CN114789704B - 主动式车辆碰撞防护系统、车辆和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主动式车辆碰撞防护系统、车辆和方法，主动式车辆碰撞防护系统包括：防碰撞装置，防碰撞装置安装在车身上且可在折叠状态和释放状态之间变换，当车辆与障碍物发生撞击时，防碰撞装置变换至释放状态以保护车辆和障碍物，否则保持在折叠状态；检测模块，检测模块用于检测障碍物并发送检测信息；控制模块，控制模块用于接收检测信息并判断障碍物是否会与车辆发生撞击，当控制模块判断障碍物会与车辆发生撞击时，则在预设时间发送执行指令，否则不发送执行指令；驱动模块。根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统，不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护。

Description

主动式车辆碰撞防护系统、车辆和方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种主动式车辆碰撞防护系统、车辆和方法。

背景技术

近年来，汽车安全越来越引起人们重视，汽车安全技术也取得了飞跃的进步。主机厂在提升汽车安全性方面做了许多工作和研究，从提升汽车耐撞性能，到碰撞防护技术，目的就是为了实现对本车乘员、对向车乘员以及车外行人更好的保护。

由于越野车或大型SUV车辆质量大、车高度高，当其碰撞发生时，往往对对向车辆和行人产生大的伤害，因此急需某种装置能克服越野车或大型SUV的缺点，增加对对向车辆和行人的保护。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是越野车等大型车辆发生碰撞时对对向车辆或行人伤害较大。

有鉴于此，本发明提供一种主动式车辆碰撞防护系统。

本发明还提供一种具有上述主动式车辆碰撞防护系统的车辆。

本发明又提供一种主动式车辆碰撞防护方法。

根据本发明第一方面实施例的主动式车辆碰撞防护系统，包括：

防碰撞装置，所述防碰撞装置安装在车身上且可在折叠状态和释放状态之间变换，当车辆与障碍物发生撞击时，所述防碰撞装置变换至所述释放状态以保护车辆和障碍物，否则保持在所述折叠状态；

检测模块，所述检测模块用于检测所述障碍物并发送检测信息；

控制模块，所述控制模块用于接收所述检测信息并判断所述障碍物是否会与车辆发生撞击，当所述控制模块判断所述障碍物会与车辆发生撞击时，则在预设时间发送执行指令，否则不发送执行指令；

驱动模块，所述驱动模块用于接收所述执行指令并驱动所述防碰撞装置变换至所述释放状态。

根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统还可以包括以下技术特征：

进一步地，所述检测模块包括毫米波雷达和摄像头。

进一步地，当所述检测信息显示障碍物为行人时，所述预设时间为1.5s，当所述检测信息显示障碍物为车辆时，所述预设时间为2.5s。

进一步地，所述车身前端依次间隔开设置第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部，所述防碰撞装置包括：

平面挡板，所述平面挡板的一端与所述第一安装部可枢转地相连以使所述平面挡板可在第一位置和第二位置之间活动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述平面挡板位于所述第一位置，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述平面挡板位于所述第二位置，所述平面挡板另一端设有挂钩环扣，临近另一端的位置设有第五安装部；

挂钩组件，所述挂钩组件与所述第三安装部相连，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述挂钩组件与所述挂钩环扣啮合，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述挂钩组件释放所述挂钩环扣；

上撑杆，所述上撑杆的一端与所述第四安装部可枢转地相连且可在第三位置和第四位置之间活动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述上撑杆位于所述第三位置，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述上撑杆位于所述第四位置，所述上撑杆内设有沿其长度方向延伸的腔室，所述上撑杆临近另一端的周向上设有止挡部；

下撑杆，所述下撑杆的一端与所述第五安装部可枢转地相连，另一端设有卡环挡块且可沿所述腔室滑动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述下撑杆的另一端止抵所述腔室，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述卡环挡块滑动至所述止挡部以与所述止挡部相互卡接。

进一步地，所述防碰撞装置还包括：

弹性件，所述弹性件与所述第二安装部相连，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述弹性件处于压缩状态且止抵所述平面挡板。

进一步地，所述挂钩组件包括：

支座，所述支座与所述第三安装部相连；

旋转铰链，所述旋转铰链安装在所述支座上；

挂钩，所述挂钩安装在所述旋转铰链上且可绕所述支座旋转，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述挂钩与所述挂钩环扣啮合，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述挂钩释放所述挂钩环扣。

进一步地，所述止挡部形成为沿所述上撑杆周向设置的缺口，所述卡环挡块包括：

两个叶片，两个所述叶片的一端可枢转地相连，另一端可相对重合或展开，当所述叶片相对重合时，所述叶片可沿所述腔室滑动，当所述叶片相对展开时，所述叶片与所述止挡部卡接；

中心弹簧，所述中心弹簧连接两个所述叶片以使所述叶片之间具有相对展开的趋势。

进一步地，所述平面挡板与所述第一安装部铰链连接，所述上撑杆与所述第四安装部铰链连接，所述下撑杆与所述第五安装部铰链连接。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括上述实施例所述的主动式车辆碰撞防护系统。

根据本发明第三方面实施例的主动式车辆碰撞防护方法，包括：

S1、检测障碍物，获取检测信息；

S2、通过检测信息判断障碍物是否会与车辆发生撞击；

S3、若判断障碍物会与车辆发生撞击，则在预设时间控制防碰撞装置从折叠状态变换为释放状态，否则防碰撞装置保持在折叠状态。

本发明的上述技术方案至少具有以下技术效果：

根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统，能够在车辆发生碰撞时，通过释放防碰撞装置来增加车辆的碰撞接触面积，不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护，提高了行车安全性，降低了交通事故的伤害性。

附图说明

图1为根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统的防碰撞装置的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护方法的流程图。

附图标记

主动式车辆碰撞防护系统100；防碰撞装置10；平面挡板11；挂钩环扣111；挂钩组件12；支座121；旋转铰链122；挂钩123；上撑杆13；下撑杆14；弹性件15；卡环挡块16；叶片161；中心弹簧162；第一安装部17；第四安装部18；第五安装部19；检测模块20；毫米波雷达21；摄像头22；控制模块30；驱动模块40；车身200。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统100。

根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统100包括防碰撞装置10、检测模块20、控制模块30和驱动模块40。

具体而言，防碰撞装置10安装在车身200上且可在折叠状态和释放状态之间变换，当车辆与障碍物发生撞击时，防碰撞装置10变换至释放状态以保护车辆和障碍物，否则保持在折叠状态，检测模块20用于检测障碍物并发送检测信息，控制模块30用于接收检测信息并判断障碍物是否会与车辆发生撞击，当控制模块30判断障碍物会与车辆发生撞击时，则在预设时间发送执行指令，否则不发送执行指令，驱动模块40用于接收执行指令并驱动防碰撞装置10变换至释放状态。

换言之，如图1所示，主动式车辆碰撞防护系统100主要由防碰撞装置10、检测模块20、控制模块30和驱动模块40组成，主动式车辆碰撞防护系统100安装在车身200上。检测模块20可以为传感器，控制模块30可以为DCU(域控制器)，驱动模块40可以为电机。当检测模块20检测到障碍物(对向车辆或行人)靠近时，控制模块30持续判断障碍物碰撞本车的可能性，如果判断无可能碰撞，则不发出任何执行命令，如果判断可能发生碰撞，则在预设时间TTC(即碰撞将发生时间)向驱动模块40发送执行指令，驱动模块40接收执行指令后，驱动防碰撞装置10在1s内从折叠状态展开为释放状态，从而增加车辆碰撞接触面积，增加本车前端的吸能结构，减少本车上的乘员伤害。其次，对于越野车，如果对向碰撞车辆为轿车等高度较低的车辆，其在碰撞过程中的纵梁等主要结构可能不会充分发挥作用，对向车辆具有钻入越野车底部的趋势，而本发明实施例的防碰撞装置10能够有效地阻挡对方车辆钻入，减少对对向车辆的伤害。最后，防碰撞装置10增加了本车下部支撑，增加了对行人的保护。

由此，根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统100，能够在车辆发生碰撞时，通过释放防碰撞装置10来增加车辆的碰撞接触面积，不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护，提高了行车安全性，降低了交通事故的伤害性。

优选地，检测模块20包括毫米波雷达21和摄像头22。

具体而言，检测模块20用于探测对向的障碍物距离并识别障碍物类别，其包括毫米波雷达21和摄像头22。其中，毫米波雷达21可采用77GHz，探测范围150～250m，探测距离精度0.1m的毫米波雷达21，摄像头22可采用视场角55°～100°，200万像素的单目摄像头。毫米波雷达21用于探测对向车辆，摄像头22用于探测及通过算法识别车辆和行人，毫米波雷达21和摄像头22组合具备更广泛的环境适用性、更深的探测精度等优点。

在本发明的一个实施例中，当检测信息显示障碍物为行人时，预设时间为1.5s，当检测信息显示障碍物为车辆时，预设时间为2.5s。

也就是说，一般情况下行人的速度比车辆的速度慢，所以针对不同种类的障碍物，设置不同的预设时间，针对性强。具体地，当检测模块20检测并识别障碍物的类型信息传递到控制模块30时，控制模块30通过控制算法持续计算分析，如果分析到本车与障碍物暂不发生碰撞则不发送任何指令，反之，如果分析到本车与障碍物即将发生碰撞，则计算TTC，并把执行指令发送到驱动模块40。发送的执行指令如下：1、判断即将发生碰撞的障碍物为车辆时，则持续监控TTC，当TTC等于2.5s时，发送控制信号给驱动模块40；2、判断即将发生碰撞障碍物为行人时，则持续监控TTC，当TTC等于1.5s时，发送控制信号给驱动模块40。

根据本发明的一个实施例，车身200前端依次间隔开设置第一安装部17、第二安装部(图中未示出)、第三安装部(图中未示出)和第四安装部18，防碰撞装置10包括平面挡板11、挂钩组件12、上撑杆13和下撑杆14。

具体地，如图2所示，平面挡板11的一端与第一安装部17可枢转地相连以使平面挡板11可在第一位置(如图中虚线所示的位置)和第二位置(如图中实线位置)之间活动。当防碰撞装置10在折叠状态时，平面挡板11位于第一位置，当防碰撞装置10在释放状态时，平面挡板11位于第二位置，平面挡板11另一端设有挂钩环扣111，临近另一端的位置设有第五安装部19，挂钩组件12与第三安装部相连，当防碰撞装置10在折叠状态时，挂钩组件12与挂钩环扣111啮合，当防碰撞装置10在释放状态时，挂钩组件12释放挂钩环扣111，上撑杆13的一端与第四安装部18可枢转地相连且可在第三位置(如图中虚线所示的位置)和第四位置(如图中实线位置)之间活动，当防碰撞装置10在折叠状态时，上撑杆13位于第三位置，当防碰撞装置10在释放状态时，上撑杆13位于第四位置，上撑杆13内设有沿其长度方向延伸的腔室，上撑杆13临近另一端的周向上设有止挡部，下撑杆14的一端与第五安装部19可枢转地相连，另一端设有卡环挡块16且可沿腔室滑动，当防碰撞装置10在折叠状态时，下撑杆14的另一端止抵腔室，当防碰撞装置10在释放状态时，所卡环挡块16滑动至止挡部以与止挡部相互卡接。

换言之，防碰撞装置10安装在车身200前端，在折叠状态下，挂钩组件12与平面挡板11上的挂钩环扣111相啮合，平面挡板11贴近车身200位于第一位置，上撑杆13贴近车身200位于第三位置，下撑杆14的另一端收缩在上撑杆13的腔室内。当驱动模块40接收到执行指令时，防碰撞装置10释放时，驱动模块40带动挂钩组件12逆时针旋转，挂钩组件12与挂钩环扣111脱离，同时在弹性件15弹力作用下，平面挡板11立即绕第一安装部17逆时针旋转至与远离车身200的第二位置，即与车身200垂直位置，上撑杆13绕第四安装部18逆时针旋转至远离车身200的第四位置，下撑杆14的另一端沿腔室滑至止挡部，下撑杆14上的卡环挡块16与止挡部卡接配合，上撑杆13与下撑杆14之间锁死，防碰撞装置10展开。需要说明的是，平面挡板11原则上竖直高度越大越好，但考虑车辆通过性，一般布置平面挡板11的高度以车辆接近角为依据，原则上不影响车辆接近角。

优选地，防碰撞装置10还包括弹性件15，弹性件15与第二安装部相连，当防碰撞装置在释放状态时，弹性件15处于压缩状态且止抵平面挡板11。

也就是说，当防碰撞装置10在折叠状态时，弹性件15处于压缩状态，弹簧刚度为30N/mm，具有足够大的压缩力，当挂钩组件12释放时可产生大的推力，从而快速将平面挡板11从第一位置推至第二位置，进一步缩短防碰撞装置10展开的时间。

优选地，挂钩组件12包括支座121、旋转铰链122和挂钩123。

具体地，支座121与第三安装部相连，旋转铰链122安装在支座121上，挂钩123安装在旋转铰链122上且可绕支座121旋转，当防碰撞装置10在折叠状态时，挂钩123与挂钩环扣111啮合，当防碰撞装置10在释放状态时，挂钩123释放挂钩环扣111。

需要说明的是，支座121与车架底部通过点焊连接在一起，结构稳固。旋转铰链122和挂钩123可绕底座旋转，当驱动模块40接收到执行指令时，驱动模块40开始带动挂钩123逆时针旋转，使得挂钩123脱离挂钩环扣111，折叠的防碰撞装置10开始释放。

在本发明的一个实施例中，止挡部形成为沿上撑杆13周向设置的缺口，卡环挡块16包括两个叶片161和中心弹簧162。

具体而言，两个叶片161的一端可枢转地相连，另一端可相对重合或展开，当叶片161相对重合时，叶片161可沿腔室滑动，当叶片161相对展开时，叶片161与止挡部卡接，中心弹簧162连接两个叶片161以使叶片161之间具有相对展开的趋势。

换言之，卡环挡块16由中心弹簧162和2个叶片161结构组成，在上撑杆13与下撑杆14未达到锁止之前，2个叶片161位置重合，处于收缩状态，同时中心弹簧162具备初始压缩预紧力，2个叶片161具有展开趋势。

当卡环挡块16在腔室内滑动到上撑杆13的缺口时，2个叶片161因无上撑杆13内壁阻挡而释放展开成“一字型”。卡环挡块16展开后，上撑杆13和下撑杆14就不能发生相对运动而发生锁止，此时平面挡板11处于垂直水平面位置，完成防碰撞装置10释放展开。其中，卡环挡块16采用高强度材料，需保证碰撞过程中不发生变形或轻微变形，同时防碰撞装置10释放及展开需要在接受到执行指令后的1s时间内完成。

进一步地，当碰撞发生完成后，尤其是在碰撞强度较轻的工况下，如汽车与行人的碰撞，防碰撞装置10可以重复使用，实施方式为：把卡环挡块16的2个叶片161推回到初始重合位置，推动平面挡板11，平面挡板11恢复至第一位置，上撑杆13恢复至第三位置，挂钩环扣111与挂钩123重新啮合，防碰撞装置10恢复至折叠状态，起到重复利用的作用。

可选地，平面挡板11与第一安装部17铰链连接，上撑杆13与第四安装部18铰链连接，下撑杆14与第五安装部19铰链连接。铰链连接便于平面挡板11、上撑杆13和下撑杆14活动，使用方面，此外，也可以通过销轴等其他连接方式连接。

总而言之，根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护系统100，能够在车辆发生碰撞时，通过释放防碰撞装置10来增加车辆的碰撞接触面积，不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护，提高行车安全性，降低交通事故的伤害性。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的主动式车辆碰撞防护系统100，由于根据本发明上述实施例的主动式车辆碰撞防护系统100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护，提高行车安全性，降低交通事故的伤害性。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

如图3所示，根据本发明第三方面实施例的主动式车辆碰撞防护方法包括：

S1、检测障碍物，获取检测信息；

S2、通过检测信息判断障碍物是否会与车辆发生撞击；

S3、若判断障碍物会与车辆发生撞击，则在预设时间控制防碰撞装置10从折叠状态变换为释放状态以保护车辆和障碍物，否则防碰撞装置10保持在折叠状态。

根据本发明实施例的主动式车辆碰撞防护方法能够在车辆发生碰撞时，通过释放防碰撞装置10来增加车辆的碰撞接触面积，不仅有利于车辆自身保护，而且可以实现对行人和对向车辆的保护，提高行车安全性，降低交通事故的伤害性。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，包括：

防碰撞装置，所述防碰撞装置安装在车身上且可在折叠状态和释放状态之间变换，当车辆与障碍物发生撞击时，所述防碰撞装置变换至所述释放状态以保护车辆和障碍物，否则保持在所述折叠状态；

检测模块，所述检测模块用于检测所述障碍物并发送检测信息；

控制模块，所述控制模块用于接收所述检测信息并判断所述障碍物是否会与车辆发生撞击，当所述控制模块判断所述障碍物会与车辆发生撞击时，则在预设时间发送执行指令，否则不发送执行指令；

驱动模块，所述驱动模块用于接收所述执行指令并驱动所述防碰撞装置变换至所述释放状态；

所述车身前端依次间隔开设置第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部，所述防碰撞装置包括：

平面挡板，所述平面挡板的一端与所述第一安装部可枢转地相连以使所述平面挡板可在第一位置和第二位置之间活动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述平面挡板位于所述第一位置，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述平面挡板位于所述第二位置，所述平面挡板另一端设有挂钩环扣，临近另一端的位置设有第五安装部；

挂钩组件，所述挂钩组件与所述第三安装部相连，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述挂钩组件与所述挂钩环扣啮合，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述挂钩组件释放所述挂钩环扣；

上撑杆，所述上撑杆的一端与所述第四安装部可枢转地相连且可在第三位置和第四位置之间活动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述上撑杆位于所述第三位置，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述上撑杆位于所述第四位置，所述上撑杆内设有沿其长度方向延伸的腔室，所述上撑杆临近另一端的周向上设有止挡部；

下撑杆，所述下撑杆的一端与所述第五安装部可枢转地相连，另一端设有卡环挡块且可沿所述腔室滑动，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述下撑杆的另一端止抵所述腔室，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述卡环挡块滑动至所述止挡部以与所述止挡部相互卡接；

所述止挡部形成为沿所述上撑杆周向设置的缺口，所述卡环挡块包括：

两个叶片，两个所述叶片的一端可枢转地相连，另一端可相对重合或展开，当所述叶片相对重合时，所述叶片可沿所述腔室滑动，当所述叶片相对展开时，所述叶片与所述止挡部卡接；

中心弹簧，所述中心弹簧连接两个所述叶片以使所述叶片之间具有相对展开的趋势。

2.根据权利要求1所述的主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，所述检测模块包括毫米波雷达和摄像头。

3.根据权利要求1所述的主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，当所述检测信息显示障碍物为行人时，所述预设时间为1.5s，当所述检测信息显示障碍物为车辆时，所述预设时间为2.5s。

4.根据权利要求1所述的主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，所述防碰撞装置还包括：

弹性件，所述弹性件与所述第二安装部相连，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述弹性件处于压缩状态且止抵所述平面挡板。

5.根据权利要求1所述的主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，所述挂钩组件包括：

支座，所述支座与所述第三安装部相连；

旋转铰链，所述旋转铰链安装在所述支座上；

挂钩，所述挂钩安装在所述旋转铰链上且可绕所述支座旋转，当所述防碰撞装置在所述折叠状态时，所述挂钩与所述挂钩环扣啮合，当所述防碰撞装置在所述释放状态时，所述挂钩释放所述挂钩环扣。

6.根据权利要求1所述的主动式车辆碰撞防护系统，其特征在于，所述平面挡板与所述第一安装部铰链连接，所述上撑杆与所述第四安装部铰链连接，所述下撑杆与所述第五安装部铰链连接。

7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的主动式车辆碰撞防护系统。

8.一种主动式车辆碰撞防护方法，采用权利要求1-6任意一项所述的系统，其特征在于，包括：

S1、检测障碍物，获取检测信息；

S2、通过检测信息判断障碍物是否会与车辆发生撞击；

S3、若判断障碍物会与车辆发生撞击，则在预设时间控制防碰撞装置从折叠状态变换为释放状态，否则防碰撞装置保持在折叠状态。