CN109624903A - 一种车身侧方碰撞保护***、方法和汽车 - Google Patents

一种车身侧方碰撞保护***、方法和汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车身侧方碰撞保护***、方法和汽车，该***包括：侧方信息采集装置，装并位于车身侧面，以监测车身侧面外侧的物体相对于车身侧面的状态信息；防碰撞控制器，从侧方信息采集装置接收状态信息，并根据状态信息产生预判结果，根据预判结果发出保护控制指令；侧方碰撞保护装置，安装于车身侧面，并从防碰撞控制器等待接收保护控制指令，当接收到保护控制指令后，从车身侧面向车身外侧伸展。本发明形成了对车身侧方碰撞的主动保护，侧方碰撞保护装置采用了“工”字形三角加强结构，避免造成侧面乘员的损伤。本发明结构简单，加工容易，便于生产。

Description

一种车身侧方碰撞保护***、方法和汽车
技术领域
本发明涉及汽车驾驶安全领域，特别涉及一种车身侧方碰撞保护***、方法和汽车。
背景技术
随着汽车保有量的日益增加，汽车交通事故难以避免。据交通局统计，在交通事故中，碰撞造成的损伤占据首位。
目前，在碰撞研发中，主动安全在汽车的安全开发中起着至关重要的作用。传统的汽车结构中，都以车辆正面和后面的保护为重点，而缺乏主动式的侧面保护装置。当汽车发生侧面碰撞时，通常只是利用车身钣金结构进行车辆侧面的保护，被动地保护车内乘员的安全。当汽车发生侧面碰撞时，一般都会对车内乘员造成了很大的损伤。
因此，如何加强车辆侧面碰撞时对车内成员的保护一直都是不断研究的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车身侧方碰撞保护***、方法和采用该车身侧方碰撞保护***的汽车，以在车身侧方发生碰撞时主动保护车内成员，避免车辆侧面碰撞对车内成员造成的损伤。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种车身侧方碰撞保护***，包括：
侧方信息采集装置，所述侧方信息采集装置安装并位于车身侧面，以监测所述车身侧面外侧的物体相对于所述车身侧面的状态信息；
防碰撞控制器，所述防碰撞控制器电连接于所述侧方信息采集装置，以从所述侧方信息采集装置接收所述状态信息，并根据所述状态信息产生预判结果，根据所述预判结果发出保护控制指令；以及
侧方碰撞保护装置，所述侧方碰撞保护装置安装于所述车身侧面，并电连接于所述防碰撞控制器，以从所述防碰撞控制器等待接收所述保护控制指令，当所述侧方碰撞保护装置接收到所述保护控制指令后，从所述车身侧面向车身外侧伸展。
进一步，所述侧方信息采集装置包括：
测距传感器，所述测距传感器安装于所述车身侧面，以探测所述车身侧面外侧的物体与所述车身侧面之间的距离信息；
所述状态信息包括所述车身侧面外侧的物体与所述车身侧面之间的距离信息。
进一步，所述侧方信息采集装置还包括摄像头，所述摄像头安装于车身顶部纵梁并位于所述车身侧面，以采集所述车身侧面外侧的物体的图像信息；
所述状态信息包括所述车身侧面外侧的物体的图像信息。
进一步，所述侧方碰撞保护装置包括：
碰撞保护架，所述碰撞保护架位于所述车身侧面；
电机组，所述电机组安装于所述车身侧面并连接于所述碰撞保护架；
电机控制器，所述电机控制器电连接于所述防碰撞控制器和所述电机组，以在接收到所述保护控制指令后控制所述电机组将所述碰撞保护架从所述车身侧面向所述车身外侧伸展。
进一步，所述碰撞保护架包括：
门槛加强梁，所述门槛加强梁位于所述车身侧面门槛的外侧；
车顶加强梁，所述车顶加强梁位于所述车身侧面上纵梁的外侧；以及
B柱加强板，所述B柱加强板位于所述车身侧面B柱的外侧，并且所述B柱加强板的两端分别与所述门槛加强梁和所述车顶加强梁固定连接。
进一步，所述电机组包括：
拉伸电机，所述拉伸电机安装于所述车身侧面的门槛纵梁并连接于所述门槛加强梁，以在所述电机控制器的控制下驱动所述门槛加强梁向所述车身侧面外侧方向移动；
旋转电机，所述旋转电机安装于所述车身侧面上纵梁并连接于所述车顶加强梁，以在所述电机控制器的控制下驱动所述车顶加强梁的转动以配合所述门槛加强梁的移动。
一种车身侧方碰撞保护方法，采用如上任一项所述的车身侧方碰撞保护***，所述车身侧方碰撞保护方法包括：
当所述车身侧面外侧有物体靠近时，根据所述状态信息确定所述物体与所述车身侧面的距离和朝向所述车身侧面的移动速度；
根据所述物体与所述车身侧面的距离和朝向所述车身侧面的移动速度预判出所述物体与所述车身侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长；
若所述物体朝向所述车身侧面的移动速度大于等于速度阈值并且所述物体与所述车身侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出所述保护控制指令；
所述侧方碰撞保护装置接收到所述保护控制指令后，从所述车身侧面向车身外侧伸展；
其中，所述状态信息包括所述车身侧面外侧的物体与所述车身侧面之间的距离信息。
进一步，所述状态信息还包括所述车身侧面外侧的物体的图像信息；
在执行所述车身侧方碰撞保护方法之前：
根据所述图像信息判断所述车身侧面外侧的物体是否为危险物体；
如果所述物体是危险物体，则执行所述车身侧方碰撞保护方法，否则不执行所述车身侧方碰撞保护方法。
进一步，根据以下方法判断所述车身侧面外侧的物体靠近所述车身：
将连续两次测得的所述物体与所述车身侧面的距离进行比较，若后一次测得的所述距离小于前一次测得的所述距离，则所述车身侧面外侧的物体靠近所述车身。
一种汽车，其特征在于，采用如上任一项所述的车身侧方碰撞保护***。
从上述方案可以看出，本发明的车身侧方碰撞保护***、方法和汽车中，通过侧方信息采集装置主动监测车身侧面外侧的物体相对于车身侧面的状态信息并提前判断出物体与车身侧面相撞的时间，并及时从车身侧面向车身外侧伸展出侧方碰撞保护装置，从而形成了对车身侧方碰撞的主动保护，侧方碰撞保护装置采用了“工”字形三角加强结构，避免造成侧面乘员的损伤。并且本发明的车身侧方碰撞保护***结构简单，加工容易，便于生产。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为本发明实施例的车身侧方碰撞保护***结构框图。
图2为本发明实施例中的汽车在车身侧方碰撞保护***展开时的俯视示意图。
图3为本发明实施例中的汽车在车身侧方碰撞保护***展开时的后视示意图。
图4为本发明实施例中的汽车在车身侧方碰撞保护***展开时的侧视示意图。
标号说明
11、侧方信息采集装置
111、测距传感器
112、摄像头
12、防碰撞控制器
13、侧方碰撞保护装置
131、电机控制器
132、电机组
1321、拉伸电机
1322、旋转电机
1323、拉杆
133、碰撞保护架
1331、门槛加强梁
1332、车顶加强梁
1333、B柱加强板
2、车身
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的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
图1示出了本发明实施例的车身侧方碰撞保护***结构。如图1所示，本发明实施例的车身侧方碰撞保护***，包括侧方信息采集装置11、防碰撞控制器12和侧方碰撞保护装置13。其中，侧方信息采集装置11安装并位于车身2侧面，以监测车身2侧面外侧的物体相对于车身2侧面的状态信息。防碰撞控制器12电连接于侧方信息采集装置11，以从侧方信息采集装置11接收车身2侧面外侧的物体相对于车身2侧面的状态信息，并根据该状态信息产生预判结果，根据预判结果发出保护控制指令。侧方碰撞保护装置13安装于车身2侧面，并电连接于防碰撞控制器12，以从防碰撞控制器12等待接收保护控制指令，当侧方碰撞保护装置13接收到保护控制指令后，从车身2侧面向车身2外侧伸展。
进一步地，本发明实施例中，侧方信息采集装置11包括测距传感器111，测距传感器111安装于车身2侧面，以探测车身2侧面外侧的物体与车身2侧面之间的距离信息。其中，状态信息包括所述车身2侧面外侧的物体与车身2侧面之间的距离信息。在一个具体实施例中，测距传感器111可探测150米距离范围内的物体。
在一个具体实施中，测距传感器111包括但不限于毫米波雷达，该毫米波雷达安装于车身侧面，以通过所发射的毫米波探测车身2侧面外侧的物体的毫米波信息，通过毫米波信息确定了车身2侧面外侧的物体与车身2侧面之间的距离信息。车身2侧面外侧的物体相对于车身2侧面的状态信息包括车身2侧面外侧的物体的毫米波信息。
对应地，本发明实施例中，防碰撞控制器12中的根据状态信息产生预判结果，根据预判结果发出保护控制指令，具体包括：
当车身2侧面外侧有物体靠近时，根据所述状态信息(如毫米波信息)确定物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度，根据物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度预判出物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长，若物体朝向车身2侧面的移动速度大于等于速度阈值并且物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出保护控制指令。
在上述实施例中，仅通过测距传感器111便可以实现对物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度的判断，但是仅采用测距传感器111较难以识别物体的种类，因此可能会产生错误开启侧方碰撞保护装置13的风险。因此，本发明实施例中，侧方信息采集装置11还可进一步包括摄像头112，摄像头112安装于车身2顶部纵梁并位于车身2侧面，以采集车身2侧面外侧的物体的图像信息。相应地，车身2侧面外侧的物体相对于车身2侧面的状态信息还进一步包括车身2侧面外侧的物体的图像信息。
对应地，本发明实施例中，防碰撞控制器12中的根据状态信息产生预判结果，根据预判结果发出保护控制指令，具体包括：
获取车身2侧面外侧的物体的图像信息，并根据图像信息确定该物体是否为危险物体；
当该物体是危险物体时，根据测距传感器111所探测的该物体的状态信息(包含该物体与车身2侧面的距离信息)确定该物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度，根据该物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度预判出物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长，若物体朝向车身2侧面的移动速度大于等于速度阈值并且物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出保护控制指令。
相比于仅采用测距传感器111的实施而言，采用测距传感器111和摄像头112的方案，能够通过确定物体的类型，例如确定物体是否为汽车(本发明实施例中，危险物体例如汽车)或者其他物体，这样能够为进一步的判断提供依据，避免误判。例如当将物体判断为汽车时，若该物体(汽车)朝向车身2侧面的移动速度高于速度阈值，并且该物体(汽车)与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出保护控制指令；当将物体判断为人或者动物时，不发出保护控制指令。
在一个具体实施例中，防碰撞控制器12还可以电连接于汽车的中央控制***或者作为汽车的中央控制***的一部分，并可通过中央控制***修改相应的参数，如修改速度阈值和时间阈值等，将车身2侧面外侧的物体相对于车身2侧面的状态信息发送给中央控制***并通过中央控制***进行显示(可包括摄像头112所拍摄的图像信息以及物体与车身2侧面的距离和物体朝向车身2侧面的移动速度等信息)，以及时提示车内乘员相关的车身2外部的环境状况。
在一个具体实施例中，时间阈值例如3～5秒。速度阈值例如20～80公里/小时。
在一个具体实施例中，摄像头112采用广角摄像头，能够扩展对车身2侧面外侧的观察视野，减小盲区范围。
图2、图3和图4分别示出了本发明实施例中的汽车在车身侧方碰撞保护***展开时的俯视、后视和侧视示意结构。同时参见图1、图2、图2、图3和图4所示，侧方碰撞保护装置13包括电机控制器131、电机组132和碰撞保护架133。其中，碰撞保护架位133于车身2侧面。电机组132安装于车身2侧面并连接于碰撞保护架133。电机控制器131电连接于防碰撞控制器12和所述电机组132，以在接收到保护控制指令后控制电机组132将碰撞保护架133从车身2侧面向车身2外侧伸展。
在本发明实施例中，碰撞保护架包括门槛加强梁1331、车顶加强梁1332和B柱加强板1333。门槛加强梁1331位于车身2侧面门槛的外侧。车顶加强梁1332位于车身2侧面上纵梁的外侧B柱加强板1333位于车身2侧面B柱的外侧，并且B柱加强板1333的两端分别与门槛加强梁1331和车顶加强梁1332固定连接。在本发明实施例中，B柱加强板1333的两端分别与门槛加强梁1331和车顶加强梁1332焊接。由门槛加强梁1331、车顶加强梁1332和B柱加强板1333共同构成了一个“工”字形结构。
本发明实施例中，电机组132包括拉伸电机1321和旋转电机1322。其中，拉伸电机1321安装于车身2侧面的门槛纵梁并通过拉杆1323连接于门槛加强梁1331，以在电机控制器131的控制下驱动门槛加强梁1331向车身2侧面外侧方向移动，如图2、图3、图4所示。旋转电机1322安装于车身2侧面上纵梁并连接于车顶加强梁1332，以在电机控制器131的控制下驱动车顶加强梁1332的转动以配合门槛加强梁1331的移动。
本发明实施例中，门槛加强横梁1331沿着拉杆1323向外拉伸，从而增大了车门门槛部分的吸能作用。由门槛加强梁1331、车顶加强梁1332和B柱加强板1333所构成的“工”字形结构，在电机组132的作用下向车身2的外侧倾斜运动，在车身2外侧形成三角形的保护区域(如图3所示)，从而起到了增强车身2侧面的保护作用。门槛加强梁1332在拉伸电机1321的作用下沿着拉杆1323向外伸出，由拉杆1323将门槛加强梁支撑在车辆的门槛外侧，起到增加门槛部分的吸能空间的作用。B柱加强板1333在电机组132的作用下向外倾斜，从而起到保护车身2侧面的作用。
本发明实施还同时提供了一种车身侧方碰撞保护方法，该车身侧方碰撞保护方法采用上述各项实施例所述的车身侧方碰撞保护***，该车身侧方碰撞保护方法包括：
当车身2侧面外侧有物体靠近时，根据所述状态信息确定该物体与车身2侧面的距离和朝向车身2侧面的移动速度；
根据该物体与车身2侧面的距离和该物体朝向车身2侧面的移动速度预判出该物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长；
若该物体朝向车身2侧面的移动速度大于等于速度阈值并且该物体与车身2侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出保护控制指令；
侧方碰撞保护装置13接收到所述保护控制指令后，从车身2侧面向车身2外侧伸展；
其中，所述状态信息包括车身2侧面外侧的该物体与车身2侧面之间的距离信息。
在一个具体实施例中，所述状态信息还包括车身2侧面外侧的该物体的图像信息；在执行该车身侧方碰撞保护方法之前，还包括：
根据图像信息判断车身2侧面外侧的该物体是否为危险物体；
如果该物体是危险物体，则执行该车身侧方碰撞保护方法，否则不执行该车身侧方碰撞保护方法。
在一个具体实施例中，危险物体为车辆。
在一个具体实施例中，根据以下方法判断车身2侧面外侧的该物体靠近所述车身2：
将连续两次测得的该物体与车身2侧面的距离进行比较，若后一次测得的距离小于前一次测得的距离，则车身2侧面外侧的物体靠近车身2。
在一个具体实施中，根据连续两次测得的该物体与车身2侧面的距离，以及该连续两次之间的时间段长度，确定该物体与车身2侧面之间的相对速度。若该物体与车身2侧面之间的相对速度越来越快，则表明该物体正以加速方式朝向车身2侧面驶来，根据连续测得的该物体与车身2侧面的距离的值以及连续测量的时刻值，利用经典牛顿运动定律即可预判出该物体与车身2侧面发生碰撞的时刻，具体的计算过程不再赘述。
本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车采用如上述各项实施例中所述的车身侧方碰撞保护***。
传统的汽车结构中没有主动式侧面保护装置，在汽车发生侧面碰撞时，只是利用车身钣金结构进行保护，被动地保护乘员安全，往往会对车内乘员造成了很大的损伤。而本发明实施例提供的车身侧方碰撞保护***、方法和汽车中，通过侧方信息采集装置主动监测车身侧面外侧的物体相对于车身侧面的状态信息并提前判断出物体与车身侧面相撞的时间，并及时从车身侧面向车身外侧伸展出侧方碰撞保护装置，从而形成了对车身侧方碰撞的主动保护，侧方碰撞保护装置采用了“工”字形三角加强结构，避免造成侧面乘员的损伤。并且本发明实施例的车身侧方碰撞保护***结构简单，加工容易，便于生产。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式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，各实施方式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方式的具体说明，而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方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车身侧方碰撞保护***，其特征在于，包括：
侧方信息采集装置(11)，所述侧方信息采集装置(11)安装并位于车身(2)侧面，以监测所述车身(2)侧面外侧的物体相对于所述车身(2)侧面的状态信息；
防碰撞控制器(12)，所述防碰撞控制器(12)电连接于所述侧方信息采集装置(11)，以从所述侧方信息采集装置(11)接收所述状态信息，并根据所述状态信息产生预判结果，根据所述预判结果发出保护控制指令；以及
侧方碰撞保护装置(13)，所述侧方碰撞保护装置(13)安装于所述车身(2)侧面，并电连接于所述防碰撞控制器(12)，以从所述防碰撞控制器(12)等待接收所述保护控制指令，当所述侧方碰撞保护装置(13)接收到所述保护控制指令后，从所述车身(2)侧面向车身(2)外侧伸展。
2.根据权利要求1所述的车身侧方碰撞保护***，其特征在于，所述侧方信息采集装置(11)包括：
测距传感器(111)，所述测距传感器(111)安装于所述车身(2)侧面，以探测所述车身(2)侧面外侧的物体与所述车身(2)侧面之间的距离信息；
所述状态信息包括所述车身(2)侧面外侧的物体与所述车身(2)侧面之间的距离信息。
3.根据权利要求1所述的车身侧方碰撞保护***，其特征在于：
所述侧方信息采集装置(11)还包括摄像头(112)，所述摄像头(112)安装于车身(2)顶部纵梁并位于所述车身(2)侧面，以采集所述车身(2)侧面外侧的物体的图像信息；
所述状态信息包括所述车身(2)侧面外侧的物体的图像信息。
4.根据权利要求1所述的车身侧方碰撞保护***，其特征在于，所述侧方碰撞保护装置(13)包括：
碰撞保护架(133)，所述碰撞保护架(133)位于所述车身(2)侧面；
电机组(132)，所述电机组(132)安装于所述车身(2)侧面并连接于所述碰撞保护架(133)；
电机控制器(131)，所述电机控制器(131)电连接于所述防碰撞控制器(12)和所述电机组(132)，以在接收到所述保护控制指令后控制所述电机组(132)将所述碰撞保护架(133)从所述车身(2)侧面向所述车身(2)外侧伸展。
5.根据权利要求4所述的车身侧方碰撞保护***，其特征在于，所述碰撞保护架(133)包括：
门槛加强梁(1331)，所述门槛加强梁(1331)位于所述车身(2)侧面门槛的外侧；
车顶加强梁(1332)，所述车顶加强梁(1332)位于所述车身(2)侧面上纵梁的外侧；以及
B柱加强板(1333)，所述B柱加强板(1333)位于所述车身(2)侧面B柱的外侧，并且所述B柱加强板(1333)的两端分别与所述门槛加强梁(1331)和所述车顶加强梁(1332)固定连接。
6.根据权利要求5所述的车身侧方碰撞保护***，其特征在于，所述电机组(132)包括：
拉伸电机(1321)，所述拉伸电机(1321)安装于所述车身(2)侧面的门槛纵梁并连接于所述门槛加强梁(1331)，以在所述电机控制器(131)的控制下驱动所述门槛加强梁(1331)向所述车身(2)侧面外侧方向移动；
旋转电机(1322)，所述旋转电机(1322)安装于所述车身(2)侧面上纵梁并连接于所述车顶加强梁(1332)，以在所述电机控制器(131)的控制下驱动所述车顶加强梁(1332)的转动以配合所述门槛加强梁(1331)的移动。
7.一种车身侧方碰撞保护方法，采用如权利要求1至6任一项所述的车身侧方碰撞保护***，所述车身侧方碰撞保护方法包括：
当所述车身(2)侧面外侧有物体靠近时，根据所述状态信息确定所述物体与所述车身(2)侧面的距离和朝向所述车身(2)侧面的移动速度；
根据所述物体与所述车身(2)侧面的距离和朝向所述车身(2)侧面的移动速度预判出所述物体与所述车身(2)侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长；
若所述物体朝向所述车身(2)侧面的移动速度大于等于速度阈值并且所述物体与所述车身(2)侧面发生碰撞的时刻与当前时刻之间的时长小于等于时间阈值，则发出所述保护控制指令；
所述侧方碰撞保护装置(13)接收到所述保护控制指令后，从所述车身(2)侧面向车身(2)外侧伸展；
其中，所述状态信息包括所述车身(2)侧面外侧的物体与所述车身(2)侧面之间的距离信息。
8.根据权利要求7所述的车身侧方碰撞保护方法，其特征在于：
所述状态信息还包括所述车身(2)侧面外侧的物体的图像信息；
在执行所述车身侧方碰撞保护方法之前：
根据所述图像信息判断所述车身(2)侧面外侧的物体是否为危险物体；
如果所述物体是危险物体，则执行所述车身侧方碰撞保护方法，否则不执行所述车身侧方碰撞保护方法。
9.根据权利要求7所述的车身侧方碰撞保护方法，其特征在于，根据以下方法判断所述车身(2)侧面外侧的物体靠近所述车身(2)：
将连续两次测得的所述物体与所述车身(2)侧面的距离进行比较，若后一次测得的所述距离小于前一次测得的所述距离，则所述车身(2)侧面外侧的物体靠近所述车身(2)。
10.一种汽车，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的车身侧方碰撞保护***。
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