CN105946755A - 一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置及其控制方法 - Google Patents

一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车碰撞缓冲吸能技术领域的一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置及其控制方法，所述装置包括检测机构、执行机构、液压阻尼器、若干空气气囊、涡轮增压装置、高压储气罐、低压储气罐和电子控制单元；本发明通过在保险杠与车架之间加入空气气囊的方法，可以在汽车发生碰撞时把碰撞的能量转化成压缩气体的能量，并将空气排出气囊，以此达到碰撞缓冲的目的，减轻汽车碰撞带来的伤害。本发明根据汽车的车速和汽车与障碍物之间距离，实时计算判断汽车是否处于安全距离。同时，电子控制单元根据汽车所处的距离判断空气气囊是否充气使保险杠前伸，有效提高汽车碰撞安全性能。充放气体可通过回收在一定程度下可以循环再利用，节省了能源消耗。

Description

一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车碰撞缓冲吸能技术领域，具体涉及一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置及其控制方法。
背景技术
汽车数量的逐年增多，使碰撞追尾等交通事故频频发生，汽车安全已经成为行业内关注的重要问题。为了保证汽车与人的安全，许多的安全技术应运而生，汽车碰撞缓冲技术也因此逐渐成熟并得到应用。上世纪的60年代，奔驰公司率先提出了“缓冲吸能”的概念，日本本田汽车厂则将“缓冲吸能”发扬光大，他们通过优化车身的结构，调整车身不同强度钢材的比例达到缓冲吸能的效果。随着安全技术不断进步，汽车上也出现了各种碰撞保护装置，比如保险杠、安全气囊、碰撞吸能盒、碰撞缓冲器等。然而，现有的碰撞缓冲技术大多采用弹簧触发或者油液触发的方式来进行缓冲吸能，虽然缓冲效果得到改善，但仍存在这一些问题。弹簧触发有自震现象,容易传递低频震动，且重量大；而油液触发则存在响应缓慢的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种汽车碰撞缓冲吸能装置及其控制方法，通过空气气囊充气、压缩并释放的方法，把碰撞的能量转化成压缩气体的能量，再将空气排出气囊的方式达到碰撞缓冲的目的，解决了弹簧、油液触发方式的弊端，提高了缓冲效果。
本发明的技术方案是：一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置，包括检测机构、执行机构、液压阻尼器、若干空气气囊、高压储气罐和电子控制单元；
所述检测机构包括速度传感器、距离传感器a、距离传感器b和空气压力传感器；所述车速传感器安装在车体前端；所述距离传感器a安装在车体前端；所述距离传感器b安装在保险杠后边缘；所述空气压力传感器位于空气气囊内；
所述执行机构包括进气电磁阀、出气电磁阀和高压充气泵；
所述液压阻尼器的数量有两个，分别安装在车架的两侧，所述液压阻尼器的一端与保险杠连接，另一端与车架连接；
所述空气气囊的一端与保险杠连接，另一端与车架连接；所述高压储气罐的一端通过进气管与空气气囊的一端连接，所述空气气囊的另一端与出气管的一端连接，高压储气罐的另一端通过管道与高压充气泵连接；所述进气电磁阀安装在进气管道上，所述出气电磁阀安装在出气管上；
所述电子控制单元包括输入模块、输出模块和运算模块；所述输入模块与检测机构电连接，用于接受速度传感器检测的车速信号，距离传感器a检测的障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b检测的保险杠伸出距离信号，空气压力传感器检测的压力信号，并将所接受的信号传送到运算模块；所述运算模块进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊充气或者放气指令，并将指令传送到输出模块，所述输出模块与执行机构电连接，用于将运算模块的信号输出至执行机构，所述高压充气泵用于对高压储气罐进行充气，进气电磁阀用于根据充气指令对空气气囊充气，所述出气电磁阀用于根据放气指令对空气气囊放气。
上述方案中，所述空气气囊为空气弹簧气囊。
上述方案中，所述空气气囊的数量为四个，分别为空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c、空气气囊d；
所述空气气囊a和空气气囊d用气管相连通；所述空气气囊b和空气气囊c用气管相连通。
上述方案中，还包括低压储气罐、涡轮增压装置和单向阀；
所述低压储气罐安装在车架上，所述低压储气罐的一端与出气管的另一端连接，所述涡轮增压装置的一端通过管道与所述低压储气罐的另一端连接，所述涡轮增压装置的另一端通过管道与高压储气罐连接；所述单向阀安装在涡轮增压装置与高压储气罐连接的管道上。
上述方案中，还包括两组阻尼器保护装置，所述阻尼器保护装置为套筒状，分别对应的嵌套在保险杠的两侧和车架的两侧上。
一种根据所述汽车碰撞缓冲吸能安全装置的控制方法，包括以下步骤：
S1、汽车行驶过程中通过速度传感器检测车速信号，距离传感器a检测障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b检测保险杠伸出距离信号，空气压力传感器检测压力信号，并将信号传送到电子控制单元的输入模块，输入模块将信号传送到运算模块；
S2、所述运算模块中预先设定一个最小安全距离标准S安，运算模块根据检测的车速信号和障碍物与汽车间的实时距离信号计算汽车最小安全距离S安，根据检测的实时距离s与最小安全距离S安的大小关系，进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊充气或者放气指令：判断进气电磁阀是否打开给空气气囊进行充气，使保险杠前伸，同时，运算模块在压缩过程中根据距离传感器b测量的保险杠前伸距离的大小，判断出气电磁阀是否开启使空气气囊进行放气；运算模块将空气气囊充气或者放气指令通过输出模块传送至执行机构；
S3、所述执行机构根据空气气囊充气或者放气指令控制进气电磁阀或出气电磁阀的开启。
上述方案中，所述步骤S3具体为：
若车速V小于30km/h，保险杠不伸出，以空气气囊内的原有气体进行碰撞缓冲；
若车速V大于30km/h，由速度传感器与距离传感器a测得连续三组实时数据S1、V1；S2、V2；S3、V3，并传递给电子控制单元，通过电子控制单元将各时间下最小安全距离分别计算出来，记为S安1、S安2、S安3，并将S1、S2、S3分别与S安1、S安2、S安3进行比较：
第一种情况，即当各时刻最小安全距离S安既大于其中Sx值，也小于其中Sy值，其中Sx、Sy为S1、S2、S3之中的值，此时属于暂时危险状态，空气气囊不进行充气，保险杠不伸出；
第二种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3小于相应时刻S1、S2、S3，此时属于安全状态，空气气囊不进行充气，保险杠不伸出，检测机构继续进行采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断；
第三种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3大于相应时刻的距离S1、S2、S3，此时属于危险状态，此时电子控制单元控制进气电磁阀打开，高压充气泵开始对空气气囊进行充气，使空气气囊膨胀前伸，从而带动保险杠前伸，由空气气囊内的空气压力传感器测定最终气囊腔内压力P1时，停止充气，关闭进气电磁阀；同时，由距离传感器b测出此时保险杠前伸距离，记为S伸；
当保险杠伸出后，再进行一次实时数据采集比较，进行最后结果确认：当结果出现第一种情况时，保持保险杠前伸状态，并继续采集数据进行比较；当出现第二种情况时，由电子控制单元控制空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c和空气气囊d的出气电磁阀开启，进行释放气体，至保险杠恢复至原位置，保证空气气囊内的压力为P0；当最终出现第三种情况时，即表示碰撞发生，保险杠开始回缩。
上述方案中，所述第一种情况具体分为：
a)若最小安全距离S安的最小值不出现在S3、V3一组中，属于暂时危险状态，空气气囊不进行充气，保险杠不伸出，继续进行采集数据进行下一轮比较，根据结果进行判断；
b)若最小安全距离S安的最小值出现在S3、V3一组，属于暂时危险状态，空气气囊不进行充气，保险杠不伸出，此时需要以S3组数值作为下一数据的起始数据，然后继续采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断。
上述方案中，所述保险杠回缩过程具体为：碰撞冲击力使保险杠开始回缩，从而压缩空气气囊，使空气气囊内压力升高，当距离传感器b测得保险杠伸长距离变为时，空气压力传感器记录此时空气气囊内的空气压力P2并传递给电子控制单元，电子控制单元控制打开内侧空气气囊b和空气气囊c的出气电磁阀，进行气体释放，当空气压力传感器测得空气气囊b和空气气囊c腔内压力变为时，通过电子控制单元作用使出气电磁阀关闭；
当距离传感器b测得保险杠伸长距离变为时，由电子控制单元控制打开外侧空气气囊a和空气气囊d的出气电磁阀，进行释放气体，直至S伸为0。
上述方案中，还包括高压气体回收步骤，所述高压气体回收步骤具体为：气体从所述空气气囊通过出气电磁阀释放后进入低压储气罐，由涡轮增压装置产生高压气体，并经过单向阀储存至高压储气罐中。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过空气气囊充气、压缩并释放的方法，把碰撞的能量转化成压缩气体的能量，再将空气排出气囊的方式达到碰撞缓冲的目的，解决了弹簧、油液触发方式的弊端，提高了缓冲效果；由于采用电子控制单元，控制电磁阀的开关，相应速度快，使空气气囊充放气开启所需的时间很短，保证了控制精度；由于传感器能够实时采集车速和距离信号，运算模块能根据距离公式进行实时运算，做到实时动态调节，有利于提高碰撞缓冲的可靠性和稳定性；由于用气体作为缓冲介质，质量轻，采用把碰撞的能量转化成压缩气体的能量并将空气排出气囊的方式，缓冲效果好；充放气体可通过回收在一定程度下可以循环再利用，节省了能源消耗。
附图说明
图1为本发明一实施方式的结构示意图；
图2为本发明一实施方式电子控制单元连接示意图。
图中：1、距离传感器a；2、距离传感器b；3、液压阻尼器；4、空气气囊；5、空气压力传感器；6、车架；7、出气电磁阀；8、进气电磁阀；9、涡轮增压装置；10、高压充气泵；11、单向阀；12、高压储气罐；13、进气管；14、低压储气罐；15、出气管；16、阻尼器保护装置；17、保险杠；18、速度传感器。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或相似的部分。附图仅用于说明本发明，不代表本发明的实际结构和真实比例。
图1所示为本发明所述汽车碰撞缓冲吸能安全装置的一种实施方式，所述汽车碰撞缓冲吸能安全装置，包括检测机构、执行机构、液压阻尼器3、若干空气气囊4、涡轮增压装置9高压储气罐12、低压储气罐14和电子控制单元ECU。
所述检测机构包括速度传感器18、距离传感器a1、距离传感器b2和空气压力传感器5；所述车速传感器18安装在车体前端，用于测量实时车速；所述距离传感器a1安装在车体前端，用于测量障碍物与汽车间的实时距离；所述距离传感器b2安装在保险杠17后边缘，用于检测保险杠伸出距离；所述空气压力传感器5位于空气气囊内，用于检测空气气囊4内的压力。
所述执行机构包括出气电磁阀7、进气电磁阀8和高压充气泵10；所述出气电磁阀7为两位两通式电磁阀，所述出气电磁阀7的数量为四个，图1中从左至右依次记为出气电磁阀a、出气电磁阀b、出气电磁阀c和出气电磁阀d，分别安装在出气管15上，用于控制气体排出空气气囊4。所述进气电磁阀8为两位两通式电磁阀，进气电磁阀8为的数量为四个，图1中从左至右依次为进气电磁阀a、进气电磁阀b、进气电磁阀c和进气电磁阀d，分别安装在进气管13上，用于控制气体进入空气气囊4，出气电磁阀7和进气电磁阀8在未通电时处于断开状态。所述的高压充气泵10固定于车架上，连接高压储气罐12，高压充气泵10将高压气体压入高压储气罐12内，以便于各个空气气囊4充气。
所述空气气囊4为空气弹簧气囊，气囊可以伸长收缩，用于进行碰撞缓冲，所述空气气囊4位于保险杠17后面。所述空气气囊4的一端与保险杠17连接，另一端与车架6连接，初始时保证空气气囊4内存有一定压力P0的气体。所述空气气囊4的数量为四个，分别为空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c、空气气囊d；为保证气气囊a、和空气气囊d气压相同，空气气囊b和空气气囊c气压相同，所述空气气囊a和空气气囊d用气管相连通，所述空气气囊b和空气气囊c用气管相连通。当需要伸长时进行充气，压缩时进行放气，并以此带动保险杠17前伸与收缩，用于进行碰撞缓冲。相应的所述空气压力传感器5共有四个，从图1中左至右依次为空气压力传感器a、空气压力传感器b、空气压力传感器c和空气压力传感器d，分别用于检测空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c和空气气囊d内的压力。
所述液压阻尼器3的数量有两个，分别安装在车架6的两侧，用于连接保险杠17与车架6，所述液压阻尼器3的一端与保险杠17连接，另一端与车架6连接。所述液压阻尼器3的主要作用是在保险杠17运动时起导向作用，有一定的缓冲效果。另外固定液压阻尼器3两端的***安装有阻尼器保护装置16，使液压阻尼器3一开始就处于伸长状态，且让液压阻尼器3无法完全收缩到底，目的是防止当碰撞力过大时使阻尼器在收缩时崩溃。
所述阻尼器保护装置16有两组，所述阻尼器保护装置16为套筒状，分别位于液压阻尼器3与保险杠17，以及液压阻尼器3与车架6的连接处，分别对应的嵌套在保险杠17的两侧和车架6的两侧上，当保险杠17不伸出时，液压阻尼器3长度的一半就是阻尼器保护装置16的长度，其作用是使液压阻尼器3一开始就处于伸长状态，让液压阻尼器3无法完全收缩到底，目的是防止当碰撞力过大时使液压阻尼器3在收缩时崩溃。
所述的高压储气罐12用于储存高压气体，固定于车架上，所述高压储气罐12的一端分别通过进气管13与空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c、空气气囊d的一端连接，所述空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c、空气气囊d的另一端分别与出气管15的一端连接，高压储气罐12的另一端通过管道与高压充气泵10连接，方便各个气囊充气，互不干扰。
所述低压储气罐14安装在车架6上，用于储存出气管15排出的气体；所述低压储气罐14的一端与出气管15的另一端连接，所述涡轮增压装置9的一端通过管道与所述低压储气罐14的另一端连接，所述涡轮增压装置9的另一端通过管道与高压储气罐12连接，用于回收空气气囊4排出的气体，重新产生高压气体储存于高压储气罐12中；涡轮增压装置9与高压储气罐12连接的管道上安装有单向阀11，用于控制气体由涡轮增压装置9至高压储气罐12的单向流通，防止高压储气罐12的气体溢出。
如图2所示，所述电子控制单元包括输入模块、输出模块和运算模块；所述输入模块与检测机构电连接，用于接受速度传感器18检测的车速信号，距离传感器a1检测的障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b2检测的保险杠17伸出距离信号，空气压力传感器5检测的压力信号，并将所接受的信号传送到运算模块；所述运算模块进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊4充气或者放气指令，并将指令传送到输出模块，所述输出模块与执行机构电连接，用于将运算模块的信号输出至执行机构，所述高压充气泵10用于对高压储气罐12进行充气，所述进气电磁阀8用于根据充气指令对空气气囊4充气，所述出气电磁阀7用于根据放气指令对空气气囊4放气。
一种根据所述汽车碰撞缓冲吸能安全装置的控制方法，包括以下步骤：
S1、汽车行驶过程中通过速度传感器18检测车速信号，距离传感器a1检测障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b2检测保险杠17伸出距离信号，空气压力传感器5检测压力信号，并将信号传送到电子控制单元的输入模块，输入模块将信号传送到运算模块。
S2、所述运算模块中预先设定一个最小安全距离标准S安，运算模块根据检测的车速信号和障碍物与汽车间的实时距离信号计算汽车最小安全距离S安，根据检测的实时距离s与最小安全距离S安的大小关系，进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊4充气或者放气指令：判断进气电磁阀8是否打开给空气气囊4进行充气，使保险杠17前伸；同时，运算模块在压缩过程中根据距离传感器b2测量的保险杠17前伸距离的大小，判断出气电磁阀7是否开启使空气气囊4进行放气，另外，进气过程中出气电磁阀7不开启；所述运算模块将将空气气囊4充气或者放气指令通过输出模块传送至执行机构。
最小安全距离标准S安的取值主要依据汽车在制动时的制动距离。把汽车制动阶段划分为四个阶段：1)驾驶员制动反应阶段；2)制动器反应阶段；3)制动减速度增长阶段；4)制动器稳定作用阶段。在驾驶员制动反应阶段，设驾驶员反应时间为ta，速度为va，期间行驶距离为sa，已知ta约为0.3～1.0s，取其最大值，即ta＝1.0s；在第制动器反应阶段，设制动器反应时间为tb，行驶距离为sb，经查资料令tb＝0.16s；在制动减速度增长阶段，设时间为tc，行驶距离为sc，令tc＝0.2s；在制动器稳定作用阶段，由于制动时间较短，对速度影响较小，可设速度vd＝va，经查资料得最大制动减速度a约为5m/s2，制动距离为sd。
所以其中va可由速度传感器18测得。
S3、所述执行机构根据空气气囊4充气或者放气指令控制进气电磁阀8或出气电磁阀7的开启，具体步骤为：
若车速V小于30km/h，保险杠17不伸出，以空气气囊4内的原有气体进行碰撞缓冲；
若车速V大于30km/h，由速度传感器12与距离传感器a1测得连续三组实时数据，即同一时刻t下的距离Sx与速度Vx：S1、V1；S2、V2；S3、V3，并传递给电子控制单元，通过电子控制单元将各时间下最小安全距离分别计算出来，记为S安1、S安2、S安3，并将S1、S2、S3分别与S安1、S安2、S安3进行比较，比较结果可分成三种情况：
第一种情况，即当各时刻最小安全距离S安既大于其中Sx值，也小于其中Sy值，其中Sx和Sy为S1、S2、S3之中的值，此时属于暂时危险状态，空气气囊4不进行充气，保险杠17不伸出；
第一种情况又具体分为a)和b)两个状况：
a)若最小安全距离S安的最小值不出现在S3、V3一组中，属于暂时危险状态，空气气囊4不进行充气，保险杠17不伸出，继续进行采集数据进行下一轮比较，根据结果进行判断；
b)若最小安全距离S安的最小值出现在S3、V3一组，属于暂时危险状态，空气气囊4不进行充气，保险杠17不伸出，此时需要以S3组数值作为下一数据的起始数据，然后继续采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断。
第二种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3小于相应时刻S1、S2、S3，此时属于安全状态，空气气囊4不进行充气，保险杠17不伸出，检测机构继续进行采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断；
第三种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3大于相应时刻的距离S1、S2、S3，此时属于危险状态，此时电子控制单元控制进气电磁阀8打开，高压充气泵10开始对空气气囊4进行充气，使空气气囊4膨胀前伸，从而带动保险杠17前伸，由空气气囊4内的空气压力传感器5测定最终气囊腔内压力P1时，停止充气，关闭进气电磁阀8；同时，由距离传感器b2测出此时保险杠17前伸距离，记为S伸；
当保险杠17伸出后，再进行一次实时数据采集比较，进行最后结果确认：当结果出现第一种情况时，保持保险杠17前伸状态，并继续采集数据进行比较；当出现第二种情况时，由电子控制单元控制空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c和空气气囊d的出气电磁阀7开启，进行释放气体，至保险杠17恢复至原位置，保证空气气囊内的压力为P0；当最终出现第三种情况时，即表示碰撞已经发生。
当碰撞发生时，碰撞冲击力使保险杠17开始回缩，从而压缩空气气囊4，使空气气囊4内压力升高，当距离传感器b2测得保险杠17伸长距离变为时，空气压力传感器5记录此时空气气囊4内的空气压力P2并传递给电子控制单元，电子控制单元控制打开内侧空气气囊b和空气气囊c的出气电磁阀7，进行气体释放；当空气压力传感器5测得空气气囊b和空气气囊c腔内压力变为时，通过电子控制单元作用使出气电磁阀7关闭；当位距离传感器b2测得保险杠17伸长距离变为时，由电子控制单元控制打开外侧空气气囊a和空气气囊d的出气电磁阀7，进行释放气体，直至位移S伸为0。
本方法还包括高压气体回收步骤，所述高压气体回收步骤具体为：气体从空气气囊4通过出气电磁阀7释放后进入低压储气罐14，由涡轮增压装置9产生高压气体，并经过单向阀11储存至高压储气罐12中。
本发明通过在保险杠17与车架6之间加入空气气囊4的方法，可以在汽车发生碰撞时把碰撞的能量转化成压缩气体的能量，并将空气排出气囊，以此达到碰撞缓冲的目的，减轻汽车碰撞带来的伤害。本发明根据汽车的车速和汽车与障碍物之间距离，实时计算判断汽车是否处于安全距离。同时，电子控制单元根据汽车所处的距离判断空气气囊4是否充气使保险杠17前伸，有效提高汽车碰撞安全性能。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车碰撞缓冲吸能安全装置，其特征在于，包括检测机构、执行机构、液压阻尼器(3)、若干空气气囊(4)、高压储气罐(12)和电子控制单元；
所述检测机构包括速度传感器(18)、距离传感器a(1)、距离传感器b(2)和空气压力传感器(5)；所述车速传感器(18)安装在车体前端；所述距离传感器a(1)安装在车体前端；所述距离传感器b(2)安装在保险杠(17)后边缘；所述空气压力传感器(5)位于空气气囊内；
所述执行机构包括进气电磁阀(8)、出气电磁阀(7)和高压充气泵(10)；
所述液压阻尼器(3)的数量有两个，分别安装在车架(6)的两侧，所述液压阻尼器(3)的一端与保险杠(17)连接，另一端与车架(6)连接；
所述空气气囊(4)的一端与保险杠(17)连接，另一端与车架(6)连接；所述高压储气罐(12)的一端通过进气管(13)与空气气囊(4)的一端连接，所述空气气囊(4)的另一端与出气管(15)的一端连接，高压储气罐(12)的另一端通过管道与高压充气泵(10)连接；所述进气电磁阀(8)安装在进气管道上，所述出气电磁阀(7)安装在出气管(15)上；
所述电子控制单元包括输入模块、输出模块和运算模块；所述输入模块与检测机构电连接，用于接受速度传感器(18)检测的车速信号，距离传感器a(1)检测的障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b(2)检测的保险杠(17)伸出距离信号，空气压力传感器(5)检测的压力信号，并将所接受的信号传送到运算模块；所述运算模块进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊(4)充气或者放气指令，并将指令传送到输出模块，所述输出模块与执行机构电连接，用于将运算模块的信号输出至执行机构，所述高压充气泵(10)用于对高压储气罐(12)进行充气，进气电磁阀(8)用于根据充气指令对空气气囊(4)充气，所述出气电磁阀(7)用于根据放气指令对空气气囊(4)放气。
2.根据权利要求1所述的汽车碰撞缓冲吸能安全装置，其特征在于，所述空气气囊(4)为空气弹簧气囊。
3.根据权利要求1所述的汽车碰撞缓冲吸能安全装置，其特征在于，所述空气气囊(4)的数量为四个，分别为空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c、空气气囊d；
所述空气气囊a和空气气囊d用气管相连通；所述空气气囊b和空气气囊c用气管相连通。
4.根据权利要求1所述的汽车碰撞缓冲吸能安全装置，其特征在于，还包括低压储气罐(14)、涡轮增压装置(9)和单向阀(11)；
所述低压储气罐(14)安装在车架(6)上，所述低压储气罐(14)的一端与出气管(15)的另一端连接，所述涡轮增压装置(9)的一端通过管道与所述低压储气罐(14)的另一端连接，所述涡轮增压装置(9)的另一端通过管道与高压储气罐(12)连接；所述单向阀(11)安装在涡轮增压装置(9)与高压储气罐(12)连接的管道上。
5.根据权利要求1所述的汽车碰撞缓冲吸能安全装置，其特征在于，还包括两组阻尼器保护装置(16)，所述阻尼器保护装置(16)为套筒状，分别对应的嵌套在保险杠(17)的两侧和车架(6)的两侧上。
6.一种根据权利要求1所述汽车碰撞缓冲吸能安全装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、汽车行驶过程中通过速度传感器(18)检测车速信号，距离传感器a(1)检测障碍物与汽车间的实时距离信号，距离传感器b(2)检测保险杠(17)伸出距离信号，空气压力传感器(5)检测压力信号，并将信号传送到电子控制单元的输入模块，输入模块将信号传送到运算模块；
S2、所述运算模块中预先设定一个最小安全距离标准S安，运算模块根据检测的车速信号和障碍物与汽车间的实时距离信号计算汽车最小安全距离S安，根据检测的实时距离s与最小安全距离S安的大小关系，进行安全状态的综合判断，且生成空气气囊(4)充气或者放气指令：判断进气电磁阀(8)是否打开给空气气囊(4)进行充气，使保险杠(17)前伸，同时，运算模块在压缩过程中根据距离传感器b(2)测量的保险杠(17)前伸距离的大小，判断出气电磁阀(7)是否开启使空气气囊(4)进行放气；运算模块将空气气囊(4)充气或者放气指令通过输出模块传送至执行机构；
S3、所述执行机构根据空气气囊(4)充气或者放气指令控制进气电磁阀(8)或出气电磁阀(7)的开启。
7.根据权利要求6所述控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
若车速V小于30km/h，保险杠(17)不伸出，以空气气囊(4)内的原有气体进行碰撞缓冲；
若车速V大于30km/h，由速度传感器(12)与距离传感器a(1)测得连续三组实时数据S1、V1；S2、V2；S3、V3，并传递给电子控制单元，通过电子控制单元将各时间下最小安全距离分别计算出来，记为S安1、S安2、S安3，并将S1、S2、S3分别与S安1、S安2、S安3进行比较：
第一种情况，即当各时刻最小安全距离S安既大于其中Sx值，也小于其中Sy值，其中Sx、Sy为S1、S2、S3之中的值，此时属于暂时危险状态，空气气囊(4)不进行充气，保险杠(17)不伸出；
第二种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3小于相应时刻S1、S2、S3，此时属于安全状态，空气气囊(4)不进行充气，保险杠(17)不伸出，检测机构继续进行采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断；
第三种情况，即当各时刻最小安全距离S安1、S安2、S安3大于相应时刻的距离S1、S2、S3，此时属于危险状态，此时电子控制单元控制进气电磁阀(8)打开，高压充气泵(10)开始对空气气囊(4)进行充气，使空气气囊(4)膨胀前伸，从而带动保险杠(17)前伸，由空气气囊(4)内的空气压力传感器(5)测定最终气囊腔内压力P1时，停止充气，关闭进气电磁阀(8)；同时，由距离传感器b(2)测出此时保险杠(17)前伸距离，记为S伸；
当保险杠(17)伸出后，再进行一次实时数据采集比较，进行最后结果确认：当结果出现第一种情况时，保持保险杠(17)前伸状态，并继续采集数据进行比较；当出现第二种情况时，由电子控制单元控制空气气囊a、空气气囊b、空气气囊c和空气气囊d的出气电磁阀(7)开启，进行释放气体，至保险杠(17)恢复至原位置，保证空气气囊内的压力为P0；当最终出现第三种情况时，即表示碰撞发生，保险杠(17)开始回缩。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一种情况具体分为：
a)若最小安全距离S安的最小值不出现在S3、V3一组中，属于暂时危险状态，空气气囊(4)不进行充气，保险杠(17)不伸出，继续进行采集数据进行下一轮比较，根据结果进行判断；
b)若最小安全距离S安的最小值出现在S3、V3一组，属于暂时危险状态，空气气囊(4)不进行充气，保险杠(17)不伸出，此时需要以S3组数值作为下一数据的起始数据，然后继续采集数据进行下一轮比较，下一轮结果则继续根据出现的三种情况进行判断。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述保险杠(17)回缩过程具体为：
碰撞冲击力使保险杠(17)开始回缩，从而压缩空气气囊(4)，使空气气囊(4)内压力升高，当距离传感器b(2)测得保险杠(17)伸长距离变为时，空气压力传感器(5)记录此时空气气囊(4)内的空气压力P2并传递给电子控制单元，电子控制单元控制打开内侧空气气囊b和空气气囊c的出气电磁阀(7)，进行气体释放，当空气压力传感器(5)测得空气气囊b和空气气囊c腔内压力变为时，通过电子控制单元作用使出气电磁阀(7)关闭；
当距离传感器b(2)测得保险杠(17)伸长距离变为时，由电子控制单元控制打开外侧空气气囊a和空气气囊d的出气电磁阀(7)，进行释放气体，直至S伸为0。
10.根据权利要求7所述方法，其特征在于，还包括高压气体回收步骤，所述高压气体回收步骤具体为：气体从所述空气气囊(4)通过出气电磁阀(7)释放后进入低压储气罐(14)，由涡轮增压装置(9)产生高压气体，并经过单向阀(11)储存至高压储气罐(12)中。
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