一种主动发罩前保总成压力信号优化方法技术

本发明专利技术公开了一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，属于汽车技术领域，具体包括如下步骤：优化前保泡沫与前保蒙皮的x向间隙；优化前保泡沫与前保蒙皮或前保支架的接触形式；优化前保泡沫后端压力管的暴露面积；避免前保泡沫与防撞横梁的间隙中进入异物或积水结冰影响泡沫和压力管变形；压力信号与腿型伤害平衡优化。该方法可解决压力信号弱的问题，压力信号强度可增大约3倍，可完全凭借压力信号实现对碰撞点爆工况的判断，减小对加速度传感器的依赖，降低成本，减小主动发罩误爆率；该优化方法可实现信号采集与腿型伤害的平衡，使用本优化方法后，压力信号强度可保持在20mbar以上，腿型膝部韧带伸长量的数值可以降低至22mm以下，伤害值减小约20％。伤害值减小约20％。伤害值减小约20％。

【技术实现步骤摘要】
一种主动发罩前保总成压力信号优化方法


[0001]本专利技术属于汽车
，具体涉及一种主动发罩前保总成压力信号优化方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着汽车保有量的快速增加，伴随而来的交通事故也越来越多。根据数据统计，道路交通事故中弱势群体事故占比较高，行人死亡率居高不下，行人安全日益受到关注。研究表明，当行人交通事故发生时，行人的头部与发动机罩发生碰撞，若发动机罩下部没有足够的变形空间来吸收冲击能量，行人头部会产生极大伤害。据此，主动发罩技术应运而生并逐步成熟，现已在大量车型中得到应用。装备主动发罩的车辆在发生行人事故时主动抬起发动机罩以确保发动机罩与内部部件之间的空间，以减小行人头部伤害。主动发罩系统通过安装在车辆前保险杠的压力管传感器检测行人碰撞，当传感器信号达到点火阈值时，车辆发动机罩由安装在铰链模块下方的两个顶升器抬起。该算法嵌入在ECU中，ECU决定是否达到阈值。虽然主动发罩技术得到广泛应用，但目前依然存在一些问题：
[0003](1)压力信号弱，且常常需要借助加速度传感器辅助判断是否需要点爆主动发罩系统，成本增加，误爆率较高；
[0004]主动式发动机罩系统多是通过前保泡沫中嵌入的压力管采集行人碰撞信号。当行人与车辆发生碰撞时，行人腿部撞击前保产生的压力传递到泡沫中的压力管，进而产生压力信号。当压力信号大于点爆算法中要求的点爆阈值后点爆顶升器，发动机罩弹起，主动发罩起保护作用。但部分车辆虽然装备了主动式发动机罩系统，由于前保结构设计不合理，在行人与车辆的碰撞过程中压力管采集到的压力信号较弱，无法达到顶升器的点爆阈值，无法触发主动发罩系统，无法起到对行人的保护作用。
[0005](2)信号采集与腿型伤害无法平衡，通常情况下在压力信号达到20mbar以上时，腿型膝部韧带伸长量超出安全限值27mm，腿型伤害无法避免；
[0006]主动式发动机罩在减小头型伤害的同时需要保证腿型伤害在合理的范围内。目前主动式发动机罩系统的点爆算法中要求行人腿部与车辆碰撞后必须产生足够大的压力信号才会点爆顶升器，启动主动发罩系统，因此需要泡沫与前保蒙皮之间保持尽量小的间隙，但此种情况下可能会导致泡沫对前保的支撑刚度过大，膝部韧带伸长量指标偏大，增大腿部伤害。因此需要对前保结构进行合理优化，既能采集到较大的行人碰撞中的压力信号，又不至于产生过大的腿部伤害。
[0007]基于以上局限性，亟需一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，以保证既能采集到较大的行人碰撞中的压力信号，又不至于产生过大的腿部伤害。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的压力信号弱及信号采集与腿型伤害无法平衡等问题，本专利技术提供了一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，该优化方法可实现信号采集与腿型伤害的平衡，使用本优化方法后，压力信号强度可保持在20mbar以上，同时腿型膝部韧带伸长
量的数值可以降低至22mm以下，伤害值减小约20％。
[0009]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0010]一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，具体包括如下步骤：
[0011]S1、优化前保泡沫与前保蒙皮的x向间隙；
[0012]S2、优化前保泡沫与前保蒙皮或前保支架的接触形式；
[0013]S3、优化前保泡沫后端压力管的暴露面积；
[0014]S4、避免前保泡沫与防撞横梁的间隙中进入异物或积水结冰影响泡沫和压力管变形；
[0015]S5、压力信号与腿型伤害平衡优化。
[0016]进一步地，步骤S1中，具体包括如下内容：
[0017]前保泡沫布置在前保蒙皮后方，二者之间保持最小安装间隙；如果二者之间存在前保支架或其他结构，前保支架与前保蒙皮之间保持最小间隙，前保泡沫与前保支架之间保持最小间隙。
[0018]进一步地，步骤S1中，在前保蒙皮后方设计有前保支架，在前保支架后方为泡沫结构；前保蒙皮与前保支架保持粘胶连接，为保证压力信号，前保支架与前保泡沫之间保持x向5mm间隙。
[0019]进一步地，步骤S2中，具体包括如下内容：
[0020]前保泡沫与前保蒙皮或前保支架之间采用面面接触方式，避免线面接触：前保泡沫x向正前方避免线条状筋或细长薄片的布置，避免线面接触；如果布置有线条状筋或细长薄片，起筋的方向为车辆行驶方向前，保证前保泡沫与前方结构为面面接触。
[0021]进一步地，步骤S3中，具体包括如下内容：
[0022]对于泡沫后端包裹压力管区域的泡沫，保持压力管中心线位置不变，在y向长度为a的范围内，沿x向切掉压力管上下部分泡沫，切掉部分x向尺寸为b，使压力管x向暴露在泡沫外面的面积增大，具体的长度a及尺寸b通过有限元仿真计算求得，直到压力信号满足要求。
[0023]进一步地，步骤S3中，对于泡沫后端包裹压力管区域的泡沫，保持压力管中心线位置不变，在y向长度为80mm的范围内，沿x向切掉压力管上下部分泡沫3mm，使压力管x向暴露在泡沫外面的面积增大。
[0024]进一步地，步骤S4中，具体包括如下内容：
[0025]在前保泡沫后面上端增加窄边，将防撞横梁覆盖在泡沫下方，可防止异物落入泡沫与防撞横梁的间隙中；在前保泡沫后面下端开排水槽可将泡沫与防撞横梁间隙内的积水及时排出，避免冬季结冰影响压力管变形。
[0026]进一步地，步骤S5中，具体包括如下内容：
[0027]基于步骤S1
‑
步骤S4优化得到的结构，通过有限元仿真计算得到上述设计下的腿型伤害数值，若腿型伤害数值满足目标，则优化结束；若腿型伤害数值不满足目标，优化碰撞中前保泡沫与前保蒙皮或支架的z向接触高度h，保证正对压力管位置的泡沫前方与蒙皮或支架保持最小间隙，其余位置可与蒙皮或支架间保持x向距离d，具体的高度h和距离d的数值以有限元仿真迭代优化求解，直到压力信号与腿型伤害数值均满足要求。
[0028]进一步地，步骤S5中，通过仿真计算得到的碰撞中前保泡沫与前保蒙皮或支架的z
向接触高度h为35mm，其余位置可与蒙皮或支架间保持较远x向距离d为90mm。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
[0030](1)本专利技术的一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，可解决压力信号弱的问题，压力信号强度可增大约3倍(使用此优化方法后，压力信号可由5mbar提升至20mbar以上)，可完全凭借压力信号实现对碰撞点爆工况的判断，减小对加速度传感器的依赖，降低成本，减小主动发罩误爆率；
[0031](2)可实现信号采集与腿型伤害的平衡，使用本优化方法后，压力信号强度可保持在20mbar以上，同时腿型膝部韧带伸长量的数值可以降低至22mm以下，伤害值减小约20％。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、优化前保泡沫与前保蒙皮的x向间隙；S2、优化前保泡沫与前保蒙皮或前保支架的接触形式；S3、优化前保泡沫后端压力管的暴露面积；S4、避免前保泡沫与防撞横梁的间隙中进入异物或积水结冰影响泡沫和压力管变形；S5、压力信号与腿型伤害平衡优化。2.如权利要求1所述的一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，其特征在于，步骤S1中，具体包括如下内容：前保泡沫布置在前保蒙皮后方，二者之间保持最小安装间隙；如果二者之间存在前保支架或其他结构，前保支架与前保蒙皮之间保持最小间隙，前保泡沫与前保支架之间保持最小间隙。3.如权利要求1所述的一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，其特征在于，步骤S1中，在前保蒙皮后方设计有前保支架，在前保支架后方为泡沫结构；前保蒙皮与前保支架保持粘胶连接，为保证压力信号，前保支架与前保泡沫之间保持x向5mm间隙。4.如权利要求1所述的一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，其特征在于，步骤S2中，具体包括如下内容：前保泡沫与前保蒙皮或前保支架之间采用面面接触方式，避免线面接触：前保泡沫x向正前方避免线条状筋或细长薄片的布置，避免线面接触；如果布置有线条状筋或细长薄片，起筋的方向为车辆行驶方向前，保证前保泡沫与前方结构为面面接触。5.如权利要求1所述的一种主动发罩前保总成压力信号优化方法，其特征在于，步骤S3中，具体包括如下内容：对于泡沫后端包裹压力管区域的泡沫，保持压力管中心线位置不变，在y向长度为a的范围内，沿x向切掉压力管上下部分泡沫，切掉部分x向尺寸为b，使压力管x向暴露...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯悦，王士彬，马明辉，唐洪斌，籍龙波，王晓霞，王洋，马博帅，冯德宇，王镜淳，娄方明，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：