汽车防撞梁装置及其控制方法与流程

本公开属于汽车车身领域，特别涉及一种汽车防撞梁装置及其控制方法。

背景技术：

防撞梁装置作为汽车车身的重要组成部分，一般包括横梁、纵梁以及吸能盒，吸能盒固定在横梁与纵梁之间。在汽车发生低速碰撞时，通过横梁及吸能盒将能量削弱，进而保护纵梁不受到损害，降低维修成本。在汽车发生高速碰撞时，可将能量有效传递给纵梁，使纵梁成为主要受力对象，保证驾驶员不受到伤害，同时保证车门能有效打开，方便人员逃离。

然而，汽车采用以上防撞梁装置时，由于吸能盒是直接固定在横梁与纵梁之间，所以吸能盒不能够移动，即不能改变其吸能空间。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种汽车防撞梁装置及其控制方法，可以改变吸能盒的吸能空间，提高对车内人员的保护效果。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种汽车防撞梁装置，所述汽车防撞梁装置包括吸能盒、纵梁以及横梁，所述汽车防撞梁装置还包括弹性限位机构、驱动件以及信号采集处理装置；

所述吸能盒的第一端固定安装在所述横梁的一侧上，所述吸能盒的第二端可滑动地插装在所述纵梁内；

所述弹性限位机构位于所述吸能盒上，且所述弹性限位机构压缩在所述纵梁的内侧壁之间；

所述纵梁的侧壁上具有限位孔，且所述限位孔位于所述纵梁的靠近所述横梁的一端，所述限位孔用于容置所述弹性限位机构；

所述驱动件位于所述纵梁内，所述驱动件与所述吸能盒的第二端相连；

所述信号采集处理装置被配置为，根据汽车的行驶参数控制所述驱动件驱动所述吸能盒沿所述纵梁的长度方向移动，以使所述弹性限位机构位于所述限位孔中。

在本公开的又一种实现方式中，所述吸能盒上具有安装孔，所述安装孔垂直于所述吸能盒的移动方向，所述弹性限位机构插装在所述安装孔中。

在本公开的又一种实现方式中，所述弹性限位机构包括弹簧和两个顶轴，所述弹簧夹装在所述两个顶轴之间，所述两个顶轴可轴向移动地同轴插装在所述安装孔内。

在本公开的又一种实现方式中，所述驱动件包括阻挡件和弹性件；

所述阻挡件可移动地位于所述纵梁内，且所述阻挡件的移动方向与所述吸能盒的移动方向垂直，所述阻挡件位于所述吸能盒的第二端；

所述弹性件压缩在所述纵梁的内壁和所述阻挡件之间。

在本公开的又一种实现方式中，所述纵梁内具有底座，所述弹性件压缩在所述底座和所述阻挡件之间。

在本公开的又一种实现方式中，所述纵梁内具有电控件，所述电控件包括驱动齿轮以及驱动电机，所述驱动齿轮同轴连接在所述驱动电机的输出轴上，所述阻挡件上具有齿条，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。

在本公开的又一种实现方式中，所述信号采集处理装置包括传感器、摄像机构以及整车控制器，所述传感器和所述摄像机构分别与所述整车控制器通信连接，所述传感器和所述摄像机构用于采集所述行驶参数。

在本公开的又一种实现方式中，一种汽车防撞梁装置的控制方法所述控制方法适用于权利要求-任一项所述的汽车防撞梁装置，其特征在于，所述控制方法包括：

实时获取所述行驶参数，所述行驶参数包括行驶速度和所述汽车距离障碍物的间距；

基于所述行驶参数，判断所述汽车是否具有碰撞风险；

若所述汽车具有碰撞风险，则控制所述驱动件驱动所述吸能盒沿所述纵梁的长度方向移动，以使所述弹性限位机构位于所述限位孔中；若所述汽车不具有碰撞风险，则控制所述驱动件不动作。

在本公开的又一种实现方式中，所述实时获取所述行驶参数，所述行驶参数包括行驶速度和所述汽车距离障碍物的间距，包括：

通过所述信号采集处理装置的传感器获取所述行驶速度，通过所述信号采集处理装置的摄像机构获取所述汽车距离障碍物的间距；

将所述行驶参数包括行驶速度和所述汽车距离障碍物的间距传输至所述信号采集处理装置中的整车控制器。

在本公开的又一种实现方式中，所述基于所述行驶参数，判断所述汽车是否具有碰撞风险，包括：

根据所述行驶参数，所述整车控制器实时计算所述汽车的预计制动距离；

若所述汽车距离障碍物的间距不大于所述预计制动距离时，则确定所述汽车具有碰撞风险；

若所述汽车距离障碍物的间距大于所述预计制动距离时，则确定所述汽车不具有碰撞风险。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

将本公开实施例提供的汽车防撞梁装置使用在汽车中时，由于该汽车防撞梁装置包括横梁、纵梁以及布置在横梁与纵梁之间的吸能盒，所以当汽车发生碰撞时，碰撞能量能够直接传递到横梁上，然后通过吸能盒进一步将碰撞能量吸收。之后剩余的碰撞能量，再进一步地传递在纵梁上，进而实现碰撞能量的分散，减轻对车内人员的伤害。

而且，由于该汽车防撞梁装置还包括驱动件以及信号采集处理装置，所以能够通过信号采集处理装置来控制驱动件，以便通过驱动件来驱动吸能盒沿纵梁的长度方向移动，直至弹性限位机构位于限位孔中，将吸能盒定位在纵梁上。也就是说，通过驱动件对吸能盒的驱动，能够使得吸能盒带动横梁移动一定范围，以此来增加吸能空间，为吸收更多的碰撞能量提前做好准备，进而减轻汽车在碰撞时的损伤。

由于横梁与纵梁之间的吸能空间能够通过吸能盒的移动来增加，所以，该汽车防撞梁装置能够通过吸能盒的有限的长度来实现更大吸能空间的改变。也就是说，该汽车防撞梁装置通过现有小巧的吸能盒的结构，来实现横梁与纵梁之间具有较大的吸能空间。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的汽车防撞梁装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的吸能盒与弹性限位机构组装结构示意图；

图3是驱动件的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的汽车防撞梁装置的控制方法的流程图。

图中各符号表示含义如下：

1、吸能盒；11、安装孔；

2、纵梁；21、限位孔；22、底座；

3、横梁；

4、弹性限位机构；41、顶轴；42、弹簧；

5、驱动件；51、阻挡件；511、齿条；52、弹性件；53、电控件；531、驱动齿轮；532、驱动电机；

6、信号采集处理装置；61、传感器；62、摄像机构；63、整车控制器。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供了一种汽车防撞梁装置，如图1所示，汽车防撞梁装置包括吸能盒1、纵梁2以及横梁3，汽车防撞梁装置还包括弹性限位机构4、驱动件5以及信号采集处理装置6。

吸能盒1的第一端固定安装在横梁3的一侧上，吸能盒1的第二端可滑动地插装在纵梁2内。

弹性限位机构4位于吸能盒1上，且弹性限位机构4压缩在纵梁2的内侧壁之间。

纵梁2的侧壁上具有限位孔21，且限位孔21位于纵梁2的靠近横梁3的一端，限位孔21用于容置弹性限位机构4。

驱动件5位于纵梁2内，驱动件5与吸能盒1的第二端相连。

信号采集处理装置6被配置为，根据汽车的行驶参数控制驱动件5驱动吸能盒1沿纵梁2的长度方向移动，以使弹性限位机构4位于限位孔21中。

将本公开实施例提供的汽车防撞梁装置使用在汽车中时，由于该汽车防撞梁装置包括横梁3、纵梁2以及布置在横梁3与纵梁2之间的吸能盒1，所以当汽车发生碰撞时，碰撞能量能够直接传递到横梁3上，然后通过吸能盒1进一步将碰撞能量吸收。之后剩余的碰撞能量，再进一步地传递在纵梁2上，进而实现碰撞能量的分散，减轻对车内人员的伤害。

而且，由于该汽车防撞梁装置还包括驱动件5以及信号采集处理装置6，所以能够通过信号采集处理装置6来控制驱动件5，以便通过驱动件5来驱动吸能盒1沿纵梁2的长度方向移动，直至弹性限位机构4位于限位孔21中，将吸能盒1定位在纵梁2上。也就是说，通过驱动件5对吸能盒1的驱动，能够使得吸能盒1带动横梁3移动一定范围，以此来增加吸能空间，为吸收更多的碰撞能量提前做好准备，进而减轻汽车在碰撞时的损伤。

由于横梁3与纵梁2之间的吸能空间能够通过吸能盒1的移动来增加，所以，该汽车防撞梁装置能够通过吸能盒1的有限的长度来实现更大吸能空间的改变。也就是说，该汽车防撞梁装置通过现有小巧的吸能盒1的结构，来实现横梁3与纵梁2之间具有较大的吸能空间。

可选地，横梁3可以为圆弧形结构件，且横梁3的沿着背离纵梁2的方向向外凸而形成圆弧。

横梁3设置为以上形状，能够较好的与汽车车身匹配，使得汽车更为美观。另一方面，也便于在横梁3上安装其他结构，比如，缓冲材料、外板等，在汽车发生碰撞时，能够更好的缓冲碰撞能量，减轻对汽车的损伤。

示例性地，横梁3可以通过冷轧薄板冲压制作而成。

在上述实现方式中，通过冷轧薄板冲压制作横梁3，能够使得制作加工效率更高。

示例性地，纵梁2的数量可以为两个，两个纵梁2平行间隔的布置在横梁3的两端，且纵梁2位于横梁3的圆弧内凹的一侧。对应的，吸能盒1以及驱动件5均可以为两个，分别与纵梁2一一对应布置。

示例性地，纵梁2可以为空心结构件，吸能盒1、弹性限位机构4以及驱动件5均安装在纵梁2的内部空心中。

在上述实现方式中，通过将纵梁2设计为空心结构件，一方面能够为吸能盒1、弹性限位机构4以及驱动件5等提供安装空间，另一方面，也能够减轻纵梁2的重量，使得汽车整体实现轻量化。

图2是本公开实施例提供的吸能盒与弹性限位机构组装结构示意图，下面结合图2，对吸能盒以及弹性限位机构进行介绍。

在本实施例中，吸能盒1上具有安装孔11，安装孔11垂直于吸能盒1的移动方向，弹性限位机构4插装在安装孔11中。

在上述实现方式中，安装孔11用于为弹性限位机构4提供安装空间，使得弹性限位机构4可以容置在安装孔11内。并且，由于安装孔11垂直于吸能盒1的移动方向，所以安装孔11还可以对弹性限位机构4起到导向的作用，保证弹性限位机构4只能够沿垂直于吸能盒1的移动方向移动，而不会发生偏移，以此保证弹性限位机构4能够顺利的被插装在对应的限位孔21中，即弹性限位机构4与限位孔21安装在一起，进而能够实现吸能盒1在纵梁2的定位。

可选地，弹性限位机构4包括弹簧42和两个顶轴41，弹簧42夹装在两个顶轴41之间，两个顶轴41可轴向移动地同轴插装在安装孔11内。

在上述实现方式中，将弹性限位机构4设置为两个顶轴41以及弹簧42，能够方便的实现弹性限位机构4的伸缩。当弹性限位机构4跟随吸能盒1移动至限位孔21处时，在弹簧42的作用下，两个顶轴41分别背向弹簧42移动，直至伸出限位孔21。由于弹簧42的两端分别连接在顶轴41上，且弹簧42的长度有限，所以两个顶轴41不会脱出安装孔11，而是在驱动件5的推力下夹装在安装孔11和限位孔21之间，以受到纵梁2和吸能盒1施加的剪切力。此时，在顶轴41的限制下，吸能盒1和纵梁2之间在轴向上保持相对固定。也就是说，通过两个顶轴41以及弹簧42与限位孔21之间的配合，能够轻松实现弹性限位机构4固定在限位孔21内。

在其他实施例中，为了简化弹性限位机构4的结构，降低制造成本，弹性限位机构4也可以仅包括弹簧42和一个顶轴41，在此情况，安装孔11可以为一端封闭，一端开口的盲孔，弹簧42的一端抵在安装孔11的内壁上，弹簧42的另一端抵在顶轴41的第一端，顶轴41的第二端可轴向移动地同轴插装在安装孔11内。

图3是驱动件的结构示意图，下面结合图3，对驱动件进行介绍。

在本实施例中，驱动件5包括阻挡件51和弹性件52，阻挡件51可移动地位于纵梁2内，且阻挡件51的移动方向与吸能盒1的移动方向垂直，阻挡件位于吸能盒1的第二端，弹性件52压缩在纵梁2的内壁和阻挡件51之间。

在上述实现方式中，将驱动件5设置为弹性件52以及阻挡件51，能够通过阻挡件51使得弹性件52的初始状态处于压缩状态，即储存有一定的能量，为了后续能够驱动吸能盒1进行移动而提前做好准备。

而将阻挡件51可移动的安装在纵梁2上，又能够使得阻挡件51灵活改变其对弹性件52阻挡的状态。也就是说，阻挡件51能够阻挡弹性件52伸长，也能够通过移动阻挡件51，来解除对弹性件52的阻挡。当阻挡件51解除对弹性件52的阻挡时，弹性件52能够在自身的弹力作用下伸长，并直接与吸能盒1相抵，进而推动吸能盒1在纵梁2上移动，使得吸能盒1更多的伸出纵梁2，增大横梁3与纵梁2之间的吸能空间。

也就是说，通过以上布置，能够灵活操作驱动件5是否推动吸能盒1进行移动，以此实现吸能空间的增大与否。

示例性地，阻挡件51为可伸缩的板状结构件，阻挡件51垂直于纵梁2，阻挡件51的一板面抵在弹性件52上，阻挡件51的另一板面紧邻吸能盒1布置。

在上述实现方式中，阻挡件51设置为伸缩板状结构件，能够增大对于弹性件52的阻挡面积，从而更为稳固的实现对弹性件52的阻挡，保证弹性件52的初始状态处于压缩状态。

能够理解，阻挡件51也可以为其他结构，比如，可转动地安装在纵梁2上的转动板等，只要能够满足阻挡件51对弹性件52的阻挡，同时也能够自动解除对弹性件52的阻挡，且不影响弹性件52对吸能盒1的推动即可，本公开实施例对此不作限制。

为了实现阻挡件51的移动，可以在纵梁2内设置电控件53，电控件53包括驱动齿轮531以及驱动电机532，驱动齿轮531同轴连接在驱动电机532的输出轴上，阻挡件51上具有齿条511，驱动齿轮531与齿条511啮合。

可选地，纵梁2内具有底座22，弹性件52压缩在底座22和阻挡件51之间。

在上述实现方式中，底座22的布置，一方面为弹性件52提供安装基础，另一方面，能够实现对弹性件52进行挤压。

可选地，信号采集处理装置6包括传感器61、摄像机构62以及整车控制器63，传感器61和摄像机构62分别与整车控制器63通信连接，传感器61和摄像机构62用于采集行驶参数。

在上述实现方式中，传感器61为车速传感器，用于采集汽车的行驶速度，摄像机构62为摄像头，用于采集汽车距离障碍物的间距，并将其输出至整车控制器63中，以控制电控件53中的驱动电机532动作，使得驱动齿轮531与齿条511之间啮合而实现驱动阻挡件51的移动。

然后，通过整车控制器63将所有的信息进行分析处理，判断汽车是否具有碰撞风险。

如果判断出汽车具有碰撞风险，则整车控制器63控制阻挡件51进行移动以解除其对弹性件52的挤压。此时，弹性件52直接作用在吸能盒1上，吸能盒1在弹性件52的驱动下进行移动，最终实现横梁3与纵梁2之间吸能空间的扩展，为减轻损伤而做出准备。

下面简单介绍一下本公开实施例提供的汽车防撞梁装置的工作方式：

首先，将该汽车防撞梁装置安装在汽车上以后，汽车正常行驶时，横梁3、纵梁2以及吸能盒1之间的位置处于原始位置，即弹性件52压缩在阻挡件51与纵梁2的底座22之间。

接着，汽车在行驶过程中，通过信号采集处理装置6中的摄像机构62、传感器61能够实时获取汽车行驶过程中的行驶参数，比如，汽车行驶速度、汽车距离障碍物的间距等信息，并通过整车控制器63对接收的信息进行分析以及判断，汽车是否具有碰撞风险。并且，根据不同的判断结果来控制驱动件5中的阻挡件51是否移动。

如果整车控制器63判断为汽车具有碰撞风险，则整车控制器63控制驱动件5的阻挡件51使其移动解除对弹性件52的抵压，然后弹性件52能够直接作用在吸能盒1上，此时，吸能盒1在弹性件52的驱动下进行移动。

当吸能盒1移动一定距离时，由于吸能盒1上设有弹性限位机构4，所以当弹性限位机构4位于对应的限位孔21中时，吸能盒1被限制而不能进一步移动。也就是说，通过驱动件5对吸能盒1的驱动，能够使得吸能盒1带动横梁3移动一定范围，以此来增加吸能空间，吸收更多的碰撞能量，为发生碰撞提前做好准备。

之后，当汽车发生碰撞时，能够直接将碰撞能量传递在横梁3中，然后通过吸能盒1进一步将碰撞能量吸收，再将剩余的碰撞能量传递在纵梁2上，进而实现碰撞力的分散，减轻对车内人员的伤害。

本公开实施例还提供一种汽车防撞梁装置的控制方法，控制方法适用于上述的汽车防撞梁装置，如图4所示，该控制方法包括：

s401：实时获取行驶参数，行驶参数包括行驶速度和汽车距离障碍物的间距。

示例性地，步骤s401能够通过以下方式实现：

首先，通过信号采集处理装置6的传感器61获取行驶速度，通过信号采集处理装置6的摄像机构62获取汽车距离障碍物的间距。

在上述实现方式中，能够在汽车外表面上相应安装多个传感器61以及多个摄像机构62，以便通过传感器61以及多个摄像机构62获取汽车的行驶参数。

示例性地，传感器61可以为速度传感器，用于获取行驶速度，获取的行驶速度不仅包括汽车自身的行驶速度，也包括在目标范围内其他障碍物的移动速度，最终通过汽车自身的行驶速度以及障碍物的移动速度，确定出汽车的相对行驶速度，也就是说，传感器61能够实时获取汽车的相对行驶速度。

摄像机构62用于获取汽车距离障碍物的间距，包括汽车前方、后方、左右侧等距离障碍物的间距。

然后，将行驶参数包括行驶速度和汽车距离障碍物的间距传输至信号采集处理装置6中的整车控制器63。

在上述实现方式中，传感器61以及摄像机构62将获取的相关行驶参数，一一传输至整车控制器63中，整车控制器63对其进行分析处理。

s402：基于行驶参数，判断汽车是否具有碰撞风险。若汽车具有碰撞风险，则执行步骤s403。若汽车不具有碰撞风险，则执行步骤s404。

示例性地，步骤s402通过以下方式实现：

首先，根据行驶参数，整车控制器63实时计算汽车的预计制动距离。

在上述实现方式中，整车控制器63依据接收的行驶参数，一一对应计算汽车的制动距离，以便实时对汽车进行判断。

预计制动距离为汽车停止需要的预计最小距离，计算时依据汽车自己的行驶速度、汽车相对障碍物的相对行驶速度进行计算。

然后，若汽车距离障碍物的间距不大于预计制动距离时，则确定汽车具有碰撞风险。若汽车距离障碍物的间距大于预计制动距离时，则确定汽车不具有碰撞风险.

在上述实现方式中，通过对汽车距离障碍物的间距与制动距离进行判断，当汽车距离障碍物的间距不大于预计制动距离时，说明此时汽车会与障碍物发生碰撞，整车控制器63会立即提醒驾驶员对汽车进行制动处理。同样的，通过对汽车距离障碍物的间距与制动距离进行判断，当汽车距离障碍物的间距大于预计制动距离时，说明此时汽车行驶过程为安全状态，即不会与障碍物发生碰撞。

s403：控制驱动件5驱动吸能盒1沿纵梁2的长度方向移动，以使弹性限位机构4位于限位孔21中。

示例性地，通过整车控制器63控制驱动件5驱动吸能盒1沿纵梁2的长度方向移动。

在上述实现方式中，当汽车具有碰撞风险以后，整车控制器63就会控制驱动件5中的电控件53动作以驱动阻挡件51进行移动，以通过阻挡件51的移动来以解除阻挡件51对弹性件52的抵压。这样使得弹性件52能够直接对吸能盒1进行抵压，以便驱动吸能盒1在纵梁2上移动，最终增大横梁3与纵梁2之间的吸能空间，为汽车发生碰撞提前做好准备，减轻碰撞对汽车的伤害。

s404：控制驱动件5不动作，车辆继续保持正常行驶。

在上述实现方式中，当汽车具有碰撞风险以后，整车控制器63就不会控制驱动件5中的电控件53进行动作，即电控件53保持原来状态，相应的，阻挡件51也不发生移动，阻挡件51保持对弹性件52的抵压。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。