一种汽车前端刚度自适应系统及控制方法_2

文档序号:8292520阅读:来源:国知局
工况。
[0043]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0044]请参阅图1和图2,本发明实施例提供的汽车前端刚度自适应系统包括:设于汽车的防撞梁10和保险杠蒙皮11之间的气囊12,与气囊12连通的充气阀组13和泄气阀组14,与充气阀组13连通的充气泵组17,用于检测发生碰撞时汽车与碰撞对象之间的压力峰值、压力持续时间和车速的检测单元20,与检测单元20信号连接的逻辑单元30,与逻辑单元30信号连接的存储计算单元40,以及分别与存储计算单元40、充气阀组13、泄气阀组14和充气泵组17信号连接的控制单元50 ;其中,
[0045]逻辑单元30根据检测单元20所检测的发生碰撞时的压力峰值、压力持续时间和车速,确定汽车的当前碰撞工况;存储计算单元40根据逻辑单元30所反馈的当前碰撞工况,以及预存的不同碰撞工况所分别对应的汽车前端刚度数据,计算出当前碰撞工况下充气阀组13、充气泵组16和泄气阀组14的动作参数;控制单元50根据存储计算单元40所反馈的所述动作参数,控制充气阀组13、充气泵组17和泄气阀组14执行相应的动作,以使汽车前端具有对应当前碰撞工况的刚度。
[0046]具体实施时,气囊12设置在防撞梁10和保险杠蒙皮11之间的间隙内,为了确保气囊12充气后具有设定的形状,在防撞梁10和保险杠蒙皮11之间设有拉带(图中未画出),气囊12安装在该拉带中,使得气囊12充气后形状由该拉带限定。检测单元20包括:检测发生碰撞时汽车与碰撞对象(行人或车辆)之间压力峰值和压力持续时间的压力传感器21,以及检测发生碰撞时汽车的车速的速度传感器(图中未画出);其中,压力传感器21设于保险杠蒙皮11上,当发生碰撞时,压力传感器21根据碰撞对象的不同产生不同的低通滤波压力信号和压力作用时间信号,从而可获得压力(碰撞力)峰值和压力持续时间,并发送给逻辑单元30 ;速度传感器可设于汽车的变速器的输出轴旁或汽车的驱动桥上,用于检测发生碰撞时汽车的车速,并发送给逻辑单元30 ;逻辑单元30接收压力传感器21所反馈的压力峰值和压力持续时间,并根据预先写入的逻辑算法,判断出与汽车发生碰撞的碰撞对象,如行人或车辆,然后综合碰撞对象和速度传感器所反馈的车速,确定汽车的当前碰撞工况,如高速车与车碰撞、高速车与行人碰撞以及低速车与车碰撞、低速车与行人碰撞。
[0047]存储计算单元40根据逻辑单元30得出的当前碰撞工况,以及预存的不同碰撞工况所分别对应的汽车前端刚度数据,计算出充气阀组13、充气泵组16和泄气阀组14的动作参数,如充气阀组13、充气泵组16和泄气阀组14的开启时刻、开启持续时间等,然后将这些动作参数发送给控制单元50 ;控制单元50控制充气阀组13、充气泵组16和泄气阀组14的开启时刻、开启持续时间,改变气囊12的吸能能力,使得汽车前端具有对应当前碰撞工况的刚度。
[0048]由上可知,本发明实施例提供的汽车前端刚度自适应系统可以根据不同的碰撞工况,自动调整汽车前端刚度,与现有技术中汽车前端刚度固定不定不变相比,能够在发生碰撞时明显减轻对乘员或行人的伤害。此外,也能最大限度的降低汽车发生碰撞后的损坏程度,减少维修成本。
[0049]请继续参阅图1,为了防止气囊12在碰撞过程中被后部(靠近防撞梁10侧)变形的钢制材料扎破,优选地,防撞梁10上设有用于保护气囊12的保护套15 ;如此设计,在碰撞过程中,通过该保护套15可以气囊12被扎破,此外,还可以使车辆纵向溃缩,起到缓冲吸能的作用。
[0050]请继续参阅图1和图2,为了进一步地减轻车辆对行人的伤害,上述汽车前端刚度自适应系统还包括:安装在防撞梁10上且可向车下弹出的托板16,以及与托板16连接用于驱使托板16向车下弹出的弹出装置60;其中,弹出装置60与控制单元50信号连接,控制单元50与逻辑单元30信号连接,当逻辑单元30确定汽车的当前碰撞工况为车与行人碰撞时,逻辑单元30将当前碰撞工况除直接发送给存储计算单元40外,还直接发送给控制单元50,控制单元50根据逻辑单元30所发送的当前碰撞工况,控制弹出装置60使托板16向车下弹出,从而可以防止行人被卷入车底,进而可以避免对行人造成二次伤害,即进一步地减轻车辆对行人的伤害。
[0051]上述弹出装置60的结构形式有多种,例如,在托板16的上端设有压缩弹簧,以及托板16锁定的锁定开关,所述锁定开关与控制单元50信号连接,当控制单元50接收到当前碰撞工况为车与行人碰撞时,控制单元50通过控制锁定开关解锁,使托板16在压缩弹簧的作用下向车下弹出。请参阅图3,在一种优选实施方式中,弹出装置60包括:设于托板16的上端的永磁体61,位于永磁体61上方且与永磁体61相对设置的电磁铁62,电磁铁62与控制单元50信号连接。在正常状态时,电磁铁62不被加电,永磁体61与电磁铁62的铁芯吸合,以保证托板16处于收回状态;当发生碰撞且当逻辑单元30确定汽车的当前碰撞工况为车与行人碰撞时,即当控制单元50接收到当前碰撞工况为车与行人碰撞时,在控制单元50控制下电磁铁62产生与永磁体61相同的磁性,以使托板16向车下弹出。
[0052]请参阅图4,本发明实施例还提供了一种汽车前端刚度自适应系统的控制方法,包括:
[0053]步骤101、通过检测单元20获取发生碰撞时汽车与碰撞对象之间的压力峰值和压力持续时间,以及汽车的车速;具体可通过压力传感器21检测发生碰撞时汽车与碰撞对象之间的压力峰值和压力持续时间,通过速度传感器检测发生碰撞时汽车的车速;检测单元20获取的压力峰值、压力持续时间和车速发送给逻辑单元30。
[0054]步骤102、逻辑单元30根据检测单元20所反馈的压力峰值、压力持续时间和车速,确定汽车的当前碰撞工况;具体地,逻辑单元30接收压力传感器21所反馈的压力峰值和压力持续时间,并根据预先写入的逻辑算法,判断出与汽车发生碰撞的碰撞对象,如行人或车辆,然后综合碰撞对象和速度传感器所反馈的车速,确定汽车的当前碰撞工况,如高速车与车碰撞、高速车与行人碰撞以及低速车与车碰撞、低速车与行人碰撞。
[0055]步骤103、存储计算单元40根据逻辑单元30所反馈的当前碰撞工况,以及预存的不同碰撞工况所分别对应的汽车前端刚度数据,计算出当前碰撞工况下充气阀组13、充气泵组17和泄气阀组14的动作参数;具体地,在存储计算单元40预先存有不同碰撞工况所分别对应的汽车前端刚度数据,其中不同碰撞工况包括:高速车与车碰撞、高速车与行人碰撞以及低速车与车碰撞、低速车与行人碰撞四种碰撞工况,这四种碰撞工况对应的汽车前端刚度数据可由多次碰撞试验统计获得。动作参数是指充气阀组13、充气泵组17和泄气阀组14的开启时刻和开启持续时间。
[0056]步骤104、控制单元50根据存储计算单元40所反馈的动作参数,控制充气阀组13、充气泵组17和泄气阀组14执行相应的动作,以使汽车前端具有对应当前碰撞工况的刚度。下面分别以高速车与车碰撞、低速车与车碰撞以及高速车与行人碰撞、低速车与行人碰撞为例进行详细说明。
[0057]实施方式一,高速车与行人碰撞和低速车与行人碰撞。
[0058]预先在逻辑单元30中设定当车速小于40km/h时为低速状态,大于40km/h时为高速状态。汽车在行驶过程中,速度传感器实时给逻辑单元30传输车速信号,当发生车与行人碰撞时,压力传感器21检测到此时碰撞的压力峰值和压力持续时间,并发送给逻辑单元30 ;逻辑单元30根据这两个参数,通过一定的逻辑算法判断出此时与汽车发生碰撞的碰撞对象为行人,并综合速度传感器所反馈的车速,确定汽车的当前碰撞工况为高速车与行人碰撞或低速车与行人碰撞,并将当前碰撞工况发送给存储计算单元40 ;存储计算单元40根据该当前碰撞工况,以及预存有不同碰撞工况所分别对应的汽车前端刚度数据,通过对分析,得出当前碰撞工况下对应的汽车前端最佳刚度数据,并根据该汽车前端最佳刚度数据计算出充气阀组13、充气泵组17和泄气阀组14的动作参数,如开启时刻和开启持续时间,由控制单元50精确控制充气阀组13、充气泵组17和泄气
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