CN108973916A - 一种碰撞保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碰撞保护系统及方法，适用于各种车辆，本发明公开的碰撞保护系统，通过由检测精度更高的激光雷达检测本车与侧方车辆的相对速度和相对距离，由电子控制单元基于获取到的信息计算出更为准确的车外气囊弹出时间，并生成相应地充气指令发送给气体发生器，由气体发生器依据充气指令对车外安全气囊进行充气，使气囊弹出。由此，使车外安全气囊能够更准确的弹出，更好的降低本车与侧方车辆碰撞时的危害。

Description

一种碰撞保护系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，更具体地说涉及一种碰撞保护系统及方法。

背景技术

目前，汽车作为人们日常出行必不可少的交通工具，用户对于汽车的安全性能也越来越高。

安全气囊作为一种车身被动安全性的辅助配置，被广泛的应用于汽车当中，在汽车相撞时，可以为乘坐车辆的人员提供有效的防撞保护。在现有技术中，安全气囊设置于车内，通常由正面气囊和侧面气囊构成。当汽车在行驶过程中遭遇碰撞事故，且传感器检测到该碰撞达到一定强度时，会触发安全气囊启动，从而在一定程度上保护车内乘客的安全，但是设置于车内的安全气囊并不能减小车身的变形。尤其是，车身侧面发生碰撞时，侧面气囊的缓冲空间较小，在车身出现变形时，危险性更高。

即便现在存在设置于汽车外侧的车外安全气囊，但是因受汽车现有的传感器的精度和测量范围的影响，在汽车遭受侧面碰撞时，会出现不能准确或及时使车外安全气囊弹出的问题，不能很好的保护汽车以及汽车内的人员。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种碰撞保护系统及方法，以实现汽车侧面受到碰撞时，降低汽车以及汽车内的人员受到危害的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种碰撞保护系统，包括：激光雷达，电子控制单元，气体发生器和车外安全气囊；

所述激光雷达设置于车身侧面，用于检测所述车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将所述相对距离和相对速度发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别与所述激光雷达、所述气体发生器相连，用于获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，并在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令；

所述气体发生器分别与所述电子控制单元、所述车外安全气囊相连，用于接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气；

所述车外安全气囊设置于所述车辆的外侧，与所述气体发生器相连，用于在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

优选的，所述激光雷达为4线激光雷达，所述碰撞保护系统包括2个所述4线激光雷达；

2个所述4线激光雷达对称设置于所述车辆前端的前翼子板。

优选的，所述车外安全气囊由丁基橡胶材料构成，所述车外安全气囊包括车外侧面安全气囊；所述碰撞保护系统包括至少4个所述车外侧面安全气囊，两两对称设置于所述车辆侧面的前后车门下方；

相应地，每一个所述车外侧面安全气囊对应连接一个所述气体发生器，或者，同一侧的所述车外侧面安全气囊对应连接一个所述气体发生器。

优选的，所述车外安全气囊还包括车外前端安全气囊，所述车外前端安全气囊设置于所述车辆前端的前翼子板；

相应地，所述车外前端安全气囊对应连接一个所述气体发生器。

优选的，所述电子控制单元，还用于设置高危车速，所述高危车速大于80千米/小时，所述高危车速大于所述预设激活车速，当所述本车车速大于所述高危车速，确定所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令。

优选的，当有多个所述激光雷达时，所述电子控制器单元，用于获取多个所述激光雷达检测到的目标信息，利用所述车辆的坐标筛选所述目标信息，获得来自于所述车辆侧面的侧方目标信息，基于所述侧方目标信息中包含的所述侧方目标的相对距离和相对速度，以及获取的所述本车车速计算得到所述车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，并在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令。

一种碰撞保护方法，适用于包括激光雷达，电子控制单元，气体发生器和车外安全气囊的碰撞保护系统，所述激光雷达设置于车身侧面，所述电子控制单元分别与所述激光雷达，所述气体发生器相连，所述气体发生器与所述车外安全气囊相连，所述车外安全气囊设置于所述车辆的外侧；所述方法包括：

所述激光雷达检测所述车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将所述相对距离和相对速度发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离；

所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令；

所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气；

所述车外安全气囊在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

优选的，还包括：

所述电子控制单元获取到的所述本车车速大于高危车速，且确定所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令，所述高危车速为预先设置，所述高危车速大于80千米/小时，所述高危车速大于所述预设激活车速。

优选的，当所述碰撞保护系统包括多个所述激光雷达时，所述电子控制单元获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，包括：

所述电子控制器单元获取多个所述激光雷达检测到的目标信息，利用所述车辆的坐标筛选所述目标信息，获得来自于所述车辆侧面的侧方目标信息，以及获取本车车速；

所述电子控制单元基于所述侧方目标信息中包含的所述侧方目标的相对距离和相对速度，以及所述本车车速计算得到所述车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离。

优选的，所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令，包括：

所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令；

相应地，所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气包括：

所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向位于所述侧方目标一侧的所述车外安全气囊充气。

经由上述技术方案可知，本申请公开一种碰撞保护系统及方法，，通过由检测精度更高的激光雷达检测本车与侧方车辆的相对速度和相对距离，由电子控制单元基于获取到的信息计算出更为准确的车外气囊弹出时间，并生成相应地充气指令发送给气体发生器，由气体发生器依据充气指令对车外安全气囊进行充气，并在该车外安全气囊满足弹出条件后弹出。由此，使车外安全气囊能够更准确的弹出，更好的降低本车与侧方车辆碰撞时的危害。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种碰撞保护系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的车外安全气囊开启的模拟示意图；

图3为本发明实施例公开的一种碰撞保护方法的流程示意图。

具体实施方式

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。

由背景技术可知，现有的车辆，安全气囊大部分都设置于车辆内部，这样当车辆侧面发生碰撞时，设置于车辆内部侧面的气囊在弹出时缓冲空间较小，若车辆侧面出现变形时，对于车辆内部的人员并不能起到很好的保护作用。即便现有的部分车辆也在外侧安装了安全气囊，但是因受汽车现有的传感器的精度和测量范围的影响，在汽车遭受侧面碰撞时，会出现不能准确或及时使车外安全气囊弹出的问题，也不能很好的保护汽车以及汽车内的人员。

因此，本发明公开了一种碰撞保护系统及方法，以实现汽车侧面受到碰撞时，降低汽车以及汽车内的人员受到危害的目的。

如图1所示，为本发明实施例公开的一种碰撞保护系统的结构示意图，该碰撞保护系统适用于各类车辆。

该碰撞保护系统1包括：激光雷达10，电子控制单元11(图1中用ECU示出)，气体发生器12和车外安全气囊13。

其中，激光雷达10设置于车身侧面，用于检测车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将所述相对距离和相对速度发送给所述电子控制单元；

该激光雷达10可以检测位于车身侧面的多个目标与本车的相对速度和相对距离。

可选的，该激光雷达10至少包括2个，对称安装(设置)于该车身侧面的前翼子板。该激光雷达10用于检测车辆侧方的其他车辆与本车的相对速度和相对距离。

可选的，该激光雷达10可以为4线激光雷达。该碰撞保护系统至少具有2个4线激光雷达，对称设置于车身侧面的前翼子板。本发明实施例对于激光雷达的类型并不仅限于此，还包括其他类型可以检测位于车辆侧方的目标的相对速度和相对距离的激光雷达。

该电子控制单元11分别与激光雷达10、气体发生器12相连。

该气体发生器12的输入端与该电子控制单元11相连，该气体发生器12的输出端与车外安全气囊13相连。

车外安全气囊13设置于车辆的外侧，与气体发生器12相连。

该电子控制单元11，用于获取激光雷达10检测到的侧方目标的相对距离和相对速度，以及获取本车车速，并根据确定的侧方目标的相对距离、相对速度和本车车速计算车外安全气囊13的弹出时间。以及，该电子控制单元11基于弹出时间和相对速度计算车外安全气囊13弹出所需的弹出距离，并在相对速度大于等于预设激活车速，及相对距离小于等于弹出距离时，向气体发生器12发送充气指令。

该预设激活车速，通常设置为20千米/小时，但是并不局限于此，可以由技术人员根据具体车型进行设定。

具体的，电子控制单元11基于公式(1)计算得到车外安全气囊13弹出所需要的弹出距离d。

其中，Δv为相对速度，当侧方车辆与本车相互靠近时为负，远离时为正；为碰撞保护系统的灵敏度系数，取值大于等于1；t为气囊弹出所需时间。

该气体发生器12，用于接收电子控制单元11发送的充气指令，并根据该充气指令向车外安全气囊13充气。

可选的，气体发生器12可以按照充气指令向不同的车外安全气囊充气。

该车外安全气囊13，用于在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

如图2所示，为本发明实施例公开的车外安全气囊13弹出的模拟示意图，其中，A指本车辆，B为侧方目标。

可选的，该车外安全气囊13可以由丁基橡胶材料构成。

可选的，该车外安全气囊包括车外侧面安全气囊。在该碰撞保护系统中至少包括4个车外侧面安全气囊，两两对称设置于该车辆侧面的前后车门下方。

相应地，每一个车外侧面安全气囊对应连接一个气体发生器，或者，同一侧的车外侧面安全气囊对应连接一个气体发生器。

更进一步的，该车外安全气囊还包括车外前端安全气囊，该车外前端安全气囊设置于该车辆前端的前翼子板。

相应地，该车外前端安全气囊对应连接一个气体发生器。

可选的，在本发明实施例中，当有多个激光雷达时，该电子控制器单元11，用于获取多个激光雷达检测到的目标信息，利用车辆的坐标筛选目标信息，获得来自于车辆侧面的侧方目标信息，并基于侧方目标信息中包含的侧方目标的相对距离和相对速度，以及获取的本车车速计算得到车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于弹出时间和相对速度计算车外安全气囊弹出所需的弹出距离，并在相对速度大于等于预设激活车速，及相对距离小于等于弹出距离时，向侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令。

需要说明的是，上述公开的多类型的车外安全气囊也可以共用一个气体发生器，具体对哪一个车外安全气囊进行充气，由电子控制单元生成相应地充气指令，然后由气体发生器依据所接收到的充气指令向对应的车外安全气囊进行充气。

也可以，每一个车外安全气囊对应连接一个气体发生器。电子控制单元基于激光雷达检测到的信息，生成确定向哪一个车外安全气囊充气的充气指令，然后发送给相应地气体发生器，由该气体发生器依据接收到的充气指令向对应的车外安全气囊进行充气。

在本发明实施例中，通过由检测精度更高的激光雷达检测本车与侧方车辆的相对速度和相对距离，由电子控制单元基于获取到的信息计算出更为准确的车外气囊弹出时间，并生成相应地充气指令发送给气体发生器，由气体发生器依据充气指令对车外安全气囊进行充气，并在该车外安全气囊满足弹出条件后弹出。由此，使车外安全气囊能够更准确的弹出，更好的降低本车与侧方车辆碰撞时的危害。

需要说明的是，气体发生器对相应地车外安全气囊进行充气的速度与电子控制单元计算的车外气囊弹出时间有关。弹出时间越短，充气的速度越快，弹出时间越长，充气的速度越慢。

为了更好的，更准确的控制车外安全气囊的弹出时间，也是为了更好的防止车外安全气囊被误触发。

相应地，上述本发明实施例公开的图1中示出的电子控制单元11，还用于设置高危车速，该高危车速大于80千米/小时，该高危车速同时也大于预设激活车速。该高危车速可以在出厂时进行设定，且并不限于80千米/小时。

该电子控制单元11，用于当本车车速大于该高危车速，确定相对距离小于等于弹出距离时，向气体发生器12发送充气指令。

本发明实施例中，通过更为精确的激光雷达检测本车与侧方车辆的相对速度和相对距离，并以此结合本车车速计算出更为精确的控制车外安全气囊的弹出时间，从而降低车外安全气囊对车辆发生侧面碰撞时，对车辆以及车内人员的危害，提高车辆的安全性。

基于上述本发明实施例公开的碰撞保护系统，本发明实施例还对应基于该碰撞保护系统的碰撞保护方法。该碰撞保护方法适用于图1公开的碰撞保护系统。如图3所示，该碰撞保护方法包括：

S301，激光雷达检测车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将相对距离和相对速度发送给电子控制单元。

S302，电子控制单元获取本车车速，并根据确定的侧方目标的相对距离、相对速度和本车车速计算车外安全气囊的弹出时间，以及基于弹出时间和相对速度计算车外安全气囊弹出所需的弹出距离。

S303，电子控制单元在相对速度大于等于预设激活车速，及相对距离小于等于弹出距离时，向气体发生器发送充气指令。

可选的，电子控制单元获取到的所述本车车速大于高危车速，且确定所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令，所述高危车速为预先设置，所述高危车速大于80千米/小时，所述高危车速大于所述预设激活车速。

S304，气体发生器接收充气指令，并根据充气指令向车外安全气囊充气。

S305，车外安全气囊在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

可选的，当碰撞保护系统包括多个所述激光雷达时，在该碰撞保护系统执行S302时，电子控制器单元获取多个激光雷达检测到的目标信息，利用车辆的坐标筛选目标信息，获得来自于车辆侧面的侧方目标信息，以及获取本车车速；基于侧方目标信息中包含的侧方目标的相对距离和相对速度，以及本车车速计算得到车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于弹出时间和相对速度计算车外安全气囊弹出所需的弹出距离。

电子控制单元在相对速度大于等于预设激活车速，及相对距离小于等于弹出距离时，向侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令。

气体发生器接收充气指令，并根据充气指令向位于侧方目标一侧的车外安全气囊充气。

本发明实施例公开的碰撞保护方法中各个单元或设备所执行的相应操作的原理可参见上述本发明碰撞保护系统中相同的部分，这里不再进行赘述。

综上所述，本发明实施例公开的碰撞保护系统及方法，通过由检测精度更高的激光雷达检测本车与侧方车辆的相对速度和相对距离，由电子控制单元基于获取到的信息计算出更为准确的车外气囊弹出时间，并生成相应地充气指令发送给气体发生器，由气体发生器依据充气指令对车外安全气囊进行充气，并在该车外安全气囊满足弹出条件后弹出。由此，使车外安全气囊能够更准确的弹出，更好的降低本车与侧方车辆碰撞时的危害。

最后，还需要说明的是，在本文中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种碰撞保护系统，其特征在于，包括：激光雷达，电子控制单元，气体发生器和车外安全气囊；

所述激光雷达设置于车身侧面，用于检测所述车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将所述相对距离和相对速度发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元分别与所述激光雷达、所述气体发生器相连，用于获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，并在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令；

所述气体发生器分别与所述电子控制单元、所述车外安全气囊相连，用于接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气；

所述车外安全气囊设置于所述车辆的外侧，与所述气体发生器相连，用于在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光雷达为4线激光雷达，所述碰撞保护系统包括2个所述4线激光雷达；

2个所述4线激光雷达对称设置于所述车辆前端的前翼子板。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车外安全气囊由丁基橡胶材料构成，所述车外安全气囊包括车外侧面安全气囊；所述碰撞保护系统包括至少4个所述车外侧面安全气囊，两两对称设置于所述车辆侧面的前后车门下方；

相应地，每一个所述车外侧面安全气囊对应连接一个所述气体发生器，或者，同一侧的所述车外侧面安全气囊对应连接一个所述气体发生器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车外安全气囊还包括车外前端安全气囊，所述车外前端安全气囊设置于所述车辆前端的前翼子板；

相应地，所述车外前端安全气囊对应连接一个所述气体发生器。

5.根据权利要求1-4种任意一项所述的系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于设置高危车速，所述高危车速大于80千米/小时，所述高危车速大于所述预设激活车速，当所述本车车速大于所述高危车速，确定所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当有多个所述激光雷达时，所述电子控制器单元，用于获取多个所述激光雷达检测到的目标信息，利用所述车辆的坐标筛选所述目标信息，获得来自于所述车辆侧面的侧方目标信息，基于所述侧方目标信息中包含的所述侧方目标的相对距离和相对速度，以及获取的所述本车车速计算得到所述车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，并在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令。

7.一种碰撞保护方法，其特征在于，适用于包括激光雷达，电子控制单元，气体发生器和车外安全气囊的碰撞保护系统，所述激光雷达设置于车身侧面，所述电子控制单元分别与所述激光雷达，所述气体发生器相连，所述气体发生器与所述车外安全气囊相连，所述车外安全气囊设置于所述车辆的外侧；所述方法包括：

所述激光雷达检测所述车辆与侧方目标的相对距离和相对速度，并将所述相对距离和相对速度发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离；

所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令；

所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气；

所述车外安全气囊在所充气体容量满足弹出条件时弹出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

所述电子控制单元获取到的所述本车车速大于高危车速，且确定所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令，所述高危车速为预先设置，所述高危车速大于80千米/小时，所述高危车速大于所述预设激活车速。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，当所述碰撞保护系统包括多个所述激光雷达时，所述电子控制单元获取本车车速，并根据确定的所述侧方目标的所述相对距离、所述相对速度和所述本车车速计算所述车外安全气囊的弹出时间，以及基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离，包括：

所述电子控制器单元获取多个所述激光雷达检测到的目标信息，利用所述车辆的坐标筛选所述目标信息，获得来自于所述车辆侧面的侧方目标信息，以及获取本车车速；

所述电子控制单元基于所述侧方目标信息中包含的所述侧方目标的相对距离和相对速度，以及所述本车车速计算得到所述车外侧面安全气囊的弹出时间，并基于所述弹出时间和所述相对速度计算所述车外安全气囊弹出所需的弹出距离。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述气体发生器发送充气指令，包括：

所述电子控制单元在所述相对速度大于等于预设激活车速，及所述相对距离小于等于所述弹出距离时，向所述侧方目标一侧的气体发生器发送充气指令；

相应地，所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向所述车外安全气囊充气包括：

所述气体发生器接收所述充气指令，并根据所述充气指令向位于所述侧方目标一侧的所述车外安全气囊充气。