CN101417638A - 一种汽车碰撞缓冲装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车碰撞缓冲装置，包括固定在大梁的保险杠，保险杠与执行气缸固定连接，执行气缸通过管接头、高压气管与气体发生器串联，气体发生器内装有点火器，点火器连接电子控制单元的输出端，电子控制单元的两个输入端分别连接相对车速传感器、实时距离传感器；电子控制单元通过比较相对车速传感器与实时距离传感器的信号控制点火器工作，当相对车速高于设定的安全车速，且实时距离小于设定的点火距离时，电子控制单元发出点火器工作的指令，点火器触发气体发生器工作，气体通过高压气管和管接头向执行气缸充气，执行气缸把保险杠沿执行气缸的轴线方向推出。

Description

一种汽车碰撞缓冲装置

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，特别涉及一种汽车碰撞缓冲装置。

背景技术

保险杠是汽车安全保障中很重要的一部分，现有汽车上使用的保险杠都是固定在大梁上。一旦碰撞发生，保险杠不能事先预测碰撞，没有预先反应时间，只能靠保险杠自生的结构和材料的性能缓冲撞击力，这就对保险杠提出比较苛刻的要求；即使如此现有的保险杠的缓冲效果并不理想。

发明内容

本发明提供一种汽车碰撞缓冲装置，能够事先预测碰撞，碰撞前把保险杠推向前方，碰撞过程中提高缓冲效果。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车碰撞缓冲装置，包括固定在大梁的保险杠，保险杠与执行汽缸固定连接，执行气缸通过管接头、高压气管与气体发生器串联，气体发生器内装有点火器，点火器连接电子控制单元的输出端，电子控制单元的两个输入端分别连接相对车速传感器、实时距离传感器；电子控制单元通过比较相对车速传感器与实时距离传感器的信号控制点火器工作，当相对车速高于设定的安全车速，且实时距离小于设定的点火距离时，电子控制单元发出点火器工作的指令，点火器触发气体发生器工作，气体通过高压气管和管接头向执行气缸充气，执行气缸把保险杠沿执行气缸的轴线方向推出。

保险杠、执行气缸、高压气管、管接头和气体发生器构成执行总成，车速传感器、距离传感器、电子控制单元和点火器构成控制总成。

执行气缸包括缸体和气缸芯，缸体后端留有进气通道与管接头连接，缸体后端还设有顶柱，前端设有挡环，顶柱和挡环之间设有侧面带有键槽的气缸芯，气缸芯在缸体内滑动行程受键槽长度的限制，缸体在相对应气缸芯滑动行程的部位上开有节流孔；缸体固定安装在汽车大梁上，气缸芯与保险杠固定连接。

电子控制单元对点火距离的设定，设执行气缸的行程为S，在时间t内完成动作，电子控制单元认定的安全车速为M，相对车速为K，在t时间内实时缩短距离L＝K×t，点火距离为N，则N＝L+S+S，即N＝K×t+2S。

与现有技术相比，本发明通过电子控制单元通过比较相对车速传感器与实时距离传感器的信号，在汽车发生危险碰撞前做出预判，控制点火器工作，点火器触发气体发生器产生高压气体向执行气缸充气，执行气缸把保险杠沿执行气缸的轴线方向推出，为碰撞提前预留一段缓冲时间；由高压气体受压排放，与保险杠本身的性能共同起缓冲作用，其缓冲效果明显提高；在执行气缸设有节流孔，通过节流孔快速排放高压气体，很好的协调了气体发生器产生高压气体的充气与气体受压排放，显著的提高缓冲时间，尽量的减缓冲击力，汽车的安全保障系统得到大大提高。

附图说明

图1是执行总成示意图；

图2是控制总成示意图；

图3是执行气缸结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做具体描述

一种带缓冲系统的保险杠，包括执行总成和控制总成，其中执行总成包括保险杠、执行气缸、高压气管、管接头和气体发生器，控制总成包括车速传感器、距离传感器、电子控制单元和点火器。

如图1、图2所示，保险杠1、执行汽缸2固定在汽车大梁10上，执行汽缸2的气缸芯与保险杠1固定连接，执行气缸2通过管接头4、高压气管3与气体发生器5串联，气体发生器5内装有点火器6，点火器6连接电子控制单元9的输出端，电子控制单元9的两个输入端分别连接相对车速传感器7、距离传感器8；电子控制单元9通过比较车速传感器7与实时距离传感器8的信号控制点火器6。

当相对车速高于设定的安全车速，且实时距离小于设定的点火距离时，电子控制单元9发出点火器6工作的指令，点火器触发气体发生器5工作，气体通过高压气管3和管接头4向执行气缸充气，执行气缸把保险杠沿执行气缸的轴线方向推出。当相对车速低于安全车速，即使发生了碰撞电子控制单元9也不会发出指令。

如图3所示，执行气缸2包括缸体201和气缸芯202，缸体201后端留有进气通道203与管接头4连接，缸体201后端设有顶柱204，前端设有挡环205，顶柱204和挡环205之间设有侧面带有键槽206的气缸芯202，气缸芯202可在缸体201内滑动，滑动行程受键槽206长度的限制，缸体201在相对应气缸芯202滑动行程的部位上开有节流孔207；通过节流孔207快速排放高压气体来缓冲冲击力。

电子控制单元的预判信号的设定：执行气缸的行程为S，在t内完成动作，电子控制单元认定的安全车速M，点火器开始工作时的距离，即点火距离为N，测得实时车速为K，在t时间内两车实时距离缩短了L＝K×t，则N＝L+S+S，即N＝K×t+2S；当车速传感器检测到本车与前车的实时相对车速K高于安全车速M，且距离传感器检测到本车与前车实时距离≤N时，电子控制单元控制点火器工作。但是当速度传感器检测到相对车速低于安全车速M，即使发生了碰撞，电子控制器也不会发出指令让点火器工作。

实施例1

执行总成：保险杠固定安装三个执行气缸，执行气缸安装在汽车大梁上，气缸芯与保险杠固定连接，执行气缸的后端与管接头和高压气管串联，气体发生器生成的气体经过四通管接头到达三个执行气缸。其中气体发生器、管接头和四通管接头和高压气管都可以在市场上购买到。保险杠用现有保险杠，执行气缸重新设计。

执行气缸的设计要求及方案：

①低于安全车速下发生碰撞后，执行气缸能经受住碰撞而不损坏，要求执行气缸有一定的强度。

②低于安全车速下发生碰撞后，气缸芯能够保持原有位置，不至于后缩阻挡进气通道，通过气缸座后端增加顶柱来实现。

③气体发生器工作后，高压气体推动气缸芯向前运动，要求气缸芯不能脱离气缸体。通过挡环和气缸芯上的键槽来共同保证，气缸芯的键槽长为260mm，挡环长度为10mm，当气缸芯向前运动250mm后，气缸芯受到挡环的阻挡，停止前进，不会脱离缸体，气缸芯的行程为250mm。

④当气体发生器工作，且汽车发生了碰撞，要求执行气缸有很好的缓冲能力，通过缸体上开的节流孔来实现，其原理是冲击力通过节流孔快速排放高压气体来缓冲，而高压气体能够不断的补充，相当于增加了能承受很大冲击力的气垫，大大延长了缓冲时间，减少冲击力。

⑤对执行气缸的气密性不做特殊要求。

控制总成由车速传感器、距离传感器、电子控制单元和点火器构成，其中相对车速传感器实时检测本车与前车的相对车速，并把速度信号传送给电子控制单元，实时距离传感器实时检测本车与前车的距离，并把实时距离信号传送给电子控制单元，电子控制单元根据这两个数据，计算点火器是否应该启动。点火器的电热丝的电路由购买点火器时厂家给定。

电子控制单元工作过程：执行气缸的行程为S，在t内完成动作，电子控制单元认定的安全车速M、点火器开始工作时的车距即点火距离为N，测得的实时车速为K，在t时间内两车实时距离缩短了L＝K×t，则N＝L+S+S，即N＝K×t+2S；在本实施例中S＝250mm，t＝50ms(相当于现在汽车用安全气囊的工作时间)，安全车速M设定为30km/h，实时相对车速为36km/h，则控制单元认定的点火器开始工作时的车距为N＝(36/3.6)×0.05+0.25+0.25＝1m；当车速传感器检测到两车实时相对车速K高于安全车速M(36>30)，且距离传感器检测到两车实时距离≤1m时，电子控制单元控制点火器工作。但是当速度传感器检测到相对车速K低于安全车速M，即使发生了碰撞，电子控制器也不会发出指令让点火器工作。

Claims (3)

1、一种汽车碰撞缓冲装置，包括固定在大梁(10)的保险杠(1)，其特征在于，保险杠(1)与执行汽缸(2)固定连接，执行气缸(2)通过管接头(4)、高压气管(3)与气体发生器(5)串联，气体发生器(5)内装有点火器(6)，点火器(6)连接电子控制单元(9)的输出端，电子控制单元(9)的两个输入端分别连接相对车速传感器(7)、实时距离传感器(8)；电子控制单元(9)通过比较相对车速传感器(7)与实时距离传感器(8)的信号控制点火器(6)工作，当相对车速高于设定的安全车速，且实时距离小于设定的点火距离时，电子控制单元(9)发出点火器(6)工作的指令，点火器(6)触发气体发生器(5)工作，气体通过高压气管(3)和管接头(4)向执行气缸(2)充气，执行气缸(2)把保险杠(1)沿执行气缸(2)的轴线方向推出。

2、如权利要求1所述的一种汽车碰撞缓冲装置，其特征在于，执行气缸(2)包括缸体(201)和气缸芯(202)，缸体(201)后端留有进气通道(203)与管接头(4)连接，缸体(201)后端还设有顶柱(204)，前端设有挡环(205)，顶柱(204)和挡环(205)之间设有侧面带有键槽(206)的气缸芯(202)，气缸芯(202)在缸体(201)内滑动行程受键槽(206)长度的限制，缸体(201)在相对应气缸芯(202)滑动行程的部位上开有节流孔(207)；缸体(201)固定安装在汽车大梁(10)上，气缸芯(202)与保险杠(1)固定连接。

3、如权利要求1所述的一种汽车碰撞缓冲装置，其特征在于，电子控制单元(9)对点火距离的设定，设执行气缸(2)的行程为S，在时间t内完成动作，电子控制单元(9)认定的安全车速为M，相对车速为K，在t时间内实时缩短距离L＝K×t，点火距离为N，则N＝L+S+S，即N＝K×t+2S。

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