置。

虽然在这里已经说明和描述了特定的实施方式和应用，应当理解，本发明不限于这里公开的准确结构和部件，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的方法和设备的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变型。

Claims (18)

1.一种车辆的主体结构，该结构包括：

门，其包括内部门面板和门内的压不碎物品；和

侧梁，其包括侧梁加强件；

其中，所述门相对于所述侧梁的实际布局使得：门内的压不碎物品的宽度和从内部门面板到侧梁加强件的竖直支承的水平距离的差最大为30mm，所述实际布局有助于将侧冲击碰撞的力传递到侧气囊传感器，侧气囊传感器触发侧气囊在距侧冲击碰撞的时间阈值内展开。

2.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述门还包括门板，所述压不碎物品位于内部门面板和门板之间。

3.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述侧冲击碰撞是与杆的碰撞。

4.根据权利要求3所述的主体结构，其中，所述侧冲击碰撞是以由独立安全鉴定程序限定的速度与杆的碰撞。

5.根据权利要求4所述的主体结构，其中，所述速度高达32km/h。

6.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述压不碎物品包括门梁和窗马达中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述侧梁还包括具有第一水平支承和第二水平支承的侧梁内部。

8.根据权利要求7所述的主体结构，其中，所述侧梁内部的第一水平支承在第一凸缘处联接到侧梁加强件的第一水平支承，所述侧梁内部的第二水平支承在第二凸缘处联接到侧梁加强件的第二水平支承。

9.根据权利要求8所述的主体结构，其中，所述侧梁内部的第一水平支承和所述侧梁加强件的第一水平支承之间的第一竖直偏移最大为3mm。

10.根据权利要求8所述的主体结构，其中，所述侧梁内部的第二水平支承和所述侧梁加强件的第二水平支承之间的第二竖直偏移最大为8mm。

11.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述门内的压不碎物品的宽度与从内部门面板到侧梁加强件的竖直支承的水平距离之间的差最大为25mm。

12.根据权利要求1所述的主体结构，其中，所述门内的压不碎物品的宽度与从内部门面板到侧梁加强件的竖直支承的水平距离之间的差最大为20mm。

13.一种用于在车辆中展开侧气囊的计算机实施的方法，所述车辆包括具有内部门面板和门内的压不碎物品的门，所述车辆还包括具有侧梁加强件的侧梁，所述方法包括：

接收与车辆的侧梁加强件的侧冲击碰撞产生的侧冲击信号，其中所述侧梁加强件定位成使得门内的压不碎物品的宽度与从内部门面板到侧梁加强件的竖直支承的水平距离的差最大为30mm；以及

响应于接收侧冲击信号，引起侧气囊在时间阈值内展开。

14.根据权利要求13所述的计算机实施的方法，其中，所述侧冲击碰撞是与杆的碰撞。

15.根据权利要求14所述的计算机实施的方法，其中，所述侧冲击碰撞是以由独立安全鉴定程序限定的速度与杆的碰撞。

16.根据权利要求15所述的计算机实施的方法，其中，所述速度高达32km/h。

17.根据权利要求13所述的计算机实施的方法，其中，所述时间阈值从由与侧梁加强件的碰撞造成的内部门面板的最初运动起测量。

18.根据权利要求17所述的计算机实施的方法，其中，所述阈值时间是7.5毫秒。

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