CN106627461B - 汽车防鞭打保护装置和其控制方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车防鞭打保护装置，包括控制器，与所述控制器相联接的置于汽车尾部的碰撞检测单元，以及设置于头枕处的气囊，在所述气囊上连接有气体发生器，所述气体发生器与控制器控制联接，还包括与控制器相联接的车速检测单元，以及设置在所述气囊处并与控制器控制联接的、对应于车速检测单元的检测信号而调节气囊膨胀强度的气囊调节机构。本发明还提供了该汽车防鞭打保护装置的控制方法，以及一种设置有该汽车防鞭打保护装置的汽车。本发明所述的汽车防鞭打保护装置，在汽车发生追尾时，可使气囊膨胀而对乘员的头部进行支撑，从而可避免挥鞭伤发生。同时，该汽车防鞭打保护装置还可调节气囊的膨胀强度，从而也能够提高其舒适性。

Description

汽车防鞭打保护装置和其控制方法及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车防鞭打保护装置。本发明还涉及该汽车防鞭打保护装置的控制方法，以及一种设置有该汽车防鞭打保护装置的汽车。

背景技术

随着汽车保有量的大幅增加，各类交通事故也呈高发态势，其中尤以追尾事故经常发生，在汽车追尾碰撞中，被追尾的前车受到一个向前的加速度，座椅会推动乘员的躯干向前，但乘员的头部因为惯性却会产生滞后，这种滞后使乘员的颈部后仰直至达到极限，然后头部就像鞭梢一样被颈部加速甩向前方，此即是导致人体颈部损伤的挥鞭效应。为降低因追尾而对乘员造成的伤害，现有的座椅防鞭打系统多为通过在追尾发生时，乘客的身体因撞击力的作用撞向靠背，以促使头枕往上往前推动，从而在头颈猛烈晃动之前托住乘客的头颈实现保护目的。上述防鞭打系统能起到一定的保护作用，但该系统结构复杂，舒适性差，使用后座椅头枕多不能恢复原位，也会影响汽车的后续乘坐。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车防鞭打保护装置，以能够在汽车追尾中对乘员的头部进行保护，并具有较好的舒适性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车防鞭打保护装置，包括控制器，与所述控制器相联接的置于汽车尾部的碰撞检测单元，以及设置于头枕处的气囊，在所述气囊上连接有气体发生器，所述气体发生器与控制器控制联接，还包括与控制器相联接的车速检测单元，以及设置在所述气囊处并与控制器控制联接的、对应于车速检测单元的检测信号而调节气囊膨胀强度的气囊调节机构。

进一步的，所述气囊调节机构包括连接在所述气囊上的拉带，在所述气囊上于拉带连接点的周侧形成有多个嵌套布置的的强度不同的弱化结构；还包括设置在头枕上并与所述拉带传动连接的拉带执行器，在控制器控制下，所述拉带执行器动作而使得所述拉带具有将其一弱化结构撕开的运动。

进一步的，所述车速检测单元为速度传感器；所述控制器包括与气体发生器及拉带执行器控制联接的控制单元，与所述控制单元相联接的预设有车速区间的逻辑单元，所述速度传感器联接于逻辑单元上，还包括联接在所述逻辑单元和控制单元之间的、承接逻辑单元的车速区间信号以使控制单元控制气体发生器及拉带执行器进行相应动作的存储计算单元。

进一步的，所述存储计算单元包括存储有不同车速区间下的气体发生器动作时间及拉带执行器拉力矩的存储模块，以及与所述存储模块相联接的比较模块。

进一步的，所述碰撞检测单元为碰撞传感器，所述碰撞传感器联接于所述逻辑单元上。

进一步的，所述拉带执行器为电磁阀。

进一步的，在所述气囊的外侧设置有连接于头枕上的、以在气体发生器动作时控制气囊造型的拉线。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述的汽车防鞭打保护装置，在汽车发生追尾时，控制器可控制气体发生器动作，以使得气囊膨胀而能够对乘员的头部进行支撑，从而可避免挥鞭伤发生。同时，通过气囊调节机构的设置，还可根据车速检测单元的检测信号而调节气囊的膨胀强度，由此也可使得气囊膨胀后的刚度更为适宜，从而能够提高其舒适性。

(2)采用拉带及多个嵌套的弱化结构的形式，可对应于不同的车速而使得拉带撕开不同的弱化结构，从而可利用不同的泄气速率调节气囊的碰撞强度。而且该结构形式也较为简单，便于设计制作。

(3)利用预设车速区间的逻辑单元及存储计算单元的配合，可根据车速的不同控制气体发生器的点爆时间以及拉带执行器的拉力矩，以达到有效的保护性能及较好的舒适性。

(4)拉带执行器采用电磁阀可通过控制电磁阀动作电流的大小而改变其动作力矩的大小，且电磁阀结构较为简单，便于设计组装。

(5)设置拉线可使气囊膨胀后的造型适合于人体头部结构，从而进一步提高装置的舒适性。

本发明的另一目的在于提出一种汽车，在所述汽车上设置有如上所述的汽车防鞭打保护装置。

本发明的汽车和汽车防鞭打保护装置相对于现有技术相对于现有技术所具有的有益效果相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种汽车防鞭打保护装置的控制方法，该方法基于如上所述的汽车防鞭打保护装置，且其包括如下步骤：

步骤一、碰撞检测单元和车速检测单元分别检测碰撞信号及车速信号，并将检测信号送至控制器；

步骤二、在碰撞发生时，所述控制器控制气体发生器及气囊调节机构动作，以对气囊的膨胀强度进行调节。

进一步的，在步骤二中还包括：

步骤a、车速检测单元将检测信号送至逻辑单元，逻辑单元根据车速检测单元信号判断车速区间，并将判断结果送至存储计算单元；

步骤b、存储计算单元根据逻辑单元所判断的车速区间，得出对应于该车速区间的气体发生器动作时间及拉带执行器拉力矩信息，并将该信息送至控制单元；

步骤c、控制单元根据存储计算单元的信息控制气体发生器和拉带执行器动作。

本发明的汽车防鞭打保护装置的控制方法可在汽车发生追尾碰撞时，使设置于头枕处的气囊打开，且能够根据碰撞时的车速调节气囊的膨胀强度，以能够对乘员的头部提供有效的支撑保护，防止挥鞭伤的发生。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的气囊的布置示意图；

图2为本发明实施例一所述的汽车防鞭打保护装置部分结构的结构框图；

图3为本发明实施例一所述的气囊调节机构的部分结构的结构示意图；

附图标记说明：

1-座椅靠背，2-头枕，3-气囊，4-拉带执行器，5-拉带，6-第一弱化线，7-第二弱化线，8-第三弱化线，9-碰撞传感器，10-控制单元，11-速度传感器，12-逻辑单元，13-存储计算单元，14-存储模块，15-比较模块，16-气体发生器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种汽车防鞭打保护装置，用于在发生追尾事故时对车上乘员的头部进行保护，避免挥鞭伤的发生。如图1至图3中所示，该汽车防鞭打保护装置包括控制器，与控制器相联接的置于汽车尾部的碰撞检测单元，以及设置于安装于座椅靠背1上的头枕2处的气囊3，在气囊3上连接有气体发生器16，且气体发生器16也与控制器控制联接。本汽车防鞭打保护装置还包括与控制器相联接的车速检测单元，以及设置在气囊3处并与控制器控制联接的，可对应于车速检测单元的车速检测信号而调节气囊3的膨胀强度的气囊调节机构。

本实施例中碰撞检测单元为安装在汽车尾部的碰撞传感器9，利用碰撞传感器9可检测是否发生追尾，而车速检测单元则为速度传感器11，其可检测汽车在追尾时的车速。本实施例的气囊调节机构则包括连接在气囊3上的拉带5，且在气囊3上于拉带5的周侧还形成有多个嵌套布置的弱化结构，且各弱化结构的强度不同，以对应于不同的撕开力。本实施例的气囊调节机构还包括设置在头枕2上的拉带执行器4，拉带执行器4与拉带5传动连接，且拉带执行器4也与控制器之间控制联接，以可在控制器的控制下对拉带5进行拉动。

本实施例中拉带执行器4可为电磁阀，其对拉带5所施加的不同拉力矩，可通过控制器给予电磁阀不同的控制电流来实现，拉带5在电磁阀不同的拉力下可将不同的弱化结构撕开，从而能够使得气囊3上具有不同孔径的泄气孔，以此可在气体发生器16动作而使气囊3膨胀时具有不同的膨胀强度。本实施例中控制器包括与气体发生器16及拉带执行器4控制联接的控制单元10，在控制单元10不同的控制信号下，气体发生器16和拉带执行器4进行相应的动作。

本实施例中控制器还包括与控制单元10相联接的逻辑单元12，逻辑单元12为一具有逻辑运算能力的模块，速度传感器11和碰撞传感器9即联接于逻辑单元12上，且在逻辑单元12内还预设有车速区间信息，该车速区间具体上例如可为在汽车发生追尾时，当车速为14km/h-18km/h时为低速追尾工况，当车速为18km/h-22km/h为中速追尾工况，当车速为22km/h-26km/h时为高速追尾工况，利用预设的车速区间信息逻辑单元12可根据速度传感器11的检测信号判断出汽车的追尾工况为哪一种，以便进一步使控制单元10采取相应的控制策略。

本实施例中控制器还进一步包括设置在逻辑单元12和控制单元10之间的存储计算单元13，该存储计算单元13包括存储有不同车速区间下的气体发生器16动作时间及拉带执行器4拉力矩的存储模块14，以及与存储模块14相联接的比较模块15。针对于逻辑单元12所判断的车速区间信号，通过比较模块15将该车速区间信号及存储模块14内的存储信息进行比较，即可得出对应于该车速区间下的气体发生器16和拉带执行器4所应采取的动作的控制信息，控制单元10接收这些控制信息便可驱使气体发生器16及拉带执行器4动作。

本实施例中存储于存储模块14中的对应于不同车速区间下的气体发生器16的动作时间及拉带执行器4的拉力矩，可通过仿真及进行实车试验进行验证得出。而为了使气囊3在膨胀时可较好的适应人体头部结构，以提供较好的舒适性，本实施例中也可在气囊3的外侧设置连接在头枕2上的拉线，在气体发生器16动作而使得气囊3膨胀时，该拉线可对气囊3的部分部位进行束缚，以获得设定的气囊包型。

本实施例中为便于描述将气囊3上的弱化结构设置为相嵌套的三层，且分别可称为第一弱化线6、第二弱化线7以及第三弱化线8，拉带5与气囊3的连接点在第一弱化线6之内，第一弱化线6的结构强度最低，第三弱化线8的结构强度最高。而本汽车防鞭打保护装置在使用时，其控制主要包括两个步骤，即碰撞检测单元和车速检测单元分别检测碰撞信号及车速信号，并将检测信号送至控制器；以及在碰撞发生时，所述控制器控制气体发生器及气囊调节机构动作，以对气囊的膨胀强度进行调节。具体来讲，碰撞传感器9和速度传感器11的检测信号送至逻辑单元12，在碰撞传感器9未检测到碰撞信号，则控制单元10控制气体发生器16及拉带执行器4不动作，气囊3收纳于头枕2中。当碰撞传感器9检测到汽车发生追尾时，逻辑单元12根据速度传感器11的检测信号，可判断当前的追尾工况并将追尾工况信号送至控制单元10和存储计算单元13。

控制单元10根据逻辑单元12的追尾工况信息可判断汽车发生追尾，然后控制单元10即可根据存储计算单元13所得出的对应于该追尾工况下气体发生器16所应采取的点爆时间，以及拉带执行器4所应采取的拉力矩，而控制气体发生器16和拉带执行器4动作，如在低速追尾工况使第三弱化线8撕开，使气囊3泄气多，气囊3刚度小，在中速追尾工况使第二弱化线7撕开，使气囊3刚度适中，而在高速追尾工况则使第一弱化线6撕开，使得气囊3刚度最大，由此即可在汽车追尾时对乘员的头部进行适宜的支撑保护，以避免挥鞭伤的发生。

本汽车防鞭打保护装置，在汽车发生追尾时，控制器根据碰撞传感器9及速度传感器11的信号可控制气体发生器16动作，以使得气囊3膨胀而能够对乘员的头部进行支撑，从而能够避免挥鞭伤发生。同时，本汽车防鞭打装置通过气囊调节机构的设置，还能够根据速度传感器11的检测信号而调节气囊3的膨胀强度，由此也可使得气囊3膨胀后的刚度更为适宜，以能够提高气囊3支撑的舒适性。

实施例二

本实施例涉及一种汽车，在该汽车上设置有如实施例一中所述的汽车防鞭打保护装置，通过该汽车防鞭打保护装置的设置，可在汽车追尾时对乘员的头部进行支撑保护，以避免挥鞭伤的发生，且该气囊的膨胀刚度也可对应于汽车追尾时的车速进行调节，从而还能够提高气囊对乘员头部支撑的舒适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车防鞭打保护装置，包括控制器，与所述控制器相联接的置于汽车尾部的碰撞检测单元，以及设置于头枕（2）处的气囊（3），在所述气囊（3）上连接有气体发生器（16），所述气体发生器（16）与控制器控制联接，其特征在于：还包括与控制器相联接的车速检测单元，以及设置在所述气囊（3）处并与控制器控制联接的、对应于车速检测单元的检测信号而调节气囊（3）膨胀强度的气囊调节机构;

所述气囊调节机构包括连接在所述气囊（3）上的拉带（5），在所述气囊（3）上于拉带（5）连接点的周侧形成有多个嵌套布置的强度不同的弱化结构；还包括设置在头枕（2）上并与所述拉带（5）传动连接的拉带执行器（4），在控制器控制下，所述拉带执行器（4）动作而使得所述拉带（5）具有将其一弱化结构撕开的运动。

2.根据权利要求1所述的汽车防鞭打保护装置，其特征在于：所述车速检测单元为速度传感器（11）；所述控制器包括与气体发生器（16）及拉带执行器（4）控制联接的控制单元（10），与所述控制单元（10）相联接的预设有车速区间的逻辑单元（12），所述速度传感器（11）联接于逻辑单元（12）上，还包括联接在所述逻辑单元（12）和控制单元（10）之间的、承接逻辑单元（12）的车速区间信号以使控制单元（10）控制气体发生器（16）及拉带执行器（4）进行相应动作的存储计算单元（13）。

3.根据权利要求2所述的汽车防鞭打保护装置，其特征在于：所述存储计算单元（13）包括存储有不同车速区间下的气体发生器动作时间及拉带执行器拉力矩的存储模块（14），以及与所述存储模块（14）相联接的比较模块（15）。

4.根据权利要求2所述的汽车防鞭打保护装置，其特征在于：所述碰撞检测单元为碰撞传感器（9），所述碰撞传感器（9）联接于所述逻辑单元（12）上。

5.根据权利要求1所述的汽车防鞭打保护装置，其特征在于：所述拉带执行器（4）为电磁阀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的汽车防鞭打保护装置，其特征在于：在所述气囊（3）的外侧设置有连接于头枕（2）上的、以在气体发生器（16）动作时控制气囊（3）造型的拉线。

7.一种汽车，其特征在于：在所述汽车上设置有如权利要求1至6中任一项所述的汽车防鞭打保护装置。

8.一种汽车防鞭打保护装置的控制方法，其特征在于该方法基于权利要求1所述的汽车防鞭打保护装置，且其包括如下步骤：

步骤一、碰撞检测单元和车速检测单元分别检测碰撞信号及车速信号，并将检测信号送至控制器；

步骤二、在碰撞发生时，所述控制器控制气体发生器及气囊调节机构动作，以对气囊的膨胀强度进行调节。

9.根据权利要求8所述的汽车防鞭打保护装置的控制方法，其特征在于步骤二中还包括：

步骤a、车速检测单元将检测信号送至逻辑单元，逻辑单元根据车速检测单元信号判断车速区间，并将判断结果送至存储计算单元；

步骤b、存储计算单元根据逻辑单元所判断的车速区间，得出对应于该车速区间的气体发生器动作时间及拉带执行器拉力矩信息，并将该信息送至控制单元；

步骤c、控制单元根据存储计算单元的信息控制气体发生器和拉带执行器动作。