车辆行人保护引擎盖主动弹起系统

1. 系统基本定义与功能目标

   • 车辆行人保护引擎盖主动弹起系统，是车辆主动安全技术中，专门为在车辆与行人发生碰撞时，减轻对行人头部伤害而设计的一种装置。
   • 其核心功能目标在于：当传感器检测到无法避免的、与行人的碰撞即将发生时，系统会迅速（通常在几十毫秒内）将发动机舱盖的后部弹起一定高度（通常为5-10厘米），从而在引擎盖与下方坚硬的发动机缸体、前悬架塔顶等部件之间，创造出一个额外的缓冲吸能空间。

2. 系统工作的基本原理与触发条件

   • 基本原理：该系统利用“增加缓冲距离”来降低行人头部撞击的严重程度。根据物理学原理，在碰撞能量一定的情况下，增加减速距离（即缓冲空间）可以显著降低碰撞过程中的峰值减速度，从而减轻对行人头部的冲击。
   • 触发条件：系统并非在每次撞击时都启动，其工作依赖于精密的传感器网络和电子控制单元（ECU）的实时判断。主要条件包括：
     • 碰撞对象识别：通过前保险杠内的压力传感器、加速度传感器或前部雷达/摄像头（与AEB系统共享），判断碰撞物体是否为“行人”（具备特定质量、速度与轮廓特征）。
     • 碰撞速度范围：通常在车辆时速25-50公里/小时范围内（这是行人头部损伤风险较高的典型速度区间）。低速时可能无需触发，高速时则可能超出系统保护能力上限。
     • 碰撞点判断：通常需要判断行人主要撞击区域在发动机舱盖覆盖范围内。

3. 系统的核心构成部件

   • 感知模块：如前保险杠内的压电式或电容式压力传感器条（能感知腿部撞击的位置和力度），以及车辆前部的毫米波雷达或单目/双目摄像头（用于目标识别与相对速度测算）。
   • 控制单元（ECU） ：接收传感器信号，在极短时间内（<100毫秒）进行计算、判断，符合触发条件时立即发出点火指令。
   • 执行机构：这是系统的物理动作部件，通常位于发动机舱盖后部铰链附近。主要有两种技术路线：
     • 烟火式弹起装置：最常见。内含少量固体推进剂（类似安全气囊气体发生器），接到ECU指令后迅速引爆，产生高压气体推动活塞，将引擎盖后部顶起。
     • 机电式弹起装置：通过高功率电机和弹簧机构实现快速弹起，可复位重复使用。
   • 提升机构与铰链：特殊设计的铰链允许引擎盖在弹起后向后上方移动，并保持稳定，避免对挡风玻璃造成二次伤害或意外落下。

4. 系统的工作时序与过程

   • 阶段一：探测与决策（碰撞前约100-300毫秒）：雷达/摄像头识别到前方有行人并预测即将发生碰撞。
   • 阶段二：确认与触发（碰撞瞬间0-20毫秒）：行人腿部接触到保险杠，压力传感器确认碰撞发生、位置和力度，ECU综合所有信息，确认满足所有触发条件，立即向执行机构发出点火信号。
   • 阶段三：执行与缓冲（碰撞后20-80毫秒）：执行机构内的推进剂被点燃，高压气体在数毫秒内推动活塞，将引擎盖后部抬升到预定高度，在行人头部接触到引擎盖前完成缓冲空间的构建。
   • 阶段四：行人头部撞击（碰撞后约60-100毫秒）：行人身体因碰撞前倾，头部撞击在已被抬升的引擎盖上。此时，引擎盖板金可以在其下方新增的空间内发生更大形变，更有效地吸收头部冲击能量。

5. 系统的局限性、复位与维护

   • 局限性：
     • 速度窗口：对极高或极低速度的碰撞保护效果有限。
     • 碰撞形态：对行人被卷入车底或侧面碰撞等情况无效。
     • 环境因素：极端温度、系统部件污损或故障可能影响其正常工作。
   • 复位：系统触发后，车辆必须返回维修站进行复位。对于烟火式装置，需要更换整个执行机构（包括气体发生器），并对系统进行诊断和重置。机电式装置理论上可电子复位，但仍需检修。
   • 维护与警示：系统有自诊断功能，故障时仪表盘会亮起警示灯。任何涉及前保险杠、引擎盖、前部传感器的维修，都必须由专业人员操作，并严格按照维修手册进行系统检测与标定，避免误触发或不触发。