CN103057503A - 一种智能气囊装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种根据驾驶员或者乘员的坐姿和身材状况对其进行保护的智能气囊装置及其控制方法，属于汽车安全技术领域。该智能气囊装置包括检测单元、控制单元和气囊单元。其中，控制单元分别与检测单元和所述气囊单元相连；检测单元检测驾驶员或者乘员的身材和坐姿，以及车辆的碰撞严重程度，控制单元根据这些信息判断气囊是否起爆以及起爆模式。智能气囊控制方法即是控制单元完成上述工作的具体的控制策略。本发明的智能气囊装置及其控制方法根据乘员的身材坐姿的实时信息和车辆碰撞严重程度的实时信息对乘员进行保护，相比现有技术中仅仅根据特定假人的信息的气囊装置和控制方法来说安全性得到了很大的提高。

Description

一种智能气囊装置及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，涉及一种气囊装置及其控制方法，具体涉及一种根据驾驶员或者乘员的坐姿和身材状况对其进行保护的智能气囊装置及其控制方法。

背景技术

随着汽车普及率的提高，越来越多的人们融入到驾驶的乐趣当中，同时对汽车的安全性能要求也越来越高。安全气囊在整车安全保护上的作用受到人们的关注，但现有汽车气囊开发过程中考虑的大多是美国第50百分位成年男子第三代混合型（后称50百分位HybridⅢ的男性假人）的男性假人，座椅处于滑轨行程中间且坐姿正常的情况。然而在实际生活中，前排乘员的性别、身高体重、坐姿都存在诸多差异性，因此安全气囊在设计的时候需要考虑各种不同情况下对乘员的保护效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决当前汽车气囊开发过程中考虑的假人身材与坐姿与实际相比存在诸多差异的问题，提出一种考虑乘员或驾驶员的身材和坐姿的安全气囊控制方法和实现这种方法的装置。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种智能气囊装置，包括检测单元、控制单元和气囊单元；所述控制单元分别与所述检测单元和所述气囊单元相连；所述检测单元包括摄像探头和碰撞严重程度传感器，摄像探头位于乘员前方的车体上，用于检测驾驶员或者乘员的身材和坐姿；所述碰撞严重程度传感器检测车辆的碰撞严重程度；所述控制单元根据乘员的身材与坐姿信息和车辆的减速度信息判断气囊是否起爆以及起爆模式；所述气囊单元接受所述控制单元的指令并按所述指令动作。

所述碰撞严重程度传感器为车辆减速度传感器。

所述身材信息包括乘员或者驾驶员是儿童还是成年人，所述坐姿信息包括乘员或者驾驶员是处于正常坐姿状态还是离位状态，以及胸部或者头部是否靠近驾驶员或者乘员前方的车体。

所述气囊单元包括第一气囊组和第二气囊组，所述第一气囊组包括驾驶员侧第一气囊或者乘员侧第一气囊或者其组合；所述驾驶员侧第一气囊和乘员侧第一气囊分别安装在驾驶员和乘员胸部前方的车体上，驾驶员侧第二气囊和乘员侧第二气囊分别安装在驾驶员和乘员头部前方的车体上。

所述乘员侧第一气囊位于车辆仪表板乘员侧的上部，所述乘员侧第二气囊位于所述第一气囊下方的车辆仪表板上。

所述检测单元还包括位于驾驶员或者乘员座椅下方的重量传感器，以辅助摄像探头检测驾驶员或者乘员的身材信息。

所述检测单元还包括位于座椅滑轨上的座椅位置传感器，以辅助摄像探头检测驾驶员或者乘员的坐姿信息。

一种用于上述装置的智能气囊控制方法，包括以下步骤：

（1）检测驾驶员或者乘员的身材和坐姿，检测车辆的碰撞严重程度；

（2）判断车辆的碰撞严重程度与安全阈值，根据驾驶员或乘员的身材与坐姿确定气囊的起爆模式；

（3）根据所述步骤（2）中车辆的碰撞严重程度与安全阈值的比较结果及起爆模式确定气囊是否起爆以及起爆模式。

所述碰撞严重程度用车辆的减速度来表征。

所述步骤（3）包括：

（31）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或乘员离位且头部靠近前方车体时，驾驶员侧第一气囊或者乘员侧第一气囊起爆；

（32）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或乘员离位且胸靠近前方车体时，驾驶员侧第二气囊或者乘员侧第二气囊起爆；

（33）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或者乘员为成年人且坐姿正常时，驾驶员侧第一气囊和驾驶员侧第二气囊均起爆或者乘员侧第一气囊和乘员侧第二气囊均起爆；

（34）当驾驶员或乘员为儿童且坐姿正常时，第一气囊组与第二气囊组均不起爆。

现有汽车气囊开发过程中考虑的大多是50百分位HybridⅢ的男性假人处于正常坐姿时的状态，而50百分位HybridⅢ假人的身材仅仅是以美国人为标准的一种身材，过程中的坐姿也仅仅考虑一种情况，这与实际的情况并不相符。本发明提出的智能乘员装置及其控制方法，能够通过检测当前乘员的身材和坐姿状态来确定气囊起爆方式，更加接近实际情况，由此得到的气囊起爆的控制方法也更加科学和智能。

附图说明

图1本发明实施例中实现该智能气囊控制方法的装置图；

图2本发明实施例中智能气囊控制方法的逻辑示意图。

图中：1、第一气囊；2、第二气囊；3、排气孔；4、仪表板；5、挡风玻璃；6、正常坐姿乘员；7、座椅。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步阐释本发明的技术方案。

本发明提出一种智能气囊装置及用于该装置的智能气囊控制方法，本实施例中将该智能气囊装置及其控制方法应用于乘员侧。

该智能气囊装置包括检测单元、控制单元和气囊单元。控制单元分别和检测单元、气囊单元相连。图1所示为该实施例中的智能气囊与乘员位置示意图。图中可见第一气囊1、第二气囊2、、排气孔3、仪表板4、挡风玻璃5、正常坐姿乘员6和座椅7。

检测单元包括座椅位置传感器、乘员重量传感器、模式传感器和碰撞严重程度传感器。乘员重量传感器位于乘员座椅下部，检测乘员的体重，以确定乘员是儿童或身材较小的成年人还是身材高大的成年人；模式传感器为一个安装于乘员前方的车体上的摄像探头，可以对乘员的身材及其在车内的位置进行拍照分析，从而可以检测乘员的身材及判断乘员是处于正常坐姿状态还是处于离位状态，是否头部或者胸部靠近仪表板；而座椅位置传感器则安装于座椅所在的滑轨上，用以辅助乘员重量传感器和模式传感器检测乘员的身材与坐姿。碰撞严重程度传感器选择为车辆减速度传感器，这里用车辆的减速度来表征碰撞严重程度，减速度越大，碰撞严重程度越大。

气囊单元包括两个气囊，第一气囊1位于仪表板的上部靠近乘员的一侧，其体积相对于普通的气囊要小，这样在离位乘员的头部靠近仪表板时，第一气囊1的展开对乘员的冲击力较小。第二气囊2位于仪表板上第一气囊1下方的位置，同样相对于普通的气囊来说体积较小，因此第二气囊2朝着乘员的胸部展开时距离乘员相对要远，其展开不会直接冲击在乘员身上，所以这种状态对儿童或者离位且胸部靠近仪表板的乘员保护效果最佳。

控制单元包括一个起爆模式控制模块和安全气囊控制模块（ACU）。安全气囊控制模块的作用是根据车辆的减速度判断车辆是否发生碰撞以及碰撞程度是否超过安全阈值，如果减速度超过安全阈值，说明车辆碰撞程度很大，此时应该控制气囊起爆。起爆模式控制模块的作用是根据传感器模块传送的乘员的身材及坐姿的信息，在安全气囊控制模块确定起爆气囊时，为其提供起爆气囊的模式，包括第一气囊1起爆、第二气囊2起爆及第一气囊1与第二气囊2同时起爆。

本发明还包括一种用于智能气囊装置的智能气囊控制方法，其逻辑过程如图2所示，该控制方法包括以下步骤：

（1）检测乘员的身材与坐姿，检测车辆的减速度以表征车辆的碰撞严重程度；

（2）比较减速度与减速度安全阈值的大小，根据乘员的身材与坐姿决定气囊的起爆模式。

（3）根据步骤（2）中的车辆碰撞严重程度与安全阈值的比较结果及起爆模式确定气囊是否起爆以及起爆模式。

步骤（1）中所述的乘员的身材，包括乘员是身材较小的成年人或者儿童还是身材较大的成年人；乘员的坐姿包括乘员是正常坐于座椅上还是处于离位状态，头部靠近仪表板还是胸部靠近仪表板。步骤（2）中所述的气囊的起爆模式包括第一气囊1起爆、第二气囊2起爆和第一气囊1与第二气囊2均起爆。

该实施例中步骤（3）中的碰撞严重程度由车辆的减速度来表示，减速度越大表示碰撞程度越大，减速度越小表示碰撞程度越小或者没有碰撞。基于此，步骤（3）具体包括：

（31）当车辆减速度大于或等于减速度安全阈值、乘员离位且头部靠近仪表板时，第一气囊起爆；

（32）当车辆减速度大于或等于减速度安全阈值、乘员离位且胸部靠近仪表板时，第二气囊起爆；

（33）当车辆减速度大于或等于减速度安全阈值、乘员为成年人且坐姿正常时，第一气囊与第二气囊均起爆。

（34）当乘员为儿童且坐姿正常时，第一气囊与第二气囊均不起爆。

该实施例中，当通过检测得到乘员的身材较小时，乘员有可能是儿童或者身材较小的成年人，此时即使其坐姿正常且车辆减速度已经等于或者大于安全阈值，该控制方法控制第一气囊与第二气囊均不起爆。因为这种情况下如果乘员是儿童，则起爆气囊的冲击力可能会对其造成伤害，甚至可能会超过车辆碰撞对其造成的伤害。

上述实施例中描述的是本发明应用于乘员侧的情形，本发明还可以在驾驶员侧使用。在驾驶员侧使用时本发明的装置和方法的思想与在乘员侧使用时相同。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能气囊装置，其特征在于：包括检测单元、控制单元和气囊单元；所述控制单元分别与所述检测单元和所述气囊单元相连；

所述检测单元包括摄像探头和碰撞严重程度传感器，摄像探头位于乘员前方的车体上，用于检测驾驶员或者乘员的身材和坐姿；所述碰撞严重程度传感器检测车辆的碰撞严重程度；

所述控制单元根据乘员的身材与坐姿信息和车辆的碰撞程度信息判断气囊是否起爆以及起爆模式；

所述气囊单元接受所述控制单元的指令并按所述指令动作。

2.根据权利要求1所述的智能气囊装置，其特征在于：所述碰撞严重程度传感器为车辆减速度传感器。

3.根据权利要求1所述的智能气囊装置，其特征在于：所述身材信息包括乘员或者驾驶员是儿童还是成年人，所述坐姿信息包括乘员或者驾驶员是处于正常坐姿状态还是离位状态，以及胸部或者头部是否靠近驾驶员或者乘员前方的车体。

4.根据权利要求1所述的智能气囊装置，其特征在于：所述气囊单元包括第一气囊组和第二气囊组，所述第一气囊组包括驾驶员侧第一气囊或者乘员侧第一气囊或者其组合；所述驾驶员侧第一气囊和乘员侧第一气囊分别安装在驾驶员和乘员胸部前方的车体上，驾驶员侧第二气囊和乘员侧第二气囊分别安装在驾驶员和乘员头部前方的车体上。

5.根据权利要求4所述的智能气囊装置，其特征在于：所述乘员侧第一气囊位于车辆仪表板乘员侧的上部，所述乘员侧第二气囊位于所述第一气囊下方的车辆仪表板上。

6.根据权利要求1所述的智能气囊装置，其特征在于：所述检测单元还包括位于驾驶员或者乘员座椅下方的重量传感器，以辅助摄像探头检测驾驶员或者乘员的身材信息。

7.根据权利要求1所述的智能气囊装置，其特征在于：所述检测单元还包括位于座椅滑轨上的座椅位置传感器，以辅助摄像探头检测驾驶员或者乘员的坐姿信息。

8.一种用于权利要求1所述的智能气囊装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）检测驾驶员或者乘员的身材和坐姿，检测车辆的碰撞严重程度；

（2）判断车辆的碰撞严重程度与安全阈值，根据驾驶员或乘员的身材与坐姿确定气囊的起爆模式；

（3）根据所述步骤（2）中车辆的碰撞严重程度与安全阈值的比较结果及起爆模式确定气囊是否起爆以及起爆模式。

9.根据权利要求8所述的智能气囊控制方法，其特征在于：所述碰撞严重程度用车辆的减速度来表征。

10.根据权利要求9所述的智能气囊控制方法，其特征在于：所述步骤（3）包括：

（31）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或乘员离位且头部靠近前方车体时，驾驶员侧第一气囊或者乘员侧第一气囊起爆；

（32）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或乘员离位且胸靠近前方车体时，驾驶员侧第二气囊或者乘员侧第二气囊起爆；

（33）当车辆碰撞严重程度大于或等于安全阈值、驾驶员或者乘员为成年人且坐姿正常时，驾驶员侧第一气囊和驾驶员侧第二气囊均起爆或者乘员侧第一气囊和乘员侧第二气囊均起爆；

（34）当驾驶员或乘员为儿童且坐姿正常时，第一气囊组与第二气囊组均不起爆。

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