电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术具体涉及电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法及装置。所述的保护方法包括行驶监测步骤、判断步骤；执行步骤；当车辆行驶速度V大于某一速度且制动加速度信号a大于一定值，则控制单元向执行单元发出信号，执行单元将前保险杠升高ΔH，使前保险杠距地面的距离H与汽车停止或匀速行驶时前保险杠的高度H0一致；电动轿车在具有一定速度的情况下紧急制动时，前部保险杠上升一定高度，弥补了紧急制动时轿车前端保险杠的高度下降，使得轿车与前车追尾时其前部保险杠位于正确高度，发挥保险杠的吸能作用，极大提高了轿车在追尾事故中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法及装置
本专利技术涉及电动轿车主动保护系统，具体涉及电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法及装置。
技术介绍
目前无人驾驶汽车正在成为汽车领域发展的新方向，目前的新能源汽车，例如三元锂电驱动的电动车，其前部保险杠面罩位置的设计与传统车存在明显区别，传统汽车必须设置进气格栅，用以对进气格栅后方的散热器进行散热，而电动汽车的动力源是电池和电机系统，对散热的要求较低，因此大部分电动汽车为了降低车身空气阻力系数，往往选择封闭式面罩，例如特斯拉model3轿车，其车身前部面罩为封闭式，在面罩下方留有尺寸较小的辅助进气口，因此电动汽车前部的面罩后方除保险杠外没有设置其他零件，保险杠附近的位置较为空旷。另一方面，针对目前的汽车追尾事故调查，并查阅相关事故鉴定资料可知，追尾事故常见的方式有刹车滞后型、起步错误型、行车线变更型，其中的刹车滞后型、刹车滞后型追尾时，后方追尾车辆的速度部分情况下较高，根据林洋(日本)著《实用汽车事故鉴定学》中关于追尾事故的调查可知，追尾车辆在追尾前通常会采取紧急制动，这使得追尾车的前保险杠往往降低高度导致钻到被撞车的后保险杠下面，所以追尾车的车身前部直接装在了被撞车后保险杠的后部，使得追尾车更容易出现明显的损伤；也就是说，即使前、后车辆的保险杠高度一致，也常因为追尾车辆采取制动后其前保险杠高度降低而使得追尾车发生轻微或明显钻入现象，这个现象随碰撞两个保险杠的高度差和两车的速度差的增大而增大。目前已经出现了可以实现前保险杠升降的装置，例如专利CN201810378039中提出的一种可升降式前保险杠结构，包括车辆底盘、前保险杠以及控制单元和执行单元；前保险杠可升起和落下地设置在车辆底盘上；控制单元用于自动识别行人，并在车辆将要碰撞到行人前向所述执行单元发出指令，并通过所述执行单元抬起或者落下所述前保险杠，该专利中的结构可以在汽车与行人发生碰撞前自动将保险杠降低，进而防止保险杠直接撞击行人的下肢；但是该保险杠结构和保护方法只是针对车辆与前方行人碰撞时对行人的保护，而没有考虑车辆与其前方车辆追尾时前部保险杠如何控制才能更好的保护后方的追尾车辆，无法应用于车-车追尾碰撞事故中由于后方车辆制动时其前部保险杠高度降低导致的后方车辆安全性下降的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种提高车辆与前方车辆追尾时的安全性的电动轿车追尾时前部保险杠主动保护装置及保护方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，所述的保护方法包括顺次进行的以下步骤：行驶监测步骤、判断步骤；执行步骤；所述的行驶监测步骤为：控制单元接收车辆行驶速度信号V，车辆制动加速度信号a，然后进入判断步骤：所述的判断步骤为：d.车辆行驶速度V大于某一速度V0时，进入步骤b；e.制动加速度信号a大于一定值a0时，进入步骤c：所述的执行步骤为：f.控制单元向执行单元发出信号，执行单元将前保险杠升高ΔH，使前保险杠距地面的距离H与汽车停止或匀速行驶时前保险杠的高度H0一致；所述的ΔH的计算方法按以下(1-1)进行计算，ΔH1＝m·a·h·L1/2·k1·11·L0(1-1)d.控制单元持续接收a值，当a重新小于a0，则控制单元控制执行单元将前保险杠降低，恢复初始位置；上式中，k1为电动轿车前悬架刚度系数，L1为质心距电动轿车前端距离，m为电动轿车质量，a为汽车制动产生的加速度值，h为电动轿车质心距地面高度。优选的，所述的ΔH的计算方法中，还按(1-2)式计算ΔH2，并将ΔH1，ΔH2的大小进行比较，取两者中较大值作为ΔH：ΔH2＝m·a·h·L2/2·k2·l2·L0(1-2)ΔH＝Max(ΔH1，ΔH2)上式中，k2为电动轿车后悬架刚度系数，l2为电动轿车质心至后轴距离，L2位质心距电动轿车后端距离。优选的，所述的V0为50km/h或60km/h或70km/h或80km/h，所述的a0为5.0-6.2m/s2。优选的，所述的监测步骤中，电动轿车的控制单元还接收车辆前方图像信息T，同时根据车辆前方图像信息T判断出本车辆前方物体为车辆或行人；所述的判断步骤b中，当前方图像信息T显示前方物体为车辆且制动加速度信号a大于一定值a0时，进入步骤c。优选的，所述的监测步骤中，电动轿车的控制单元还接收车辆距前方车辆距离L，以及车辆前轮转速n；所述的判断步骤b中，当制动加速度信号a大于一定值a0时，按下式计算出的车辆当前最小制动距离Lmin＞L，则进入步骤C；Lmin＝V2/2·g·μ(1-9)上式中μ为轮胎与地面之间摩擦系数；所述的μ的取值方法为：电动轿车的控制单元还接收前轮滑移率参数s，滑移率s按下式计算：s＝V-Rβ/V(1-10)β＝n·2·π/60(1-11)上式中R为轮胎有效半径，β为轮胎旋转角速度，n为轮胎转速；当s≤0.15，μ取0.5；当0.15＜s≤0.3，μ取0.8；当s＞0.3，μ取0.6-0.7；根据上述的电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法对应的保险杠主动保护装置，其特征在于：所述的主动保护装置包括设置在电动轿车前端的相对于汽车横向方向水平布置的保险杠；保险杠与其后方的吸能盒之间构成可拆卸式连接，且相对于吸能盒在轿车垂向方向上下移动；吸能盒与发动机舱纵梁之间构成可拆卸式连接；保险杠的上下移动由执行单元驱动；执行单元的控制线与控制单元的I/O端口连接，控制单元的I/O端口还分别与车速传感器、车身加速度传感器、电动轿车前轮轮速传感器的信号线连接；车速传感器采集车速V，车身加速度传感器采集制动加速度a，电动轿车前轮轮速传感器采集前轮转速n；所述的执行单元、控制单元、车速传感器、车身加速度传感器、前轮轮速传感器各自的电源线分别与蓄电池连接或与电动轿车的电池供电导线连接。优选的，所述的保险杠为空心矩形钢管或空心圆形钢管或空心椭圆形钢管，保险杠的两端外侧面分别与一个滑块的外侧面螺栓连接或焊接连接，滑块安装在竖直设置的导轨上且相对导轨上下滑动，导轨的上、下两端的侧面与水平放置的截面为H型的连接支架的前端上、下端头分别通过法兰螺栓连接或插销连接，连接支架的H型构架向轿车驾驶室方向的内侧凹槽处与吸能盒的前端通过螺栓连接，吸能盒的后端通过螺栓与发动机纵梁的前端螺栓连接；所述的执行单元包括沿汽车左右对称布置的两个电动推杆，电动推杆竖直放置或沿汽车纵向方向倾斜放置在保险杠与连接支架之间；电动推杆的活塞杆杆端与保险杠之间通过插销连接或铰链连接，电动推杆的底座与连接支架的前端通过插销连接或铰链连接。优选的，所述的车速传感器通过螺栓或卡扣或粘接方式安装在变速器输出轴上或驱动桥桥壳的内侧壁上；所述的车身加速度传感器通过螺栓或卡扣或粘接方式安装在驾驶员座椅底部坐垫上或安装在保险杠的外侧面上；所述的前轮轮速传感器通过螺栓或卡扣或粘接方式安装在汽车前轮轮毂内侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的保护方法包括顺次进行的以下步骤：行驶监测步骤、判断步骤；执行步骤；/n所述的行驶监测步骤为：控制单元接收车辆行驶速度信号V，车辆制动加速度信号a，然后进入判断步骤：/n所述的判断步骤为：/na.车辆行驶速度V大于某一速度V0时，进入步骤b；/nb.制动加速度信号a大于一定值a0时，进入步骤c：/n所述的执行步骤为：/nc.控制单元向执行单元发出信号，执行单元将前保险杠升高ΔH，使车辆制动时前保险杠距地面的距离H与车辆停止或匀速行驶时前保险杠距离地面的高度H0一致；/n所述的ΔH的计算方法按(1-1)进行计算：/nΔH

【技术特征摘要】
1.电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的保护方法包括顺次进行的以下步骤：行驶监测步骤、判断步骤；执行步骤；
所述的行驶监测步骤为：控制单元接收车辆行驶速度信号V，车辆制动加速度信号a，然后进入判断步骤：
所述的判断步骤为：
a.车辆行驶速度V大于某一速度V0时，进入步骤b；
b.制动加速度信号a大于一定值a0时，进入步骤c：
所述的执行步骤为：
c.控制单元向执行单元发出信号，执行单元将前保险杠升高ΔH，使车辆制动时前保险杠距地面的距离H与车辆停止或匀速行驶时前保险杠距离地面的高度H0一致；
所述的ΔH的计算方法按(1-1)进行计算：
ΔH1＝m·a·h·L1/2·k1·l1·L0(1-1)
ΔH＝ΔH1
d.控制单元持续接收a值，当a重新小于a0，则控制单元控制执行单元将前保险杠降低，恢复初始位置；
上式中，k1为电动轿车前悬架刚度系数，L1为质心距电动轿车前端距离，l1为质心距前轴距离，L0为电动轿车轴距，m为电动轿车质量，a为汽车制动产生的加速度值，h为电动轿车质心距地面高度。


2.根据权利要求1所述的电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的ΔH的计算方法中，还按(1-2)式计算ΔH2，并将ΔH1，ΔH2的大小进行比较，取两者中较大值作为ΔH；
ΔH2＝m·a·h·L2/2·k2·l2·L0(1-2)
ΔH＝Max(ΔH1，ΔH2)
上式中，k2为电动轿车后悬架刚度系数，l2为电动轿车质心至后轴距离，L2位质心距电动轿车后端距离。


3.根据权利要求1所述的电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的V0为50km/h或60km/h或70km/h或80km/h，所述的a0为5.0-6.2m/s2。


4.根据权利要求1所述的电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的监测步骤中，电动轿车的控制单元还接收车辆前方图像信息T，并根据车辆前方图像信息T判断出本车辆前方物体为车辆或行人；
所述的判断步骤b中，当制动加速度信号a大于一定值a0，且前方图像信息T显示前方物体为车辆时，进入步骤c。


5.根据权利要求1所述的电动轿车追尾时前保险杠主动保护方法，其特征在于：所述的监测步骤中，电动轿车的控制单元还接收车辆距前方车辆距离L，以及车辆前轮转速n；
所述的判断步骤b中，当制动加速度信号a大于一定值a0时，按下式(1-9)计算出的车辆当前最小制动距离Lmin＞L，则进入步骤C；
Lmin＝V2/2·g·μ(1-9)
上式中μ为轮胎与地面之间摩擦系数；
所述的μ的取值方法为：电动轿车的控制单元还接收前轮滑移率参数s，滑移率s按下式计算：
s＝(V-Rβ)/V(1-10)
β＝n·2·π/60(1-11)
上式中R为轮胎有效半径，β为轮胎旋转角速度，n为轮胎转速，测量时分别测得左前轮、右前轮转速，并取左前轮、右前轮转速的平均值作为轮胎转速；
当s≤0.15，μ取0.5；
当0.15＜s≤0.3，μ取0.8；
当s＞0.3，μ取0.6-0.7。


6.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，廖文俊，李平飞，谭正平，谭金会，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51