CN111619498B - 车辆智能保护系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动控制技术领域，提供一种车辆智能保护系统和车辆。本发明所述的车辆智能保护系统包括：乘员属性检测装置以及主控装置，其中，所述乘员属性检测装置用于检测乘员的属性信息，其中所述属性信息包括年龄、身高和体重中的至少一者；所述主控装置用于根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊和/或安全带的控制策略。本发明可以对各种不同的乘员提供全时、全面的保护。

Description

车辆智能保护系统及车辆

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种车辆智能保护系统及车辆。

背景技术

车辆在碰撞过程中，气囊、安全带等乘员保护系统适时工作，能够约束驾乘人员人体，并提供多方位的保护，这些保护系统大多针对普通体型驾乘人员进行设计。但是车辆在日常使用中，经常有不同年龄、体型的驾驶员或乘员驾乘车辆，同时乘员乘坐的位置、姿势也不可能完全标准。

现有的乘员保护系统无法为各种年龄乘员提供相同的保护效果，甚至可能对很多乘员起到相反的伤害作用，特别是对于儿童、老年人的伤害可能非常严重；无法为各类体型乘员提供相同的保护效果，甚至可能对很多乘员起到相反的伤害作用，特别是对于体型小尺寸的乘员的伤害可能非常严重；无法为不同乘坐位置、姿势的乘员提供相同的保护效果，特别是乘员在离位状态下可能会造成非常严重的事故。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆智能保护系统，以对各种不同的乘员提供全时、全面的保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆智能保护系统，所述车辆智能保护系统包括：乘员属性检测装置以及主控装置，其中，所述乘员属性检测装置用于检测乘员的属性信息，其中所述属性信息包括年龄、身高和体重中的至少一者；所述主控装置用于根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊和/或安全带的控制策略。

进一步的，所述车辆智能保护系统还包括乘员姿态检测装置，用于检测所述乘员的上身和头部的状态和位置；所述主控装置还用于根据所述乘员的上身和头部的状态和位置调整车座的头枕的位置。

进一步的，所述乘员属性检测装置包括摄像头和坐垫传感器中的至少一者。

进一步的，所述乘员姿态检测装置包括超声波传感器和雷达中的至少一者。

进一步的，根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述气囊抑制；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重时，控制所述气囊输出的能量小于等于第一预设能量，起爆两级间隔第一起爆时间，主动泄气孔打开；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重时，控制所述气囊输出的能量大于所述第一预设能量且小于等于第二预设能量，起爆两级间隔所述第一起爆时间，所述主动泄气孔不打开；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重时，控制所述气囊输出能量大于所述第二预设能量，起爆两级间隔第二起爆时间，所述主动泄气孔不打开，其中所述第二起爆时间小于所述第一起爆时间。

进一步的，所述车辆智能保护系统还包括气囊距离检测装置，所述气囊距离检测装置用于检测所述乘员与气囊的距离；所述主控装置还用于根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略。

进一步的，所述根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带抑制；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带展开，长度随所述乘员与气囊的距离成正比。

进一步的，所述安全带是充气式安全带，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第二预设年龄时，控制所述充气式安全带抑制；在所述乘员的年龄大于所述第二预设年龄且小于第一预设年龄时，控制所述充气式安全带充气；在所述乘员的年龄大于等于所述第一预设年龄且小于第三预设年龄时，控制所述充气式安全带抑制；在所述乘员的年龄大于等于所述第三预设年龄时，控制所述充气式安全带充气。

进一步的，所述安全带具有高等级限力杆和低等级限力杆，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略还包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重时，先使用所述高等级限力杆第一切换时间后再切换为所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重时，先使用所述高等级限力杆第二切换时间后再切换为所述低等级限力杆，其中所述第二切换时间大于所述第一切换时间。

相对于现有技术，本发明所述的车辆智能保护系统具有以下优势：

通过乘员属性检测装置检测乘员的属性信息，并根据乘员的属性信息调整所述气囊和/或安全带的控制策略，以对各种不同的乘员，例如老人、儿童、身高或体重较大以及身高或体重较小等乘员提供全时、全面的保护。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以对各种不同的乘员提供全时、全面的保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，该车辆包括上文所述的车辆智能保护系统。

所述车辆与上述车辆智能保护系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

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方式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是本发明一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的感知部分的部件的设置位置示意图；

图4是本发明另一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图。

附图标记说明：

1 乘员属性检测装置 2 主控装置

3 乘员姿态检测装置 4 气囊距离检测装置

11 摄像头 12 超声波传感器

13 坐垫传感器 14 座椅位置传感器

具体实施方式

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

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1是本发明一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图。如图1所示，所述车辆智能保护系统包括：乘员属性检测装置1以及主控装置2，其中，所述乘员属性检测装置1用于检测乘员的属性信息，其中所述属性信息包括年龄、身高和体重中的至少一者；所述主控装置2用于根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊和/或安全带的控制策略。

本发明实施例的车辆智能保护系统共包含感知、控制、执行三部分，感知部分负责对乘员信息、车辆信息进行采集，控制部分负责对获得的信息进行分析并制定执行策略，执行部分负责为乘员提供自适应保护。其中，感知部分的乘员属性检测装置1可以识别乘员的属性，例如年龄、身高和/或体重；控制部分的主控装置2，用于调整气囊和/或安全带的控制策略，执行部分的气囊和/或安全带执行控制策略。

图2是本发明另一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图。如图2所示，所述车辆智能保护系统还包括乘员姿态检测装置3，用于检测所述乘员的上身和头部的状态和位置；所述主控装置2还用于根据所述乘员的上身和头部的状态和位置调整车座的头枕的位置。

再者，车辆智能保护系统还包括气囊距离检测装置4，所述气囊距离检测装置4用于检测所述乘员与气囊的距离；所述主控装置2还用于根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略。

在本实施例中，车辆智能保护系统的感知部分还可以包括乘员姿态检测装置3，检测乘员的上身和头部的状态和位置，还可以包括气囊距离检测装置4，检测所述乘员与气囊的距离；控制部分的主控装置2，用于根据乘员的上身和头部的状态和位置对车座的头枕的位置的进行调整，还用于根据乘员的属性信息和乘员与气囊的距离调整气囊的拉带的控制策略；执行部分的车座的头枕和气囊的拉带执行控制策略。

总体来说，乘员上车调整到舒适的位置后，车内乘员姿态检测装置3对乘员上身和头部位置、状态进行判断，车座的头枕自动调整到合适高度，如乘员头部离气囊过近则气囊进行自动抑制。乘员属性检测装置1对乘员面部特征进行识别，从而判断出乘客的年龄，如果乘客年龄较大，充气安全带会自动激活。气囊距离检测装置4识别出乘员和气囊之间的距离，气囊拉带展开策略会根据距离的大小进行调整。乘员属性检测装置1还可以通过对乘员进行称重判断出乘员体型，气囊点爆及泄气、安全带限力策略会进行调整。另外，在判断出车辆即将发生碰撞时，座椅自动归位。

控制策略具体如下：

1、针对气囊：

具体地，根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄(例如14岁，但不限于此)时，控制所述气囊抑制；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重(代表了体型较小的人群，下文以5％类型乘员表示)时，控制所述气囊输出的能量小于等于第一预设能量，起爆两级间隔第一起爆时间(例如20ms，但不限于此)，主动泄气孔打开；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重(代表了体型中等的人群，下文以50％类型乘员表示)时，控制所述气囊输出的能量大于所述第一预设能量且小于等于第二预设能量，起爆两级间隔所述第一起爆时间(例如20ms，但不限于此)，所述主动泄气孔不打开；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重(代表了体型较大的人群，下文以95％类型乘员表示)时，控制所述气囊输出能量大于所述第二预设能量，起爆两级间隔第二起爆时间(例如5ms，但不限于此)，所述主动泄气孔不打开，其中所述第二起爆时间小于所述第一起爆时间。

2、针对气囊拉带：

根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带抑制；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带展开，长度随所述乘员与气囊的距离成正比，同时由于乘员的坐姿可能会不同(例如前倾)，因此具体长度也与乘员上身和头部的状态有关。

3、针对充气式安全带：

所述安全带是充气式安全带，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略包括：在所述乘员的年龄小于等于第二预设年龄(例如6岁，但不限于此，一般较小的儿童具有儿童座椅)时，控制所述充气式安全带抑制；在所述乘员的年龄大于所述第二预设年龄且小于第一预设年龄(例如14岁，但不限于此，小于该年龄的儿童身体骨骼等较为脆弱)时，控制所述充气式安全带充气；在所述乘员的年龄大于等于所述第一预设年龄且小于第三预设年龄(例如50岁，但不限于此)时，控制所述充气式安全带抑制；在所述乘员的年龄大于等于所述第三预设年龄(大于该年龄的老年人身体骨骼等较为脆弱)时，控制所述充气式安全带充气。

4、针对安全带限力：

所述安全带具有高等级限力杆和低等级限力杆，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略还包括：在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重(5％类型乘员)时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重(50％类型乘员)时，先使用所述高等级限力杆第一切换时间(时间较短，例如设定为60ms，根据车辆型号不同可以发生变化)后再切换为所述低等级限力杆；在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重(95％类型乘员)时，先使用所述高等级限力杆第二切换时间(较第一切换时间较长，例如可以为第一切换时间的1.6倍，但不限于此)后再切换为所述低等级限力杆。

另外，对于车座的头枕，可根据乘客的头部位置自动升降到合适的位置。本发明还设置了车座的自动归位，即可以设置加速度传感器和车外距离传感器等，以判断车辆是否即将发生碰撞，在即将发生碰撞时使车座归位，并随即可以起爆气囊。

为了便于更清楚地说明本发明的控制策略，将控制策略记载在表1中。

表1

图3是本发明一实施例提供的感知部分的部件的设置位置示意图。如图3所示，乘员属性检测装置1包括摄像头和/或坐垫传感器13中，乘员姿态检测装置3包括超声波传感器12和/或雷达。气囊距离检测装置4可以为座椅位置传感器14。

摄像头可以位于车内后视镜上方，可以对车内全体乘员的年龄进行识别。超声波传感器12分别位于车辆A柱、B柱以及顶棚，可以测定乘客上身和头部的状态、位置。坐垫传感器13位于座椅上，可以对各种岁数的儿童、5％、50％及95％类型乘员等进行准确识别。座椅位置传感器14位于主、副驾座椅滑轨，可以监控驾驶员、乘员与气囊之间的距离。低功率雷达位于车辆顶棚靠近超声波传感器12的位置，可以探测到乘客上身和头部的状态及位置。

图4是本发明另一实施例提供的车辆智能保护系统的结构示意图。如图4所示，本发明的车辆智能保护系统的感知部分除了包括上文所述的各检测装置之外，还有加速度检测、安全带带扣是否扣好的检测以及车辆速度检测的装置。另外，本发明车辆智能保护系统还具有通信功能。主控装置可以控制多级点火器、主动泄气孔、拉带、安全带预紧器、双级安全带限力器、气囊安全带、自动升降头枕以及自动归位座椅。

本发明主要解决了三个问题：

1、针对不同年龄的乘员提供不同的充气安全带启用策略。现有的乘员保护系统安全带可能对儿童及老年人胸、腹部造成伤害，本系统安全带可以对儿童、老年人提供更好的胸、腹部保护。

2、针对不同体型的乘员提供不同的安全气囊起爆、泄气策略及安全带限力策略。现有的乘员保护系统气囊、安全带限力仅对50％类型乘员有很好的保护效果，本系统可为各种岁数的儿童、5％、50％、95％类型乘员提供相应的气囊、安全带限力策略，气囊、安全带保护效果均较好。

3、针对不同乘坐位置、姿势的乘员提供不同的安全气囊起爆、气囊拉带展开长度、头枕升降、座椅归位策略。现有乘员保护系统气囊不能对不同乘坐位置、姿势的乘员提供有效保护，本系统可为不同乘坐位置、姿势的乘员提供不同的安全气囊起爆、气囊拉带展开长度、头枕升降、座椅反弹策略，从而为乘员提供有效保护。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以对各种不同的乘员提供全时、全面的保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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)

1.一种车辆智能保护系统，其特征在于，所述车辆智能保护系统包括：

乘员属性检测装置以及主控装置，其中，

所述乘员属性检测装置用于检测乘员的属性信息，其中所述属性信息包括年龄、身高和体重中的至少一者；

所述主控装置用于根据所述乘员的属性信息，调整所述气囊和/或安全带的控制策略，包括：

在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述气囊抑制；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重时，控制所述气囊输出的能量小于等于第一预设能量，起爆两级间隔第一起爆时间，主动泄气孔打开；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重时，控制所述气囊输出的能量大于所述第一预设能量且小于等于第二预设能量，起爆两级间隔所述第一起爆时间，所述主动泄气孔不打开；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重时，控制所述气囊输出能量大于所述第二预设能量，起爆两级间隔第二起爆时间，所述主动泄气孔不打开，其中所述第二起爆时间小于所述第一起爆时间。

2.根据权利要求1所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述车辆智能保护系统还包括乘员姿态检测装置，用于检测所述乘员的上身和头部的状态和位置；

所述主控装置还用于根据所述乘员的上身和头部的状态和位置调整车座的头枕的位置。

3.根据权利要求1所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述乘员属性检测装置包括摄像头和坐垫传感器中的至少一者。

4.根据权利要求2所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述乘员姿态检测装置包括超声波传感器和雷达中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述车辆智能保护系统还包括气囊距离检测装置，所述气囊距离检测装置用于检测所述乘员与气囊的距离；

所述主控装置还用于根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略。

6.根据权利要求5所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述根据所述乘员的属性信息和所述乘员与气囊的距离，调整所述气囊的拉带的控制策略包括：

在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带抑制；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄时，控制所述气囊的拉带展开，长度随所述乘员与气囊的距离成正比。

7.根据权利要求1所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述安全带是充气式安全带，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略包括：

在所述乘员的年龄小于等于第二预设年龄时，控制所述充气式安全带抑制；

在所述乘员的年龄大于所述第二预设年龄且小于第一预设年龄时，控制所述充气式安全带充气；

在所述乘员的年龄大于等于所述第一预设年龄且小于第三预设年龄时，控制所述充气式安全带抑制；

在所述乘员的年龄大于等于所述第三预设年龄时，控制所述充气式安全带充气。

8.根据权利要求1所述的车辆智能保护系统，其特征在于，所述安全带具有高等级限力杆和低等级限力杆，其中，根据所述乘员的属性信息，调整安全带的控制策略还包括：

在所述乘员的年龄小于等于第一预设年龄时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高小于等于第一预设身高或体重小于等于第一预设体重时，控制所述安全带的限力杆直接使用所述低等级限力杆；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于所述第一预设身高且小于第二预设身高，或体重大于所述第一预设体重且小于第二预设体重时，先使用所述高等级限力杆第一切换时间后再切换为所述低等级限力杆；

在所述乘员的年龄大于所述第一预设年龄，身高大于等于所述第二预设身高或体重大于等于所述第二预设体重时，先使用所述高等级限力杆第二切换时间后再切换为所述低等级限力杆，其中所述第二切换时间大于所述第一切换时间。

9.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求1-8中任意一项权利要求所述的车辆智能保护系统。

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