一种车辆碰撞缓冲系统和方法与流程

本发明涉及汽车技术领域，具体地说，涉及一种车辆碰撞缓冲系统和方法。

背景技术：

目前社会上车辆保有量较高，车辆交通繁忙，交通事故时有发生。现有的刹车技术虽然可以一定程度上减少交通事故的损害，但在雨雪天气中由于路面与轮胎摩擦系数的变化导致刹车功能下降，仍然会发生交通事故造成人身和财产损害。此外，刹车失灵、超速行驶也会造成交通事故，带来严重损失。

中国专利文献cn204020790u公开了一种汽车外置安全气囊的装置，在即将发生碰撞或正在发生碰撞时控制外置气囊弹出。中国专利文献cn203567673u公开了一种汽车主动保护安全装置，在发生碰撞的情况下，向附近车辆发生预警信号，同时可根据碰撞情况有针对性的选择气囊打开时间和方式。另外，中国专利文献cn104943641b还公开了用于机动车辆的行人保护传感器的撞击管，在经历撞击事件时能够吸收动能。

现有技术中，在发生碰撞事故时，对行人或碰撞车辆的保护通常采用外置安全气囊或车辆结构中内置吸能装置来实现。对于气囊来说，使用过一次需要更换；对于内置吸能装置来说，无法灵活设置在全车的表面。

技术实现要素：

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种车辆碰撞缓冲系统和方法，能有效吸收碰撞能量，降低碰撞损害，一方面减少对行人的撞击力度，另一方面保护车漆和车身结构。并且，储料罐可以反复填充使用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种车辆碰撞缓冲系统，包括：

距离传感器、车身控制模块、智能控制开关、泡沫发生器装置；

所述泡沫发生器装置包括前部喷嘴、后部喷嘴、前部储料罐、后部储料罐以及连接管路；所述前部喷嘴和后部喷嘴有多个，以使喷射出的泡沫材料均匀分布于前/后保险杠区域至车宽边界的方式设置在车辆中；

所述距离传感器用于采集车辆与障碍物的距离；

所述车身控制模块用于采集所述车辆的速度信息，根据所述速度信息确定最小制动距离；判断所述车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离，并当所述车辆与障碍物的距离小于所述最小制动距离时控制所述智能控制开关开启所述泡沫发生器装置；

所述泡沫发生器装置用于制备并在车辆前部表面或车辆后部表面喷射所述泡沫材料。

在本发明的一种可选的实施方式中，所述车辆碰撞缓冲系统还包括：

中控显示屏，所述中控显示屏与所述车身控制模块电连接。

在本发明的一种可选的实施方式中，所述前部储料罐位于前保险杠后方至发动机前方之间的区域；所述后部储料罐位于后行李箱下部。

另一方面，本发明还提供了一种车辆碰撞缓冲方法，包括：

车身控制模块采集车辆的速度信息并根据所述速度信息确定最小制动距离；

距离传感器采集车辆与障碍物的距离；

所述车身控制模块判断所述车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离；

当所述车辆与障碍物的距离小于所述最小制动距离时所述车身控制模块控制智能控制开关开启泡沫发生器装置；

所述泡沫发生器装置进行发泡原料和催化剂反应；

所述泡沫发生器装置在车辆前部表面或车辆后部表面喷射泡沫材料。

在本发明的一种可选的实施方式中，在泡沫发生器装置进行发泡原料与催化剂反应后，所述方法还包括：

所述车身控制模块再次判断所述车辆与障碍物的距离是否仍然小于所述最小制动距离，以使得所述车辆与障碍物的距离仍然小于所述最小制动距离时所述泡沫发生器装置喷射所述泡沫材料。

在本发明的一种可选的实施方式中，在所述泡沫发生器装置喷射泡沫材料前，所述方法还包括：

喷射油膜。

本发明所述的车辆碰撞缓冲系统和方法，该系统包括距离传感器、车身控制模块、智能控制开关、泡沫发生器装置；泡沫发生器装置包括前部喷嘴、后部喷嘴、前部储料罐、后部储料罐以及连接管路；距离传感器用于采集车辆与障碍物的距离；车身控制模块用于采集车辆的速度信息，根据速度信息确定最小制动距离；判断车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离，当车辆与障碍物的距离小于最小制动距离时控制智能控制开关开启所述泡沫发生器装置；泡沫发生器装置用于制备并在车辆前部表面或车辆后部表面喷射泡沫材料。本发明的技术方案能有效吸收碰撞能量，降低碰撞损害，保护车身结构，尽量减少对行人的碰撞损害。此外，通过喷射油膜可以保护车漆，并且储料罐也可以反复填充使用。

附图说明

图1为本发明所述一种车辆碰撞缓冲系统的结构框图；

图2为本发明所述车辆碰撞缓冲系统的部分结构框图；

图3为本发明所述车辆碰撞缓冲系统在车辆中的具体设置示意图；

图4为本发明所述车辆碰撞缓冲方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。

本发明实施例提供了一种车辆碰撞缓冲系统，如图1所示，该系统包括：

距离传感器11、车身控制模块12、智能控制开关13、泡沫发生器装置14。

其中泡沫发生器11装置包括前部喷嘴、后部喷嘴、前部储料罐、后部储料罐以及连接管路。前部喷嘴和后部喷嘴有多个。通过设置喷嘴的位置，使喷嘴喷射出的泡沫材料能够均匀分布于前/后保险杠区域至车宽边界。通过连接管路连接喷嘴和储料罐。

距离传感器11用于采集车辆与障碍物的距离。

车身控制模块12用于采集车辆的速度信息，根据速度信息确定最小制动距离。车身控制模块12进一步判断车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离，并且当车辆与障碍物的距离小于最小制动距离时控制智能控制开关13开启泡沫发生器装置。车身控制模块也称为bodycontrolmodule(bcm)。

泡沫发生器装置14用于制备泡沫材料，并在车辆前部表面或车辆后部表面喷射泡沫材料。

距离传感器11有两个，分别安装于前保险杠和后保险杠。

进一步的，该系统还包括中控显示屏15，与车身控制模块12电连接。在中控显示屏15可以显示多种参数及提示信息，比如可以显示碰撞警报信号、车速信息等。

如图2所示，泡沫发生器装置14具体包括前部泡沫发射器装置141，后部发生器装置142。前部泡沫发生器装置141包括前部喷嘴1411、前部储料罐1412以及相应的连接管路1413。后部泡沫发生器装置142包括后部喷嘴1421、后部储料罐1422以及相应的连接管路1423。车身控制模块12控制智能控制开关13选择开启泡沫发生器装置14的前部泡沫发射器装置141或后部发生器装置142。

具体的，前部储料罐1412可以布置在前保险杠后方至发动机前方之间的区域。新能源汽车的前部布置空间更为充足。后部储料罐1422可以布置在后行李箱下部。

具体的，可以在空间足够的情况下布置更多的喷嘴，例如可以在车辆前部或后部均匀布置3个或更多个喷嘴，使喷射物均匀分布在前/后保险杠区域至车宽边界。

泡沫发生器装置14获取碰撞信号后制取发泡剂，进行发泡原料和催化剂进行反应，并喷出泡沫材料。

泡沫发生器装置14使用的发泡原料可以是聚氨酯或聚丙烯类的化合物，配合促进剂和固化剂实现快速固化。也可以加入液晶环氧树脂等其他能瞬间固化的材料，比如用于液体防弹衣的剪切增稠液体等。另外，发泡原料还可以是聚脲弹性体材料(spraypolyureaelastomer，spua),采用喷涂工艺喷涂，形成瞬间固化的spua弹性体涂层，也可根据实际需要选择聚氨酯-聚脲来突出发泡缓冲性能。

在一种具体的是实施方式中，如图3所示，距离传感器11分别设置在车辆前端和车辆后端，具体可以设置在前保险杠正中央和后保险杠正中央。中控显示屏15设置在驾驶位前方。车身控制模块12设置在车辆中。智能控制开关13分别控制前部泡沫发生器装置141和后部泡沫发生器装置142。前部泡沫发生器装置141有三个前部喷嘴a、b、c，使喷射物能够均匀分布在前保险杠区域至车宽边界。

进一步的，为了便于清理喷出并附着在车表面的泡沫材料，可以喷射泡沫前或同时喷射油膜。因此储料罐还可以增设储油功能。油膜材料可以是润滑油基础油hvih等。油膜能够隔绝车身油漆层和泡沫，便于后续清理。

本发明实施例提供的车辆碰撞缓冲系统，该系统包括距离传感器、车身控制模块、智能控制开关、泡沫发生器装置，当车辆即将碰撞至其他车辆、行人或障碍物时，产生泡沫材料并喷射在汽车表面，泡沫材料用于缓冲撞击并保护车辆、行人，提升驾驶安全性，降低伤亡。本发明实施例通过布置更多的喷嘴，使得碰撞防护区域和行人保护范围囊括整个前/后保险杠区域，相比现有技术中的气囊保护方案，不用考虑气囊尺寸和防护盲区，防护区域更广泛。并且使用一次后无需更换，可以重复进行利用，在碰撞发生后，如果泡沫发生器装置未受损坏，可以在储料罐添加材料后继续使用。相比于现有技术的内置吸能装置，本发明实施例的方案设置灵活，泡沫能够在车辆的表面广泛覆盖。此外，本发明实施例中喷射的泡沫便于清洗，并且在泡沫喷射前可以喷射一层均匀细致的油膜，从而在碰撞后清洁车辆时不会造成漆面损伤。

本发明实施例还提供了一种车辆碰撞缓冲方法，如图4所示，该方法包括：

401、距离传感器采集车辆与障碍物的距离。

该障碍物具体可以是行人、物体或其他车辆。距离传感器可以分别采集车辆与前方障碍物、后方障碍物的距离。

402、车身控制模块采集车辆的速度信息并根据速度信息确定最小制动距离。

根据车辆的速度信息，可以经过迭代计算确定与当前速度对应的最小制动距离。

401和402可以同时执行或者依次先后执行。

403、车身控制模块判断车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离。

404、当车辆与障碍物的距离小于最小制动距离时，车身控制模块控制智能控制开关开启泡沫发生器装置。

具体的，车身控制模块可以控制智能控制开关开启前部泡沫发生器装置，或者后部泡沫发生器装置。

405、泡沫发生器装置进行发泡原料和催化剂反应。

可选的，步骤405后可以执行406。

406、车身控制模块再次判断车辆与障碍物的距离是否仍然小于最小制动距离。

为了防止误报，实际使用时可以执行406的再次判断。再次判断后，当车辆与障碍物的距离仍然小于最小制动距离时，泡沫发生器装置将喷射泡沫材料。

407、泡沫发生器装置在车辆前部表面或车辆后部表面喷射泡沫材料。

可选的，在泡沫发生器装置喷射泡沫材料前或者喷射泡沫的同时，还可以喷射油膜。因而泡沫发生器装置还增设储油功能。通过喷射油膜可以隔绝车身油漆层和泡沫，便于后期清洗。

下面对本发明实施例在碰撞场景下的工作模式进行举例说明。

工作模式一：车辆与行人、物体碰撞。

车辆的距离传感器感应到前方的物体或行人。车身控制模块没有收到刹车信号，或者收到刹车信号时物体或行人距车辆小于最小制动距离，则将车身控制模块的信号传递至智能控制开关，从而开启前部泡沫发生器装置，喷射泡沫材料。在瞬间释放大量泡沫的缓冲下，碰撞能量被大量吸收，实现对行人及车辆的最大化保护。

工作模式二：两辆车发生碰撞。

前车为a，后车为b，a被b追尾。b的前保险杠处的距离传感器与a的后保险杠的距离传感器产生对接，具体可以基于车联网协议进行互联对接。建立互联对接后，a和b可以相互传送信息，比如速度信息。由此，基于两车的相对速度，可以迭代计算确定最小制动距离。若b的车身控制模块未收到刹车信号，或收到刹车信号时a与b的距离小于最小制动距离，则b的车身控制模块传递信号给智能控制开关，进而开启b的前部泡沫发生器装置，释放泡沫材料。对应的，a的车身控制模块也传递信号给a的智能控制开关，进而开启a的后部泡沫发生器装置，释放泡沫材料。由此，两车分别释放泡沫的情况下，将碰撞能量最大化吸收。由此有效的减缓前碰或追尾的碰撞能量。

下面举例说明本发明实施例的车辆碰撞缓冲方法的具体的工作流程。

车身控制模块采集速度信息，并根据速度信息迭代计算确定最小制动距离。当车辆与障碍物的距离小于最小制动距离时，进入1000ms倒数流程。

在倒数1000ms时，泡沫发生器装置进行发泡原料和催化剂反应。在倒数700ms时车身控制模块再次确认车辆与障碍物的距离是否小于最小制动距离。如果车辆与障碍物的距离小于最小制动距离，则在倒数500ms时喷射油膜。此后在倒数200ms时，喷射泡沫材料。最后，在倒数0ms时，发生碰撞，碰撞能量被吸收。

本发明实施例提供的车辆碰撞缓冲方法，当车辆即将碰撞至其他车辆、行人或障碍物时，产生泡沫材料并喷射在汽车表面，泡沫材料能够缓冲撞击、吸收撞击能量、保护车辆及行人。本发明实施例通过布置更多的喷嘴，使得碰撞防护区域和行人保护范围囊括整个前/后保险杠区域，相比现有技术中的气囊保护方案，不用考虑气囊尺寸和防护盲区，防护区域更广泛。并且通过设置储料罐可以重复进行利用，在碰撞发生后，如果泡沫发生器装置未受损坏，可以在储料罐添加材料后继续使用。相比于现有技术的内置吸能装置，本发明实施例的方案设置灵活，泡沫能够在车辆的表面广泛覆盖。此外，本发明实施例在泡沫喷射前可以喷射一层均匀细致的油膜，从而在碰撞后清洁车辆时不会造成漆面损伤。本发明实施例的车辆碰撞缓冲方法还可适用于两车发生碰撞的情况，比如前后车追尾，两车分别释放泡沫材料，进一步将碰撞能量吸收，提高驾驶的安全性。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。