CN108146379B - 一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统与方法，包括用于采集车辆的碰撞信息的碰撞传感器组；用于对碰撞传感器组的信号进行接收和处理的控制模块；该极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，还包括一气体膨胀式车轮毁损模块，该车轮毁损模块通过爆破推动支架固定安装在临近车轮内侧的车辆悬架上；控制模块根据碰撞传感器组的信号，控制车轮毁损模块工作；当控制模块启动车轮毁损模块工作时，车轮毁损模块在气体膨胀的作用下产生相对于车轮方向的冲撞力，进而破坏车轮与车辆悬架之间连接的悬架结构，使各车轮向车辆悬架外端脱落，进而减少乘客舱的被挤压变形量，扩大了生存空间，大大增加了乘客舱中乘员的生还几率。

Description

一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统与方法
技术领域
本发明涉及乘用车碰撞主动安全领域，尤其涉及一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统与方法。
背景技术
中国的道路交通情况极为复杂，由汽车碰撞事故等引起的汽车交通事故已成为当今社会严重威胁、伤害人类生命的一大公害。
在同一道路上行驶的乘用车(7座以下的载客用车)和大型商用车之间发生的碰撞事故后果尤为严重，较为危险的事故：乘用车在两辆大型载货卡车间行驶，后车因某些原因追尾乘用车，前后两辆大型载货卡车将乘用车挤压成“铁饼”。在事故中，乘用车(尤其是三厢式轿车)往往在被前推的过程中因A柱的上三分之一部位被前车底盘所阻挡而停止前进，最终乘客舱和尾舱被挤压成“铁饼”，而前舱仅因碰撞前车后下防护装置而发生部分溃缩，仅部分前舱钻入前车底盘后悬之下，即在此类事故中乘用车与前车的主要接触受力点为强度较大的乘客舱而非较易溃缩变形的前舱。以某三厢乘用车车身高度1.45m为例，一般前方的挂车有1～3.5m的后悬，底盘高度为1.3～1.5m，在此乘用车没有车轮的情况下，车身高度小于1.3m，因此该车可以钻入挂车车尾，并考虑到该乘用车碰撞前方车辆的后下防护装置后前舱的溃缩量，乘用车钻入前车底盘后悬之下的长度较为可观。
因此，在乘用车被两辆大型卡车挤压的事故中，研发出一种采取主动措施的安全系统，降低乘用车底盘高度钻入前车底盘后悬之下，在乘用车被挤压的事故已无法避免的极限情况下，增加事故中乘用车中乘客生还几率的要求较为迫切。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统与方法。在两辆大型货车挤压一辆乘用车事故中对乘用车四轮进行毁损式拆卸，达到快速降低乘用车底盘高度，令乘用车钻入前车底盘的后悬之下以保护乘员生存空间的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，包括车轮1；
车辆悬架4；
用于采集车辆的碰撞信息的碰撞传感器组；
用于对碰撞传感器组的信号进行接收和处理的控制模块；
该极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，还包括一气体膨胀式车轮毁损模块，该车轮毁损模块通过爆破推动支架3固定安装在临近车轮1内侧的车辆悬架4上；
所述控制模块根据碰撞传感器组的信号，控制车轮毁损模块工作；当控制模块启动车轮毁损模块工作时，车轮毁损模块在气体膨胀的作用下产生相对于车轮1方向的冲撞力，进而破坏车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。
所述车轮毁损模块包括内套筒21和外套筒22构成的爆破推动装置；
外套筒22包括一个密封端和一个开口端；
外套筒22通过开口端套设于内套筒21的外部；
所述内套筒21的一端密封固定在爆破推动支架3上，另一端开口；
外套筒22的开口端与内套筒21的内周壁之间设有气密封结构23，使内套筒21内形成一个密封内腔24；
一可产生膨胀气体的气体发生器安装在该密封内腔24内；
当密封内腔内的气体发生器产生膨胀气体时，外套筒22在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒21轴向向车轮1侧方向运动的撞击力矩；在外套筒22撞击力矩的作用下，车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构松脱，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。
所述内套筒21和外套筒22均由金属制成；在外套筒22的密封端外部设有一金属击打块25，用于加强内套筒21的惯性撞击力。
所述碰撞传感器组分为前后两组，前传感器组分布在车身的前防撞钢梁和前纵梁上，后传感器组分布在车身的后防撞钢梁和后纵梁上。
所述气体发生器包括气体反应堆，以及点燃该气体反应堆使其发生气体膨胀的电子点火器；所述电子点火器由控制模块控制。
所述气密封结构23为橡胶密封圈。
本发明极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统的运行方法，包括如下步骤：
当车身的前后防撞钢梁和纵梁发生严重变形或断裂损坏，分别位于前后防撞钢梁和纵梁的传感器组中的各传感器检测到碰撞压力信号或传感器自身因挤压而损坏断电的信号传递给控制模块；
控制模块接收到来自传感器的信号，控制电子点火器点燃内套筒21内的气体反应堆，使其发生气体膨胀，外套筒22在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒21轴向向车轮1侧方向运动的撞击力矩；在外套筒22及其金属击打块25的撞击力矩作用下，车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构松脱，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明车轮毁损模块包括内套筒21和外套筒22构成的爆破推动装置；外套筒22包括一个密封端和一个开口端；外套筒22通过开口端套设于内套筒21的外部；所述内套筒21的一端密封固定在爆破推动支架3上，另一端开口；外套筒22的开口端与内套筒21的内周壁之间设有气密封结构23，使内套筒21内形成一个密封内腔24；一可产生膨胀气体的气体发生器安装在该密封内腔24内；当密封内腔内的气体发生器产生膨胀气体时，外套筒22在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒21轴向向车轮1侧方向运动的撞击力矩；在外套筒22撞击力矩的作用下，车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构松脱，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。本发明上述结构，在乘用车被两辆大型货车挤压事故不可避免的极限情况下，通过爆破方式立即对车轮进行损毁式拆除，通过对车轮的拆卸能迅速有效地降低车身高度，令前舱和乘客舱尽可能的钻入前车底盘后悬之下，减少乘客舱的被挤压变形量，扩大了生存空间，大大增加了乘客舱中乘员的生还几率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明电气方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1和2所示。本发明公开了一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，包括车轮1；
车辆悬架4；
用于采集车辆的碰撞信息的碰撞传感器组；
用于对碰撞传感器组的信号进行接收和处理的控制模块；
该极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，还包括一气体膨胀式车轮毁损模块，该车轮毁损模块通过爆破推动支架3固定安装在临近车轮1内侧的车辆悬架4上；
所述控制模块根据碰撞传感器组的信号，控制车轮毁损模块工作；当控制模块启动车轮毁损模块工作时，车轮毁损模块在气体膨胀的作用下产生相对于车轮1方向的冲撞力，进而破坏车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。
所述车轮毁损模块包括内套筒21和外套筒22构成的爆破推动装置；
外套筒22包括一个密封端和一个开口端；
外套筒22通过开口端套设于内套筒21的外部；
所述内套筒21的一端密封固定在爆破推动支架3上，另一端开口；
外套筒22的开口端与内套筒21的内周壁之间设有气密封结构23，使内套筒21内形成一个密封内腔24；
一可产生膨胀气体的气体发生器安装在该密封内腔24内；
当密封内腔内的气体发生器产生膨胀气体时，外套筒22在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒21轴向向车轮1侧方向运动的撞击力矩；在外套筒22撞击力矩的作用下，车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构松脱，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。所述气密封结构23为橡胶密封圈。
所述内套筒21和外套筒22均由金属制成；在外套筒22的密封端外部设有一金属击打块25，用于加强内套筒21的惯性撞击力。
所述碰撞传感器组分为前后两组，前传感器组分布在车身的前防撞钢梁和前纵梁上，后传感器组分布在车身的后防撞钢梁和后纵梁上。
所述气体发生器包括气体反应堆，以及点燃该气体反应堆使其发生气体膨胀的电子点火器；所述电子点火器由控制模块控制。电子点火器采用电子打火器，利用电源供电，气体反应堆采用点燃叠氮化钠(化学分子式是NaN3)，其工作机制为：控制模块控制电子打火器打火，点燃气体反应堆产生大量无害氮气，推动外套筒22及金属击打块25向轮胎方向高速撞击，在高速撞击力作用下，破坏悬架上的车轮固定组件实现毁损式拆卸车轮1。
根据具体情况，每个车轮1内侧均可安装两个或者两个以上车轮毁损模块，当它们同时启动时，可大大增加对车轮固定组件的撞击力。
本发明极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统的运行方法，包括如下步骤：
当车身的前后防撞钢梁和纵梁发生严重变形或断裂损坏，分别位于前后防撞钢梁和纵梁的传感器组中的各传感器检测到碰撞压力信号或传感器自身因挤压而损坏断电的信号传递给控制模块；
控制模块接收到来自传感器的信号，控制电子点火器点燃内套筒21内的气体反应堆，使其发生气体膨胀，外套筒22在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒21轴向向车轮1侧方向运动的撞击力矩；在外套筒22及其金属击打块25的撞击力矩作用下，车轮1与车辆悬架4之间连接的悬架结构松脱，使各车轮1向车辆悬架4外端脱落。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，包括车轮（1）；
车辆悬架（4）；
用于采集车辆的碰撞信息的碰撞传感器组；
用于对碰撞传感器组的信号进行接收和处理的控制模块；
其特征在于：该极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，还包括一气体膨胀式车轮毁损模块，该车轮毁损模块通过爆破推动支架（3）固定安装在临近车轮（1）内侧的车辆悬架（4）上；
所述控制模块根据碰撞传感器组的信号，控制车轮毁损模块工作；当控制模块启动车轮毁损模块工作时，车轮毁损模块在气体膨胀的作用下产生相对于车轮（1）方向的冲撞力，进而破坏车轮（1）与车辆悬架（4）之间连接的悬架结构，使各车轮（1）向车辆悬架（4）外端脱落。
2.根据权利要求1所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，其特征在于：所述车轮毁损模块包括内套筒（21）和外套筒（22）构成的爆破推动装置；
外套筒（22）包括一个密封端和一个开口端；
外套筒（22）通过开口端套设于内套筒（21）的外部；
所述内套筒（21）的一端密封固定在爆破推动支架（3）上，另一端开口；
外套筒（22）的开口端与内套筒（21）的内周壁之间设有气密封结构（23），使内套筒（21）内形成一个密封内腔（24）；
一可产生膨胀气体的气体发生器安装在该密封内腔（24）内；
当密封内腔内的气体发生器产生膨胀气体时，外套筒（22）在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒（21）轴向向车轮（1）侧方向运动的撞击力矩；在外套筒（22）撞击力矩的作用下，车轮（1）与车辆悬架（4）之间连接的悬架结构松脱，使各车轮（1）向车辆悬架（4）外端脱落。
3.根据权利要求2所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，其特征在于：所述内套筒（21）和外套筒（22）均由金属制成；在外套筒（22）的密封端外部设有一金属击打块（25），用于加强外套筒（22）的惯性撞击力。
4.根据权利要求2所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，其特征在于：所述碰撞传感器组分为前后两组，前传感器组分布在车身的前防撞钢梁和前纵梁上，后传感器组分布在车身的后防撞钢梁和后纵梁上。
5.根据权利要求3所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，其特征在于：所述气体发生器包括气体反应堆，以及点燃该气体反应堆使其发生气体膨胀的电子点火器；所述电子点火器由控制模块控制。
6.根据权利要求3所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统，其特征在于：所述气密封结构（23）为橡胶密封圈。
7.权利要求5所述极限碰撞工况下乘用车的生命空间保持系统的运行方法，其特征在于包括如下步骤：
当车身的前后防撞钢梁和纵梁发生严重变形或断裂损坏，分别位于前后防撞钢梁和纵梁的传感器组中的各传感器，将检测到的碰撞压力信号或传感器自身因挤压而损坏断电的信号传递给控制模块；
控制模块接收到来自传感器的信号，控制电子点火器点燃内套筒（21）内的气体反应堆，使其发生气体膨胀，外套筒（22）在气体膨胀的作用下产生一个相对于内套筒（21）轴向向车轮（1）侧方向运动的撞击力矩；在外套筒（22）及其金属击打块（25）的撞击力矩作用下，车轮（1）与车辆悬架（4）之间连接的悬架结构松脱，使各车轮（1）向车辆悬架（4）外端脱落。
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