專利名稱：一種智能氣囊裝置及其控制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于汽車安全技術(shù)領域，涉及一種氣囊裝置及其控制方法，具體涉及一種根據(jù)駕駛員或者乘員的坐姿和身材狀況對其進行保護的智能氣囊裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車普及率的提高，越來越多的人們?nèi)谌氲今{駛的樂趣當中，同時對汽車的安全性能要求也越來越高。安全氣囊在整車安全保護上的作用受到人們的關(guān)注，但現(xiàn)有汽車氣囊開發(fā)過程中考慮的大多是美國第50百分位成年男子第三代混合型(后稱50百分位Hybrid III的男性假人)的男性假人，座椅處于滑軌行程中間且坐姿正常的情況。然而在實際生活中，前排乘員的性別、身高體重、坐姿都存在諸多差異性，因此安全氣囊在設計的時候需要考慮各種不同情況下對乘員的保護效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決當前汽車氣囊開發(fā)過程中考慮的假人身材與坐姿與實際相比存在諸多差異的問題，提出一種考慮乘員或駕駛員的身材和坐姿的安全氣囊控制方法和實現(xiàn)這種方法的裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種智能氣囊裝置，包括檢測單元、控制單元和氣囊單元；所述控制單元分別與所述檢測單元和所述氣囊單元相連；所述檢測單元包括攝像探頭和碰撞嚴重程度傳感器，攝像探頭位于乘員前方的車體上，用于檢測駕駛員或者乘員的身材和坐姿；所述碰撞嚴重程度傳感器檢測車輛的碰撞嚴重程度；所述控制單元根據(jù)乘員的身材與坐姿信息和車輛的減速度信息判斷氣囊是否起爆以及起爆模式；所述氣囊單元接受所述控制單元的指令并按所述指令動作。所述碰撞嚴重程度傳感器為車輛減速度傳感器。所述身材信息包括乘員或者駕駛員是兒童還是成年人，所述坐姿信息包括乘員或者駕駛員是處于正常坐姿狀態(tài)還是離位狀態(tài)，以及胸部或者頭部是否靠近駕駛員或者乘員前方的車體。所述氣囊單元包括第一氣囊組和第二氣囊組，所述第一氣囊組包括駕駛員側(cè)第一氣囊或者乘員側(cè)第一氣囊或者其組合；所述駕駛員側(cè)第一氣囊和乘員側(cè)第一氣囊分別安裝在駕駛員和乘員胸部前方的車體上，駕駛員側(cè)第二氣囊和乘員側(cè)第二氣囊分別安裝在駕駛員和乘員頭部前方的車體上。所述乘員側(cè)第一氣囊位于車輛儀表板乘員側(cè)的上部，所述乘員側(cè)第二氣囊位于所述第一氣囊下方的車輛儀表板上。所述檢測單元還包括位于駕駛員或者乘員座椅下方的重量傳感器，以輔助攝像探頭檢測駕駛員或者乘員的身材信息。所述檢測單元還包括位于座椅滑軌上的座椅位置傳感器，以輔助攝像探頭檢測駕駛員或者乘員的坐姿信息。
一種用于上述裝置的智能氣囊控制方法，包括以下步驟(I)檢測駕駛員或者乘員的身材和坐姿，檢測車輛的碰撞嚴重程度；(2)判斷車輛的碰撞嚴重程度與安全閾值，根據(jù)駕駛員或乘員的身材與坐姿確定氣囊的起爆模式；(3)根據(jù)所述步驟(2)中車輛的碰撞嚴重程度與安全閾值的比較結(jié)果及起爆模式確定氣囊是否起爆以及起爆模式。所述碰撞嚴重程度用車輛的減速度來表征。所述步驟(3)包括(31)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或乘員離位且頭部靠近前方車體時，駕駛員側(cè)第一氣囊或者乘員側(cè)第一氣囊起爆；(32)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或乘員離位且胸靠近前方車體時，駕駛員側(cè)第二氣囊或者乘員側(cè)第二氣囊起爆；(33)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或者乘員為成年人且坐姿正常時，駕駛員側(cè)第一氣囊和駕駛員側(cè)第二氣囊均起爆或者乘員側(cè)第一氣囊和乘員側(cè)第二氣囊均起爆；(34)當駕駛員或乘員為兒童且坐姿正常時，第一氣囊組與第二氣囊組均不起爆?，F(xiàn)有汽車氣囊開發(fā)過程中考慮的大多是50百分位HybridIII的男性假人處于正常坐姿時的狀態(tài)，而50百分位Hybrid III假人的身材僅僅是以美國人為標準的一種身材，過程中的坐姿也僅僅考慮一種情況，這與實際的情況并不相符。本發(fā)明提出的智能乘員裝置及其控制方法，能夠通過檢測當前乘員的身材和坐姿狀態(tài)來確定氣囊起爆方式，更加接近實際情況，由此得到的氣囊起爆的控制方法也更加科學和智能。


圖1本發(fā)明實施例中實現(xiàn)該智能氣囊控制方法的裝置圖；圖2本發(fā)明實施例中智能氣囊控制方法的邏輯示意圖。圖中1、第一氣囊；2、第二氣囊；3、排氣孔；4、儀表板；5、擋風玻璃；6、正常坐姿乘員；7、座椅。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明提出一種智能氣囊裝置及用于該裝置的智能氣囊控制方法，本實施例中將該智能氣囊裝置及其控制方法應用于乘員側(cè)。該智能氣囊裝置包括檢測單元、控制單元和氣囊單元?？刂茊卧謩e和檢測單元、氣囊單元相連。圖1所示為該實施例中的智能氣囊與乘員位置示意圖。圖中可見第一氣囊1、第二氣囊2、、排氣孔3、儀表板4、擋風玻璃5、正常坐姿乘員6和座椅7。檢測單元包括座椅位置傳感器、乘員重量傳感器、模式傳感器和碰撞嚴重程度傳感器。乘員重量傳感器位于乘員座椅下部，檢測乘員的體重，以確定乘員是兒童或身材較小的成年人還是身材高大的成年人；模式傳感器為一個安裝于乘員前方的車體上的攝像探頭，可以對乘員的身材及其在車內(nèi)的位置進行拍照分析，從而可以檢測乘員的身材及判斷乘員是處于正常坐姿狀態(tài)還是處于離位狀態(tài)，是否頭部或者胸部靠近儀表板；而座椅位置傳感器則安裝于座椅所在的滑軌上，用以輔助乘員重量傳感器和模式傳感器檢測乘員的身材與坐姿。碰撞嚴重程度傳感器選擇為車輛減速度傳感器，這里用車輛的減速度來表征碰撞嚴重程度，減速度越大，碰撞嚴重程度越大。氣囊單元包括兩個氣囊，第一氣囊I位于儀表板的上部靠近乘員的一側(cè)，其體積相對于普通的氣囊要小，這樣在離位乘員的頭部靠近儀表板時，第一氣囊I的展開對乘員的沖擊力較小。第二氣囊2位于儀表板上第一氣囊I下方的位置，同樣相對于普通的氣囊來說體積較小，因此第二氣囊2朝著乘員的胸部展開時距離乘員相對要遠，其展開不會直接沖擊在乘員身上，所以這種狀態(tài)對兒童或者離位且胸部靠近儀表板的乘員保護效果最佳?？刂茊卧ㄒ粋€起爆模式控制模塊和安全氣囊控制模塊(ACU)。安全氣囊控制模塊的作用是根據(jù)車輛的減速度判斷車輛是否發(fā)生碰撞以及碰撞程度是否超過安全閾值，如果減速度超過安全閾值，說明車輛碰撞程度很大，此時應該控制氣囊起爆。起爆模式控制模塊的作用是根據(jù)傳感器模塊傳送的乘員的身材及坐姿的信息，在安全氣囊控制模塊確定起爆氣囊時，為其提供起爆氣囊的模式，包括第一氣囊I起爆、第二氣囊2起爆及第一氣囊I與第二氣囊2同時起爆。本發(fā)明還包括一種用于智能氣囊裝置的智能氣囊控制方法，其邏輯過程如圖2所示，該控制方法包括以下步驟(I)檢測乘員的身材與坐姿，檢測車輛的減速度以表征車輛的碰撞嚴重程度；(2)比較減速度與減速度安全閾值的大小，根據(jù)乘員的身材與坐姿決定氣囊的起爆模式。(3)根據(jù)步驟(2)中的車輛碰撞嚴重程度與安全閾值的比較結(jié)果及起爆模式確定氣囊是否起爆以及起爆模式。步驟(I)中所述的乘員的身材，包括乘員是身材較小的成年人或者兒童還是身材較大的成年人；乘員的坐姿包括乘員是正常坐于座椅上還是處于離位狀態(tài)，頭部靠近儀表板還是胸部靠近儀表板。步驟(2)中所述的氣囊的起爆模式包括第一氣囊I起爆、第二氣囊2起爆和第一氣囊I與第二氣囊2均起爆。該實施例中步驟(3 )中的碰撞嚴重程度由車輛的減速度來表示，減速度越大表示碰撞程度越大，減速度越小表示碰撞程度越小或者沒有碰撞。基于此，步驟(3)具體包括(31)當車輛減速度大于或等于減速度安全閾值、乘員離位且頭部靠近儀表板時，
第一氣囊起爆；(32)當車輛減速度大于或等于減速度安全閾值、乘員離位且胸部靠近儀表板時，
第二氣囊起爆；(33)當車輛減速度大于或等于減速度安全閾值、乘員為成年人且坐姿正常時，第
一氣囊與第二氣囊均起爆。(34)當乘員為兒童且坐姿正常時，第一氣囊與第二氣囊均不起爆。該實施例中，當通過檢測得到乘員的身材較小時，乘員有可能是兒童或者身材較小的成年人，此時即使其坐姿正常且車輛減速度已經(jīng)等于或者大于安全閾值，該控制方法控制第一氣囊與第二氣囊均不起爆。因為這種情況下如果乘員是兒童，則起爆氣囊的沖擊力可能會對其造成傷害，甚至可能會超過車輛碰撞對其造成的傷害。
上述實施例中描述的是本發(fā)明應用于乘員側(cè)的情形，本發(fā)明還可以在駕駛員側(cè)使用。在駕駛員側(cè)使用時本發(fā)明的裝置和方法的思想與在乘員側(cè)使用時相同。上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領域的普通技術(shù)人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能氣囊裝置，其特征在于包括檢測單元、控制單元和氣囊單元；所述控制單元分別與所述檢測單元和所述氣囊單元相連； 所述檢測單元包括攝像探頭和碰撞嚴重程度傳感器，攝像探頭位于乘員前方的車體上，用于檢測駕駛員或者乘員的身材和坐姿；所述碰撞嚴重程度傳感器檢測車輛的碰撞嚴重程度； 所述控制單元根據(jù)乘員的身材與坐姿信息和車輛的碰撞程度信息判斷氣囊是否起爆以及起爆模式； 所述氣囊單元接受所述控制單元的指令并按所述指令動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述碰撞嚴重程度傳感器為車輛減速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述身材信息包括乘員或者駕駛員是兒童還是成年人，所述坐姿信息包括乘員或者駕駛員是處于正常坐姿狀態(tài)還是離位狀態(tài)，以及胸部或者頭部是否靠近駕駛員或者乘員前方的車體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述氣囊單元包括第一氣囊組和第二氣囊組，所述第一氣囊組包括駕駛員側(cè)第一氣囊或者乘員側(cè)第一氣囊或者其組合；所述駕駛員側(cè)第一氣囊和乘員側(cè)第一氣囊分別安裝在駕駛員和乘員胸部前方的車體上，駕駛員側(cè)第二氣囊和乘員側(cè)第二氣囊分別安裝在駕駛員和乘員頭部前方的車體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述乘員側(cè)第一氣囊位于車輛儀表板乘員側(cè)的上部，所述乘員側(cè)第二氣囊位于所述第一氣囊下方的車輛儀表板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述檢測單元還包括位于駕駛員或者乘員座椅下方的重量傳感器，以輔助攝像探頭檢測駕駛員或者乘員的身材信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置，其特征在于所述檢測單元還包括位于座椅滑軌上的座椅位置傳感器，以輔助攝像探頭檢測駕駛員或者乘員的坐姿信息。
8.一種用于權(quán)利要求1所述的智能氣囊裝置的控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)檢測駕駛員或者乘員的身材和坐姿，檢測車輛的碰撞嚴重程度； (2)判斷車輛的碰撞嚴重程度與安全閾值，根據(jù)駕駛員或乘員的身材與坐姿確定氣囊的起爆模式； (3)根據(jù)所述步驟(2)中車輛的碰撞嚴重程度與安全閾值的比較結(jié)果及起爆模式確定氣囊是否起爆以及起爆模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能氣囊控制方法，其特征在于所述碰撞嚴重程度用車輛的減速度來表征。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能氣囊控制方法，其特征在于所述步驟(3)包括 (31)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或乘員離位且頭部靠近前方車體時，駕駛員側(cè)第一氣囊或者乘員側(cè)第一氣囊起爆； (32)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或乘員離位且胸靠近前方車體時，駕駛員側(cè)第二氣囊或者乘員側(cè)第二氣囊起爆； (33)當車輛碰撞嚴重程度大于或等于安全閾值、駕駛員或者乘員為成年人且坐姿正常時，駕駛員側(cè)第一氣囊和駕駛員側(cè)第二氣囊均起爆或者乘員側(cè)第一氣囊和乘員側(cè)第二氣囊均起爆；(34)當駕駛員或乘`員為兒童且坐姿正常時，第一氣囊組與第二氣囊組均不起爆。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種根據(jù)駕駛員或者乘員的坐姿和身材狀況對其進行保護的智能氣囊裝置及其控制方法，屬于汽車安全技術(shù)領域。該智能氣囊裝置包括檢測單元、控制單元和氣囊單元。其中，控制單元分別與檢測單元和所述氣囊單元相連；檢測單元檢測駕駛員或者乘員的身材和坐姿，以及車輛的碰撞嚴重程度，控制單元根據(jù)這些信息判斷氣囊是否起爆以及起爆模式。智能氣囊控制方法即是控制單元完成上述工作的具體的控制策略。本發(fā)明的智能氣囊裝置及其控制方法根據(jù)乘員的身材坐姿的實時信息和車輛碰撞嚴重程度的實時信息對乘員進行保護，相比現(xiàn)有技術(shù)中僅僅根據(jù)特定假人的信息的氣囊裝置和控制方法來說安全性得到了很大的提高。
文檔編號B60R21/01GK103057503SQ20131001199
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者王桃英, 初永平, 光玲玲, 劉衛(wèi)國, 周大永, 潘之杰, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司