CN115158212B - 一种动力总成悬置失效控制方法和汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力总成悬置失效控制方法和汽车，当车辆识别发生碰撞时，确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，每个碰撞预设场景Ki包括以碰撞相对速度为单位划分的n个区间，每个区间对应一个理论碰撞速度Vx，每个理论碰撞速度Vx对应一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合，对比实际碰撞相对速度Vj和第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx，当Vx＜Vj＜Vx+1时，主动断开第x个悬置失效组合及失效时刻组合，x≥1。本发明引入碰撞场景及碰撞相对速度与动力总成悬置失效的相关性控制方法，实现不同碰撞场景及碰撞相对速度下不同位置的悬置主动失效，并对悬置失效的时刻进行控制，准确控制总成的脱离。
Description
技术领域
本发明公开了一种动力总成悬置失效控制方法，属于动力总成悬置失效技术领域，具体公开了一种动力总成悬置失效控制方法和汽车。
背景技术
随着汽车在日常生活中的普及，驾驶安全性变得及其重要，动力总成两端通过悬置连接于车身纵梁上，后端通过抗扭悬置连接于底盘托架上，当车辆发生碰撞时，车辆的动力总成在受到正面冲击的情况下侵入到乘客舱，容易对驾驶人员产生二次伤害。因此，为确保整车乘客舱人员的安全，提高驾驶安全型，如果动力总成悬置能在发生剧烈撞击前主动失效，使得动力总成主动脱离，可以提高乘客舱人员的存活性及降低车内乘员伤害危害性。
中国实用新型专利CN204184298U的说明书中公开了一种利用主动式脱离技术对动力总成控制的系统，在车辆发生碰撞后，在碰撞力的作用下，悬置受到前后方向的剪切力大于失效限值时出现结构断裂，在撞击力的作用下动力总成或旋转或下降，以释放出溃缩空间，从而缓解对车内人员的冲击，减小对人员的损伤，进而起到对人员的保护作用。但是该悬置属于被动失效，这种被动失效其实质是一种材料失效的形式，因为材料特性原本就有一个较为宽幅的波动区间，因材料差异以及制造工艺差异等因素，导致制造出来的悬置的实际失效限值会出现很大的差异。悬置结构强度低则过于容易失效，会导致用户抱怨和维修成本增加，悬置结构强度大则不容易失效，会对车内乘员产生较大的伤害。
中国发明专利CN112706762A的说明书中公开了一种高速碰撞时车载总成主动脱离方法，该技术方案为车辆发生碰撞后，用主动脱离技术实现不同悬置组合的失效，实现动力总成等车身承载系统的脱离，以释放出溃缩空间，从而缓解对车内人员的冲击，减小对人员的损伤，进而起到对人员的保护作用。但是其仅考虑了单一碰撞场景下的悬置失效实现对车内乘员的保护，未能考虑车辆实际使用的不同复杂场景的针对性保护，同时方案二仅考虑对不同的悬置失效进行组合，未能考虑不同悬置组合下不同悬置失效时刻对车内乘员体现的不同保护效果，因而对车内乘员的保护有限，未能实现对车辆实际使用中乘员的更大程度的保护。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种动力总成悬置失效控制方法和汽车，其引入碰撞场景及碰撞相对速度与动力总成悬置失效的相关性控制方法，实现不同碰撞场景及碰撞相对速度下不同位置的悬置主动失效，并对悬置失效的时刻进行控制，准确控制总成的脱离，实现对车内乘员最优的保护，同时低速碰撞下车辆维修经济性及用户感知。
本发明公开了一种动力总成悬置失效控制方法，当车辆识别发生碰撞时，确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，每个碰撞预设场景Ki包括以碰撞相对速度为单位划分的n个区间，每个区间对应一个理论碰撞速度Vx，每个理论碰撞速度Vx对应一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合，对比实际碰撞相对速度Vj和第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx，当Vx＜Vj＜Vx+1时，主动断开第x个悬置失效组合及失效时刻组合，x≥1。
在本发明的一种优选实施方案中，将每个碰撞预设场景Ki划分为n个区间的方法，以决策需求最低阀值的碰撞相对速度V0作为标定工况的碰撞相对车速下限，以设定碰撞相对车速Vt作为标定工况的碰撞相对车速上限，将V0-Vt的速度范围等分为n个区间，在每个区间内选取一个理论碰撞速度Vx。
在本发明的一种优选实施方案中，确定每个理论碰撞速度Vx对应的一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合的方法包括，基于某个碰撞场景Ki对应的理论碰撞速度Vx、以不同悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj为优化参数进行仿真优化，获取Vx对应相对碰撞速度下最优的乘员伤害指数，此时的车内乘员伤害最小，车内乘员得到最优的保护，不同Vx与各自对应的假人伤害指数拟合，得出相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线，基于相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线确定理论碰撞速度Vx对应的悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj，此时的乘员伤害最小，乘员的保护效果最好，实现对车辆内乘员的最优保护。
在本发明的一种优选实施方案中，当悬置失效组合Ai＝Q个，悬置失效时刻组合Aj＝H个，Q≥2，H≥2，则悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合
在本发明的一种优选实施方案中，不同碰撞场景Ki下对应不同碰撞速度Vx对应的最优的悬置失效组合和悬置失效时刻组合参数Ai/Aj组成悬置失效数据集合写入车载ECU中。
在本发明的一种优选实施方案中，当车辆识别发生碰撞时，基于车路协同系统确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，所述车路协同系统包括路侧系统和车载系统。
在本发明的一种优选实施方案中，车辆在行驶过程中，车路协同系统实时监测道路工况，当监测到到车辆与前进方向上安全距离范围内有障碍物，识别安全范围内障碍物的种类，车辆乘员保护系统进入预工作状态，此时车辆主动安全系统开启工作主动减速/变道避让，ACU通过车载传感器检测车辆碰撞加速度信号。
在本发明的一种优选实施方案中，当碰撞加速度传感器采集到碰撞信号时，车辆确定发生碰撞时。
在本发明的一种优选实施方案中，碰撞预设场景Ki包括但不限于车对车碰撞场景、车对刚性墙碰撞场景、车对树碰撞碰撞场景。
本发明还公开了一种汽车，包括非暂存计算机可读储存媒介，所述非暂存计算机可读储存媒介使用于一计算机程序产品中，该计算机程序产品包括动力总成悬置失效控制方法。
本发明的有益效果是：本发明引入碰撞场景及碰撞相对速度与动力总成悬置失效的相关性控制方法，实现不同碰撞场景及碰撞相对速度下不同位置的悬置主动失效，并对悬置失效的时刻进行控制，准确控制总成的脱离，实现对车内乘员最优的保护，同时低速碰撞下车辆维修经济性及用户感知；同时，本发明针对现实车辆使用过程中交通事故复杂工况下的车内乘员实现最优的保护，减少实际事故中车内乘员的伤害，实现对乘员的最优保护。
附图说明
图1是本发明一种动力总成悬置失效控制方法的流程图；
图2是本发明一种动力总成悬置失效控制方法的确定每个理论碰撞速度Vx对应的一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合的方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
本发明公开了一种动力总成悬置失效控制方法，当车辆识别发生碰撞时，确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，每个碰撞预设场景Ki包括以碰撞相对速度为单位划分的n个区间，每个区间对应一个理论碰撞速度Vx，每个理论碰撞速度Vx对应一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合，对比实际碰撞相对速度Vj和第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx，当Vx＜Vj＜Vx+1时，主动断开第x个悬置失效组合及失效时刻组合，x≥1。
在本发明的一种优选实施方案中，将每个碰撞预设场景Ki划分为n个区间的方法，以决策需求最低阀值的碰撞相对速度V0作为标定工况的碰撞相对车速下限，以设定碰撞相对车速Vt作为标定工况的碰撞相对车速上限，将V0-Vt的速度范围等分为n个区间，在每个区间内选取一个理论碰撞速度Vx。
在本发明的一种优选实施方案中，：确定每个理论碰撞速度Vx对应的一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合的方法包括，基于某个碰撞场景Ki对应的理论碰撞速度Vx、以不同悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj为优化参数进行仿真优化，获取Vx对应相对碰撞速度下最优的乘员伤害指数，此时的车内乘员伤害最小，车内乘员得到最优的保护，不同Vx与各自对应的假人伤害指数拟合，得出相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线，基于相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线确定理论碰撞速度Vx对应的悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj，此时的乘员伤害最小，乘员的保护效果最好，实现对车辆内乘员的最优保护。
在本发明的一种优选实施方案中，当悬置失效组合Ai＝Q个，悬置失效时刻组合Aj＝H个，Q≥2，H≥2，则悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合
在本发明的一种优选实施方案中，不同碰撞场景Ki下对应不同碰撞速度Vx对应的最优的悬置失效组合和悬置失效时刻组合参数Ai/Aj组成悬置失效数据集合写入车载ECU中。
在本发明的一种优选实施方案中，当车辆识别发生碰撞时，基于车路协同系统确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，所述车路协同系统包括路侧系统和车载系统。
在本发明的一种优选实施方案中，车辆在行驶过程中，车路协同系统实时监测道路工况，当监测到到车辆与前进方向上安全距离范围内有障碍物，识别安全范围内障碍物的种类，车辆乘员保护系统进入预工作状态，此时车辆主动安全系统开启工作主动减速/变道避让，ACU检测车辆碰撞加速度传感器信号，。
在本发明的一种优选实施方案中，当碰撞加速度传感器采集到碰撞信号时，车辆确定发生碰撞时。
在本发明的一种优选实施方案中，碰撞预设场景Ki包括但不限于车对车碰撞场景、车对刚性墙碰撞场景、车对树碰撞碰撞场景。
在本发明的一种优选实施方案中，包括路侧系统，车载系统、碰撞加速度传感器，车辆约束系统，还包括气囊控制器ACU以及车载电子控制器ECU；路侧系统，与交通基础设施进行网联交互，使交通基础设施之间、交通基础设施与车辆及其他交通参与者之间形成信息共享；车载系统，与车辆CAN总线进行对接，感知车辆的运行状态，接收车辆传感器信息并对车载控制器、执行器通过电信号实施控制，车载系统与路侧系统及其他车载系统进行实时信息交互；气囊控制器ACU根据预设的标定情况对接收的各信号和加速度信号进行分析，与预设标定状态对比，生成点爆信号，并将点爆信号发送至气囊发生器和安全带预紧器，以使气囊与安全带预紧器根据点爆信号起爆工作，其中加速度传感器位于汽车前防撞梁上。
本发明的车辆在行驶过程中，车路协同系统实时监测道路工况，当监测到到车辆与前进方向上安全距离范围内有障碍物，及时识别安全范围内障碍物的种类(货车、轿车、路灯等)，车辆乘员保护系统进入预工作状态，此时车辆主动安全系统开启工作主动减速/变道避让，ACU检测车辆碰撞加速度传感器信号，当车辆识别发生碰撞时(碰撞加速度传感器开始采集到碰撞信号的时刻)，车路协同系统通过识别碰撞的目标种类，传给车辆的ECU单元，通过与车载数据库中的对应工况场景进行识别，确定碰撞目标场景Ki，车载ECU基于车路协同系统的信息确定此时目标车辆与本车辆之间的实际碰撞相对速度Vj，并与标定数据库中场景及碰撞相对速度参数对比匹配，首先选择最接近标定碰撞工况下的场景Ki，再对比实际碰撞相对速度Vj和第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx，当Vx＜Vj＜Vx+1时，主动断开第x个悬置失效组合及失效时刻组合，x≥1。此时车内乘员伤害最小，乘员收到最大程度的保护；
悬置失效控制方法，其特征在于：第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx的确定方法为，基于预设的相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线获取。
车辆悬置失效组合标定方法为在车型开发阶段，针对不同碰撞预设场景Ki(包括但不局限于车对车、车对刚性墙，车对树碰撞等场景)，以决策需求最低阀值的碰撞相对速度作为新标定工况的碰撞相对车速下限V0，以设定碰撞相对车速Vt作为标定工况的相对速度上限；针对从V0到Vt的速度范围内，每隔nKM/H，作为一个目标碰撞速度Vx，
针对这个碰撞场景Ki下理论碰撞速度Vx，由不同悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj为优化参数进行仿真优化，计算不同Ai/Aj组合参数下车内乘员伤害指数，并进行计算评估，使得选择此参数Ai/Aj(不同悬置失效组合及失效时刻组合)时车内乘员可以在Vx的相对碰撞车速时，获得车辆约束系统对乘员进行最好的保护，此时的乘员伤害最小，乘员的保护效果最好，实现对车辆内乘员的最优保护；不同碰撞场景Ki下对应不同碰撞速度Vx对应的最优的悬置失效组合和悬置失效时刻组合参数Ai/Aj组成悬置失效数据集合写入ECU中，作为悬置失效控制系统的数据库，其中V0对应为特定碰撞场景Ki下，约束系统启动工作的阀值碰撞相对速度。
本发明通过在车身内部的车载设备以及路测设备的车路协同系统，并通过不同悬置失效组合及失效时刻组合的优化组合，针对现实车辆使用过程中交通事故复杂工况下的车内乘员实现最优的保护，减少实际事故中车内乘员的伤害，实现对乘员的最优保护。
其中悬置失效具体方法可以是悬置总成内不同零件通过电控连接与失效，通过ECU对悬置电控信号的变化控制不同悬置失效的组合以及失效时刻组合；也可以是通过悬置的连接通过自爆螺栓，通过ECU对悬置自爆螺栓信号的变化控制螺栓失效从而实现不同悬置失效的组合以及失效时刻组合(参考CN204184298U一种利用主动式脱离技术对动力总成控制的系统)，亦可以是悬置本体装有火药等自爆装置，通过ECU对悬置火药起爆电控信号的变化控制悬置失效的组合以及失效时刻(参考CN 111483308 A主动可控式失效悬置、悬置失效控制系统及方法)
本发明还公开了一种汽车，包括非暂存计算机可读储存媒介，所述非暂存计算机可读储存媒介使用于一计算机程序产品中，该计算机程序产品包括动力总成悬置失效控制方法。
人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：当车辆识别发生碰撞时，确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，每个碰撞预设场景Ki包括以碰撞相对速度为单位划分的n个区间，每个区间对应一个理论碰撞速度Vx，每个理论碰撞速度Vx对应一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合，对比实际碰撞相对速度Vj和第x个悬置失效组合及悬置失效时刻组合对应的理论碰撞速度Vx，当Vx＜Vj＜Vx+1时，主动断开第x个悬置失效组合及失效时刻组合，x≥1；将每个碰撞预设场景Ki划分为n个区间的方法，以决策需求最低阀值的碰撞相对速度V0作为标定工况的碰撞相对车速下限，以设定碰撞相对车速Vt作为标定工况的碰撞相对车速上限，将V0-Vt的速度范围等分为n个区间，在每个区间内选取一个理论碰撞速度Vx；确定每个理论碰撞速度Vx对应的一个悬置失效组合及悬置失效时刻组合的方法包括，基于某个碰撞场景Ki对应的理论碰撞速度Vx、以不同悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj为优化参数进行仿真优化，获取Vx对应相对碰撞速度下最优的乘员伤害指数，此时的车内乘员伤害最小，车内乘员得到最优的保护，不同Vx与各自对应的假人伤害指数拟合，得出相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线，基于相对碰撞车速/乘员伤害程度指数曲线确定理论碰撞速度Vx对应的悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj，此时的乘员伤害最小，乘员的保护效果最好，实现对车辆内乘员的最优保护。
2.根据权利要求1所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：当悬置失效组合Ai=Q个，悬置失效时刻组合Aj=H个，Q≥2，H≥2，则悬置失效组合Ai及悬置失效时刻组合Aj的总个数=。
3.根据权利要求1所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：不同碰撞场景Ki下对应不同碰撞速度Vx对应的最优的悬置失效组合和悬置失效时刻组合参数Ai/Aj组成悬置失效数据集合写入车载ECU中。
4.根据权利要求1所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：当车辆识别发生碰撞时，基于车路协同系统确定碰撞目标场景Ki和实际碰撞相对速度Vj，所述车路协同系统包括路侧系统和车载系统。
5.根据权利要求4所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：车辆在行驶过程中，车路协同系统实时监测道路工况，当监测到到车辆与前进方向上安全距离范围内有障碍物，识别安全范围内障碍物的种类，车辆乘员保护系统进入预工作状态，此时车辆主动安全系统开启工作主动减速/变道避让，ACU通过车载传感器检测车辆碰撞加速度信号。
6.根据权利要求1所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：当碰撞加速度传感器采集到碰撞信号时，车辆确定发生碰撞时。
7.根据权利要求1所述的动力总成悬置失效控制方法，其特征在于：碰撞预设场景Ki包括车对车碰撞场景、车对刚性墙碰撞场景、车对树碰撞碰撞场景。
8.一种汽车，其特征在于：包括非暂存计算机可读储存媒介，所述非暂存计算机可读储存媒介使用于一计算机程序产品中，该计算机程序产品包括如权利要求1-7任一项所述的动力总成悬置失效控制方法。
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