CN106608234B - 一种车辆碰撞吸能装置及其方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆碰撞吸能装置及其方法、车辆。该车辆碰撞吸能装置包括吸能盒、碰撞检测单元和碰撞电控单元，其中：所述碰撞电控单元电连接所述碰撞检测单元和所述吸能盒，所述碰撞检测单元用于检测车辆碰撞工况，并输送到所述碰撞电控单元，所述碰撞电控单元根据输入的所述车辆碰撞工况，控制所述吸能盒的刚度。本发明能够根据碰撞工况的差异，选择适合的吸能盒的刚度，由此可以有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

Description

一种车辆碰撞吸能装置及其方法、车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车碰撞吸能装置及其方法、车辆。

背景技术

随着汽车的普及，汽车碰撞的安全性能越来越受到人们的重视。为了提高汽车碰撞安全性能，在防撞梁与车身纵梁之间增加一个碰撞吸能装置来吸收碰撞时的能量，减小碰撞的伤害值。所以汽车在发生碰撞时碰撞吸能装置的刚度大小直接影响碰撞结果以及车辆内乘员的安全。对于不同的碰撞工况，比如不同的相对碰撞速度和碰撞力，碰撞吸能装置最好能够提供不同大小的刚度，以有针对性地为车辆内乘员和车辆提供保护，但是，现有的碰撞吸能装置仅具有单一的碰撞刚度。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆碰撞吸能装置来克服或至少减轻现有技术中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆碰撞吸能装置，包括吸能盒，所述车辆碰撞吸能装置还包括碰撞检测单元和碰撞电控单元，其中：所述碰撞电控单元电连接所述碰撞检测单元和所述吸能盒，所述碰撞检测单元用于检测车辆碰撞工况，并输送到所述碰撞电控单元，所述碰撞电控单元根据输入的所述车辆碰撞工况，控制所述吸能盒的刚度。

进一步地，所述车辆碰撞工况包括所述车辆的相对碰撞速度，所述相对碰撞速度在4km/h以内时，所述吸能盒的刚度为其刚度的最大值；所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h时，所述吸能盒的刚度为其刚度的最小值；所述相对碰撞速度大于15km/h时，所述吸能盒的刚度大于所述最小值且小于所述最大值，且小于所述车身纵梁的刚度。

进一步地，所述吸能盒包括油压调节设备和液压油缸，其中：所述油压调节设备与所述液压油缸的无杆腔连通，并与所述碰撞电控单元电连接，所述碰撞电控单元根据所述车辆碰撞工况，通过所述油压调节设备调节所述无杆腔中的油压而能够控制所述吸能盒的刚度。

进一步地，所述油压调节设备包括电磁阀，所述电磁阀上的一油口与所述无杆腔连通，电控端与所述碰撞电控单元电连接，所述碰撞电控单元根据所述车辆碰撞工况，控制所述电磁阀的开度而能够控制所述无杆腔中的油压。

进一步地，所述碰撞检测单元包括车辆碰撞传感器、车速传感器和加速度传感器，均与所述碰撞电控单元电连接，所述碰撞电控单元根据所述车辆碰撞传感器、所述车速传感器和所述加速度传感器采集到的各信号判断所述车辆碰撞工况，并控制所述吸能盒的刚度。

一种车辆，包括吸能盒，所述吸能盒设置在车辆的防撞梁与车身纵梁之间；其特征在于，所述吸能盒为上述实施方式中所述的吸能盒，所述吸能盒的液压杆与所述防撞梁连接。

进一步地，两所述吸能盒沿所述防撞梁的长度方向隔开布置在所述防撞梁的内侧。

进一步地，所述防撞梁包括设置在所述车身纵梁前方的防撞梁和设置在所述车身纵梁后方的防撞梁。

一种汽车碰撞吸能方法，其包括以下步骤：

步骤1，通过碰撞检测单元对车辆碰撞工况进行检测；和

步骤2，所述碰撞电控单元根据车辆碰撞工况，控制吸能盒的刚度。

进一步地，所述步骤2中：所述车辆碰撞工况包括所述车辆的相对碰撞速度，所述相对碰撞速度在4km/h以内时，所述吸能盒的刚度为其刚度的最大值；所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h时，所述吸能盒的刚度为其刚度的最小值；所述相对碰撞速度大于15km/h时，所述吸能盒的刚度为大于所述最小值且小于所述最大值，且小于所述车身纵梁的刚度。

由于本发明设置了碰撞检测单元和碰撞电控单元，碰撞检测单元用于检测车辆碰撞工况并输送到碰撞电控单元，碰撞电控单元根据输入的所述车辆碰撞工况控制吸能盒的刚度，因此可以根据碰撞工况的差异，选择适合的吸能盒的刚度，由此可以有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

附图说明

图1为本发明所提供的汽车碰撞系能装置一实施方式的原理示意图；

图2为本发明所提供的汽车碰撞系能装置一实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供的汽车碰撞系能装置的吸能盒的安装状态示意图；

图4a-图4c为本发明所提供的汽车碰撞系能装置的吸能盒的开合状态示意图。

附图标记：

1	吸能盒	2	碰撞检测单元
				3	碰撞电控单元	11	液压油缸
12	电磁阀	11a	无杆腔
				11b	有杆腔	11c	液压杆
21	车辆碰撞传感器	22	车速传感器
				23	加速度传感器

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本实施方式所提供的车辆碰撞吸能装置包括吸能盒1、碰撞检测单元2和碰撞电控单元3，其中：碰撞电控单元3电连接碰撞检测单元2和吸能盒1，碰撞检测单元2用于检测车辆碰撞工况，并输送到碰撞电控单元3，碰撞电控单元3根据输入的所述车辆碰撞工况，控制吸能盒1的刚度。本实施方式中的碰撞电控单元3采用ECU(ElectronicControl Unit，汽车专用微机控制器)。因此，本实施方式所提供的方案可以根据碰撞工况的差异，选择适合的吸能盒1的刚度，由此可以有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

本发明中的车辆碰撞工况主要包括相撞车辆的相对碰撞速度和碰撞车辆所受到的碰撞力，而实际上，本领域技术人员可以知晓：根据牛顿第二运动定律F＝ma，即物体加速度a的大小跟作用力F成正比，跟物体的质量m成反比，由此：碰撞车辆所受到的碰撞力在不考虑车辆的质量m的情况下，相对碰撞速度与碰撞力成正比，也就是说，在不考虑车辆的质量m的情况下，相对碰撞速度越小，碰撞力越小，反之，则碰撞力越大。下面是按照目前法规规定的低速、中速和高速三种工况，对上述实施方式中吸能盒1的刚度的不同需求进行详细说明：

低速碰撞工况，所述相对碰撞速度在4km/h以内：在该种碰撞工况下，由于相对碰撞速度较小，所产生的碰撞力相对较小，从而车辆乘员受到的冲击力较小，受到的伤害也是微乎其微，因此此种工况需要侧重性地选择保护车辆自身零部件，因此控制吸能盒1的刚度最好为其刚度的最大值，这样可以在车辆内乘员无伤害的情况下保护车辆自身零部件，减少对车辆自身零部件的损坏。

中速碰撞工况，所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h：在该种碰撞工况下，由于车辆在该车速段自身不会通过爆破气囊的方式对车辆内乘员进行保护，对车辆内乘员无保护措施，因此需要尽可能地减小碰撞力，以降低碰撞过程中的加速度，从而使车辆内乘员的碰撞感受降到最低，并避免车辆内乘员的二次碰撞，因此此种工况需要侧重性地选择保护车辆内乘员，控制吸能盒1的刚度最好为其刚度的最小值，这样可以在保障车辆内乘员不受到二次碰撞伤害，同时保护车辆自身零部件，从而降低保险费用。

高速碰撞工况，所述相对碰撞速度大于15km/h：在该种碰撞工况下，由于车辆在该车速段自身会通过爆破气囊的方式对车辆内乘员进行保护，对车辆内乘员具有保护措施，为了避免对车辆内乘员的二次碰撞所造成的伤害，此种工况需要侧重性地选择保护车辆内乘员，控制吸能盒1的刚度最好为大于其刚度的最小值且小于其刚度的最大值，且小于所述车身纵梁的刚度，这样可以在所述车身纵梁破坏之前尽量吸收碰撞动能，还可以尽量减少车辆乘员受到的冲击力，减小对车辆乘员的伤害。

需要说明的是，尽管上述的各种碰撞工况均只提及车辆的所述相对碰撞速度，但是，前面已经说明，在不考虑车辆质量的情形下，碰撞力与所述相对碰撞速度成正比，也就是说，上述对不同速度范围的相对碰撞速度与碰撞力的大小大体成正比的对应关系，那么，相应地，吸能盒1的刚度的变化随碰撞力的变化规律与吸能盒1的刚度的变化随所述相对碰撞速度的变化规律大体一致，在此不再赘述。

作为吸能盒1的一种优选实施方式，其可以采用液压结构实现，例如吸能盒1包括油压调节设备和液压油缸11，其中：所述油压调节设备与液压油缸11的无杆腔11a连通，所述油压调节设备的电控端与碰撞电控单元3电连接。碰撞电控单元3根据碰撞检测单元2输入的所述车辆碰撞工况，通过所述油压调节设备调节无杆腔11a中的油压，从而达到控制吸能盒1的刚度目的。实质上，还可以采用其它的结构实现液压油缸11中无杆腔11a的油压，比如泵设备，但是，这种方式成本偏高，不利于推广。

优选地，所述油压调节设备包括电磁阀12，电磁阀12可以采用比例阀或蝶阀等，其开度大小均可被电控。电磁阀12上的一油口与液压油缸11的无杆腔11a连通，电磁阀12上的电控端与碰撞电控单元3电连接。碰撞电控单元3根据碰撞检测单元2输入的所述车辆碰撞工况，控制电磁阀12的开度而能够控制液压油缸11的无杆腔11a中的油压，从而达到控制吸能盒1的刚度目的。

图中显示的液压油缸11的有杆腔11b与电磁阀12的另一油口相连通，也就是说，当需要吸能盒1的刚度变小的时候，可以将电磁阀12的开度调大，将无杆腔11a中的一部分油液经受液压杆11c的挤压作用下，通过电磁阀12流入到有杆腔11b中。需要说明的是，有杆腔11b中的油液通常呈现为自然流动，并无压力。当然，也可以将电磁阀12的另一油口与其它的储油设备相连通，工作时原理与上述将电磁阀12的另一油口与有杆腔11b时的工作原理相一致，在此不再详述。

本实施方式所提供的车辆碰撞吸能装置的碰撞检测单元2包括车辆碰撞传感器21、车速传感器22和加速度传感器23，其中：车辆碰撞传感器21通常设置在防撞梁A上，此处的防撞梁A包括设置在车身纵梁前方的防撞梁和车身纵梁后方的防撞梁，用于采集车辆碰撞信息。车速传感器22通常设置在车轮上，比如可以在车轮上设置轮速传感器，通过轮速传感器反求车速信息。加速度传感器23通常设置在白车身正中间，用于检测车辆的加速度信息。车辆碰撞传感器21、车速传感器22和加速度传感器23均与碰撞电控单元3电连接。车辆碰撞传感器21采集的车辆碰撞信息、车速传感器22采集的车速信息以及加速度传感器23采集的车辆加速度信息均输入到碰撞电控单元3中。碰撞电控单元3根据所述车辆碰撞传感器21、车速传感器22和加速度传感器23采集到的各信号判断所述车辆碰撞工况，并根据不同的碰撞工况自动调节电磁阀12的开度，使得液压油缸11的无杆腔11a内的液压发生变化，从而控制吸能盒1的碰撞刚度，使吸能盒1的刚度与当时的所述车辆碰撞工况相适配，有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

如图3所示，本发明还提供一种车辆，包括吸能盒，所述吸能盒设置在车辆的防撞梁A与车身纵梁之间。所述吸能盒为上述各实施方式中所述的吸能盒1，吸能盒1的液压杆11c与防撞梁A连接。优选地，两吸能盒1沿防撞梁A的长度方向X隔开布置在防撞梁A的内侧。“内、外”是指相对于零部件轮廓的内、外，例如：图3中，从吸能盒1指向防撞梁A的方向为“外”，从防撞梁A指向吸能盒1的方向为“内”。防撞梁A包括设置在所述车身纵梁前方的防撞梁和设置在所述车身纵梁后方的防撞梁。所述车辆的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。

所述车辆的防撞梁A受到碰撞的时候，防撞梁A将其受到的向内的碰撞力传递给液压油缸11的液压杆11c，液压杆11c朝着液压油缸11的无杆腔11a方向运动而挤压无杆腔11a中的油液，于是碰撞电控单元3根据所述车辆碰撞传感器21、车速传感器22和加速度传感器23采集到的各信号判断所述车辆碰撞工况，并根据不同的碰撞工况自动调节电磁阀12的开度，因此液压油缸11的无杆腔11a中的油液在液压杆11c的挤压作用下，从无杆腔11a排出，从而吸能盒1的刚度发生变化。

本发明还提供一种汽车碰撞吸能方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，通过碰撞检测单元2对车辆碰撞工况进行检测。车辆碰撞工况主要包括相撞车辆的相对碰撞速度和碰撞车辆所受到的碰撞力。碰撞检测单元2比如可以包括车辆碰撞传感器21、车速传感器22和加速度传感器23，其中：车辆碰撞传感器21通常设置在防撞梁A上，此处的防撞梁A包括设置在车身纵梁前方的防撞梁和车身纵梁后方的防撞梁，用于采集车辆碰撞信息。车速传感器22通常设置在车轮上，比如可以在车轮上设置轮速传感器，通过轮速传感器反求车速信息。加速度传感器23通常设置在白车身正中间，用于检测车辆的加速度信息。利用车辆碰撞传感器21采集的车辆碰撞信息、车速传感器22采集的车速信息以及加速度传感器23采集的车辆加速度信息可以获知判断碰撞工况用的相撞车辆的相对碰撞速度和碰撞车辆所受到的碰撞力。

步骤2，碰撞电控单元3根据车辆碰撞工况，控制吸能盒1的刚度。碰撞电控单元3采用ECU。碰撞电控单元3根据碰撞工况的差异，选择适合的吸能盒1的刚度，由此可以有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

上文已经按照目前法规规定的低速、中速和高速三种工况，对上述实施方式中吸能盒1的刚度的不同需求进行详细说明，也就是说，所述步骤2中：所述车辆碰撞工况包括所述车辆的相对碰撞速度，所述相对碰撞速度在4km/h以内时，吸能盒1的刚度为其刚度的最小值。所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h时，吸能盒1的刚度为其刚度的最大值。所述相对碰撞速度大于15km/h时，吸能盒1的刚度为大于所述最小值且小于所述最大值，且小于所述车身纵梁的刚度。从而进一步明确了根据碰撞工况的差异，选择适合的吸能盒1的刚度，由此可以有侧重性地选择保护车辆内乘员和/或车辆。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种车辆碰撞吸能装置，包括吸能盒(1)，其特征在于，还包括碰撞检测单元(2)和碰撞电控单元(3)，其中：所述碰撞电控单元(3)电连接所述碰撞检测单元(2)和所述吸能盒(1)，所述碰撞检测单元(2)用于检测车辆碰撞工况，并输送到所述碰撞电控单元(3)，所述碰撞电控单元(3)根据输入的所述车辆碰撞工况，控制所述吸能盒(1)的刚度；

所述车辆碰撞工况包括所述车辆的相对碰撞速度，所述相对碰撞速度在4km/h以内时，所述吸能盒(1)的刚度为其刚度的最大值；所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h时，所述吸能盒(1)的刚度为其刚度的最小值；所述相对碰撞速度大于15km/h时，所述吸能盒(1)的刚度大于所述最小值且小于所述最大值，且小于车身纵梁的刚度。

2.如权利要求1所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述吸能盒(1)包括油压调节设备和液压油缸(11)，其中：所述油压调节设备与所述液压油缸(11)的无杆腔(11a)连通，并与所述碰撞电控单元(3)电连接，所述碰撞电控单元(3)根据所述车辆碰撞工况，通过所述油压调节设备调节所述无杆腔(11a)中的油压而能够控制所述吸能盒(1)的刚度。

3.如权利要求2所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述油压调节设备包括电磁阀(12)，所述电磁阀(12)上的一油口与所述无杆腔(11a)连通，电控端与所述碰撞电控单元(3)电连接，所述碰撞电控单元(3)根据所述车辆碰撞工况，控制所述电磁阀(12)的开度而能够控制所述无杆腔(11a)中的油压。

4.如权利要求3所述的车辆碰撞吸能装置，其特征在于，所述碰撞检测单元(2)包括车辆碰撞传感器(21)、车速传感器(22)和加速度传感器(23)，均与所述碰撞电控单元(3)电连接，所述碰撞电控单元(3)根据所述车辆碰撞传感器(21)、所述车速传感器(22)和所述加速度传感器(23)采集到的各信号判断所述车辆碰撞工况，并控制所述吸能盒(1)的刚度。

5.一种车辆，包括吸能盒，所述吸能盒设置在车辆的防撞梁(A)与车身纵梁之间；其特征在于，所述吸能盒为权利要求1至4中任一项所述的吸能盒(1)，所述吸能盒(1)的液压杆(11c)与所述防撞梁(A)连接。

6.如权利要求5所述的车辆，其特征在于，两所述吸能盒(1)沿所述防撞梁(A)的长度方向隔开布置在所述防撞梁(A)的内侧。

7.如权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述防撞梁(A)包括设置在所述车身纵梁前方的防撞梁和设置在所述车身纵梁后方的防撞梁。

8.一种汽车碰撞吸能方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过碰撞检测单元(2)对车辆碰撞工况进行检测；和

步骤2，所述碰撞电控单元(3)根据车辆碰撞工况，控制吸能盒(1)的刚度；

所述车辆碰撞工况包括所述车辆的相对碰撞速度，所述相对碰撞速度在4km/h以内时，所述吸能盒(1)的刚度为其刚度的最大值；所述相对碰撞速度大于4km/h而小于15km/h时，所述吸能盒(1)的刚度为其刚度的最小值；所述相对碰撞速度大于15km/h时，所述吸能盒(1)的刚度为大于所述最小值且小于所述最大值，且小于车身纵梁的刚度。