CN104802678B - 一种车辆安全头枕及其头枕控制器和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆安全头枕及其头枕控制器和控制方法，包括碰撞监测器单元，距离探测器单元，头枕驱动机构，以及控制回路，其中，所述碰撞监测器单元通信连接和/或电连接至控制回路，用于预测可能的追尾事故；所述距离探测器单元通信连接和/或电连接至控制回路，用于检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态；所述头枕驱动机构用于使座椅头枕的一部分或全部向乘员头部移动；所述控制回路控制连接至头枕驱动机构，用于控制头枕驱动机构的移动和锁止。本发明能够根据在追尾碰撞中乘客头部的位置，来改变头枕移动距离，不会让乘客感到主动头枕带来的不适；同时，当碰撞过程结束后，能自动使头枕回到初始位置，避免碰撞过后头枕不回位造成的困扰。

Description

一种车辆安全头枕及其头枕控制器和控制方法
技术领域
本发明涉及汽车座椅头枕，尤其是涉及防挥鞭主动头枕，具体涉及一种车辆安全头枕及其头枕控制器和控制方法。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，人们的生活水平快速提高，汽车渐渐成为普通家庭的主要交通工具，车辆增多，由车辆引起的交通事故也逐渐增多。在交通事故中，追尾事故越来越普遍，其中约有90％的乘员会受到颈部损伤，即挥鞭伤(Whiplash Injury)。根据人体损伤准则，颈部损伤被评定为AIS1，即轻微损伤。但是颈部损伤的发生率高并且治疗费用高，还可能产生长期、明显的后遗症，使患者承受巨大的痛苦，给社会带来巨大的损失。如何降低追尾碰撞中乘员颈部伤害已成为汽车安全的研究重点之一。
追尾碰撞中，最重要的是乘员头部得到有效的支撑。通常正常驾驶时，头部不会靠在头枕上，而是与头枕有一定的距离。当发生碰撞时，乘员头部相对头枕向后移动到与头枕无间隙时才获得头枕的支撑，这对于乘员的头部支撑是不利的，移动距离越大，造成的伤害也会变得更加恶劣。本领域已经提出了旨在降低追尾碰撞中乘员颈部伤害的各种方案，例如，提出了使座椅头枕相对乘员头部向前运动的主动头枕等。
现有类型主动头枕，不能根据乘客头部的位置改变主动头枕的运动距离，特别是当乘客头部与头枕已经接触时，发生追尾碰撞，头枕触发向乘客头部移动时，容易造成乘客头颈部的不适。
目前也存在一类主动型的安全头枕，其通过在头枕内增设具有加压气体驱动系统，使车辆在发生碰撞后，头枕充气，提升头枕支撑效果，这类头枕在车辆碰撞后，无法复位，给使用者带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆安全头枕及其头枕控制器和控制方法，能够在车辆发生碰撞后根据乘客头部的位置改变主动头枕的运动距离。包括头枕驱动机构，能够有效的提升乘客头颈部舒适性。具体技术方案如下：
一种头枕控制器，包括碰撞监测器单元，距离探测器单元，头枕驱动机构，以及控制回路，其中，所述碰撞监测器单元通信连接和/或电连接至控制回路，用于预测可能的追尾事故；所述距离探测器单元通信连接和/或电连接至控制回路，用于检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态；所述头枕驱动机构用于使座椅头枕的一部分或全部向乘员头部移动；所述控制回路控制连接至头枕驱动机构，用于控制头枕驱动机构的移动和锁止。
进一步地，所述头枕驱动机构包括传动液压缸，缸体前部连通装置，驱动电机，缸体后部连通装置，其中，所述液压缸的缸体固定在头枕后部分，缸体后部连通装置、缸体前部连通装置固定在液压缸缸体；缸体前部连通装置与缸体后部连通装置之间连有所述驱动电机。
进一步地，所述头枕驱动机构还包括压力传感器，其设置在缸体前部连通装置与活塞缸缸体连通内部，以及缸体后部连通装置与活塞缸缸体连通内部，用来测量液压缸内部前后端面的压力，并将该信号发送至控制回路。
进一步地，传动液压缸包括活塞缸体和活塞杆，前位限位环固定在活塞缸体内部，后位限位环固定在活塞杆。
进一步地，所述头枕驱动机构还包括电机固定架、底座、固定螺栓、固定支架，其中，固定支架与头枕前部分连在一起固定螺栓把活塞杆、底座、固定支架固定在一起。
进一步地，所述碰撞检测器单元包括多个传感器，每个传感器通过检测车辆后方来车的运动状态，当检测到有可能会发生追尾事故时，向控制回路输出预测追尾信号。
进一步地，所述距离探测器单元包括多个传感器，每个传感器通过不同位置的检测，当其中一个传感器检测到与设定数据相同内容时，控制回路使头枕移动或锁止。
进一步地，距离探测器单元包括用于检测设定距离的传感器和用于检测头枕接触状态的传感器，当其中一个传感器检测到设定的距离或接触状态时，控制回路使头枕移动或锁止。
一种车辆安全头枕，内置上述的头枕控制器。
一种上述车辆安全头枕的控制方法，包括如下步骤：
(1)碰撞监测器预测可能的追尾事故，当结果为否则返回，当结果为是进入步骤(2)；
(2)距离探测器单元检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态，当结果为接触则锁止头枕驱动机构并进入步骤(4)，当结果为未接触进入步骤(3)；
(3)启动头枕驱动机构使头枕向乘客头部移动；
(4)达到预定时间后启动头枕驱动机构使头枕向远离乘客头部的方向移动。
与目前现有技术相比，本发明能够根据在追尾碰撞中乘客头部的位置，来改变头枕移动距离，不会让乘客感到主动头枕带来的不适；同时，当碰撞过程结束后，能自动使头枕回到初始位置，避免碰撞过后头枕不回位造成的困扰。
附图说明
图1是头枕控制器逻辑控制图；
图2A是头枕前部位于最后位置时，头枕控制器结构原理图；
图2B是头枕前部位于最后位置时，头枕驱动机构的俯视图；
图3A是头枕前部位于最前位置时，头枕控制器结构原理图；
图3B是头枕前部位于最前位置时，头枕驱动机构的俯视图；
图4A是头枕前部位于中间位置时，头枕控制器结构原理图；
图4B是头枕前部位于中间位置时，头枕驱动机构的俯视图。
附图标号说明
1：传动缸
2、4：缸体前、后连通装置
3：传动电机
5：碰撞监测器单元
6：压力传感器
7：电机固定架
8：液压缸缸体
9：活塞杆
10、12：前、后限位环
13、14、15：底座、固定螺栓、固定支架
16：控制回路
17：距离探测器单元
18、19：头枕前、后部分
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个优选实施例中，头枕控制器通过信号输入判断是否追尾，使头枕一部分或全部向着乘客的头部移动，达到减小头枕与乘员头部之间的距离，包括：一碰撞监测器单元，该监测器预测可能的追尾事故；一距离探测器单元，该距离探测器单元检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态；一头枕驱动机构，该头枕驱动机构使座椅头枕的一部分或全部向乘员头部移动；一控制回路，当碰撞监测传感器输出设定信号时，该控制回路能使头枕驱动机构移动，当距离探测器输出设定信号时，该控制回路能使头枕驱动机构锁止。其中碰撞检测器单元包括多个传感器，每个传感器通过检测车辆后方来车的运动状态，当检测到有可能会发生追尾事故时，向控制回路输出预测追尾信号。其中距离探测器单元包括多个传感器，每个传感器通过不同位置的检测，当其中一个传感器检测到与设定数据相同内容时，控制回路使头枕移动或锁止。距离探测器单元包括用于检测设定距离的传感器和用于检测头枕接触状态的传感器，当其中一个传感器检测到设定的距离或接触状态时，控制回路使头枕移动或锁止。
头枕驱动机构包括传动液压缸1、缸体前部连通装置2、驱动电机3、缸体后部连通装置4、压力传感器6、电机固定架7、底座13、固定螺栓14、固定支架15组成。其中：液压缸1的缸体8固定在头枕后部分，缸体后部连通装置4、缸体前部连通装置2固定在液压缸缸体8，缸体前部连通装置2与活塞缸缸体8连通内部有一压力传感器6，缸体后部连通装置4与活塞缸缸体8连通内部有一压力传感器6，前位限位环10固定在活塞缸体8内部，后位限位环12固定在活塞杆9，用固定螺栓14把活塞杆9、底座13、固定支架15固定在一起，固定支架15与头枕前部分连在一起。
根据本发明，头枕驱动装置中，缸体前部连通装置2与缸体后部连通装置4之间连一驱动电机2，驱动电机2根据控制回路16信号，把缸体后部连通装置4内部液体输入缸体前部连通装置2，或把缸体前部连通装置2内部液体输入缸体后部连通装置4，达到使头枕前部分18向乘客头部移动，或向远离乘客头部移动。压力传感器6用来测量液压缸1内部前后端面的压力，控制回路16接收该信号。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种头枕控制器，其特征在于，包括碰撞监测器单元，距离探测器单元，头枕驱动机构，以及控制回路，其中，
所述碰撞监测器单元通信连接至控制回路，用于预测可能的追尾事故；
所述距离探测器单元通信连接至控制回路，用于检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态；
所述头枕驱动机构用于使座椅头枕的一部分或全部向乘员头部移动，包括传动液压缸，缸体前部连通装置，驱动电机，缸体后部连通装置，压力传感器，电机固定架，底座，固定螺栓以及固定支架；其中，所述液压缸的缸体固定在头枕后部分，缸体后部连通装置、缸体前部连通装置固定在液压缸缸体；缸体前部连通装置与缸体后部连通装置之间连有所述驱动电机；压力传感器设置在缸体前部连通装置与活塞缸缸体连通内部，以及缸体后部连通装置与活塞缸缸体连通内部，用来测量液压缸内部前后端面的压力，并将信号发送至控制回路；所述传动液压缸包括活塞缸体和活塞杆，前位限位环固定在活塞缸体内部，后位限位环固定在活塞杆；固定支架与头枕前部分连在一起固定螺栓把活塞杆、底座、固定支架固定在一起；
所述控制回路控制连接至头枕驱动机构，用于控制头枕驱动机构的移动和锁止。
2.如权利要求1所述的头枕控制器，其特征在于，所述碰撞监测器单元包括多个传感器，每个传感器通过检测车辆后方来车的运动状态，当检测到有可能会发生追尾事故时，向控制回路输出预测追尾信号。
3.如权利要求2所述的头枕控制器，其特征在于，所述距离探测器单元包括多个传感器，每个传感器通过不同位置的检测，当其中一个传感器检测到与设定数据相同内容时，控制回路使头枕移动或锁止。
4.如权利要求3所述的头枕控制器，其特征在于，距离探测器单元包括用于检测设定距离的传感器和用于检测头枕接触状态的传感器，当其中一个传感器检测到设定的距离或接触状态时，控制回路使头枕移动或锁止。
5.一种车辆安全头枕，其特征在于，内置如权利要求1-4中任一项所述的头枕控制器。
6.一种如权利要求5所述车辆安全头枕的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)碰撞监测器预测可能的追尾事故，当结果为否则返回，当结果为是进入步骤(2)；
(2)距离探测器单元检测头枕与乘员头部的位置状态和接触状态，当结果为接触则锁止头枕驱动机构并进入步骤(4)，当结果为未接触进入步骤(3)；
(3)启动头枕驱动机构使头枕向乘客头部移动；
(4)达到预定时间后启动头枕驱动机构使头枕向远离乘客头部的方向移动。
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