一种车用被动安全防护方法及其系统与流程

1.本发明涉及汽车安全领域，特别是涉及一种车用被动安全防护方法及其系统。


背景技术：

2.随着全球经济和生产力的高速发展及技术的快速迭代，使得汽车保有量在逐年上升，每年由于交通事故引发的人员伤亡逐渐增多。为了降低事故后人员的伤亡比例，各国家和企业制定了多种标准来降低事故损失，其中安全带和安全气囊成为了碰撞防护过程的主要技术手段。
3.在实际碰撞发生中，产生的正面碰撞的危害最大，且碰撞后的有效保护率不足，直接导致了大部分车体撞击后易发生司乘人员的正面撞击损伤，虽然依靠着汽车内安全带与安全气囊的工作，一定程度上能够有效缓冲降低车体碰撞给驾乘人员的直接伤害，但由于单一汽车产品的受众面较广，需要满足不同司乘人员的驾乘需求，往往汽车内的安全带与安全气囊之间的工作过程设计相对独立，无法实现对特定驾乘人员的动态适配，仅能够实现普适性的司乘保护，特别是无法解决驾乘人员差异化条件下，对安全带与安全气囊组合工作的动态调整需求，直接导致保护系统实际有效保护率的降低。
4.基于上述市场需求与技术问题，亟需一种可根据驾乘人员与碰撞情况进行计算，对安全带与安全气囊进行动态适配的安全防护方法及其适用系统。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明公开了一种车用被动安全防护方法及其系统，具有可针对差异化的驾乘人员坐姿形态，结合碰撞信号进行计算，对安全带与安全气囊进行动态适配，有效提高对驾乘人员的保护效果。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种车用被动安全防护方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.步骤一、检测初始时刻的驾乘人员体重、坐姿，计算初始时刻的驾乘人员的人体比例模型，设为初步模型；
9.步骤二、检测当前时刻的驾乘人员体重与坐姿，合成初步模型、当前时刻的驾乘人员体重与坐姿，模拟计算碰撞过程中的人体模型，设为模拟碰撞模型；
10.步骤三、根据碰撞模型调整座椅、头枕、方向盘至安全合理位置，根据碰撞模型辅助判断安全带预紧状态，将安全带预紧至预设拉力范围内，作为安全带碰撞前位置；
11.步骤四、采集碰撞信号，触发安全带预紧，并反馈安全带碰撞后位置；
12.步骤五、结合安全带碰撞前位置、安全带碰撞后位置与碰撞信号，计算模拟碰撞模型的运动轨迹、运动加速度、头部与安全气囊的接触点；
13.步骤六、根据步骤五计算出的模拟碰撞模型的运动轨迹、运动加速度、头部与安全气囊的接触点，计算模拟碰撞模型接触安全气囊的时间间隔，将时间间隔与当前车辆预设的安全气囊展开模型结合，推演最佳安全气囊起爆时间；
14.步骤七、执行最佳安全气囊起爆时间。
15.优选的，所述步骤二中的所述检测当前时刻的驾乘人员体重与坐姿，为周期性检测，所述初步模型根据检测周期动态更新。
16.优选的，所述步骤四车辆采集碰撞信号包括对碰撞信号进行变换解析，计算出碰撞角度、相对速度与强度。
17.优选的，所述安全带预紧包括收缩安全带、安全带反馈预夹紧拉力与长度信息。
18.优选的，所述步骤六中所述最佳安全气囊起爆时间为，使人体接触安全气囊的时间在安全气囊展开后的30ms内，气囊放气速度不高于充气速度之前。
19.一种车用被动安全防护系统，其特征在于：包括人姿态传感器、碰撞传感器
20.单元、碰撞控制器、座椅单元、气囊发生器和安全带，其中，所述人姿态传感器与所述座椅，用于检测当前时刻的驾乘人员体重、坐姿与形态信息，并发送给碰撞控制器；
21.所述碰撞传感器用于采集碰撞信号信息，并发送给碰撞控制器单元；
22.所述碰撞控制器用于计算当前时刻的驾乘人员的人体比例模型、碰撞信号、模拟计算碰撞过程中的人体模型，并结合前述数据推演最佳安全气囊起爆时间；所述气囊发生器、安全带与方向盘用于接收所述碰撞控制器的电信号，作出相应调整。
23.优选的，所述安全带还用于向所述碰撞控制器反馈预夹紧拉力与长度信息。优选的，所述座椅还用于接收所述碰撞控制器计算出的当前时刻的驾乘人员的人体比例模型，调整座椅至安全合理位置。
24.采用上述技术方案带来的有益效果是，本发明通过检测乘员差异化的形态，通过调整座椅的位置、安全带的张紧和安全气囊的响应时间，提高对不同身材的乘员在不同形态下的有效保护率；通过对碰撞信号的解析与已有数据进行比对，能够判断碰撞发生时的角度与相对刚度信息，从而选择更合适的安全气囊起爆时间。综上所述，本发明在碰撞过程中能够有效降低死亡率或降低个体伤害等级，提高碰撞场景下的安全等级。
附图说明
25.图1是本发明实施例1的原理图；
26.图2是本发明实施例2的结构图。
27.图中，101,、人姿态传感器；102、碰撞传感器；103、座椅；104、气囊发生器；105、安全带；106、碰撞传感器；107、方向盘。
具体实施方式
28.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
29.实施例1：一种车用被动安全防护方法，包括如下步骤：
30.步骤一、检测初始时刻的驾乘人员体重、坐姿，计算初始时刻的驾乘人员的人体比例模型，设为初步模型；
31.步骤二、检测当前时刻的驾乘人员体重与坐姿，合成初步模型、当前时刻的驾乘人员体重与坐姿，模拟计算碰撞过程中的人体模型，设为模拟碰撞模型；
32.步骤三、根据碰撞模型调整座椅、头枕、方向盘至安全合理位置，根据碰撞模型辅助判断安全带预紧状态，将安全带预紧至预设拉力范围内，作为安全带碰撞前位置；
33.步骤四、采集碰撞信号，触发安全带预紧，并反馈安全带碰撞后位置；
34.步骤五、结合安全带碰撞前位置、安全带碰撞后位置与碰撞信号，计算模拟碰撞模型的运动轨迹、运动加速度、头部与安全气囊的接触点；
35.步骤六、根据步骤五计算出的模拟碰撞模型的运动轨迹、运动加速度、头部与安全气囊的接触点，计算模拟碰撞模型接触安全气囊的时间间隔，将时间间隔与当前车辆预设的安全气囊展开模型结合，推演最佳安全气囊起爆时间；
36.步骤七、执行最佳安全气囊起爆时间。
37.所述步骤一中的所述检测为周期性检测，所述初步模型根据检测周期动态更新。
38.所述步骤四车辆采集碰撞信号包括对碰撞信号进行变换解析，计算出碰撞角度、相对速度与强度。
39.所述安全带预紧包括收缩安全带、安全带反馈预夹紧拉力与长度信息。
40.所述步骤六中所述最佳安全气囊起爆时间为，使人体接触安全气囊的时间在安全气囊展开后的30ms内，气囊放气速度不高于充气速度之前。
41.实施例2，一种车用被动安全防护系统，包括人姿态传感器、碰撞传感器单元、碰撞控制器、座椅单元、气囊发生器和安全带，其中，
42.所述人姿态传感器与所述座椅，用于检测当前时刻的驾乘人员体重、坐姿与形态信息，并发送给碰撞控制器；
43.所述碰撞传感器用于采集碰撞信号信息，并发送给碰撞控制器单元；
44.所述碰撞控制器用于计算当前时刻的驾乘人员的人体比例模型、碰撞信号、
45.模拟计算碰撞过程中的人体模型，并结合前述数据推演最佳安全气囊起爆时间；
46.所述气囊发生器、安全带与方向盘用于接收所述碰撞控制器的电信号，作出相应调整。
47.所述安全带还用于向所述碰撞控制器反馈预夹紧拉力与长度信息。
48.所述座椅还用于接收所述碰撞控制器计算出的当前时刻的驾乘人员的人体比例模型，调整座椅至安全合理位置。
49.本发明通过检测乘员差异化的形态，通过调整座椅的位置、安全带的张紧和安全气囊的响应时间，提高对不同身材的乘员在不同形态下的有效保护率；通过对碰撞信号的解析与已有数据进行比对，能够判断碰撞发生时的角度与相对刚度信息，从而选择更合适的安全气囊起爆时间。
50.综上所述，本发明在碰撞过程中能够有效降低死亡率或降低个体伤害等级，提高碰撞场景下的安全等级。
51.实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。