一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆

1.本发明涉及车辆安全技术领域，特别是涉及一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆。


背景技术：

2.近年来，车辆发生碰撞的事故率不断升高。当事故发生时，驾驶员由于长时间的驾驶，头部可能会出现后仰姿态，从而导致发生事故时，驾驶员的头部距离安全气囊过远，使得当驾驶员头部接触到安全气囊时，头部与安全气囊的相对速度较大，进而导致安全气囊不能给予驾驶员很好的保护。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆，能够降低驾驶员与方向盘处安全气囊接触的相对速度，进而降低驾驶员的损伤。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种智能安全气囊，包括：预警检测装置、汽车电子控制单元、气囊起爆装置以及气囊装置；所述预警检测装置包括压力传感器和n个图像识别传感器；所述气囊装置包括n个安全气囊；n为大于等于5的整数；所述汽车电子控制单元分别与所述预警检测装置和所述气囊起爆装置电连接；所述压力传感器和n个图像识别传感器电连接；
6.所述压力传感器位于车辆保险杠前侧，用于实时检测车辆前部的压力信号并判断压力信号是否达到碰撞压力阈值；当压力信号达到碰撞压力阈值时发送碰撞信号至所述汽车电子控制单元和n个图像识别传感器；
7.所述n个安全气囊位于驾驶员位置的车辆顶部且沿车辆行驶方向依次间隔设置；每个安全气囊一侧对应设置一个图像识别传感器；所述图像识别传感器用于在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置；
8.所述汽车电子控制单元位于车辆前部，用于根据所述压力传感器检测的碰撞信号和所述图像识别传感器识别的驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊。
9.可选地，所述安全气囊由多个互相连通的圆柱形充气柱组成，相邻两个圆柱形充气柱之间留有间隙；当所述安全气囊起爆时，多个圆柱形充气柱的连通端固定于车辆顶部，多个圆柱形充气柱的非连通端位于驾驶员头部位置。
10.一种智能安全气囊的起爆控制方法，应用于所述的智能安全气囊；所述起爆控制方法包括：
11.当压力传感器判断压力信号达到碰撞压力阈值时，发送碰撞信号至汽车电子控制单元和n个图像识别传感器；
12.n个图像识别传感器在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置；
13.汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊。
14.可选地，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：
15.当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆第n+1到第n个安全气囊，其中n》n≥1。
16.可选地，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：
17.当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元不生成起爆命令。
18.可选地，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：
19.当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且n个图像识别传感器均未识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆全部安全气囊。
20.一种车辆，所述车辆上安装有所述的智能安全气囊。
21.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
22.本发明提供了一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆，通过预警检测装置、汽车电子控制单元、气囊起爆装置以及气囊装置的设置，能够在车辆发生碰撞事故时，降低驾驶员头部向前位移的速度，从而降低驾驶员与方向盘处安全气囊接触的相对速度，进而降低驾驶员的损伤。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明提供的车辆上智能安全气囊的位置示意图；
25.图2为本发明提供的n＝5时车辆上安全气囊对应的图像识别传感器的位置示意图；
26.图3为本发明提供的n＝5时图像识别传感器和安全气囊的位置分布示意图；
27.图4为本发明提供的图像识别传感器以及安全气囊位置的主、俯、侧以及仰视图；
28.图5为本发明提供的智能安全气囊的起爆控制方法流程图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在发生事故时，由于车辆紧急制动和碰撞减速的原因，驾驶员会相对车辆向前位移，如果此时驾驶员头部距离方向盘较远，驾驶员与方向盘处安全气囊接触的相对速度会比较大，容易对驾驶员头部造成较大损伤。因此，本发明的目的是提供一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆，来降低驾驶员头部向前位移的速度，从而降低驾驶员头部与方向盘处安全气囊接触的相对速度，进而降低驾驶员头部的损伤，其中涉及到信号传递和气囊的形状设计问题。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
32.图1为本发明提供的车辆上智能安全气囊的位置示意图，如图1所示，本发明提供的一种智能安全气囊，包括：预警检测装置、汽车电子控制单元2、气囊起爆装置以及气囊装置3。其中，预警检测装置包括压力传感器1和n个图像识别传感器5。气囊装置3包括n个安全气囊4，且n为大于等于5的整数。汽车电子控制单元2分别与预警检测装置和气囊起爆装置电连接。压力传感器1和n个图像识别传感器5电连接。
33.如图1所示，压力传感器1位于车辆保险杠前侧，用于实时检测车辆前部的压力信号并判断压力信号是否达到碰撞压力阈值。当压力信号达到碰撞压力阈值时发送碰撞信号至汽车电子控制单元2和n个图像识别传感器5。
34.图2为本发明提供的n＝5时车辆上安全气囊对应的图像识别传感器的位置示意图。图3为本发明提供的n＝5时图像识别传感器和安全气囊的位置分布示意图。此种情况下，n个图像识别传感器包括图像识别传感器a、b、c、d、e；n个安全气囊包括安全气囊f、g、h、i、j。
35.结合图1至图3所示，本发明n个安全气囊4位于驾驶员位置的车辆顶部且沿车辆行驶方向依次间隔设置；每个安全气囊4一侧对应设置一个图像识别传感器5；图像识别传感器5用于在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置。
36.本发明图像识别传感器5用于检测驾驶员头部的位置，避免驾驶员头部位于某个气囊下方时，因头部正上方气囊被起爆而增加驾驶员的损伤。因此用图像识别传感器5判断碰撞时起爆哪一个位置的安全气囊4。
37.汽车电子控制单元2位于车辆前部，用于根据压力传感器1检测的碰撞信号和图像识别传感器5识别的驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊4。
38.具体地，当车辆发生碰撞事故时，车辆的汽车电子控制单元(ecu)在实时获得压力传感器1的碰撞信号时，压力传感器1检测到的碰撞信号也会同时发送给图像识别传感器5。图像识别传感器5接收到压力传感器1的碰撞信号时，将会上电启动来检测驾驶员头部位置。在如图2和3所示的具体实施例中，a、b、c、d、e五个图像识别传感器分别定义为沿车辆行驶方向(图示为汽车前进方向)依次间隔设置的第1、2、3、4、5个气囊。那么当第n个图像识别传感器5识别到驾驶员头部时，则给ecu返回信号“1”，ecu控制第0个到第n个安全气囊将不再起爆，仅控制第n+1到第5个安全气囊进行起爆，其中5》n≥1。当没有图像识别传感器5识别到驾驶员头部时，此时驾驶员的头部位置有两种情况，结合图2和图3分析，第一，安全气囊4全部位于驾驶员头部前方，也就是驾驶员头部位置位于图像识别传感器a的右侧；第二，安全气囊4全部位于驾驶员头部的后方，也就是驾驶员头部位置位于图像识别传感器e的左
侧。在现实生活中，第二种情况在驾驶行为中几乎不可能出现，所以不做考虑，因此当没有图像识别传感器识别到驾驶员头部时，安全气囊将全部起爆。
39.当ecu接收到压力传感器1的碰撞信号以及图像识别传感器识别的驾驶员头部位置信号时，由ecu根据信号来源生成起爆命令发送至气囊起爆装置。气囊起爆装置接收到ecu的起爆命令后，将需要起爆的安全气囊4充气弹出，以给驾驶员头部减速。
40.图4为本发明提供的图像识别传感器以及安全气囊位置的主、俯、侧以及仰视图。如图4所示，安全气囊4由多个互相连通的圆柱形充气柱组成，相邻两个圆柱形充气柱之间留有间隙。当安全气囊4起爆时，多个圆柱形充气柱的连通端401固定于车辆顶部，多个圆柱形充气柱的非连通端402位于驾驶员头部位置。
41.本发明安全气囊4的相邻两个圆柱形充气柱之间留有间隙，是为了不给驾驶员颈部造成严重损伤。当驾驶员头部冲击过大时，驾驶员的头部将可以穿过圆柱形充气柱。安全气囊4的主要作用是降低头部向前的速度，进而降低驾驶员与方向盘等车辆内饰接触时的相对速度，从而减少驾驶员头部损伤。
42.在实际驾驶过程中，由于碰撞的原因，车辆会迅速减速，而由于惯性，驾驶员会保持向前的运动，因此，驾驶员头部会先撞到本发明中的安全气囊，有效降低驾驶员头部向前位移的速度，又因为本发明安全气囊的结构设计，驾驶员头部会穿过安全气囊最终撞向方向盘中的气囊，从而有效降低颈部骨折的风险。
43.图5为本发明提供的智能安全气囊的起爆控制方法流程图，如图5所示，基于本发明所述的智能安全气囊，本发明还提供一种智能安全气囊的起爆控制方法，包括：
44.s1：当压力传感器判断压力信号达到碰撞压力阈值时，发送碰撞信号至汽车电子控制单元和n个图像识别传感器。
45.s2：n个图像识别传感器在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置。
46.具体地，当汽车电子控制单元接收到碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆第n+1到第n个安全气囊，其中n》n≥1。
47.当汽车电子控制单元接收到碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元不生成起爆命令。
48.当汽车电子控制单元接收到碰撞信号，并且n个图像识别传感器均未识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆全部安全气囊。
49.s3：汽车电子控制单元根据碰撞信号和驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊。
50.因此，当汽车行驶在道路上时，若车辆发生碰撞，安装在汽车前部的压力传感器1检测到的压力信号达到碰撞压力阈值时，它将生成碰撞信号传递给ecu和图像识别传感器5。图像识别传感器5接收到碰撞信号后，开始检测驾驶员头部的位置，并判断出哪些气囊可以起爆用于保护驾驶员，并将判断的驾驶员头部位置信号传递给ecu。当ecu同时接收到了压力传感器1的碰撞信号和图像识别传感器5的驾驶员头部位置信号时，ecu对气囊起爆装置3发出起爆命令，控制起爆对应位置的安全气囊。
51.进一步地，本发明还提供一种车辆，该车辆上安装有所述的智能安全气囊。
52.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
53.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种智能安全气囊，其特征在于，包括：预警检测装置、汽车电子控制单元、气囊起爆装置以及气囊装置；所述预警检测装置包括压力传感器和n个图像识别传感器；所述气囊装置包括n个安全气囊；n为大于等于5的整数；所述汽车电子控制单元分别与所述预警检测装置和所述气囊起爆装置电连接；所述压力传感器和n个图像识别传感器电连接；所述压力传感器位于车辆保险杠前侧，用于实时检测车辆前部的压力信号并判断压力信号是否达到碰撞压力阈值；当压力信号达到碰撞压力阈值时发送碰撞信号至所述汽车电子控制单元和n个图像识别传感器；所述n个安全气囊位于驾驶员位置的车辆顶部且沿车辆行驶方向依次间隔设置；每个安全气囊一侧对应设置一个图像识别传感器；所述图像识别传感器用于在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置；所述汽车电子控制单元位于车辆前部，用于根据所述压力传感器检测的碰撞信号和所述图像识别传感器识别的驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊。2.根据权利要求1所述的智能安全气囊，其特征在于，所述安全气囊由多个互相连通的圆柱形充气柱组成，相邻两个圆柱形充气柱之间留有间隙；当所述安全气囊起爆时，多个圆柱形充气柱的连通端固定于车辆顶部，多个圆柱形充气柱的非连通端位于驾驶员头部位置。3.一种智能安全气囊的起爆控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的智能安全气囊；所述起爆控制方法包括：当压力传感器判断压力信号达到碰撞压力阈值时，发送碰撞信号至汽车电子控制单元和n个图像识别传感器；n个图像识别传感器在接收到碰撞信号后开始检测驾驶员位置的图像信号并识别驾驶员头部位置；汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊。4.根据权利要求3所述的智能安全气囊的起爆控制方法，其特征在于，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆第n+1到第n个安全气囊，其中n>n≥1。5.根据权利要求3所述的智能安全气囊的起爆控制方法，其特征在于，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且从远离方向盘一侧开始计数的第n个图像识别传感器识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元不生成起爆命令。6.根据权利要求3所述的智能安全气囊的起爆控制方法，其特征在于，所述汽车电子控制单元根据所述碰撞信号和所述驾驶员头部位置生成起爆命令，以控制气囊起爆装置起爆对应的安全气囊，具体包括：
当汽车电子控制单元接收到所述碰撞信号，并且n个图像识别传感器均未识别到驾驶员头部时，汽车电子控制单元生成起爆命令，控制气囊起爆装置起爆全部安全气囊。7.一种车辆，其特征在于，所述车辆上安装有权利要求1所述的智能安全气囊。

技术总结
本发明公开了一种智能安全气囊、智能安全气囊的起爆控制方法及车辆，涉及车辆安全技术领域。该智能安全气囊包括预警检测装置、汽车电子控制单元、气囊起爆装置以及气囊装置；所述预警检测装置包括压力传感器和N个图像识别传感器；所述气囊装置包括N个安全气囊；所述汽车电子控制单元分别与所述预警检测装置和所述气囊起爆装置电连接；所述压力传感器和N个图像识别传感器电连接。本发明提供的智能安全气囊及其起爆控制方法能够在车辆发生碰撞事故时，降低驾驶员与方向盘处安全气囊接触的相对速度，进而降低驾驶员的损伤。进而降低驾驶员的损伤。进而降低驾驶员的损伤。


技术研发人员：韩勇 李明旺 潘迪 张悦苁 徐国超 苏亮
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/23