一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置及其控制方法与流程

本发明属于机动车安全装置中乘员保护领域，特别涉及一种在侧面碰撞中保护乘员安全的单导轨绳轮式玻璃升降器装置及其控制方法。

背景技术

玻璃升降器为汽车车门系统中最重要的部件之一，在各类汽车上应用广泛。然而，在机动车发生侧面碰撞时，侧面来车撞击本车车门，现有的玻璃升降器未能有效减轻乘员伤害，保护乘员安全。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明提供一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置及其控制方法，能够在机动车侧面碰撞发生前，起预警作用，有效避免侧面碰撞的发生；在机动车侧面碰撞发生时，有效吸收侧面撞击能量，提高乘员安全性。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。

一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置，包括玻璃升降器系统、控制器(简称“ecu”)、雷达传感器、车门内板。所述玻璃升降器系统安装于车门内，包括上导轨、下导轨、桥片、滑块、上滑轮、下滑轮、驱动装置、开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d、上支架、下支架、铆钉a、铆钉b、铆钉c、钢丝绳、条形安全气囊a、条形安全气囊b以及玻璃。

所述雷达传感器安装于机动车的b柱上，用于探测侧面来车的速度及本车与侧面来车的距离，雷达传感器与ecu相连。

所述上导轨、下导轨通过桥片相拼接，上导轨通过铆钉a、铆钉b与桥片上端相固定，下导轨通过铆钉c与桥片下端相固定。所述铆钉a、铆钉b、铆钉c的尺寸与材料相同。

所述滑块与上导轨、下导轨滑动连接，滑块可沿上导轨、下导轨作上下运动。所述玻璃与滑块铆接固定，随着滑块的上下运动，玻璃也上下运动。

所述上滑轮、下滑轮通过铆接分别安装在上导轨的上端与下导轨的下端。

所述钢丝绳与滑块固定连接。所述驱动装置与车门内板固定连接，沿上滑轮、下滑轮拉动钢丝绳，使滑块沿上导轨、下导轨上下运动，从而使玻璃上下运动；所述驱动装置由电机实现，并与ecu相连。

所述上支架、下支架的顶端分别与上导轨、下导轨固定连接，其底端左、右两侧分别开有小孔。

所述上支架的底端左侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧a的轴向中心孔与车门内板固定连接；上支架的底端右侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧b的轴向中心孔与车门内板固定连接；上支架的底端左、右两侧分别与开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b的顶端相挤压。

所述下支架的底端左侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧c的轴向中心孔与车门内板固定连接；下支架的底端右侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧d的轴向中心孔与车门内板固定连接；下支架的底端左、右两侧分别与开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d的顶端相挤压。

所述开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d对于轴向安装空间要求低，适合安装于车门狭小空间内，且能够以较小的轴向形变吸收较大的载荷。

所述条形安全气囊a与上导轨固定连接，并与ecu相连；条形安全气囊a位于上导轨凹槽的下端，以避免膨胀后的气囊与位于最高位置的滑块、玻璃发生干涉。所述条形安全气囊b与下导轨固定连接，位于整个下导轨凹槽内，并与ecu相连。

优选的，上导轨与桥片采用铆钉a、铆钉b两个铆钉连接，下导轨与桥片采用铆钉c一个铆钉连接，铆钉a、铆钉b、铆钉c三者呈倒置的等腰三角形，采取这种“上二下一”铆接方式的目的在于使下导轨与桥片的连接强度低于上导轨与桥片的连接强度。在机动车发生侧面碰撞时，侧面撞击力最初集中在车门下部(下导轨位于车门下部)，之后侧面撞击力依次沿下导轨、桥片、上导轨由下至上传递，因此，相对于上导轨与桥片，下导轨先承受侧面撞击力，此时，“上二下一”的铆接方式能够使铆钉c相对于铆钉a、铆钉b更加迅速地发生断裂，从而使下导轨迅速脱离桥片，“第一时间”吸收撞击能量。

一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)在机动车行驶中或停止时，雷达传感器实时测量侧面来车的速度信息与距离信息，并发送至ecu，ecu根据测量获得的速度信息与距离信息，判断机动车侧面碰撞是否将发生；

(2)若ecu判定机动车侧面碰撞即将发生，ecu控制驱动装置拉动钢丝绳，使滑块小幅度上下运动，玻璃也随之小幅度上下运动，以向驾驶员发出预警信号，提醒驾驶员避让，且随着本车与侧面来车的距离缩短，玻璃上下运动的频率逐渐加快，以提醒驾驶员危险越来越近，需迅速作出反应；

(3)若ecu判定机动车侧面碰撞无法避免，ecu控制驱动装置拉动钢丝绳，使滑块上升至最高位置，玻璃也随之上升至最高位置，以阻挡侧面碰撞产生的碎片飞溅进入乘员舱，保护乘员安全；

(4)ecu根据雷达传感器测量获得的侧面来车速度信息，判定侧面碰撞的严重程度，从低到高依次分为“轻微”、“较为严重”、“十分严重”三个等级；

(5)当侧面碰撞的严重程度为“轻微”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d发生轴向形变吸收部分撞击能量；然后，ecu瞬间点爆条形安全气囊b，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b泄气，缓冲侧面撞击力；从而通过形变、泄气吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害；

(6)当侧面碰撞的严重程度为“较为严重”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d发生轴向形变吸收部分撞击能量；其次，ecu瞬间点爆条形安全气囊b，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b泄气，缓冲侧面撞击力；再次，铆钉c发生断裂，导致下导轨脱离桥片；最后，铆钉a、铆钉b发生断裂，导致桥片脱离上导轨；从而通过开槽碟形弹簧形变；条形安全气囊b泄气；铆钉断裂；下导轨、桥片、上导轨彼此分离；共同吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害；

(7)当侧面碰撞的严重程度为“十分严重”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d发生轴向形变吸收部分撞击能量；其次，ecu瞬间点爆条形安全气囊b，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b泄气，缓冲侧面撞击力；再次，铆钉c发生断裂，导致下导轨脱离桥片；再次，铆钉a、铆钉b发生断裂，导致桥片脱离上导轨；最后，ecu瞬间点爆条形安全气囊a，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊a泄气，缓冲侧面撞击力；从而通过开槽碟形弹簧形变；条形安全气囊b泄气；铆钉断裂；下导轨、桥片、上导轨彼此分离；条形安全气囊a泄气；最终共同吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害。

所述ecu用于：判断机动车侧面碰撞是否将发生；控制驱动装置，以驱动玻璃运动；判定机动车侧面碰撞的严重程度；瞬间点爆条形安全气囊a、条形安全气囊b。

相比于普通安全气囊，所述条形安全气囊a、条形安全气囊b的织袋选用加厚、耐刺穿的织物制成，以避免在条形安全气囊膨胀过程中，其他零部件刺穿织袋，影响条形安全气囊对侧面撞击力的缓冲效果。

本发明的有益效果：

本发明所述的一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置，能够在机动车发生侧面碰撞前，提醒驾驶员避让；在机动车发生侧面碰撞时，根据碰撞的严重程度，通过各零部件的形变、断裂、泄气等方式吸收侧面撞击能量，有效减轻或避免乘员伤害。

附图说明

图1为一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置的正视结构示意图；

图2为一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置的后视结构示意图；

图3为滑块与玻璃的结构示意图；

图4为上支架、开槽碟形弹簧a、开槽碟形弹簧b、车门内板的结构示意图；

图5为下支架、开槽碟形弹簧c、开槽碟形弹簧d、车门内板的结构示意图；

图6为开槽碟形弹簧a的结构示意图；

图7为上导轨、下导轨、桥片、铆钉a、铆钉b、铆钉c的结构示意图；

图8为上导轨、下导轨、桥片、铆钉a、铆钉b、铆钉c的爆炸示意图；

图9为上导轨、下导轨、条形安全气囊a、条形安全气囊b、ecu的结构示意图；

图中标号名称为：1、上导轨；2、下导轨；3、桥片；4、滑块；5、上滑轮；6、下滑轮；7、驱动装置；81、开槽碟形弹簧a；82、开槽碟形弹簧b；83、开槽碟形弹簧c；84、开槽碟形弹簧d；9、上支架；10、下支架；111、铆钉a；112、铆钉b；113、铆钉c；12、钢丝绳；13、玻璃；14、条形安全气囊a；15、条形安全气囊b；16、ecu；17、雷达传感器；18、车门内板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1至图9所示，一种单导轨绳轮式玻璃升降器装置，由玻璃升降器系统、ecu16、雷达传感器17、车门内板18组成。玻璃升降器系统安装于车门内，包括上导轨1、下导轨2、桥片3、滑块4、上滑轮5、下滑轮6，驱动装置7、开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82、开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84、上支架9、下支架10、铆钉a111、铆钉b112、铆钉c113、钢丝绳12、条形安全气囊a14、条形安全气囊b15以及玻璃13。

ecu16以不同端口分别连接驱动装置7、雷达传感器17、条形安全气囊a14、条形安全气囊b15。上导轨1、下导轨2通过桥片3相拼接，上导轨1通过铆钉a111、铆钉b112与桥片3的上端相固定，下导轨2通过铆钉c113与桥片3的下端相固定。铆钉a111、铆钉b112、铆钉c113的安装位置呈倒置的等腰三角形，即“上二下一”的铆接方式，且铆钉a111、铆钉b112、铆钉c113的尺寸与材料相同。

滑块4与上导轨1、下导轨2滑动连接，滑块4可沿上导轨1、下导轨2作上下运动。玻璃13与滑块4铆接固定，随着滑块4的上下运动，玻璃13也上下运动。

上滑轮5、下滑轮6通过铆接分别安装在上导轨1的上端与下导轨2的下端。

钢丝绳12与滑块4固定连接。驱动装置7与车门内板18固定连接，沿上滑轮5、下滑轮6拉动钢丝绳12，使滑块4沿上导轨1、下导轨2上下运动，从而使玻璃13上下运动。

上支架9、下支架10的顶端分别与上导轨1、下导轨2固定连接，其底端左、右两侧分别开有小孔。

上支架9的底端左侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧a81的轴向中心孔与车门内板18固定连接；上支架9的底端右侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧b82的轴向中心孔与车门内板18固定连接；上支架9的底端左、右两侧分别与开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82的顶端相挤压。

下支架10的底端左侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧c83的轴向中心孔与车门内板18固定连接；下支架10的底端右侧通过螺栓依次穿过其小孔、开槽碟形弹簧d84的轴向中心孔与车门内板18固定连接；下支架10的底端左、右两侧分别与开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84的顶端相挤压。

开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82、开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84对于轴向安装空间要求低，适合安装于狭小的车门空间内，且能够以较小的轴向形变吸收较大的载荷。

条形安全气囊a14与上导轨1固定连接，且位于上导轨1凹槽的下端，从而避免膨胀后的气囊与位于最高位置的滑块4、玻璃13发生干涉。条形安全气囊b15与下导轨2固定连接，位于下导轨2的凹槽内。

雷达传感器17安装于机动车的b柱上，用于探测侧面来车的速度及本车与侧面来车的距离。

具体的，上导轨1与桥片3采用铆钉a111、铆钉b112两个铆钉连接，下导轨2与桥片3采用铆钉c113一个铆钉连接，采取这种“上二下一”铆接方式的目的在于使下导轨2与桥片3的连接强度低于上导轨1与桥片3的连接强度。在机动车发生侧面碰撞时，侧面撞击力最初集中在车门下部(下导轨2位于车门下部)，之后侧面撞击力依次沿下导轨2、桥片3、上导轨1由下至上传递，因此，相对于上导轨1与桥片2，下导轨3先承受侧面撞击力，此时，“上二下一”的铆接方式能够使铆钉c113相对于铆钉a111、铆钉b112更加迅速地发生断裂，从而使下导轨2迅速脱离桥片3，“第一时间”吸收撞击能量。

ecu16是整个装置的控制核心，可以整合在车辆的中央控制器中。ecu16根据雷达传感器17实时测量获得的侧面来车的速度信息以及本车与侧面来车的距离信息，判断机动车侧面碰撞是否将发生；ecu16根据雷达传感器17实时测量获得的侧面来车速度信息，判定侧面碰撞的严重程度；在机动车侧面碰撞发生前，ecu16控制驱动装置7拉动玻璃13小幅度上下运动；在机动车侧面碰撞发生时，ecu16控制驱动装置7拉动玻璃13上升至最高位置，以及瞬间点爆条形安全气囊a14、条形安全气囊b15，使条形安全气囊a14、条形安全气囊b15迅速膨胀。

为了达到在机动车侧面碰撞前，提醒驾驶员避让；以及在机动车侧面碰撞时，有效保护车内乘员安全的目的，本发明的控制方法通过以下步骤实现：

(1)在机动车行驶中或停止时，雷达传感器17实时测量侧面来车的速度信息以及本车与侧面来车的距离信息，并发送至ecu16，ecu16根据测量获得的速度信息与距离信息，判断机动车侧面碰撞是否将发生；

(2)若ecu16判定机动车侧面碰撞即将发生，ecu16控制驱动装置7拉动钢丝绳12，使滑块4小幅度上下运动，玻璃13也随之小幅度上下运动，以向驾驶员发出预警信号，提醒驾驶员避让，且随着本车与侧面来车的距离缩短，玻璃13上下运动的频率逐渐加快，以提醒驾驶员危险越来越近，需迅速作出反应；

(3)若ecu16判定机动车侧面碰撞无法避免，ecu16控制驱动装置7拉动钢丝绳12，使滑块4上升至最高位置，玻璃13也随之上升至最高位置，以阻挡侧面碰撞产生的碎片飞溅进入乘员舱，保护乘员安全；

(4)ecu16根据雷达传感器17测量获得的侧面来车速度信息，判定侧面碰撞的严重程度，从低到高依次分为“轻微”、“较为严重”、“十分严重”三个等级；

(5)当侧面碰撞的严重程度为“轻微”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82、开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84发生轴向形变吸收部分撞击能量；然后，ecu16瞬间点爆条形安全气囊b15，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b15的排气孔泄气，缓冲侧面撞击力；从而通过形变、泄气吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害；

(6)当侧面碰撞的严重程度为“较为严重”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82、开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84发生轴向形变吸收部分撞击能量；其次，ecu16瞬间点爆条形安全气囊b15，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b15的排气孔泄气，缓冲侧面撞击力；再次，铆钉c113发生断裂，导致下导轨2脱离桥片3；最后，铆钉a111、铆钉b112发生断裂，导致桥片3脱离上导轨1；从而通过开槽碟形弹簧形变；条形安全气囊b15泄气；铆钉断裂；下导轨3、桥片2、上导轨1彼此分离；共同吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害；

(7)当侧面碰撞的严重程度为“十分严重”时，在侧面撞击力的作用下，首先，开槽碟形弹簧a81、开槽碟形弹簧b82、开槽碟形弹簧c83、开槽碟形弹簧d84发生轴向形变吸收部分撞击能量；其次，ecu16瞬间点爆条形安全气囊b15，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊b15的排气孔泄气，缓冲侧面撞击力；再次，铆钉c113发生断裂，导致下导轨2脱离桥片3；再次，铆钉a111、铆钉b112发生断裂，导致桥片3脱离上导轨1；最后，ecu16瞬间点爆条形安全气囊a14，使其充气膨胀，之后通过条形安全气囊a14的排气孔泄气，缓冲侧面撞击力；最终通过开槽碟形弹簧形变；条形安全气囊b15、条形安全气囊a14泄气；铆钉断裂；下导轨3、桥片2、上导轨1彼此分离；共同吸收撞击能量，最大程度地减轻或避免乘员伤害。

具体的，相比于普通安全气囊，条形安全气囊a14、条形安全气囊b15的织袋选用加厚、耐刺穿的织物制成，以避免在条形安全气囊a14、条形安全气囊b15膨胀过程中，其他零部件(例如断裂的铆钉等)刺穿织袋，影响条形安全气囊对侧面撞击力的缓冲效果。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。