CN112744175A - 一种安全气囊系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全气囊系统及其控制方法，所述安全气囊系统包括：电子控制单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；安全气囊装置，包括驱动器、气体发生器、气囊主袋和气囊副袋，所述驱动器用于根据所述点爆控制指令驱动气体发生器单独点爆气囊主袋或者点爆气囊主袋和气囊副袋。本发明可以同时用于有人驾驶工况和无人驾驶工况下驾驶员保护，能够根据车辆实际驾驶工况进行对应的安全气囊点爆。

Description

一种安全气囊系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种安全气囊系统及其控制方法。

背景技术

无人驾驶是汽车行业未来发展趋势，无人驾驶的实现是循序渐进的过程，在很长的时间内，汽车可实现有人驾驶及无人驾驶是一种常态。有人驾驶工况下的乘员保护，已发展较为成熟，无人驾驶工况下的乘员保护是需要研究的问题。比较典型的无人驾驶状态，驾驶员呈现躺姿，原有的被动安全约束系统不能提供较好的保护。

发明内容

本发明旨在提出一种安全气囊系统及其控制方法，其可以同时用于有人驾驶工况和无人驾驶工况下驾驶员保护，能够根据车辆实际驾驶工况进行对应的安全气囊点爆。

第一方面，本发明实施例提出一种安全气囊系统，包括：

电子控制单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

安全气囊装置，包括驱动器、气体发生器、气囊主袋和气囊副袋，所述驱动器用于根据所述点爆控制指令驱动气体发生器点爆，使气体发生器的气体单独点爆气囊主袋或者均点爆气囊主袋和气囊副袋。

其中，所述气囊主袋的进气口与气体发生器的出气口连接，所述气囊主袋和气囊副袋连接，且气囊主袋设置有一预缝纫线；当点爆控制指令为一级点爆时，预缝纫线保持缝合，单独点爆气囊主袋；当点爆控制指令为二级点爆时，预缝纫线在气体压力下撕裂，气体经气囊主袋的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋，气囊主袋和气囊副袋均被点爆。

其中，所述气囊主袋和气囊副袋均被点爆时，方向盘、气囊主袋和气囊副袋依次连接，所述气囊主袋与气囊副袋的整体结构呈V形，所述气囊副袋用于与处于躺姿的驾驶员接触。

其中，包括：

方向盘传感器，用于检测驾驶员手握方向盘的状态信号；

座椅转角传感器，用于检测座椅与靠背之间的角度信号；

碰撞传感器，用于检测车辆的碰撞强度信号。

其中，所述电子控制单元包括：

信号接收单元，用于接收所述手握方向盘的状态信号、角度信号和碰撞强度信号；

第一信号处理单元，用于根据所述驾驶员手握方向盘的状态信号以及所述角度信号确定驾驶工况信号；

第二信号处理单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令，其中，当驾驶工况信号为有人驾驶时，点爆控制指令为一级点爆，当驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，点爆控制指令为二级点爆。

第二方面，本发明实施例提出一种如本发明实施例所述的安全气囊系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S101、根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

步骤S102、驱动器根据所述点爆控制指令驱动气体发生器点爆，使气体发生器的气体单独点爆气囊主袋或者均点爆气囊主袋和气囊副袋。

其中，所述步骤S102包括：

当点爆控制指令为一级点爆时，驱动器驱动气体发生器以一级强度点爆，输出气体至气囊主袋内，此时预缝纫线保持缝合，气体单独点爆气囊主袋；

当点爆控制指令为二级点爆时，驱动器驱动气体发生器以二级强度点爆，输出气体至气囊主袋内，此时预缝纫线在气体压力下撕裂，气体经气囊主袋的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋，气囊主袋和气囊副袋均被点爆。

其中，所述步骤S101包括：

获取驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号、以及车辆的碰撞强度信号；

根据驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号确定驾驶工况信号；

根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令。

其中，所述根据驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号确定驾驶工况信号包括：

当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员未手握方向盘，且座椅与靠背之间的角度大于等于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员手握方向盘或座椅与靠背之间的角度小于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为有人驾驶。

其中，所述根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令包括：

当驾驶工况信号为有人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值时，生成的点爆控制指令为一级点爆；

当驾驶工况信号为无人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值，生成的点爆控制指令为二级点爆。

本发明实施例提出一种安全气囊系统及其控制方法，可以同时用于有人驾驶工况和无人驾驶工况下驾驶员保护，其通过识别驾驶工况及驾驶员状态，并据此改变安全气囊包型，即当有人驾驶时，遇到车辆碰撞严重需要点爆安全气囊时，驱动气体发生器以一级点爆方式点爆安全气囊，此时只有气囊主袋被气体撑开；当无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，遇到车辆碰撞严重需要点爆安全气囊时，驱动气体发生器以二级点爆方式点爆安全气囊，此时气囊主袋和气囊副袋均被气体撑开；为无人驾驶工况下躺姿驾驶员提供保护，从而提高车辆驾驶的安全性，丰富安全气囊的功能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而得以体现。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中一种安全气囊系统结构示意图。

图2为本发明实施例一中气囊主袋和气囊副袋连接结构的剖视图。

图3为本发明实施例一中单独点爆气囊主袋的场景图。

图4为本发明实施例一中点爆气囊主袋和气囊副袋的场景图。

图5为本发明实施例二中一种安全气囊系统的控制方法流程图。

图中标记：

方向盘-1，气囊主袋-2，气囊副袋-3，驾驶员-4，安全带-5，座椅转角传感器-6，座椅-7，气体发生器-8，驱动器-9，预缝纫线-10，电子控制单元-11，方向盘握手传感器-12，碰撞传感器-13。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例一

本发明实施例一提出一种安全气囊系统，参阅图1，所述安全气囊系统包括：

电子控制单元11，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

安全气囊装置，包括驱动器9、气体发生器8、气囊主袋2和气囊副袋3，所述驱动器9用于根据所述点爆控制指令驱动气体发生器8点爆，使气体发生器8的气体单独点爆气囊主袋2或者均点爆气囊主袋2和气囊副袋3。

具体而言，当车辆遇到强烈碰撞，需要启动安全气囊点爆以保护驾驶员，若此时车辆处于无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，则传统的安全气囊点爆无法有效地保护驾驶员，因为传统的安全气囊点爆是考虑驾驶员手动驾驶车辆的情况，据此，本实施例提出根据实际驾驶工况来控制安全气囊点爆的技术手段，当车辆处于驾驶员手动驾驶车辆时，气体发生器8的气体单独点爆气囊主袋2，当车辆处于无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，气体发生器8均点爆气囊主袋2和气囊副袋3，从而有效地对驾驶员进行保护，提高车辆驾驶的安全性。

在本实施例中，所述驱动器9为打火器。

在一些实施例中，如图2所示，所述气囊主袋2的进气口与气体发生器8的出气口连接，所述气囊主袋2和气囊副袋3连接，且所述气囊主袋2设置有一预缝纫线10；当点爆控制指令为一级点爆时，预缝纫线10保持缝合，气体单独点爆气囊主袋2，即气囊主袋2被气体发生器8的气体所撑开，如图3所示；当点爆控制指令为二级点爆时，预缝纫线10在气体压力下撕裂形成撕裂口，气体经气囊主袋2的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋3，气囊主袋2和气囊副袋3均被点爆，即气囊主袋2和气囊副袋3被气体发生器8的气体所撑开，如图4所示。

具体而言，图3所示为车辆处于驾驶员处于手动驾驶车辆时，气体发生器8的气体单独点爆气囊主袋2的示例场景，图4所示为车辆处于无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，气体发生器8的气体单独点爆气囊主袋2的示例场景。图3和图4示出了方向盘1、气囊主袋2、气囊副袋3、驾驶员4、安全带5、座椅转角传感器66、座椅7。

本实施例中，气囊主袋2和气囊副袋3通过一预缝纫线10缝合连接，优选地，预缝纫线10为长条形，气囊主袋2和气囊副袋3均为整体近似圆形的气囊结构。

其中，气体发生器8具有两级点爆功能，所述预缝纫线10能够承受气体发生器8以一级点爆方式点爆气囊主袋2时导入气囊主袋2中气体的强度，使得一级点爆时，预缝纫线10能够保持缝合，有效地阻隔气体进入气囊副袋3。当气体发生器8进行二级点爆时，气体的强度增强，所述预缝纫线10无法承受气体发生器8以二级点爆方式点爆气囊主袋2时导入气囊主袋2中气体的强度，此时，预缝纫线10在气体压力下撕裂，气体经气囊主袋2传输至气囊副袋3。

其中，参阅图4，所述气囊主袋2和气囊副袋3均被点爆时，即被气体完全撑开，此时，车辆的方向盘、气囊主袋2和气囊副袋3依次连接，从侧面看，所述气囊主袋与气囊副袋的整体结构呈V形，两者之间夹角呈一定角度，以使得所述气囊副袋3能够与处于躺姿的驾驶员接触，对驾驶员实施保护。

在本实施例中，所述夹角优选但不限制为钝角。

在一些实施例中，所述系统还包括：

方向盘握手传感器12，用于检测驾驶员手握方向盘的状态信号；具体而言，所述方向盘握手传感器12可以设置于方向盘上，以便于检测。

座椅转角传感器6，用于检测座椅与靠背之间的角度信号；具体而言，所述座椅转角传感器6可以设置于座椅上，以便于检测。

碰撞传感器13，用于检测车辆的碰撞强度信号。具体而言，如何检测车辆的碰撞强度信号以及在何种碰撞情况下启动安全气囊点爆为本领域技术人员所熟知，本实施例旨在提出如何结合驾驶工况来点爆安全气囊的包型，因此，此处对车辆的碰撞强度的检测及判断进行赘述。

在一些实施例中，所述电子控制单元11包括：

信号接收单元，用于接收所述手握方向盘的状态信号、角度信号和碰撞强度信号；

第一信号处理单元，用于根据所述驾驶员手握方向盘的状态信号以及所述角度信号确定驾驶工况信号；

第二信号处理单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令，其中，当驾驶工况信号为有人驾驶时，点爆控制指令为一级点爆，当驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，点爆控制指令为二级点爆。

实施例二

本发明实施例二提出一种如实施例一所述的安全气囊系统的控制方法，图5为实施例二所述控制方法的流程示意图，参阅图5，所述方法包括如下步骤：

步骤S101、根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

步骤S102、驱动器9根据所述点爆控制指令驱动气体发生器8点爆，使气体发生器8的气体单独点爆气囊主袋2或者均点爆气囊主袋2和气囊副袋3。

其中，所述步骤S102包括：

当点爆控制指令为一级点爆时，驱动器9驱动气体发生器8以一级强度点爆，输出气体至气囊主袋2内，此时预缝纫线10保持缝合，气体单独点爆气囊主袋2；

当点爆控制指令为二级点爆时，驱动器9驱动气体发生器8以二级强度点爆，输出气体至气囊主袋2内，此时预缝纫线10在气体压力下撕裂形成撕裂口，气体经气囊主袋2的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋3，气囊主袋2和气囊副袋3均被点爆。

其中，所述步骤S101包括：

步骤S201、获取驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号、以及车辆的碰撞强度信号；

步骤S202、根据驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号确定驾驶工况信号；

步骤S203、根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令。

其中，所述步骤S202包括：

步骤S301、当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员未手握方向盘，且座椅与靠背之间的角度大于等于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

步骤S302、当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员手握方向盘或座椅与靠背之间的角度小于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为有人驾驶。

其中，预设角度阈值优选但不限于为50度。

其中，所述步骤S203包括：

步骤S401、当驾驶工况信号为有人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值时，生成的点爆控制指令为一级点爆；

步骤S402、当驾驶工况信号为无人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值，生成的点爆控制指令为二级点爆。

需说明的是，本文中步骤S101、S201等仅为步骤名称，其用于表示对应步骤，并不构成对步骤执行流程的限定。

可以理解的是，实施例二所述方法与实施例一所述系统对应，因此，有关实施例二所述方法未详述的部分可以参阅实施例一所述系统得到，此处不再赘述，同理，实施例二所述方法流程也可以用于解释实施例一所述系统。

通过以上实施例的描述可知，本发明实施例提出一种安全气囊系统及其控制方法，可以同时用于有人驾驶工况和无人驾驶工况下驾驶员保护，其通过识别驾驶工况及驾驶员状态，并据此改变安全气囊包型，即当有人驾驶时，遇到车辆碰撞严重需要点爆安全气囊时，驱动气体发生器以一级点爆方式点爆安全气囊，此时只有气囊主袋被气体撑开；当无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，遇到车辆碰撞严重需要点爆安全气囊时，驱动气体发生器以二级点爆方式点爆安全气囊，此时气囊主袋和气囊副袋均被气体撑开；为无人驾驶工况下躺姿驾驶员提供保护，从而提高车辆驾驶的安全性，丰富安全气囊的功能。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种安全气囊系统，其特征在于，包括：

电子控制单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

安全气囊装置，包括驱动器、气体发生器、气囊主袋和气囊副袋，所述驱动器用于根据所述点爆控制指令驱动气体发生器单独点爆气囊主袋或者点爆气囊主袋和气囊副袋。

2.如权利要求1所述的安全气囊系统，其特征在于，所述气囊主袋的进气口与气体发生器的出气口连接，所述气囊主袋和气囊副袋连接，且气囊主袋设置有一预缝纫线；当点爆控制指令为一级点爆时，预缝纫线保持缝合，单独点爆气囊主袋；当点爆控制指令为二级点爆时，预缝纫线在气体压力下撕裂，气体经气囊主袋的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋，气囊主袋和气囊副袋均被点爆。

3.如权利要求2所述的安全气囊系统，其特征在于，所述气囊主袋和气囊副袋均被点爆时，方向盘、气囊主袋和气囊副袋依次连接，所述气囊主袋与气囊副袋的整体结构呈V形，所述气囊副袋用于与处于躺姿的驾驶员接触。

4.如权利要求1-3任一项所述的安全气囊系统，其特征在于，包括：

方向盘传感器，用于检测驾驶员手握方向盘的状态信号；

座椅转角传感器，用于检测座椅与靠背之间的角度信号；

碰撞传感器，用于检测车辆的碰撞强度信号。

5.如权利要求1-3任一项所述的安全气囊系统，其特征在于，所述电子控制单元包括：

信号接收单元，用于接收所述手握方向盘的状态信号、角度信号和碰撞强度信号；

第一信号处理单元，用于根据所述驾驶员手握方向盘的状态信号以及所述角度信号确定驾驶工况信号；

第二信号处理单元，用于根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令，其中，当驾驶工况信号为有人驾驶时，点爆控制指令为一级点爆，当驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿时，点爆控制指令为二级点爆。

6.一种如权利要求1或2所述的安全气囊系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S101、根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令；所述驾驶工况信号包括有人驾驶、以及无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

步骤S102、驱动器根据所述点爆控制指令驱动气体发生器点爆，使气体发生器的气体单独撑开气囊主袋或者点爆气囊主袋和气囊副袋。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S102包括：

当点爆控制指令为一级点爆时，驱动器驱动气体发生器以一级强度点爆，输出气体至气囊主袋内，此时预缝纫线保持缝合，气体单独点爆气囊主袋；

当点爆控制指令为二级点爆时，驱动器驱动气体发生器以二级强度点爆，输出气体至气囊主袋内，此时预缝纫线在气体压力下撕裂，气体经气囊主袋的预缝纫线撕裂口传输至气囊副袋，气囊主袋和气囊副袋均被点爆。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S101包括：

获取驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号、以及车辆的碰撞强度信号；

根据驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号确定驾驶工况信号；

根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据驾驶员手握方向盘的状态信号、座椅与靠背之间的角度信号确定驾驶工况信号包括：

当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员未手握方向盘，且座椅与靠背之间的角度大于等于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为无人驾驶且驾驶员处于躺姿；

当驾驶员手握方向盘的状态信号为驾驶员手握方向盘或座椅与靠背之间的角度小于预设角度阈值时，确定驾驶工况信号为有人驾驶。

10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述驾驶工况信号和碰撞强度信号生成点爆控制指令包括：

当驾驶工况信号为有人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值时，生成的点爆控制指令为一级点爆；

当驾驶工况信号为无人驾驶且碰撞强度信号大于预设阈值，生成的点爆控制指令为二级点爆。

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