CN107161098A - 一种汽车安全控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车安全控制系统及控制方法，涉及汽车领域。本发明的汽车安全控制系统包括检测模块、处理模块和执行模块。检测模块用于产生检测信号；处理模块配置成：当根据检测信号预判出具有碰撞风险并且需要点爆时，发出点爆指令，当预判出没有碰撞风险或有碰撞风险但无需点爆时，不发出点爆指令；执行模块配置成：当电子点火装置接收到点爆指令后点火，安全带锁止同时安全气囊弹出。本发明还公开了一种汽车安全控制方法。本发明通过检测系统对车辆周边进行监控，结合车载传感器对行车状态的检测，提前预判是否有碰撞风险，同时提前预判是否需要发出点爆指令，提前锁止安全带同时提前弹出安全气囊，更好的保护乘员。

Description

一种汽车安全控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车安全控制系统及控制方法。

背景技术

汽车安全气囊和安全带是两种辅助的安全防护装置，其功能是在汽车碰撞事故中向驾驶员和乘员提供辅助的保护。

安全气囊是通过安装在车身上的多个传感器采集车体加速度信息，ECU单元对这些加速度信息进行处理并判断整车是否发生碰撞，若碰撞事故发生，则安全气囊电子电控单元(ACU)发出点火信号点燃气体发生器，产生膨胀气体迅速充满气袋而实现其功能的。膨胀的气袋帮助吸收驾驶员或乘员的能量防止人体直接冲撞车体结构件。研究表明，有气囊装置的轿车发生碰撞，驾驶者及乘员的死亡率大大降低。安全气囊在实际使用过程中，在车辆发生碰撞事故后，通过传感器检测到的加速度信号超过一定值时安全气囊才会被引爆打开。如果事故发生时，安全气囊来不及打开或者因加速度值较低而没有打开，容易对车内成员造成伤害，严重时可能威胁成员的生命安全。

安全带在实际使用过程中，当乘员由于惯性相对车向前运动，安全带会在急速拉动过程中锁止起到保护乘员的作用，该过程一般在事故发生之后。如果乘员发生事故的时间极短，乘员在受到伤害前安全带没来得及完全锁止，此时安全带并不能很好的保护乘员而使乘员受到极大的伤害。同时，如果发生事故后安全带在锁止时留有一定的长度，如果发生二次碰撞，已经被拉开的安全带对乘员不能起到很好的保护作用，乘员容易在二次碰撞过程中受到伤害。

发明内容

发明人发现车辆在行进过程中，车外环境对周围环境进行摄像检测，如现有的摄像头、雷达和行车记录仪对于车辆外环境检测起到检测的作用，对于车辆进一步的控制不能起到很好的作用。而对于车载传感器如车速传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等对于行车的过程有一定的作用。如果能够更好的结合车辆外检测装置和行车状态检测装置，将对整个行车安全起到更加好的作用。

基于此，本发明提供一种汽车安全控制系统及控制方法，能够在综合车外环境和行车状态的情况下提前预判，触发安全带和安全气囊，以更好的保护乘员的安全。

特别地，本发明提供了一种汽车安全控制系统，包括：

能够产生检测信号的检测模块，其包括用于检测车外环境并产生车外环境检测信号的车外环境检测单元和用于检测行车状态并产生行车状态检测信号的行车状态检测单元；

处理模块，其包括与所述检测模块电连接，用于接收所述检测模块的所述检测信号并对所述检测信号进行分析处理并预判是否发出指令的电子控制单元；所述处理模块配置成：当根据所述检测模块接收的所述检测信号预判出具有碰撞风险并且需要点爆时，发出点爆指令；当根据所述检测模块接收的所述检测信号预判出没有碰撞风险或有碰撞风险但无需点爆时，不发出点爆指令；

与所述处理模块电连接的执行模块，包括接收所述处理模块发出的点爆指令进行点火动作的电子点火装置、点火后锁止的安全带和点火后弹出的安全气囊；所述执行模块配置成：当所述电子点火装置接收到点爆指令后点火，所述安全带锁止同时所述安全气囊弹出。

进一步地，所述安全带上设置有安全带预警限力装置，当所述电子点火装置点火后，所述安全带预警限力装置锁止，从而锁住所述安全带，将乘员固定在座位上；所述安全气囊上包括有安全气囊气体发生装置，当所述电子点火装置点火后，所述安全气囊气体发生装置点爆产生气体，所述安全气囊弹出。

进一步地，所述车外环境检测单元包括设置在所述车辆外周围的红外传感器、雷达探测器和/或摄像头，所述红外传感器用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离，所述雷达探测器用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物与所述车辆之间的相对速度，所述摄像头用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离和相对速度，并显示给驾驶员。

进一步地，所述处理模块通过所述车外环境检测单元发送的所述车外环境检测信号来处理和分析确定所述车辆在行驶过程中临近所述车辆的目标物距离、速度和方向，并确定所述目标物为行人、车辆和/或其他障碍物。

进一步地，所述行车状态检测单元包括设置在车内的各种车载传感器，用于检测所述车辆的行车状态信息。

进一步地，所述处理模块通过所述行车状态监测系统发送的所述行车状态检测信号来处理、计算和分析确定所述车辆的速度、方向和加速度信息。

进一步地，所述处理模块根据所述车外环境检测单元发送的所述车外环境检测信号和所述行车状态检测单元发送的所述行车状态检测信号综合计算和分析所述目标物与所述车辆的位置、方向、相对距离和相对速度来预判所述目标物与所述车辆是否有发生碰撞的风险。

进一步地，所述处理模块根据分析将要与所述车辆发生碰撞的所述目标物的大小、碰撞方位和碰撞速度来预判是否需要发出点爆指令。

特别地，按照本发明的另一方面，本发明还提供一种汽车安全控制方法，包括如下步骤：

检测步骤：利用红外传感器、雷达探测器和/或摄像头对车辆的车外环境进行检测同时车载传感器对所述车辆的行车状态进行检测；

识别步骤：根据所述红外传感器、雷达探测器和/或摄像头检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息；同时根据所述车载传感器检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息；

碰撞风险预判步骤：根据与所述车辆碰撞的目标物为行人、车辆还是其他障碍物，及所述目标物的距离、速度和方向的信息与根据所述车辆的速度、方向和加速度的信息共同来预判所述车辆与所述目标物是否具有碰撞风险；当没有碰撞风险时，则返回车外环境识别步骤和行车状态识别步骤；当具有碰撞风险时，则进入点爆预判步骤；

点爆预判步骤：根据碰撞发生的速度、目标物大小和目标物的方位来预判是否发出点爆指令；当预判不需要发出点爆指令时，则返回所述碰撞风险预判步骤；当预判需要发出点爆指令时，则进入执行步骤；

执行步骤：电子点火装置接收到所述点爆预判步骤传输过来的点爆指令后点火，引爆安全带预警装置锁止安全带同时引爆安全气囊气体发生装置点爆产生气体弹出安全气囊。

进一步地，通过所述红外传感器、雷达探测器和/或摄像头检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息的步骤为车外环境识别步骤；通过所述车载传感器检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息的步骤为行车状态识别步骤；所述识别步骤由所述车外环境识别步骤和行车状态识别步骤共同组成。

本发明的汽车安全控制系统及控制方法通过红外传感器、雷达探测器和/或摄像头对车辆周边进行监控，结合车载传感器对行车状态的检测，综合处理和分析，提前预判是否有碰撞风险，同时提前预判是否需要发出点爆指令，以精确控制在事故发生前，提前锁止安全带同时提前弹出安全气囊，更好的保护乘员。

本发明的安全带上设置安全带预警限力装置可以在碰撞发生前就触发安全带预警限力装置锁止安全带将乘员固定在座椅上，防止因碰撞时间短而来不及锁止的情况，同时能有效减少二次碰撞对乘员的伤害。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：

图1是根据本发明一实施例提供的汽车安全控制系统的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例提供的汽车安全控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的汽车安全控制系统进行进一步说明。

图1是示出了汽车安全控制系统的结构示意图。

参阅图1，本实施例中汽车安全控制系统包括：检测模块10、处理模块20和执行模块30。

所述检测模块10能够产生检测信号，其包括用于检测车外环境并产生车外环境检测信号的车外环境检测单元11和用于检测行车状态并产生行车状态检测信号的行车状态检测单元12。

处理模块20包括与所述检测模块10电连接，用于接收所述检测模块10的所述检测信号并对所述检测信号进行分析处理并预判是否发出指令的电子控制单元21。所述处理模块20配置成：当根据所述检测模块10接收的所述检测信号预判出具有碰撞风险并且需要点爆时，发出点爆指令；当根据所述检测模块10接收的所述检测信号预判出没有碰撞风险或有碰撞风险但无需点爆时，不发出点爆指令。

所述执行模块30与所述处理模块20电连接，包括接收所述处理模块20发出的点爆指令进行点火动作的电子点火装置31、点火后锁止的安全带35和点火后弹出的安全气囊34。所述执行模块30配置成：当所述电子点火装置31接收到点爆指令后点火，所述安全带35锁止同时所述安全气囊34弹出。

本发明的汽车安全控制系统通过检测模块10对车外环境和行车状态进行综合计算和分析，提前预判是否有碰撞风险，同时提前预判是否需要发出点爆指令，以精确控制事故发生前，提前锁止安全带35同时提前弹出安全气囊34，更好的保护乘员。

当然作为优选的，本发明中安全带上还设置检测装置、报警装置，当所述座位上有乘员，但是安全带没有扣紧时，报警装置会发出警报提醒乘员系上安全带，同时将信息传递给所述处理模块，当处理模块要发出指令时就发送给有乘员乘坐的座位处。当所述座位上没有乘员时，也将信息传递给处理模块，当处理模块在处理信息并发指令的时候，就不用发送给没有人员乘坐的座位。该种形式已经普遍使用在汽车上，结合本发明的处理模块更加精确。这种形式的设置减少了在没有乘员乘坐的座位上的气囊的点爆，减少维修的成本。本发明中前述和后续的点爆指令及执行指令均在该基础之上，即座位上有乘客的基础上。同时安全带的预警限力装置也是基于乘员将安全带扣住的基础上才执行。

所述安全带35上设置有安全带预警限力装置33，当所述电子点火装置31点火后，所述安全带预警限力装置33锁止，从而锁住所述安全带35，将乘员固定在座位上。所述安全气囊34上包括有安全气囊气体发生装置32，当所述电子点火装置31点火后，所述安全气囊气体发生装置32点爆产生气体，所述安全气囊34弹出。

本发明的安全带35上设置安全带预警限力装置33可以在碰撞发生前就触发安全带预警限力装置33锁止安全带35将乘员固定在座椅上，防止因碰撞时间短而来不及锁止的情况，同时能有效减少二次碰撞对乘员的伤害。

所述车外环境检测单元11包括设置在所述车辆外周围的红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113，用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物的种类及目标物相对所述车辆的位置和速度信息。其中，所述红外传感器111用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离，所述雷达探测器112用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物与所述车辆之间的相对速度，所述摄像头113用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离和相对速度，并显示给驾驶员。红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113检测后，使电子控制单元21能够提前预判车辆是否与周围物体有碰撞风险，同时提前发出后期动作和预防碰撞使驾驶员受伤。所述处理模块20通过所述车外环境检测单元11发送的所述车外环境检测信号来处理和分析确定所述车辆在行驶过程中临近所述车辆的目标物距离、速度和方向，并确定所述目标物为行人、车辆和/或其他障碍物。此处所应用的红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113可以单独实施也可以结合，其均设置于所述车辆的四周，对车周围的环境进行检测。当然，车外环境检测单元11也不仅限于此，还可以是其他探测设备，如超声波探头，结合起来对车周围环境检测。车外环境检测单元11的设置，能有效的对车周围的环境进行检测，不仅能检测到目标物的种类，还可以检测到目标物的速度、与车辆间的距离、加速度及方向信息，对于进一步的计算处理提供更加直观的数据，提高后续判断的精确度，减少误判。

所述行车状态检测单元12包括设置在车内的各种车载传感器121，用于检测所述车辆的行车状态信息。所述处理模块20通过所述行车状态监测系统发送的所述行车状态检测信号来处理、计算和分析确定所述车辆的速度、方向和加速度信息。本发明中车载传感器121包括现有车辆中设置的各种车载传感器如加速度传感器、速度传感器、温度传感器等，主要对车辆的速度、加速度、方向等各种行车的信息进行检测，并为后续的判断提供车辆的相关数据。

所述处理模块20根据所述车外环境检测单元11发送的所述车外环境检测信号和所述行车状态检测单元12发送的所述行车状态检测信号综合计算和分析所述目标物与所述车辆的位置、方向、相对距离和相对速度来预判所述目标物与所述车辆是否有发生碰撞的风险。要判断车辆与所述临近车辆的目标物之间是否有碰撞风险，不仅要知道目标物的相关数据，更应该结合车辆自身的状态共同计算和分析，最后得到相应的结果。通过车外环境检测单元11提供的车外环境检测数据和行车状态检测单元12提供的行车状态检测数据共同来分析得到的数据会更加全面，对于后期判断是否碰撞和碰撞发生的大小等判断会更加精确。

所述处理模块20根据分析将要与所述车辆发生碰撞的所述目标物的大小、碰撞方位和碰撞速度来预判是否需要发出点爆指令。在处理模块20中，通过对检测模块10发出的检测信号可以判断是否具有碰撞风险，但是具有碰撞风险的不一定必须要弹开安全气囊34和安全带预警限力装置33。一些车辆可能有碰撞风险，但是其碰撞的力度并不足以需要安全气囊34和安全带预警限力装置33进行保护，比如轻微的擦碰和轻微的追尾等。此时如果预判到有碰撞风险就发出了点爆指令弹出安全气囊34和安全带预警限力装置33，而安全气囊34一旦弹出就需要重新更换，非常浪费成本。因此在具有碰撞风险的前提下，处理模块20还应该根据前述的检测模块10检测的车外环境检测数据和行车状态检测数据来共同分析所述碰撞目标物的大小、碰撞方向、碰撞相对速度等数据进行进一步的预判，然后再决定是否需要发出点爆指令。不仅判断精确同时减少了安全带35和安全气囊34在不需要工作的情况下锁止和弹出，减少了浪费。

图2示出了汽车安全控制方法的一个实施例的流程示意图。该汽车安全控制方法，包括如下步骤：

步骤S01：检测车外环境和行车状态，利用红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113对车辆的车外环境进行检测同时车载传感器121对所述车辆的行车状态进行检测。

步骤S02：识别车外环境和行车状态，根据所述红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息；同时根据所述车载传感器121检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息。

步骤S03：预判是否有碰撞风险，根据与所述车辆碰撞的目标物为行人、车辆还是其他障碍物，及所述目标物的距离、速度和方向的信息与根据所述车辆的速度、方向和加速度的信息共同来预判所述车辆与所述目标物是否具有碰撞风险；当预判没有碰撞风险时，则返回步骤S02；当预判具有碰撞风险时，则进入步骤S04。

步骤S04：预判是否点爆，根据碰撞发生的速度、目标物大小和目标物的方位来预判是否发出点爆指令；当预判不需要发出点爆指令时，则返回步骤S03；当预判需要发出点爆指令时，则进入步骤S05。

步骤S05：执行步骤，电子点火装置31接收到所述点爆预判步骤传输过来的点爆指令后点火，引爆安全带预警限力装置33锁止安全带35，同时引爆安全气囊气体发生装置32点爆产生气体弹出安全气囊34。

步骤S02中，通过所述红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息的步骤为车外环境识别步骤。所述车载传感器121检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息的步骤为行车状态识别步骤。所述车外环境识别步骤与所述行车状态识别步骤同时进行。所述识别步骤由所述车外环境识别步骤和行车状态识别步骤共同组成。

本发明的汽车安全控制方法通过红外传感器111、雷达探测器112和/或摄像头113对车辆周边进行监控，结合车载传感器121对行车状态进行检测，得到相应信息综合处理和分析，提前预判是否有碰撞风险，同时预判是否需要发出点爆指令，能够在危险发生前，提前锁止安全带35，同时提前弹出安全气囊34，更好的保护乘员。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种汽车安全控制系统，包括：

检测模块，用于产生检测信号，其包括用于检测车外环境并产生车外环境检测信号的车外环境检测单元和用于检测行车状态并产生行车状态检测信号的行车状态检测单元；

处理模块，包括用于接收所述检测模块的所述检测信号并对所述检测信号进行分析处理并预判是否发出指令的电子控制单元；所述处理模块配置成：当根据所述检测模块接收的所述检测信号预判出具有碰撞风险并且需要点爆时，发出点爆指令；当根据所述检测模块接收的所述检测信号预判出没有碰撞风险或有碰撞风险但无需点爆时，不发出点爆指令；以及

执行模块，包括用于接收所述处理模块发出的点爆指令进行点火动作的电子点火装置、点火后锁止的安全带和点火后弹出的安全气囊，所述执行模块配置成：当所述电子点火装置接收到点爆指令后点火，所述安全带锁止同时所述安全气囊弹出。

2.根据权利要求1所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述安全带处设置有安全带预警限力装置，当所述电子点火装置点火后，所述安全带预警限力装置锁止，从而锁住所述安全带，将乘员固定在座位上；所述安全气囊处包括有安全气囊气体发生装置，当所述电子点火装置点火后，所述安全气囊气体发生装置点爆产生气体，所述安全气囊弹出。

3.根据权利要求1或2所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述车外环境检测单元包括设置在所述车辆外周围的红外传感器、雷达探测器和/或摄像头，所述红外传感器用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离，所述雷达探测器用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物与所述车辆之间的相对速度，所述摄像头用于检测车辆外与所述车辆临近的目标物相对于所述车辆的距离和相对速度，并显示给驾驶员。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述处理模块通过所述车外环境检测单元发送的所述车外环境检测信号来处理、计算和分析确定所述车辆在行驶过程中临近所述车辆的目标物距离、速度和方向，并确定所述目标物的种类为行人、车辆和/或其他障碍物。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述行车状态检测单元包括设置在车内的各种车载传感器，用于检测所述车辆的行车状态信息。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述处理模块通过所述行车状态监测系统发送的所述行车状态检测信号来处理、计算和分析确定所述车辆的速度、方向和加速度信息。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述处理模块根据所述车外环境检测单元发送的所述车外环境检测信号和所述行车状态检测单元发送的所述行车状态检测信号综合计算和分析所述目标物与所述车辆的位置、方向、相对距离和相对速度来预判所述目标物与所述车辆是否有发生碰撞的风险。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的汽车安全控制系统，其特征在于，

所述处理模块根据分析将要与所述车辆发生碰撞的所述目标物的大小、碰撞方位和碰撞速度来预判是否需要发出点爆指令。

9.一种汽车安全控制方法，包括如下步骤：

检测步骤，利用红外传感器、雷达探测器和/或摄像头对车辆的车外环境进行检测同时车载传感器对所述车辆的行车状态进行检测；

识别步骤，根据所述红外传感器、雷达探测器和/或摄像头检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息；同时根据所述车载传感器检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息；

碰撞风险预判步骤，根据与所述车辆碰撞的目标物为行人、车辆还是其他障碍物，及所述目标物的距离、速度和方向的信息与根据所述车辆的速度、方向和加速度的信息共同来预判所述车辆与所述目标物是否具有碰撞风险；当没有碰撞风险时，则返回车外环境识别步骤和行车状态识别步骤；当具有碰撞风险时，则进入点爆预判步骤；

点爆预判步骤，根据碰撞发生的速度、目标物大小和目标物的方位来预判是否发出点爆指令；当预判不需要发出点爆指令时，则返回所述碰撞风险预判步骤；当预判需要发出点爆指令时，则进入执行步骤；以及

执行步骤，电子点火装置接收到所述点爆预判步骤传输过来的点爆指令后点火，引爆安全带预警装置锁止安全带，同时引爆安全气囊气体发生装置点爆产生气体弹出安全气囊。

10.根据权利要求9所述的汽车安全控制方法，其特征在于：

通过所述红外传感器、雷达探测器和/或摄像头检测的车外环境监测信号识别所述车辆外与所述车辆临近的目标物为行人、车辆和/或其他障碍物，及目标物的距离、速度和方向信息的步骤为车外环境识别步骤；

通过所述车载传感器检测的行车状态检测信号识别所述车辆行进的速度、方向和加速度信息的步骤为行车状态识别步骤；

所述识别步骤由所述车外环境识别步骤和行车状态识别步骤共同组成。