顶升结构及顶升方法

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及顶升结构及顶升方法。

背景技术

由于对于行人保护的要求不断加严，当车辆撞击行人之后，车辆的引擎盖会被顶升结构向上顶起，以增加引擎盖和机舱之间的间隙，从而能够避免行人头部与机舱内的硬物发生二次碰撞，减小行人头部的伤害。

目前的顶升结构通常采用烟火式顶升器，该烟火式顶升器利用火药点燃后产生的高压气体，瞬间推动顶杆伸出，以通过顶杆瞬间顶起引擎盖，达到快速顶升引擎盖的效果。

虽然烟火式顶升器的反应速度快、可靠性高、成本低廉，但烟火式顶升器为一次性使用，一旦工作后必须至厂家进行更换，维修成本高。

针对以上问题，亟需顶升结构及顶升方法来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种顶升结构及顶升方法，使用高压气体进行驱动推动件，以能够瞬时顶升引擎盖，并且能够重复使用顶升结构，不需要更换顶升结构，维护成本较低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

顶升结构，包括：

第一腔体，所述第一腔体内用于容纳高压气体；

第二腔体，所述第二腔体的一端设于所述第一腔体内，所述第二腔体的另一端穿出至所述第一腔体外，且所述第二腔体内沿Z轴滑动设置有第一活塞；

推动件，所述推动件的一端固定连接至所述第一活塞，所述推动件的另一端穿出至所述第二腔体外并位于车辆的引擎盖的下方；所述第一腔体内的所述高压气体能够进入所述第二腔体内，使所述高压气体推动所述第一活塞及所述推动件沿Z轴向上运动，以使所述推动件顶升起所述引擎盖，且所述推动件能够在所述引擎盖的下压力下沿Z轴向下回位至初始位置。

作为可选方案，所述第一腔体、所述第二腔体及所述推动件同轴设置。

作为可选方案，所述顶升结构还包括：

电磁阀，所述电磁阀用于选择性地连通所述第一腔体与所述第二腔体，以使所述第一腔体内的所述高压气体进入所述第二腔体内。

作为可选方案，所述电磁阀的一端位于所述第一腔体内并与所述第二腔体连通，所述电磁阀的另一端延伸至所述第一腔体外；所述电磁阀具有进气口和出气口，所述进气口用于使所述第一腔体内的所述高压气体进入，所述出气口用于排出所述第二腔体内的所述高压气体至所述第一腔体外部。

作为可选方案，所述顶升结构还包括：

缓冲件，设置于所述第一活塞的底端，所述缓冲件用于使得所述第一活塞缓冲复位。

作为可选方案，所述顶升结构还包括：

增压阀，设置于所述第一腔体的外侧，所述增压阀用于向所述第一腔体内供至所述高压气体。

作为可选方案，所述增压阀的进气端和出气端分别设置有单向阀，所述单向阀用于使气体由所述进气端单向流动至所述出气端。

作为可选方案，所述增压阀为手动增压阀，所述手动增压阀包括：

第一增压缸，所述第一增压缸内沿Z轴滑动设置有第二活塞；

手柄，所述手柄的一端铰接设置于所述第一增压缸的外侧，所述手柄与所述第二活塞联动连接，压动所述手柄时，所述手柄能够带动所述第二活塞在所述第一增压缸内活动，以形成所述高压气体。

作为可选方案，所述增压阀为电动增压阀，所述电动增压阀包括：

第二增压缸，所述第二增压缸内沿Z轴滑动设置有第三活塞；

驱动件及联动件，所述驱动件与所述联动件驱动连接，所述联动件与所述第三活塞连接，所述驱动件用于驱动所述联动件运动，以使所述联动件带动所述第三活塞在所述第二增压缸内活动，以形成所述高压气体。

顶升方法，基于如上所述的顶升结构，所述顶升方法包括以下步骤：

S1：预先在所述第一腔体内充满所述高压气体；

S2：当接收到顶升信号时，使所述第一腔体内的所述高压气体进入所述第二腔体内，以通过进入所述第二腔体内的所述高压气体推动所述第一活塞和所述推动件沿Z轴向上运动，以使所述推动件沿Z轴向上顶升所述引擎盖；

S3：当顶升结束后，沿Z轴向下按压所述引擎盖，以使所述推动件在所述引擎盖的下压力和重力作用下沿Z轴向下移动，使得所述推动件回位至初始位置，并在所述第一腔体内再次充满所述高压气体。

本发明的有益效果为：

通过设置第一腔体、第二腔体和推动件，当车辆撞击行人需要立即顶升车辆的引擎盖时，使第一腔体内的高压气体进入第二腔体内，使得第二腔体内的高压气体带动活塞及推动件沿Z轴向上运动，使得推动件能够瞬时顶升起引擎盖，也即是，本发明中的顶升结构完全使用高压气体进行驱动，以能够驱动推动件快速反应，从而使推动件作为车辆引擎盖保护行人的执行零件使用，以能够增加引擎盖和机舱之间的间隙，避免对行人产生二次伤害；当顶升结束之后，向下按压引擎盖，在引擎盖的下压力和重力作用下推动推动件和活塞沿Z轴向下运动，以将第二腔体内的高压气体排出，从而使得活塞能够回位至初始位置，并再向第一腔体内充满高压气体，即可继续使用顶升结构，不需要更换顶升结构，成本较低。

本发明中的顶升方法，由于基于上述的顶升结构，通过在第二腔体的外侧设置了用于存储高压气体的第一腔体，以能够在顶升结构工作之前在第一腔体内提前充入高压气体，从而能够在较短时间内将第一腔体内的高压气体释放至第二腔体内，以能够保证推动件在短时间内的高速推出，进而能够满足对引擎盖在较短时间内的快速顶升。

附图说明

图1是本发明实施例提供的顶升结构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的手动增压阀的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电动增压阀的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的控制器的控制示意图；

图5是本发明实施例提供的顶升方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-第一腔体；11-充气口；2-第二腔体；21-第一活塞；3-推动件；4-电磁阀；41-进气口；42-出气口；

5-增压阀；51-进气端；52-出气端；53-单向阀；54-手动增压阀；541-第一增压缸；542-第二活塞；543-手柄；55-电动增压阀；551-第二增压缸；552-驱动件；553-联动件；5531-偏心轮；5532-连杆；554-第三活塞。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例中提出了一种顶升结构以及包括该顶升结构的车辆，车辆还包括引擎盖，顶升结构用于在车辆撞击行人之后沿Z轴向上顶升引擎盖，以增加引擎盖和机舱之间的间隙，避免在撞击的过程中对行人产生二次伤害，提升车辆在撞击之后的安全性。其中，车辆具体可以为乘用车，在此对车辆的具体类型不作限定。

具体地，如图1所示，顶升结构包括第一腔体1、第二腔体2及推动件3；其中，第一腔体1内用于容纳高压气体；第二腔体2的一端设置在第一腔体1的内部，第二腔体2的另一端穿出至第一腔体1的外侧，即第一腔体1和第二腔体2两者之间独立设置，且在第二腔体2内沿Z轴滑动设置有第一活塞21；推动件3的一端固定连接在第一活塞21上，推动件3的另一端穿出至第二腔体2外并位于车辆的引擎盖的下方；第一腔体1内的高压气体能够进入第二腔体2内，使高压气体推动第一活塞21及推动件3沿Z轴向上运动，以使推动件3顶升起引擎盖，且所述推动件3能够在引擎盖的下压力作用下沿Z轴向下回位至初始位置。其中，高压气体在第一腔体1与第二腔体2之间的流动方向如图1中的箭头A所示。

本实施例中的顶升结构相对于现有技术而言，改变了对第一活塞21和推动件3的推动形式；通过设置第一腔体1、第二腔体2和推动件3，当车辆撞击行人需要立即顶升车辆的引擎盖时，使第一腔体1内的高压气体进入第二腔体2内，使得第二腔体2内的高压气体带动活塞及推动件3沿Z轴向上运动，使得推动件3能够瞬时顶升起引擎盖，从而增加引擎盖和机舱之间的间隙，避免对行人产生二次伤害；当顶升结束之后，向下按压引擎盖，以推动推动件3和活塞沿Z轴向下运动，以将第二腔体2内的高压气体排出，从而使得活塞能够回位至初始位置，并再向第一腔体1内充满高压气体，即可继续使用顶升结构，不需要更换顶升结构，维护成本较低，提升车辆在撞击之后的安全性。

本实施例中的顶升结构完全使用高压气体进行驱动，以能够驱动推动件3快速反应，从而使推动件3作为车辆的引擎盖保护行人的执行零件使用，以能够增加引擎盖和机舱之间的间隙，避免对行人产生二次伤害，从而使得整个车辆在出现撞击行人的过程中的安全性。其中，高压气体具体指的是压力在1000kPa及以上的压缩气体。

并且，本实施例中的顶升结构采用高压气体作为动力源，清洁干净，满足环保要求；并且该顶升结构具有较大的推力及顶升行程，反应速度较快，推力方便控制，适用于各种类型的车辆，适用性和通用性较好。进一步地，如图1所示，第一腔体1、第二腔体2及推动件3同轴设置，以能够保证第二腔体2内的高压气体对推动件3的稳定推力，避免在推动件3的运动过程中出现偏斜的问题，进而能够保证推动件3对引擎盖顶升的稳定性和可靠性。本实施例中，推动件3具体为推杆。

具体地，如图1所示，顶升结构还包括电磁阀4，电磁阀4用于选择性地连通第一腔体1与第二腔体2，以使第一腔体1内的高压气体能够进入第二腔体2内。其中，电磁阀4采用现有技术中常见的电磁阀结构，此处不再对电磁阀4的具体工作原理进行详细赘述。

具体而言，如图1所示，电磁阀4的一端位于第一腔体1内并与第二腔体2相连通，电磁阀4的另一端延伸至第一腔体1的外侧；电磁阀4具有进气口41和出气口42，进气口41设置在电磁阀4的相对两侧，出气口42设置在电磁阀4的底端面上；当需要使第一腔体1内的高压气体进入第二腔体2内时，打开进气口41并关闭出气口42，以使第一腔体1内的高压气体经过进气口41进入第二腔体2内；当推动件3需要回位至初始位置时，关闭进气口41并打开出气口42，以使推动件3和第一活塞21沿Z轴向下移动的过程中使第二腔体2内的高压气体经出气口42排出至第二腔体2和第一腔体1的外部，保证第一活塞21和推动件3回位的顺利性。

进一步地，在电磁阀4的内部设置有压力传感器，压力传感器能够实时检测出第一腔体1内的高压气体的压力值，以避免第一腔体1内的高压气体的压力值过低或者过高，从而能够在第一腔体1内发生高压气体泄露时，能够及时报警以进行检修，保证对引擎盖顶升的可靠性。

具体而言，顶升结构还包括缓冲件，缓冲件设置在第一活塞21的底端，缓冲件能够在第一活塞21回位的过程中提供缓冲力，以保证第一活塞21的缓冲复位。本实施例中，缓冲件具体可以为橡胶件。其中，当引擎盖回位至初始位置，且第一活塞21不能够再继续沿Z轴向下移动时，此时第一活塞21和推动件3回至初始位置。

具体地，如图1所示，顶升结构还包括增压阀5，增压阀5设置在第一腔体1的外侧，增压阀5用于向第一腔体1内供至高压气体，也即是，增压阀5用于对空气进行增加压力，使得空气形成高压气体并输送至第一腔体1内。

通过在第一腔体1的外侧集成设置有增压阀5，以使增压阀5能够为第一腔体1内提供高压气体，使得该顶升结构通电后即可独立进行工作，无需外部结构进行供气，从而使得整个顶升结构工作的独立性较高，不会与外部结构产生工作关联性。

具体而言，如图1至图3所示，在增压阀5的进气端51和出气端52分别设置有单向阀53，单向阀53用于使气体由进气端51单向流动至出气端52，以限定气体的单向流动。

进一步地，如图1和图2所示，增压阀5可以设置为手动增压阀54，手动增压阀54包括第一增压缸541和手柄543；其中，在第一增压缸541内沿Z轴滑动设置有第二活塞542；手柄543的一端铰接设置在第一增压缸541的外侧，手柄543与第二活塞542联动连接；当往复压动手柄543时，手柄543能够带动第二活塞542在第一增压缸541内往复运动，当第二活塞542沿Z轴向上升时，第一增压缸541吸气；当第二活塞542沿Z轴向下降时，第一增压缸541向外排气，以能够通过第一增压缸541内的第二活塞542的往复运动过程，实现对第一腔体1内进行充气加压，从而能够在第一腔体1内充满所需的高压气体。其中，气体在手动增压阀54处的流动方向具体如图2中的箭头B所示。

具体而言，如图1和图3所示，增压阀5还可以设置为电动增压阀55，电动增压阀55包括第二增压缸551、驱动件552及联动件553；其中，在第二增压缸551内沿Z轴滑动设置有第三活塞554；驱动件552与联动件553驱动连接，联动件553与第三活塞554连接，驱动件552用于驱动联动件553运动，以使联动件553带动第三活塞554在第二增压缸551内进行往复运动，从而能够为第一腔体1内进行充气加压。其中，气体在电动增压阀55处的流动方向具体如图3中的箭头C所示。本实施例中，驱动件552具体可以为微型电机。

进一步地，如图3所示，联动件553包括偏心轮5531和连杆5532，驱动件552连接至偏心轮5531，偏心轮5531连接至连杆5532的一端，连杆5532的另一端连接至第三活塞554；当驱动件552转动时，驱动件552驱动偏心轮5531转动，以使偏心轮5531能够带动连杆5532运动，从而使得连杆5532带动第三活塞554在第二增压缸551内往复运动。

具体地，如图1所示，在第一腔体1上设置有充气口11，增压器的出气端52连通至充气口11，且出气端52与充气口11之间为密封连接，以能够通过充气口11将增压器增压形成的高压气体输送至第一腔体1内。

进一步地，车辆还包括控制器、加速度传感器以及摄像头，加速度传感器设置在车辆的前端，以用于检测车辆的加速度值；摄像头用于识别车辆与行人撞击的特征图像；且加速度传感器和摄像头分别与控制器通信连接，控制器与电磁阀4控制连接。

具体而言，如图4所示，当加速度传感器检测到加速度值达到撞击加速度值，同时摄像头识别到车辆与行人撞击的特征图像时，控制器根据加速度传感器和摄像头的检测值在15ms-20ms内做出判断，并把顶升信号传递至电磁阀4，以使控制器控制电磁阀4打开，使得第一腔体1内的高压气体进入第二腔体2内，从而通过第二腔体2内的高压气体推动第一活塞21和推动件3沿Z轴向上运动，以使推动件3快速顶升引擎盖。其中，控制器为现有技术中常见的控制结构，此处不再对控制器的控制原理进行详细赘述。

本实施例中的顶升结构，通过高压气体推动推动件3及引擎盖顶升，不仅满足对引擎盖的快速顶升需求，还具备自动复位功能，使得顶升结构能够重复使用，减少了维护成本；并且，在电磁阀4内设置有压力传感器，以能够实时检测第一腔体1内的压力值，保证了顶升结构工作的可靠性；同时，采用了电磁阀4进行第一腔体1与第二腔体2之间的连通控制，可控性更好；并且通过电磁阀4能够控制第二腔体2内的高压气体的压力值，使得推动件3和引擎盖的顶升可控。

实施例二

本实施例中提出了一种顶升方法，基于如实施例一中的顶升结构，如图5所示，该顶升方法包括以下步骤；S1：预先在第一腔体1内充满高压气体；S2：当接收到顶升信号时，使第一腔体1内的高压气体进入第二腔体2内，以通过进入第二腔体2内的高压气体推动第一活塞21和推动件3沿Z轴向上运动，以使推动件3沿Z轴向上顶升引擎盖；S3：当顶升结束后，沿Z轴向下按压引擎盖，以使推动件3在引擎盖的下压力和重力作用下沿Z轴向下移动，使得推动件3回位至初始位置，并在第一腔体1内再次充满高压气体。

本实施例中的顶升方法，通过在第二腔体2的外侧同轴设置了用于存储高压气体的第一腔体1，以能够在顶升结构工作之前在第一腔体1内提前充入高压气体，从而能够在较短时间内将第一腔体1内的高压气体释放至第二腔体2内，以能够保证推动件3在短时间内的高速推出，进而能够满足对引擎盖在较短时间内的快速顶升。

本实施例中的顶升方法的具体顶升过程如下：

首先，在顶升结构工作之前在第一腔体1内提前充入高压气体；之后，当加速度传感器检测到加速度值达到撞击加速度值，同时摄像头识别到车辆与行人撞击的特征图像时，控制器根据加速度传感器和摄像头的检测值在15ms-20ms内做出判断，并把顶升信号传递至电磁阀4，以使控制器控制电磁阀4打开，使得第一腔体1内的高压气体进入第二腔体2内，从而通过进入第二腔体2内的高压气体推动第一活塞21和推动件3沿Z轴向上运动，以使推动件3快速顶升引擎盖。

然后，当顶升结束后，沿Z轴向下按压引擎盖，以使推动件3在引擎盖的下压力和重力作用下沿Z轴向下移动，使得推动件3和第一活塞21分别回位至初始位置；在回位至初始位置的过程中，关闭电磁阀4上的进气口41并打开出气口42，使第二腔体2内的高压气体通过出气口42排出至第二腔体2和第一腔体1的外部。

最后，在通过增压阀5提供高压气体，以使高压气体经过第一腔体1上的充气口11进入第一腔体1内，从而能够在第一腔体1内重新充满高压气体，以便于使第一腔体1内的高压气体用于下一次的顶升驱动。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。