CN114919481A - 一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统及其控制方法，属于自动化控制技术领域，该地毯系统通过地毯内的位置传感器识别脚部位置，碰撞发生后，安全气囊控制器识别到碰撞信号，发送给电子控制单元，电子控制单元判断B柱两侧加速度差值，大于1g判断为偏置碰撞；电子控制单元发出两个指令，地毯内对应位置气体发生器起爆，使地毯局部充气，保护脚部向前向侧向移动，防止脚部受伤。该地毯系统及其控制方法可有效保护驾驶员小腿，减小交通事故给驾驶员带来的人身伤害。

Description

一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统及其控制方法

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统及其控制方法。

背景技术

正面偏置碰撞是一种非常高发的交通事故类型。碰撞下肢保护方面，在NCAP评估中，驾驶员下肢是最容易遭受伤害的部位。在目前的技术情况下，对下肢保护一直没有较好的办法。在碰撞过程中，驾驶员的下肢在惯性作用下，沿地毯或加速踏板向前滑动，车身前围以及固定在前围上的油门踏板都会在碰撞时随发动机舱向后移动，对腿部造成二次伤害。

另一方面，在偏置碰撞中，由于车体有Y向偏转，常会出现驾驶员右脚在碰撞过程中踩到刹车踏板，而导致脚部向碰撞侧崴脚现象。

目前，考虑碰撞下肢保护，现汽车地毯多设置缓冲层，避免汽车在受到正面撞击时脚部前滑使得驾驶员下胫骨与仪表板发生挤压碰撞而对驾驶员造成伤害，防止撞击力直接通过地板和地毯传到驾乘人员的脚部，避免脚部受到损害。但是目前这种技术存在如下不足：正面偏置碰撞中，脚部容易出现向碰撞侧崴脚问题。

发明内容

为了克服现有的正面偏置碰撞中，脚部容易出现向碰撞侧崴脚问题，本发明的目的是提供一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统及其控制方法，该地毯系统通过地毯内的位置传感器识别脚部位置，碰撞发生后，安全气囊控制器(ACU)识别到碰撞信号，发送给电子控制单元(ECU)，电子控制单元(ECU)判断B柱两侧加速度差值，大于1g判断为偏置碰撞；电子控制单元(ECU)发出两个指令，地毯内对应位置气体发生器起爆，使地毯局部充气，保护脚部向前向侧向移动，防止脚部受伤。该地毯系统及其控制方法可有效保护驾驶员小腿，减小交通事故给驾驶员带来的人身伤害。

本发明通过如下技术方案实现：

一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，包括地毯前端100、电子控制单元(ECU)200、安全气囊控制器(ACU)300、B柱加速度传感器、前碰传感器500及地毯本体600；所述前碰传感器500实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器300，所述地毯本体600内设置有位置传感器，位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元200同时接收安全气囊控制器300的碰撞信号、驾驶员脚部位置信号及加速度信号，电子控制单元200进行判断后控制地毯前端100内的气体发生器是否执行起爆。

进一步地，所述地毯前端100与电子控制单元200连接，安全气囊控制器300与电子控制单元200连接，B柱加速度传感器与电子控制单元200连接，前碰传感器500布置在车辆中间位置，前端框架中间或散热器面罩中间，前碰传感器500与安全气囊控制器300连接，地毯本体600的前端与电子控制单元200连接，地毯本体600的前端还连接有地毯前端100。

进一步地，所述地毯前端100与电子控制单元200通过线束连接，安全气囊控制器300与电子控制单元200通过线束连接，B柱加速度传感器与电子控制单元200通过线束连接，前碰传感器500与安全气囊控制器300通过线束连接，地毯本体600与地毯前端100物理连接。

进一步地，所述地毯本体600的前端从上到下依次布置有三个位置传感器，所述三个位置传感器的中心在一条直线上，分别为第一位置传感器107、第二位置传感器108及第三位置传感器109，用于采集驾驶员脚部位置信号；所述第一位置传感器107、第二位置传感器108及第三位置传感器109均通过线束与电子控制单元200连接。

进一步地，所述B柱加速度传感器包括B柱左侧加速度传感器400及B柱右侧加速度传感器401，B柱左侧加速度传感器400布置在车辆左侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接，B柱右侧加速度传感器401布置在车辆右侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接。

进一步地，所述地毯前端100上布置有两排六个地毯充气装置，第一排从上到下依次为第一地毯充气装置101、第二地毯充气装置102及第三地毯充气装置103，第二排从上到下依次为第四地毯充气装置104、第五地毯充气装置105及第六地毯充气装置106，所述六个地毯充气装置分别与六个气体发生器连接，分别为第一气体发生器110、第二气体发生器111、第三气体发生器112、第四气体发生器113、第五气体发生器114及第六气体发生器115；所述六个气体发生器分别通过线束与电子控制单元200连接，电子控制单元200输出气体发生器点火信号，点爆对应的气体发生器，气体发生器将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

另一方面，本发明提供了一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法，具体步骤如下：

步骤一：前碰传感器实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器，安全气囊控制器将碰撞信号发送给电子控制单元；

步骤二：位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元同时接收驾驶员脚部位置信号及车体碰撞加速度信号；

步骤三：电子控制单元判断是否满足起爆条件，若满足起爆条件，控制相应的气体发生器起爆，进而将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

进一步地，所述起爆条件如下：

A、第一位置传感器输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第三气体发生器112和第六气体发生器115起爆，从而第三地毯充气装置103和第六地毯充气装置106充满，第六地毯充气装置106阻止脚部向前运动，左侧歇脚板及第三地毯充气装置103保护脚部均匀受力；

B、第一位置传感器107输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第二气体发生器111、第五气体发生器114和第六气体发生器115起爆，从而第二地毯充气装置102、第五地毯充气装置105和第六地毯充气装置106充满，第六地毯充气装置106阻止脚部向前运动，第二地毯充气装置102、第五地毯充气装置105防止脚部向右侧偏移，崴脚；

C、第二位置传感器108输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第三气体发生器112、第五气体发生器114和第六气体发生器115起爆，第三地毯充气装置103、第五地毯充气装置105和第六地毯充气装置106充满，第五地毯充气装置105阻止脚部向前运动，第三地毯充气装置103、第六地毯充气装置106防止脚部向左侧偏移，崴脚；

D、第二位置传感器108输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第四气体发生器113、第五气体发生器114和第一气体发生器110起爆，从而第五地毯充气装置105、第四地毯充气装置104和第一地毯充气装置101充满，第五地毯充气装置105阻止脚部向前运动，第四地毯充气装置104、第一地毯充气装置101防止脚部向右侧偏移，崴脚；

E、第三位置传感器109输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第四气体发生器113、第五气体发生器114和第二气体发生器111起爆，第四地毯充气装置104、第五地毯充气装置105和第二地毯充气装置102充满，第四地毯充气装置104阻止脚部向前运动，第五地毯充气装置105、第二地毯充气装置102防止脚部向左侧偏移，崴脚；

F、第三位置传感器109输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第一气体发生器110、第四气体发生器113起爆，第一地毯充气装置101、第四地毯充气装置104充满，第四地毯充气装置104阻止脚部向前运动，第一地毯充气装置101帮助脚部稳定受力。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，根据位置传感器传输的信号自动判断腿部位置，智能启动保护腿部的地毯前端，有效减少了偏置碰撞中驾驶员腿部脚部受伤的风险及崴脚的可能性，避免了二次伤害的发生；

2、本发明保护驾驶员腿部及脚部安全，同时不影响驾驶员乘坐舒适性；

3、本发明是智能驾舱的初级版本，在自动驾驶中，此发明可自动保护驾驶员的腿部脚部安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的系统框图；

图2为本发明的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的详细结构示意图；

图3为本发明的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法的原理示意图；

图中：100—地毯前端，200—电子控制单元，300—安全气囊控制器，400—B柱左侧加速度传感器，401—B柱右侧加速度传感器，500—前碰传感器，600—地毯本体，101—第一地毯充气装置、102—第二地毯充气装置、103—第三地毯充气装置、104—第四地毯充气装置、105—第五地毯充气装置、106—第六地毯充气装置、107—第一位置传感器、108—第二位置传感、109—第三位置传感器、110—第一气体发生器、111—第二气体发生器、112—第三气体发生器，113—第四气体发生器，114—第五气体发生器，115—第六气体发生器。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，包括地毯前端100、电子控制单元(ECU)200、安全气囊控制器(ACU)300、B柱加速度传感器、前碰传感器500及地毯本体600；所述前碰传感器500实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器300，所述地毯本体600内设置有位置传感器，位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元200同时接收安全气囊控制器300的碰撞信号、驾驶员脚部位置信号及加速度信号，电子控制单元200进行判断后控制地毯前端100内的气体发生器是否执行起爆。

所述地毯前端100与电子控制单元200连接，安全气囊控制器300与电子控制单元200连接，B柱加速度传感器与电子控制单元200连接，前碰传感器500布置在车辆中间位置，前端框架中间或散热器面罩中间，与安全气囊控制器300连接，地毯本体600的前端与电子控制单元200连接，地毯本体600的前端还连接有地毯前端100。

所述地毯前端100与电子控制单元200通过线束连接，安全气囊控制器300与电子控制单元200通过线束连接，B柱加速度传感器与电子控制单元200通过线束连接，前碰传感器500与安全气囊控制器300通过线束连接，地毯本体600与地毯前端100物理连接。

如图2所示，所述地毯本体600的前端从上到下依次布置有三个位置传感器，所述三个位置传感器的中心在一条直线上，分别为第一位置传感器107、第二位置传感器108及第三位置传感器109，用于采集驾驶员脚部位置信号；所述第一位置传感器107、第二位置传感器108及第三位置传感器109均通过线束与电子控制单元200连接。

所述B柱加速度传感器包括B柱左侧加速度传感器400及B柱右侧加速度传感器401，B柱左侧加速度传感器400布置在车辆左侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接，B柱右侧加速度传感器401布置在车辆右侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接。

如图2所示，所述地毯前端100上布置有两排六个地毯充气装置，第一排从上到下依次为第一地毯充气装置101、第二地毯充气装置102及第三地毯充气装置103，第二排从上到下依次为第四地毯充气装置104、第五地毯充气装置105及第六地毯充气装置106，所述六个地毯充气装置分别与六个气体发生器连接，分别为第一气体发生器110、第二气体发生器111、第三气体发生器112、第四气体发生器113、第五气体发生器114及第六气体发生器115；所述六个气体发生器分别通过线束与电子控制单元200连接，电子控制单元200输出气体发生器点火信号，点爆对应的气体发生器，气体发生器将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

电子控制单元(ECU)通过接收到信号，综合判断，接收信号如下：

信号一：位置传感器传输的驾驶员脚部位置信号；

信号二：B柱左侧加速度传感器传输的车体碰撞加速度信号；

信号三：B柱右侧加速度传感器传输的车体碰撞加速度信号；

信号四：安全气囊控制器接收到碰撞信号；

电子控制单元(ECU)根据以上个信号，输出气体发生器点火信号，点爆对应的气体发生器，将地毯充气装置充满，地毯有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

实施例2

如图3所示，为本实施例的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法的原理示意图，所述控制方法具体步骤如下：

步骤一：前碰传感器实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器，安全气囊控制器将碰撞信号发送给电子控制单元；

步骤二：位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元同时接收驾驶员脚部位置信号及车体碰撞加速度信号；

步骤三：电子控制单元判断是否满足起爆条件，若满足起爆条件，控制相应的气体发生器起爆，进而将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

所述起爆条件如下：

A、第一位置传感器输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第三气体发生器112和第六气体发生器115起爆，从而第三地毯充气装置103和第六地毯充气装置106充满，第六地毯充气装置106阻止脚部向前运动，左侧歇脚板及第三地毯充气装置103保护脚部均匀受力；

B、第一位置传感器107输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第二气体发生器111、第五气体发生器114和第六气体发生器115起爆，从而第二地毯充气装置102、第五地毯充气装置105和第六地毯充气装置106充满，第六地毯充气装置106阻止脚部向前运动，第二地毯充气装置102、第五地毯充气装置105防止脚部向右侧偏移，崴脚；

C、第二位置传感器108输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第三气体发生器112、第五气体发生器114和第六气体发生器115起爆，第三地毯充气装置103、第五地毯充气装置105和第六地毯充气装置106充满，第五地毯充气装置105阻止脚部向前运动，第三地毯充气装置103、第六地毯充气装置106防止脚部向左侧偏移，崴脚；

D、第二位置传感器108输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第四气体发生器113、第五气体发生器114和第一气体发生器110起爆，从而第五地毯充气装置105、第四地毯充气装置104和第一地毯充气装置101充满，第五地毯充气装置105阻止脚部向前运动，第四地毯充气装置104、第一地毯充气装置101防止脚部向右侧偏移，崴脚；

E、第三位置传感器109输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＞1g，则第四气体发生器113、第五气体发生器114和第二气体发生器111起爆，第四地毯充气装置104、第五地毯充气装置105和第二地毯充气装置102充满，第四地毯充气装置104阻止脚部向前运动，第五地毯充气装置105、第二地毯充气装置102防止脚部向左侧偏移，崴脚；

F、第三位置传感器109输入信号，B柱左侧加速度信号峰值-B柱右侧加速信号峰值＜1g，则第一气体发生器110、第四气体发生器113起爆，第一地毯充气装置101、第四地毯充气装置104充满，第四地毯充气装置104阻止脚部向前运动，第一地毯充气装置101帮助脚部稳定受力。

该地毯系统的控制方法可以在燃油车上使用，也可在混动车、电动车上使用，均能起到保护驾驶员呢腿部脚部的作用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，包括地毯前端(100)、电子控制单元(200)、安全气囊控制器(300)、B柱加速度传感器、前碰传感器(500)及地毯本体(600)；所述前碰传感器(500)实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器(300)，所述地毯本体(600)内设置有位置传感器，位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元(200)同时接收安全气囊控制器(300)的碰撞信号、驾驶员脚部位置信号及加速度信号，电子控制单元(200)进行判断后控制地毯前端(100)内的气体发生器是否执行起爆。

2.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，所述地毯前端(100)与电子控制单元(200)连接，安全气囊控制器(300)与电子控制单元(200)连接，B柱加速度传感器与电子控制单元(200)连接，前碰传感器(500)布置在车辆中间位置，前端框架中间或散热器面罩中间，前碰传感器(500)与安全气囊控制器(300)连接，地毯本体(600)的前端与电子控制单元(200)连接，地毯本体(600)的前端还连接有地毯前端(100)。

3.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，所述地毯前端(100)与电子控制单元(200)通过线束连接，安全气囊控制器(300)与电子控制单元(200)通过线束连接，B柱加速度传感器与电子控制单元(200)通过线束连接，前碰传感器(500)与安全气囊控制器(300)通过线束连接，地毯本体(600)与地毯前端(100)物理连接。

4.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，所述地毯本体(600)的前端从上到下依次布置有三个位置传感器，所述三个位置传感器的中心在一条直线上，分别为第一位置传感器(107)、第二位置传感器(108)及第三位置传感器(109)，用于采集驾驶员脚部位置信号；所述第一位置传感器(107)、第二位置传感器(108)及第三位置传感器(109)均通过线束与电子控制单元(200)连接。

5.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，所述B柱加速度传感器包括B柱左侧加速度传感器(400)及B柱右侧加速度传感器(401)，B柱左侧加速度传感器(400)布置在车辆左侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接，B柱右侧加速度传感器(401)布置在车辆右侧B柱下部，座椅横杆的外侧及侧梁附近，与车身结构紧固连接。

6.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统，其特征在于，所述地毯前端(100)上布置有两排六个地毯充气装置，第一排从上到下依次为第一地毯充气装置(101)、第二地毯充气装置(102)及第三地毯充气装置(103)，第二排从上到下依次为第四地毯充气装置(104)、第五地毯充气装置(105)及第六地毯充气装置(106)，所述六个地毯充气装置分别与六个气体发生器连接，分别为第一气体发生器(110)、第二气体发生器(111)、第三气体发生器(112)、第四气体发生器(113)、第五气体发生器(114)及第六气体发生器(115)；所述六个气体发生器分别通过线束与电子控制单元(200)连接，电子控制单元(200)输出气体发生器点火信号，点爆对应的气体发生器，气体发生器将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

7.如权利要求1所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：前碰传感器实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器，安全气囊控制器将碰撞信号发送给电子控制单元；

步骤二：位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元同时接收驾驶员脚部位置信号及车体碰撞加速度信号；

步骤三：电子控制单元判断是否满足起爆条件，若满足起爆条件，控制相应的气体发生器起爆，进而将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

8.如权利要求7所述的一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法，其特征在于，一种正面偏置碰撞自动适应地毯系统的控制方法，具体步骤如下：

步骤一：前碰传感器实时采集碰撞信号，并发送给安全气囊控制器，安全气囊控制器将碰撞信号发送给电子控制单元；

步骤二：位置传感器实时采集驾驶员脚部位置信号，B柱加速度传感器实时采集车体碰撞加速度信号，电子控制单元同时接收驾驶员脚部位置信号及车体碰撞加速度信号；

步骤三：电子控制单元判断是否满足起爆条件，若满足起爆条件，控制相应的气体发生器起爆，进而将地毯充气装置充满，从而有效保护驾驶员腿部脚部不受伤害。

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