兼顾刚性及主动行人保护的汽车机舱前罩的制作方法

1.本发明涉及汽车车身结构，具体涉及一种兼顾刚性及主动行人保护的汽车机舱前罩。


背景技术：

2.汽车机舱前罩又被称作汽车发动机罩，用于对发动机舱进行遮罩，当发生汽车碰撞行人事故时，易出现行人头部撞击汽车机舱前罩导致行人头部损伤的情况。在现有技术中，通常是将汽车机舱前罩设计成具有溃缩支撑件的结构，在行人头部撞击后溃缩件能够溃缩吸能，降低对行人的伤害，但是这种结构是以降低汽车机舱前罩的刚性作为代价，前罩外板不具备较高强度的支撑，在汽车高速行驶或手掌按压或者开关汽车机舱前罩时，容易变形和异响，客户抱怨对对品牌造成损失，当发生高空抛物或山体落石冲击汽车机舱前罩时，无法保证发动机舱的安全。此外，cncap对行人保护要求越来越严格，2025年cncap将会要求行人保护必须满足要求才能通过法规。
3.cn110077356a公开了一种主动保护行人的方法、装置、系统、存储器及终端公开了一种主动保护行人的方法，所述方法用于控制点火装置起爆，所述点火装置用于弹起发动机盖；所述方法包括：获取摄像头采集到的前方图像；获取雷达采集到的障碍物与车辆的碰撞距离；判断所述前方图像中是否存在行人，以及判断所述碰撞距离是否小于第一阈值；若所述前方图像中存在行人，且所述碰撞距离小于所述第一阈值，则向所述点火装置发送预起爆指令，以使所述点火装置进行起爆准备。采用该发明，具有识别是否需要起爆，避免不必要的浪费；以及更快地起爆，从而更好的保护行人的优点。毋庸置疑，上述专利文献公开的技术方案是所属技术领域的一种有益的尝试，然而该发明的起爆装置无法循环利用，起爆一次就需要重新更换前罩，维修成本高，而且若系统的阈值设置的较低，很容易误触发，造成不避免的维修费用，如果阈值设置的较高，又无法起到行人保护，因此对系统的设定要求较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼顾刚性及主动行人保护的汽车机舱前罩，能够兼顾保证前罩外板刚性以及主动行人保护，触发主动行人保护功能后能够再次复原为正常使用状态，能够反复使用，从而能够降低售后成本，同时还能够应用于多种车型，通用性高。
5.本发明中的一种兼顾刚性及主动行人保护的汽车机舱前罩，包括前罩内板以及设置在所述前罩内板的上侧的前罩外板，所述前罩内板与所述前罩外板之间具有空腔，所述空腔内设置有多个可变刚度支撑机构；多个所述可变刚度支撑机构均包括弹性支撑件、刚性支撑件以及锁止组件；所述弹性支撑件的下端与所述前罩内板连接，所述刚性支撑件的上下两端分别与所述前罩外板以及弹性支撑件连接；
所述锁止组件具有正常工作状态以及行人保护功能状态；当所述锁止组件处于正常工作状态时，所述锁止组件使所述刚性支撑件无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述刚性支撑件能够沿上下方向移动。
6.进一步，所述刚性支撑件为齿条；所述锁止组件包括安装支架、单向离合器构件以及驱动组件；所述单向离合器构件包括单向离合器内圈以及单向离合器外圈，所述单向离合器内圈与所述安装支架固定连接，所述单向离合器外圈以能够转动的方式设置在所述单向离合器内圈之外，所述单向离合器外圈上设置有用于与所述齿条啮合的齿轮结构；当所述锁止组件处于正常工作状态时，所述驱动组件使所述单向离合器外圈以及齿轮结构无法逆时针转动，从而使所述齿条无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述驱动组件使所述单向离合器外圈以及齿轮结构能够自由转动，从而使所述齿条能够沿上下方向移动。
7.进一步，所述驱动组件包括楔块以及用于带动所述楔块转动的微电机，所述楔块设置于所述单向离合器外圈与单向离合器内圈之间；当所述锁止组件处于正常工作状态时，所述微电机使所述楔块的两端分别抵靠在所述单向离合器外圈以及单向离合器内圈上，从而使所述单向离合器外圈以及齿轮结构无法逆时针转动，进而使所述齿条无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述微电机使所述楔块的两端与所述单向离合器外圈以及单向离合器内圈均不接触，从而使所述单向离合器外圈以及齿轮结构能够自由转动，从而使所述齿条能够沿上下方向移动。
8.进一步，还包括碰撞传感器以及控制器，所述碰撞传感器、控制器以及驱动组件依次信号连接。
9.进一步，所述单向离合器构件还包括多个轴承滚子，多个所述轴承滚子沿周向间隔设置在所述单向离合器内圈与单向离合器外圈之间，并且所述单向离合器内圈与单向离合器外圈均与所述轴承滚子相接触。
10.进一步，多个所述可变刚度支撑机构均还包括导向安装件，所述导向安装件上设置有滑槽以及安装腔，所述齿条包括滑动部、支撑部以及齿形部，所述滑动部与所述滑槽滑动配合，所述支撑部的上端与所述前罩外板连接，所述支撑部的下端与所述弹性支撑件的上端连接，所述弹性支撑件位于所安装腔内，所述齿形部外露于所述导向安装件。
11.进一步，所述单向离合器外圈与齿轮结构一体成型。
12.进一步，多个所述可变刚度支撑机构以阵列分布形式间隔设置在所述空腔内。
13.进一步，还包括与所述前罩内板连接的前罩铰链。
14.进一步，所述刚性支撑件的上端面通过结构胶与所述前罩外板连接。
15.本发明的有益效果是：1、本发明在正常情况下，可变刚度支撑机构能够为前罩外板提供较高强度的支撑，保证前罩外板的刚度，在汽车高速行驶或手掌按压或者开关汽车前罩时，防止前罩外板发生变形和异响，当发生高空抛物或山体落石冲击汽车前罩时，能够保证机舱的安全；本发明在碰撞传感器检测到即将与行人发生碰撞时，能够缓冲吸能，提供主动行人保护功能；
2、本发明的汽车机舱前罩兼顾保证前罩外板刚性以及主动行人保护，触发主动行人保护功能后能够再次复原为正常使用状态，能够反复使用，并不是一次性的，能够降低售后成本，同时可变刚度支撑机构能够单独模块化生产，应用于多种车型，通用性高，并且能够根据汽车造型灵活布置可变刚度支撑机构的位置，对于前罩内板和前罩外板的结构没有过多限制，减少车型设计难度以及缩短开发周期，减少研发成本。
附图说明
16.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：图1为本发明的结构示意图（此时锁止组件处于正常工作状态）；图2为本发明的结构示意图（此时锁止组件处于行人保护功能状态）；图3为本发明的结构示意图；图4为图3隐藏前罩外板后的结构示意图；图5为图4的局部放大示意图；图6为本发明的可变刚度支撑机构的结构示意图；图7为本发明的可变刚度支撑机构的截面示意图；图8为本发明的刚性支撑件的结构示意图；图9为本发明的单向离合器构件与楔块配合的结构示意图；图10为本发明的导向安装件的结构示意图；图11为本发明的弹性支撑件的结构示意图；图12为本发明的微电机的结构示意图。
17.附图中标记如下：1-前罩内板；2-可变刚度支撑机构，21-弹性支撑件，22-刚性支撑件，221-滑动部，222-支撑部，223-齿形部，23-安装支架，241-单向离合器内圈，242-单向离合器外圈，243-齿轮结构，244-轴承滚子，251-楔块，252-微电机，26
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结构胶，27-导向安装件，271-滑槽，272-安装腔；3-前罩外板；4-碰撞传感器；5-控制器；6-前罩铰链。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作详细说明。
19.如图1-图12所示，本实施例中的一种兼顾刚性及主动行人保护的汽车机舱前罩，包括前罩内板1以及设置在所述前罩内板1的上侧的前罩外板3，所述前罩内板1与所述前罩外板3之间具有空腔，所述空腔内设置有多个可变刚度支撑机构2；多个所述可变刚度支撑机构2均包括弹性支撑件21、刚性支撑件22以及锁止组件；弹性支撑件21可以为弹簧；所述弹性支撑件21的下端与所述前罩内板1连接，所述刚性支撑件22的上下两端分别与所述前罩外板3以及弹性支撑件21连接；所述锁止组件具有正常工作状态以及行人保护功能状态；当所述锁止组件处于正
常工作状态时，所述锁止组件使所述刚性支撑件22无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述刚性支撑件22能够沿上下方向移动。
20.本实施例中，所述刚性支撑件22为齿条；所述锁止组件包括安装支架23、单向离合器构件以及驱动组件；所述单向离合器构件包括单向离合器内圈241以及单向离合器外圈242，所述单向离合器内圈241与所述安装支架23固定连接，所述单向离合器外圈242以能够转动的方式设置在所述单向离合器内圈241之外，所述单向离合器外圈242上设置有用于与所述齿条啮合的齿轮结构243；当所述锁止组件处于正常工作状态时，所述驱动组件使所述单向离合器外圈242以及齿轮结构243无法逆时针转动，从而使所述齿条无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述驱动组件使所述单向离合器外圈242以及齿轮结构243能够自由转动，从而使所述齿条能够沿上下方向移动。
21.本实施例中，所述驱动组件包括楔块251以及用于带动所述楔块251转动的微电机252，所述楔块251设置于所述单向离合器外圈242与单向离合器内圈241之间；当所述锁止组件处于正常工作状态时，所述微电机252使所述楔块251的两端分别抵靠在所述单向离合器外圈242以及单向离合器内圈241上，从而使所述单向离合器外圈242以及齿轮结构243无法逆时针转动，进而使所述齿条无法向下运动；当所述锁止组件处于行人保护功能状态时，所述微电机252使所述楔块251的两端与所述单向离合器外圈242以及单向离合器内圈241均不接触，从而使所述单向离合器外圈242以及齿轮结构243能够自由转动，从而使所述齿条能够沿上下方向移动。
22.本实施例中，还包括碰撞传感器4以及控制器5，所述碰撞传感器4、控制器5以及驱动组件依次信号连接。
23.微电机252的输出轴与楔块251的中部传动连接，微电机252的输出轴转动能够带动楔块251转动。
24.在正常行车的情况下，控制器5使微电机252带动楔块251顺时针转动，直至楔块251的两端分别抵靠在单向离合器外圈242以及单向离合器内圈241上，然后微电机252停止转动并保持现有状态，此时锁止组件处于正常工作状态，在摩擦力的作用下，单向离合器外圈242、楔块251以及单向离合器内圈241均无法逆时针转动，而单向离合器外圈242上的齿轮结构243又是与齿条啮合的，因此能够使所述齿条无法向下运动；齿条无法向下运动，使得齿条能够为前罩外板3提供较高强度的支撑，保证前罩外板3的刚度，在汽车高速行驶或手掌按压或者开关汽车前罩时，防止前罩外板3发生变形和异响，当发生高空抛物或山体落石冲击汽车前罩时，能够保证机舱的安全；当碰撞传感器4检测到即将与行人发生碰撞时，控制器5使微电机252带动楔块251逆时针转动，直至楔块251的两端分别远离单向离合器外圈242以及单向离合器内圈241，然后微电机252停止转动并保持现有状态，此时锁止组件处于行人保护功能状态，楔块251的两端与所述单向离合器外圈242以及单向离合器内圈241均不接触，单向离合器外圈242以及齿轮结构243能够自由转动，从而使所述齿条能够沿上下方向移动，从而实现缓冲吸能，提供主动行人保护功能；当行人保护结构后，行人离开前罩外板3后，弹性支撑件21恢复形状，齿条向上移动回到初始位置。
25.综上所述，本实施例中的汽车机舱前罩兼顾保证前罩外板3刚性以及主动行人保护，触发主动行人保护功能后能够再次复原为正常使用状态，能够反复使用，并不是一次性的，能够降低售后成本，同时可变刚度支撑机构2能够单独模块化生产，应用于多种车型，通用性高，并且能够根据汽车造型灵活布置可变刚度支撑机构2的位置，对于前罩内板1和前罩外板3的结构没有过多限制，减少车型设计难度以及缩短开发周期，减少研发成本。
26.本实施例中，所述单向离合器构件还包括多个轴承滚子244，多个所述轴承滚子244沿周向间隔设置在所述单向离合器内圈241与单向离合器外圈242之间，并且所述单向离合器内圈241与单向离合器外圈242均与所述轴承滚子244相接触。轴承滚子244是能够自转的，能够保证单向离合器内圈241与单向离合器外圈242之间的间距，同时保证单向离合器外圈242能够转动。安装支架23、轴承滚子244等结构均可以采用塑料材质，降低重量，有利于汽车轻量化。轴承滚子244的数量为多个，例如轴承滚子244的数量可以为三个或五个。
27.本实施例中，多个所述可变刚度支撑机构2均还包括导向安装件27，所述导向安装件27上设置有滑槽271以及安装腔272，所述齿条包括滑动部221、支撑部222以及齿形部223，所述滑动部221与所述滑槽271滑动配合，所述支撑部222的上端与所述前罩外板3连接，所述支撑部222的下端与所述弹性支撑件21的上端连接，所述弹性支撑件21位于所安装腔272内，所述齿形部223外露于所述导向安装件27。导向安装件27的滑槽271与齿条的滑动部221配合，能够保证齿条按照设计要求的轨迹沿上下方向运动，并且能够防止齿条脱出；导向安装件27的安装腔272能够为弹性支撑件21提供安装位置，防止弹性支撑件21脱出。
28.本实施例中，所述单向离合器外圈242与齿轮结构243一体成型。
29.本实施例中，多个所述可变刚度支撑机构2以阵列分布形式间隔设置在所述空腔内。
30.本实施例中，还包括与所述前罩内板1连接的前罩铰链6，前罩内板1通过前罩铰链6与车体连接。
31.本实施例中，所述刚性支撑件22的上端面通过结构胶26与所述前罩外板3连接，结构胶26能够保证连接强度，同时这种连接分方式能够降低齿条的上端面与前罩外板3的形面匹配要求，从而能够降低对前罩外板3的造型限制，进一步提高可变刚度支撑机构2的通用性。
32.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。