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:
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;
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;
上式中μ为轮胎与地面之间摩擦系数;V为车速;g为重力加速度,取9.8m/s2;
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(1),保险杠(1)与其后方的吸能盒(7)之间构成可拆卸式连接,且相对于吸能盒(7)在轿车垂向方向上下移动;吸能盒(7)与发动机舱纵梁之间构成可拆卸式连接;保险杠(1)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(21)、车身加速度传感器(22)、电动轿车前轮轮速传感器(23)的信号线连接;车速传感器(21)采集车速V,车身加速度传感器(22)采集制动加速度a,电动轿车前轮轮速传感器(23)采集前轮转速n;所述的执行单元、控制单元、车速传感器(21)、车身加速度传感器(22)、前轮轮速传感器(23)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。
7.根据权利要求6所述的保险杠主动保护装置,其特征在于:所述的保险杠(1)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(1)的两端外侧面分别与一个滑块(3)的外侧面螺栓连接或焊接连接,滑块(3)安装在竖直设置的导轨(4)上且相对导轨(4)上下滑动,导轨(4)的上、下两端的侧面与水平放置的截面为H型的连接支架(6)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(6)的H型构架向轿车驾驶室方向的内侧凹槽处与吸能盒(7)的前端通过螺栓连接,吸能盒(7)的后端通过螺栓与发动机纵梁(8)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(5),电动推杆(5)竖直放置或沿汽车纵向方向倾斜放置在保险杠(1)与连接支架(6)之间;电动推杆(5)的活塞杆杆端与保险杠(1)之间通过插销连接或铰链连接,电动推杆(5)的底座与连接支架(6)的前端通过插销连接或铰链连接。
8.根据权利要求6所述的保险杠主动保护装置,其特征在于:所述的车速传感器(21)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壳的内侧壁上;所述的车身加速度传感器(22)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(1)的外侧面上;所述的前轮轮速传感器(23)通过螺栓或卡扣或粘接方式安装在汽车前轮轮毂内侧的转向节上。
9.根据权利要求6所述的保险杠主动保护装置,其特征在于:所述的车速传感器(21)为御捷MsZD车速传感器或众晟公司的XH96563变速器车速传感器,车身加速度传感器(22)为MPU-6050-GY-521三轴陀螺仪或GY-362-ADXL362三轴加速度传感器模块,轮速传感器(23)为亨斯特公司的8E0-927-803-A前轮轮速传感器或GAK公司的轮速传感器或戴世公司生产的用于特斯拉电动轿车的轮速传感器;所述的控制单元为特斯拉的FSD处理器,或英伟达的Drive Xavier处理器,或百度开源的Nuvo-5095G,或AT89C52单片机或PLC控制板。
10.根据权利要求7所述的保险杠主动保护装置,其特征在于:所述的电动推杆(5)为龙翔公司的步进50电动推杆或普菲德公司的12V/24V电动伸缩杆或康工公司的高速笔式电推杆。