CN110239474B - 一种气囊式安全靠背装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气囊式安全靠背装置及其控制方法，所述安全靠背装置包括头枕、头枕导杆、上靠背骨架、下靠背骨架、坐垫骨架、摇臂、连杆机构、上圆轴、下圆轴、压力板、弹性块状物、挡板、靠背气囊、角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器、总开关、ECU；ECU是整个装置的核心，可以整合在车辆的中央控制器中，ECU以不同端口分别连接靠背气囊、角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器、总开关。ECU接收角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器采集的探测信息，对靠背气囊起控制作用。本发明在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，最大程度避免或减轻后排乘员伤害。

Description

一种气囊式安全靠背装置及其控制方法
技术领域
本发明属于机动车安全装置中乘员保护领域，特别涉及一种在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，保护后排乘员安全的气囊式安全靠背装置及其控制方法。
背景技术
机动车座椅是乘员保护系统的重要组成部分。在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，后排乘员在惯性力的作用下，向前冲撞。首先，后排乘员的膝盖撞击前排座椅的靠背下部，导致后排乘员腿部伤害；其次，后排乘员的头部撞击前排座椅的头枕、靠背上部，导致后排乘员头部、颈部等部位遭受不同程度的伤害。为吸收后排乘员的前冲能量，以减轻后排乘员伤害，通常在前排座椅中安装安全气囊，然而由于后排空间狭小，瞬间起爆的安全气囊本身会对后排乘员造成严重伤害。
发明内容
针对上述情况，本发明提供一种气囊式安全靠背装置及其控制方法，在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，能够有效保护后排乘员安全。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。
本发明所述的一种气囊式安全靠背装置包括头枕、头枕导杆、上靠背骨架、下靠背骨架、坐垫骨架、摇臂、连杆机构、上圆轴、下圆轴、压力板、弹性块状物、挡板、靠背气囊、角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器、总开关、控制器(简称“ECU”)。
最上端为头枕，头枕与头枕导杆固定连接。
所述头枕导杆插入上靠背骨架中。
所述上靠背骨架整体呈封闭框型，由上、下两横梁与左、右两侧梁构成。
所述下靠背骨架由左、右两侧梁以及限位横梁构成，其位于上靠背骨架的下方，上靠背骨架可相对下靠背骨架转动，下靠背骨架的下端与坐垫骨架固定连接。
所述摇臂呈L型，由上臂与下臂构成，下臂相对垂直方向向前倾斜一定角度；上臂与下臂的连接处开有圆孔；下臂开有环状槽，且环状槽的延伸方向与下臂的延伸方向一致；上臂与上靠背骨架的下横梁固定连接，且相互垂直。
所述上圆轴、下圆轴横向固定安装于下靠背骨架的左、右两侧梁间，上圆轴位于下圆轴的上方。上圆轴间隙穿过摇臂的圆孔，从而摇臂可带动上靠背骨架、头枕导杆、头枕绕上圆轴转动。
所述限位横梁对上靠背骨架绕上圆轴的向后转动起限位作用。
所述连杆机构整体呈凸字型，其最上端的杆件为短圆杆，其余杆件为方杆。连杆机构上部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆A、右竖杆A；下部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆B、右竖杆B。左竖杆B、右竖杆B的上部分别开有圆孔，且此两圆孔同轴线。
所述连杆机构最上端的短圆杆间隙穿过摇臂的环状槽，且与环状槽的下边缘相合，从而连杆机构与摇臂之间可彼此传递力的作用。
所述下圆轴间隙穿过连杆机构左竖杆B、右竖杆B的圆孔，从而连杆机构可绕下圆轴转动。
所述压力板固定安装于连杆机构左竖杆B、右竖杆B的中下部，其左、右两端分别与左竖杆B、右竖杆B固定连接。
连杆机构下端、压力板的初始安装位置相对下圆轴向后倾斜一定角度。
在压力板的前方设有挡板，所述挡板与下靠背骨架固定连接。
在压力板与挡板之间固定放置弹性块状物，弹性块状物与挡板粘接。
所述靠背气囊安装于上靠背骨架中，且与ECU相连，在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，ECU起爆靠背气囊，保护后排乘员安全。
所述角度传感器、角速度传感器安装于上靠背骨架中，都分别与ECU相连；角度传感器用于探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度，角速度传感器用于探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角速度。
所述压力传感器安装于后排座椅坐垫中，用于探测后排乘员对坐垫的压力，并与ECU相连。
所述车速传感器安装于车轮轴上，用于实时探测车辆的行驶速度，并与ECU相连。
所述锁扣传感器安装于后排安全带系统的锁扣中，用于探测后排乘员是否佩戴安全带，并与ECU相连。
所述总开关安装于仪表板上，并与ECU相连。
所述ECU是整个装置的核心，可以整合在车辆的中央控制器中。ECU以不同端口分别连接靠背气囊、角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器、总开关。ECU接收角度传感器、角速度传感器、车速传感器、压力传感器、锁扣传感器采集的探测信息。ECU对靠背气囊起控制作用。
优选的，通过选用适合的材料，使得上靠背骨架与下靠背骨架的接触面具有一定的静摩擦系数，从而在机动车正常行驶中，防止因振动等正常因素引起的上靠背骨架误动，以保证上靠背骨架相对下靠背骨架位于初始安装位置。
优选的，所述连杆机构的短圆杆能够减少连杆机构与摇臂之间力传递过程中的晃动。
优选的，所述压力板的高度与后排乘员膝盖的高度一致。
优选的，所述弹性块状物为泡沫块，泡沫块必须在一定压力作用下，才会发生弹性变形；通常情况下，泡沫块对压力板起支撑作用，使压力板处于平衡位置。
一种气囊式安全靠背装置的控制方法，包括以下步骤：
(1)当机动车开始行驶后，驾驶员打开总开关；
(2)压力传感器探测后排乘员对坐垫的压力，并将压力信息发送至ECU；ECU根据压力值，判断后排坐垫上是否有乘员乘坐，若判定有后排乘员乘坐，则决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置开始工作；
(3)车速传感器实时探测车辆的行驶速度，并将实时车速信息发送至ECU；ECU根据车速变化情况，判定机动车是否发生紧急制动或正面碰撞，以及制动减速度或碰撞减速度；
(4)当机动车发生紧急制动或正面碰撞时，后排乘员由于惯性力的作用，向前冲撞。当后排乘员膝部撞击本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的压力板，并且撞击强度较大时，泡沫块在压力板的压力作用下，发生弹性变形，从而一方面吸收后排乘员膝盖的撞击力，以避免或减轻腿部伤害，并缓冲前冲能量；另一方面使压力板绕下圆轴向前下方转动一定角度，带动连杆机构的下端绕下圆轴向前下方转动，进一步使得连杆机构的短圆轴绕下圆轴向后上方转动；
(5)短圆轴绕下圆轴向后上方转动，带动摇臂的下臂绕上圆轴向后下方转动，从而使得摇臂的上臂绕上圆轴向前转动，同时上靠背骨架、头枕导杆、头枕也随摇臂的上臂绕上圆轴向前转动，以避免后排乘员头部与靠背上部、头枕发生碰撞；
(6)角度传感器探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度，角速度传感器探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角速度，并将角度信息与角速度信息发送至ECU；ECU根据探测信息，判定上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度；
(7)若上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度都大于所设定的阀值，ECU决定起爆靠背气囊；
(8)锁扣传感器探测后排乘员是否佩戴安全带，并将安全带佩戴信息发送至ECU；ECU根据安全带佩戴信息，判定后排乘员是否佩戴安全带；
(9)ECU根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带，决定靠背气囊的起爆时间、起爆等级、充气量等参数；当后排乘员与起爆后的靠背气囊接触后，在后排乘员向前撞击力的作用下，靠背气囊泄气，以吸收后排乘员的前冲能量，从而最大程度避免或减轻后排乘员伤害；
(10)当紧急制动或正面碰撞结束后，压力板失去后排乘员膝部撞击力的作用，不再给泡沫块施加压力作用，此时泡沫块恢复原有形状，并反作用于压力板，使得压力板绕下圆轴恢复原有位置，从而带动整个连杆机构恢复原有位置；同时通过力的传递作用，使得摇臂、上靠背骨架、头枕导杆、头枕恢复原有位置，从而正常保护向后复位的前排乘员；
(11)当机动车行驶结束后，驾驶员关闭总开关，ECU决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置终止工作。
优选的，所述步骤(3)中，ECU根据车速变化情况，计算出车辆减速度，当车辆减速度大于阈值时，ECU即可判定机动车发生紧急制动或正面碰撞；
优选的，所述步骤(5)中，上靠背骨架、头枕导杆、头枕向前转动，有助于增加后排空间，以避免起爆的靠背气囊本身对后排乘员造成伤害；
优选的，所述步骤(9)中，靠背气囊的起爆时间、起爆等级、充气量等参数根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带综合确定，具体对应关系根据试验或仿真测得；
优选的，所述步骤(11)中，若在机动车行驶过程中，本发明所述的一种气囊式安全靠背装置未曾启动，则机动车行驶结束后，驾驶员关闭总开关，对本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的运行状态无影响；
优选的，若机动车未发生紧急制动或正面碰撞，则无步骤(4)至(10)。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种气囊式安全靠背装置，能够在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，利用后排乘员膝部对压力板的撞击力，使得上靠背骨架、头枕导杆、头枕向前转动，从而避免后排乘员头部与靠背上部、头枕发生碰撞，同时增加后排空间；若上靠背骨架向前转动的角度与角速度都大于各自的阀值，智能起爆靠背气囊，通过靠背气囊泄气作用，吸收后排乘员的前冲能量，从而最大程度避免或减轻后排乘员伤害；在机动车发生紧急制动或正面碰撞结束后，因压力板失去后排乘员膝部的撞击力作用，使得上靠背骨架、头枕导杆、头枕恢复原有位置，正常保护向后复位的前排乘员。
附图说明
图1为本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的结构示意图；
图2为本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的控制示意图；
图3为连杆机构的结构示意图；
图4为连杆机构、压力板、泡沫块、挡板的结构示意图。
图中标号名称为：1、头枕；2、头枕导杆；3、上靠背骨架；4、下靠背骨架；41、限位横梁；5、坐垫骨架；6、摇臂；7、连杆机构；71、短圆杆；72、左竖杆A；73、右竖杆A；74、左竖杆B；75、右竖杆B；8、上圆轴；9、下圆轴；10、压力板；11、泡沫块；12、挡板；13、靠背气囊；14、角度传感器；15、角速度传感器；16、车速传感器；17、压力传感器；18、锁扣传感器；19、总开关；20、ECU。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1，2，3，4所示，一种气囊式安全靠背装置，由头枕1、头枕导杆2、上靠背骨架3、下靠背骨架4、坐垫骨架5、摇臂6、连杆机构7、上圆轴8、下圆轴9、压力板10、泡沫块11、挡板12、靠背气囊13、角度传感器14、角速度传感器15、车速传感器16、压力传感器17、锁扣传感器18、总开关19、ECU20组成。
最上端为头枕1，头枕1与头枕导杆2固定连接。
头枕导杆2插入上靠背骨架3中。
上靠背骨架3整体呈封闭框型，由上、下两横梁与左、右两侧梁构成。
下靠背骨架4由左、右两侧梁以及限位横梁41构成，其位于上靠背骨架3的下方，上靠背骨架3可相对下靠背骨架4转动，下靠背骨架4的下端与坐垫骨架5固定连接。
摇臂6呈L型，由上臂与下臂构成，下臂相对垂直方向向前倾斜一定角度；上臂与下臂的连接处开有圆孔；下臂开有环状槽，且环状槽的延伸方向与下臂的延伸方向一致；上臂与上靠背骨架3的下横梁固定连接，且相互垂直。
上圆轴8、下圆轴9横向固定安装于下靠背骨架4的左、右两侧梁间，上圆轴8位于下圆轴9的上方。上圆轴8间隙穿过摇臂6的圆孔，从而摇臂6可带动上靠背骨架3、头枕导杆2、头枕1绕上圆轴8转动。
限位横梁41对上靠背骨架3绕上圆轴8的向后转动起限位作用。
连杆机构7整体呈凸字型，其最上端的杆件为短圆杆71，其余杆件为方杆。连杆机构7上部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆A72、右竖杆A73；下部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆B74、右竖杆B75。左竖杆B74、右竖杆B75的上部分别开有圆孔，且此两圆孔同轴线。
连杆机构7最上端的短圆杆71间隙穿过摇臂6的环状槽，且与环状槽的下边缘相合，从而连杆机构7与摇臂6之间可彼此传递力的作用。
所述下圆轴9间隙穿过连杆机构7的左竖杆B74、右竖杆B75的圆孔，从而连杆机构7可绕下圆轴9转动。
压力板10固定安装于连杆机构7的左竖杆B74、右竖杆B75的中下部，其左、右两端分别与左竖杆B74、右竖杆B75固定连接。
连杆机构7下端、压力板10的初始安装位置相对下圆轴9向后倾斜一定角度。
在压力板10的前方设有挡板12，挡板12与下靠背骨架4固定连接。
在压力板10与挡板12之间固定放置泡沫块11，泡沫块11与挡板12粘接。
靠背气囊13安装于上靠背骨架3中，且与ECU20相连，在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，ECU20起爆靠背气囊13，保护后排乘员安全。
角度传感器14、角速度传感器15安装于上靠背骨架3中，都分别与ECU20相连；角度传感器14用于探测上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角度，角速度传感器15用于探测上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角速度。
车速传感器16安装于车轮轴上，用于实时探测车辆的行驶速度，并与ECU20相连。
压力传感器17安装于后排座椅坐垫中，用于探测后排乘员对坐垫的压力，并与ECU20相连。
锁扣传感器18安装于后排安全带系统的锁扣中，用于探测后排乘员是否佩戴安全带，并与ECU20相连。
总开关19安装于仪表板上，并与ECU20相连。
ECU20以不同端口分别连接靠背气囊13、角度传感器14、角速度传感器15、车速传感器16、压力传感器17、锁扣传感器18、总开关19。ECU20接收角度传感器14、角速度传感器15、车速传感器16、压力传感器17、锁扣传感器18采集的探测信息。ECU20对靠背气囊13起控制作用。
具体的，通过选用适合的材料，使得上靠背骨架3与下靠背骨架4的接触面具有一定的静摩擦系数，从而在机动车正常行驶中，防止因振动等正常因素引起的上靠背骨架3误动，以保证上靠背骨架3相对下靠背骨架4位于初始安装位置。
具体的，泡沫块11必须在一定压力作用下，才会发生弹性变形；通常情况下，泡沫块11对压力板10起支撑作用，使压力板10处于平衡位置。
为了达到本发明的保护效果，通过以下控制方法实现：
(1)当机动车开始行驶后，驾驶员打开总开关19；
(2)压力传感器17探测后排乘员对坐垫的压力，并将压力信息发送至ECU20；ECU20根据压力值，判断后排坐垫上是否有乘员乘坐，若判定有后排乘员乘坐，则决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置开始工作；
(3)车速传感器16实时探测车辆的行驶速度，并将实时车速信息发送至ECU20；ECU20根据车速变化情况，判定机动车是否发生紧急制动或正面碰撞，以及制动减速度或碰撞减速度；
(4)当机动车发生紧急制动或正面碰撞时，后排乘员由于惯性力的作用，向前冲撞。当后排乘员膝部撞击本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的压力板10，并且撞击强度较大时，泡沫块11在压力板10的压力作用下，发生弹性变形，从而一方面吸收后排乘员膝盖的撞击力，以避免或减轻腿部伤害，并缓冲前冲能量；另一方面使压力板10绕下圆轴9向前下方转动一定角度，带动连杆机构7的下端绕下圆轴9向前下方转动，进一步使得连杆机构7的短圆轴71绕下圆轴9向后上方转动；
(5)短圆杆71绕下圆轴9向后上方转动，带动摇臂6的下臂绕上圆轴8向后下方转动，从而使得摇臂6的上臂绕上圆轴8向前转动，同时上靠背骨架3、头枕导杆2、头枕1也随摇臂6的上臂绕上圆轴8向前转动，以避免后排乘员头部与靠背上部、头枕1发生碰撞；
(6)角度传感器14探测上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角度，角速度传感器15探测上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角速度，并将角度信息与角速度信息发送至ECU20；ECU20根据探测信息，判定上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度；
(7)若上靠背骨架3相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度都大于所设定的阀值，ECU20决定起爆靠背气囊13；
(8)锁扣传感器18探测后排乘员是否佩戴安全带，并将安全带佩戴信息发送至ECU20；ECU20根据安全带佩戴信息，判定后排乘员是否佩戴安全带；
(9)ECU20根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架3向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带，决定靠背气囊13的起爆时间、起爆等级、充气量等参数；当后排乘员与起爆后的靠背气囊13接触后，在后排乘员向前撞击力的作用下，靠背气囊13泄气，以吸收后排乘员的前冲能量，从而最大程度避免或减轻后排乘员伤害；
(10)当紧急制动或正面碰撞结束后，压力板10失去后排乘员膝部撞击力的作用，不再给泡沫块11施加压力作用，此时泡沫块11恢复原有形状，并反作用于压力板10，使得压力板10绕下圆轴9恢复原有位置，从而带动整个连杆机构7恢复原有位置；同时通过力的传递作用，使得摇臂6、上靠背骨架3、头枕导杆2、头枕1恢复原有位置，从而正常保护向后复位的前排乘员；
(11)当机动车行驶结束后，驾驶员关闭总开关19，ECU 20决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置终止工作。
具体的，所述步骤(3)中，ECU20根据车速变化情况，计算出车辆减速度，当车辆减速度大于阈值时，ECU20即可判定机动车发生紧急制动或正面碰撞；
所述步骤(5)中，上靠背骨架3、头枕导杆2、头枕1向前转动，有助于增加后排空间，以避免起爆的靠背气囊13本身对后排乘员造成伤害；
所述步骤(9)中，靠背气囊13的起爆时间、起爆等级、充气量等参数根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架3向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带综合确定，具体对应关系根据试验或仿真测得；
所述步骤(5)、步骤(10)中，在力的作用下，上靠背骨架3克服上靠背骨架3与下靠背骨架4间的静摩擦力，相对下靠背骨架4向前或向后转动；
所述步骤(11)中，若在机动车行驶过程中，本发明所述的一种气囊式安全靠背装置未曾启动，则机动车行驶结束后，驾驶员关闭总开关19，对本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的运行状态无影响；
若机动车未发生紧急制动或正面碰撞，则无步骤(4)至(10)。
具体的，压力板10相对下圆轴9向后倾斜安装的优点在于：相比于垂直安装的情况，便于向前冲撞的后排乘员的膝部更加快捷地撞击压力板10，从而使得压力板10更加快捷地向前下方转动，最终使得上靠背骨架3、头枕1更加快捷地向前转动，有效避免后排乘员头部与靠背上部、头枕发生碰撞；摇臂6的下臂向前倾斜的目的在于：在连杆机构7与摇臂6力传递过程中，加快力传递的速度，从而使得上靠背骨架3、头枕1更加快捷地向前转动，有效避免后排乘员头部与靠背上部、头枕发生碰撞；摇臂6的下臂开有环状槽的目的在于：在机动车发生紧急制动或正面碰撞时，为保护后排乘员安全，连杆机构7的短圆杆71绕下圆轴9向后上方转动，摇臂6的下臂绕上圆轴8向后下方转动，从而可利用环状槽的纵向行程，避免向上运动的短圆杆71与向下运动的下臂发生干涉。
需要说明的是，本发明涉及的上、下、左、右、前、后等方位指示词与汽车常规使用时对应的上、下、左、右、前、后是一致的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种气囊式安全靠背装置的控制方法，所述装置包括：头枕（1）、头枕导杆（2）、上靠背骨架（3）、下靠背骨架（4）、坐垫骨架（5）、摇臂（6）、连杆机构（7）、上圆轴（8）、下圆轴（9）、压力板（10）、弹性块状物、挡板（12）、靠背气囊（13）、角度传感器（14）、角速度传感器（15）、车速传感器（16）、压力传感器（17）、锁扣传感器（18）、控制器；
所述头枕（1）位于所述安全靠背装置的最上端，所述头枕（1）与位于其下方的头枕导杆（2）固定连接；
所述头枕导杆（2）插入位于其下方的上靠背骨架（3）中；
所述上靠背骨架（3）整体呈封闭框型，由上、下两横梁与左、右两侧梁构成；
所述下靠背骨架（4）由左、右两侧梁以及限位横梁构成，其位于上靠背骨架（3）的下方，上靠背骨架（3）可相对下靠背骨架（4）转动，下靠背骨架（4）的下端与坐垫骨架（5）固定连接；
所述摇臂（6）呈L型，由上臂与下臂构成，下臂相对垂直方向向前倾斜一定角度；上臂与下臂的连接处开有圆孔；下臂开有环状槽，且环状槽的延伸方向与下臂的延伸方向一致；上臂与上靠背骨架的下横梁固定连接，且相互垂直；
所述上圆轴（8）、下圆轴（9）横向固定安装于下靠背骨架（4）的左、右两侧梁间，上圆轴（8）位于下圆轴（9）的上方；上圆轴（8）间隙穿过摇臂（6）的圆孔，从而摇臂（6）可带动上靠背骨架（3）、头枕导杆（2）、头枕（1）绕上圆轴（8）转动；
所述连杆机构（7）整体呈凸字型，其最上端的杆件为短圆杆，其余杆件为方杆；连杆机构（7）上部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆A（72）、右竖杆A（73）；下部左、右两侧的竖直杆件分别为左竖杆B（74）、右竖杆B（75）；左竖杆B（74）、右竖杆B（75）的上部分别开有圆孔，且此两圆孔同轴线；
所述连杆机构（7）最上端的短圆杆间隙穿过摇臂（6）的环状槽，且与环状槽的下边缘相合，连杆机构（7）与摇臂（6）之间可彼此传递力的作用；
所述下圆轴（9）间隙穿过连杆机构左竖杆B（74）、右竖杆B（75）的圆孔，使得连杆机构（7）可绕下圆轴（9）转动；
所述压力板（10）固定安装于连杆机构左竖杆B（74）、右竖杆B（75）的中下部，其左、右两端分别与左竖杆B（74）、右竖杆B（75）固定连接；
连杆机构（7）下端、压力板（10）的初始安装位置相对下圆轴向后倾斜一定角度；
在压力板（10）的前方设有挡板（12），所述挡板（12）与下靠背骨架（4）固定连接；
在压力板（10）与挡板（12）之间固定放置弹性块状物；
所述靠背气囊（13）安装于上靠背骨架（3）中，且与控制器相连；
所述角度传感器（14）、角速度传感器（15）都分别与控制器相连；所述角度传感器（14）用于探测上靠背骨架（3）相对于垂直方向，向前转动的角度；所述角速度传感器（15）用于探测上靠背骨架（3）相对于垂直方向，向前转动的角速度；
所述压力传感器（17）用于探测后排乘员对坐垫的压力，并与控制器相连；
所述车速传感器（16）用于实时探测车辆的行驶速度，并与控制器相连；
所述锁扣传感器（18）用于探测后排乘员是否佩戴安全带，并与控制器相连；
所述控制器以不同端口分别连接靠背气囊（13）、角度传感器（14）、角速度传感器（15）、车速传感器（16）、压力传感器（17）、锁扣传感器（18），控制器接收角度传感器（14）、角速度传感器（15）、车速传感器（16）、压力传感器（17）、锁扣传感器（18）采集的探测信息，对靠背气囊（13）的起爆状况起控制作用；
所述装置还包括总开关（19），所述总开关（19）安装于仪表板上，并与控制器相连；
所述弹性块状物与挡板（12）之间采用粘接；
所述角度传感器（14）、角速度传感器（15）安装于上靠背骨架（3）中；所述压力传感器（17）安装于后排座椅坐垫中；所述车速传感器（16）安装于车轮轴上；所述锁扣传感器（18）安装于后排安全带系统的锁扣中；
所述压力板（10）的高度与后排乘员膝盖的高度一致；
所述弹性块状物为泡沫块（11），所述控制器采用车载ECU（20）；
其特征在于，包括以下步骤：
（1）当机动车开始行驶后，驾驶员打开总开关；
（2）压力传感器探测后排乘员对坐垫的压力，并将压力信息发送至ECU；ECU根据压力值，判断后排坐垫上是否有乘员乘坐，若判定有后排乘员乘坐，则决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置开始工作；
（3）车速传感器实时探测车辆的行驶速度，并将实时车速信息发送至ECU；ECU根据车速变化情况，判定机动车是否发生紧急制动或正面碰撞，以及制动减速度或碰撞减速度；
（4）当机动车发生紧急制动或正面碰撞时，后排乘员由于惯性力的作用，向前冲撞；当后排乘员膝部撞击本发明所述的一种气囊式安全靠背装置的压力板，并且撞击强度较大时，泡沫块在压力板的压力作用下，发生弹性变形，从而一方面吸收后排乘员膝盖的撞击力，以避免或减轻腿部伤害，并缓冲前冲能量；另一方面使压力板绕下圆轴向前下方转动一定角度，带动连杆机构的下端绕下圆轴向前下方转动，进一步使得连杆机构的短圆轴绕下圆轴向后上方转动；
（5）短圆轴绕下圆轴向后上方转动，带动摇臂的下臂绕上圆轴向后下方转动，从而使得摇臂的上臂绕上圆轴向前转动，同时上靠背骨架、头枕导杆、头枕也随摇臂的上臂绕上圆轴向前转动，以避免后排乘员头部与靠背上部、头枕发生碰撞；
（6）角度传感器探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度，角速度传感器探测上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角速度，并将角度信息与角速度信息发送至ECU；ECU根据探测信息，判定上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度；
（7）若上靠背骨架相对于垂直方向，向前转动的角度与角速度都大于所设定的阀值，ECU决定起爆靠背气囊；
（8）锁扣传感器探测后排乘员是否佩戴安全带，并将安全带佩戴信息发送至ECU；ECU根据安全带佩戴信息，判定后排乘员是否佩戴安全带；
（9）ECU根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带，决定靠背气囊的起爆时间、起爆等级、充气量参数；当后排乘员与起爆后的靠背气囊接触后，在后排乘员向前撞击力的作用下，靠背气囊泄气，以吸收后排乘员的前冲能量，从而最大程度避免或减轻后排乘员伤害；
（10）当紧急制动或正面碰撞结束后，压力板失去后排乘员膝部撞击力的作用，不再给泡沫块施加压力作用，此时泡沫块恢复原有形状，并反作用于压力板，使得压力板绕下圆轴恢复原有位置，从而带动整个连杆机构恢复原有位置；同时通过力的传递作用，使得摇臂、上靠背骨架、头枕导杆、头枕恢复原有位置，从而正常保护向后复位的前排乘员；
（11）当机动车行驶结束后，驾驶员关闭总开关，ECU决定本发明所述的一种气囊式安全靠背装置终止工作。
2.根据权利要求1所述的一种气囊式安全靠背装置的控制方法，其特征在于，所述步骤（9）中，靠背气囊的起爆时间、起爆等级、充气量参数根据机动车发生紧急制动或正面碰撞时的减速度、上靠背骨架向前转动的角度与角速度、以及后排乘员是否佩戴安全带综合确定，具体对应关系根据试验或仿真测得。
3.根据权利要求1所述的一种气囊式安全靠背装置的控制方法，其特征在于，若机动车未发生紧急制动或正面碰撞，则无步骤（4）至（10）。
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