[发明专利]一种汽车转向管柱动态溃缩速度测量系统及方法

权利要求书

1.一种汽车转向管柱动态溃缩速度测量系统，包括加速度传感器、数据采集系统和控制电脑；其特征在于，所述加速度传感器包括至少三个，分别安装在转向管柱上、下柱筒上，以及安装在车辆B柱下端，所述加速度传感器与数据采集系统通过有线或无线信号连接，将三个位置的加速度信号传输给数据采集系统；所述控制电脑对数据进行处理，通过对加速度积分所得的速度进行修正，得到转向管柱的溃缩速度；

所述控制电脑对数据进行处理是：对采集到的上下柱筒加速度分别进行积分得到各自的速度曲线；再通过车辆B柱下端减速度判断出车辆碰撞结束转向管柱溃缩完成的时刻；将转向管柱溃缩完成后上下柱筒速度相对小的曲线，乘以一个放大系数，使得转向管柱溃缩完成后的任意一个时刻的上下柱筒速度相等，然后将上下柱筒的速度相减，得到转向管柱的溃缩速度上限；将转向管柱溃缩完成后用上下柱筒速度相对大的曲线，乘以一个缩小系数，使得转向管柱溃缩完成后的任意一个时刻的上下柱筒速度相等，然后将上下柱筒的速度相减，得到转向管柱的溃缩速度下限；所述溃缩速度上限和溃缩速度下限构成转向管柱溃缩速度区间，即为测量结果。

2.根据权利要求1所述的汽车转向管柱动态溃缩速度测量系统，其特征在于，所述安装在转向管柱上下柱筒上加速度传感器的测量方向为转向管柱的轴向，即溃缩方向；所述安装在车辆B柱下端的个加速度传感器的测量方向为车辆的正常行驶方向。

3.一种汽车转向管柱动态溃缩速度测量方法，其特征在于，所述方法是在转向管柱上下柱筒上分别安装两个加速度传感器，同时在车辆B柱下端安装一个加速度传感器，通过数据采集单元采集得到碰撞过程中这三个位置的加速度，通过对加速度积分所得的速度进行修正，得到转向管柱的溃缩速度；

所述对加速度积分所得的速度进行修正，得到转向管柱的溃缩速度的过程是：先对采集到的上下柱筒加速度分别进行积分得到各自的速度曲线；再通过车辆B柱下端减速度判断出车辆碰撞结束转向管柱溃缩完成的时刻；将转向管柱溃缩完成后上下柱筒速度相对小的曲线，乘以一个放大系数，使得转向管柱溃缩完成后的任意一个时刻的上下柱筒速度相等，然后将上下柱筒的速度相减，得到转向管柱的溃缩速度上限；将转向管柱溃缩完成后用上下柱筒速度相对大的曲线，乘以一个缩小系数，使得转向管柱溃缩完成后的任意一个时刻的上下柱筒速度相等，然后将上下柱筒的速度相减，得到转向管柱的溃缩速度下限；所述溃缩速度上限和溃缩速度下限构成转向管柱溃缩速度区间，即为测量结果。

4.根据权利要求3所述的汽车转向管柱动态溃缩速度测量方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤1：在转向管柱上下柱筒上安装加速度传感器

将两个加速度传感器分别安装在上下柱筒两端，加速度测量的方向为转向管柱的轴向，即溃缩方向；

步骤2：安装B柱加速度传感器

在车辆B柱下端位置安装一个加速度传感器，传感器测量方向为车辆的正常行驶方向；

步骤3：碰撞测试，采集加速度

在进行碰撞试验时，将加速度传感器连接至数据采集系统，数据采集系统则连接至控制电脑；设置试验相关参数，当车辆发生碰撞时，采集三个加速度传感器的信号，获得加速度曲线；

步骤3：确定碰撞结束时刻

通过安装在B柱下端的加速度传感器获得车辆的碰撞减速度，记录减速度归零时刻为t₁，将减速度进行积分得到速度，记录速度最小时刻为t₂，比较t_1和t₂，两者相对较晚的时刻作为碰撞结束时刻；

步骤4：计算转向管柱上下柱筒速度，确定修正系数

把上下柱筒加速度分别进行积分得到上柱筒速度和下柱筒速度，选择碰撞结束时刻后任意一个时刻，记录此时刻的上柱筒速度和下柱筒速度，比较这两个速度的大小，用相对大的速度除以相对小的速度，得到放大系数，用相对小的速度除以相对大的速度，得到缩小系数；

步骤5：计算得到转向管柱溃缩速度

把步骤4中取得相对小速度的曲线乘以放大系数得到修正后的速度曲线，把修正后的速度曲线和另外一条没有进行修正的曲线进行相减，得到的速度即为转向管柱溃缩速度上限；把步骤四中取得相对大速度的曲线乘以缩小系数得到修正后的速度曲线，把修正后的速度曲线和另外一条没有进行修正的曲线相减，得到的速度即为转向管柱溃缩速度下限；得到的转向管柱溃缩速度区间，即为测量结果。

5.根据权利要求4所述的汽车转向管柱动态溃缩速度测量方法，其特征在于，所述步骤5中，在进行相减操作时，统一用转向管柱下柱筒加速度减去转向管柱上柱筒加速度，或者反之统一用转向管柱上柱筒加速度减去转向管柱下柱筒加速度。