一种汽车高空坠落与落水安全保障系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车高空坠落与落水安全保障系统及其控制方法，特别是一种在高空坠落及落水时提供安全保护措施的汽车高空坠落与落水安全保障系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]目前汽车在主被动安全方面已经取得重大的进展，但也只是停留在碰撞保护方面，而一种新的事故形态“汽车落水”渐为大众所关心和担忧，因为目前还没有合理的解决措施。
[0003]汽车落水虽然几率较低，但情形却很急迫和危险，如果车窗玻璃未关闭车辆从高空坠落掉入水中，由于汽车入水前的重力势能很大，入水速度高，入水后会直接冲向水底，在水底强大的水压下水会快速的挤入乘员舱，容易造成乘员(车内所有人员的统称)恐慌，加上水的冲击乘员很可能没有应对之力，甚至直接呛水，待水进入乘员舱情况平缓下来时车内已经几乎没有空气供养，又将面临窒息危险，如遇车内还有老弱病残幼或不会游泳的乘员，则其能逃生的几率非常低。
[0004]另外如果汽车高空坠落到陆面，如果车窗是打开的，坠落或落地过程中有可能人体部分或全部被甩出车外，会很危险，同时车辆油栗一直在供油，高压电还在供电(车辆为电动车时)落地后车辆受到冲击破坏很可能发生起火、爆炸、或者高压漏电现象。
[0005]针对上述落水过程中存在的问题，现有中国专利公开文献公开了一种汽车落水后逃生装置【专利号:ZL201320736960.5】，其要点是在落水时自动对车门解锁、自动打开玻璃、自动弹出安全卡扣，采用该逃生装置虽然能起到一定的逃生效果，但是该逃生装置严重依赖乘员自身的能力及素质，对于一些会游泳、非老弱病残幼、心里和身体素质较强的乘员容易逃生，但是如果车内是一些不会游泳、老弱病残幼的乘员，那么该逃生装置中自动打开玻璃的措施，大量的水会快速挤入乘员舱，给人造成恐慌，使人来不及反应，进而影响逃生，另外，该逃生装置特别是当高空落水时，对能逃生的人员要求更高，并不能保全车内所有乘员，安全性不高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车高空坠落与落水安全保障系统及其控制方法，所要解决的技术问题是:如何在汽车发生高空坠落或落水事故时自动执行车门解锁、车窗关闭、断油等安全措施，以便车上乘员逃生。
[0007]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种汽车高空坠落与落水安全保障系统，其特征于，所述汽车高空坠落与落水安全保障系统包括侵水传感器、控制单元、门锁控制器、车窗控制器、发动机控制器以及用于检测车辆是否处于失重状态的失重信号采集器，所述失重信号采集器和侵水传感器分别与控制单元的输入端连接，所述门锁控制器、车窗控制器和发动机控制器分别与控制单元的输出端连接，所述控制单元根据失重信号采集器和侵水传感器输送的信号进行分析判断，在判断车辆发生高空坠落或落水事故时输出相应的控制信号给门锁控制器、车窗控制器和发动机控制器，通过门锁控制器控制车门解锁，通过车窗控制器控制玻璃升降器工作关闭车窗，通过发动机控制器控制油栗继电器断开。
[0008]本汽车高空坠落与落水安全保障系统能够在车辆刚发生高空坠落或者落水时就自动执行车窗关闭、车门解锁和发动机断油，给车内乘员以最大的保护，避免在发生高空坠落事故时，因为车窗打开而甩出窗外等情况发生，给车上乘员提供逃生的机会，其中通过控制单元发送各个信号给相应的控制器，如门锁控制器、车窗控制器和发动机控制器，这样的设置可有效提高执行效率，可在发生意外事故时能马上且基本同步地对上述设备进行操作，提高安全性能，提高乘员的逃生机会。
[0009]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述侵水传感器分别在前、后牌照灯的向下位置至少各布置一个，并在侵水传感器设置的位置周围设置雨挡。通过在侵水传感器设置的位置周围设置雨挡，可在下雨时避免雨水直接接触到侵水传感器，避免了误判断，通过前后两个侵水传感器同时被侵水时才判断车辆为落水状态，提高判断是否落水情况的精确度。
[0010]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述失重信号采集器为安装在车身上的重力传感器。
[0011]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述失重信号采集器为安装在汽车减震器上的用于通过减震器长度来判断是否失重的位移传感器或者微动开关。
[0012]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述失重信号采集器为三向加速度传感器。
[0013]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述控制单元的输出端还连接有用于断开高压电的动力电池主继电器。在汽车具有电动车功能时，控制动力电池主继电器断开可避免在水中高压触电或者高空坠地时由于高压电还在供电，而车辆受到冲击破坏可能发生起火、爆炸等情况，提高安全性。
[0014]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述控制单元内设置有计时器，通过计时器计算车辆失重状态的持续时间，在持续时间大于预设值时，判断车辆发生了高空坠落事故。控制单元在接收到失重信号采集器输送的失重信号后，启动计时器进行计时，在计时时间到达设定值，如2s时，仍接收到失重信号采集器输送的信号为失重信号时，则判断车辆处于持续失重，即车辆发生了坠落事故。
[0015]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述控制单元上还连接有导航设备以及用于与地面服务中心进行通讯的后台通讯设备，所述控制单元用于将从失重信号采集器、侵水传感器和导航设备中获取的事故类型信息和地理位置信息通过后台通讯设备传输给地面服务中心。控制单元在判断车辆发生高空坠落或落入水中时，第一时间将事故发生类型以及从导航设备中获取的地理位置信息通过后台通讯设备发送给地面服务中心，以求能及早得到外部救援。
[0016]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述控制单元还连接有用于指示救生设备所在位置的指示灯以及用于在车辆发生落水事故时对乘员进行语音提示的扬声器。其中扬声器采用车辆现有设备，用于在车辆发生落水时，提示乘员保持冷静、提示救生设备位置以及操作方法等。
[0017]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述汽车高空坠落与落水安全保障系统还包括进行密封防水处理后的备用电池。控制单元在判定车辆落水后将本安全保障系统切换至备用电池状态，通过备用电池提供各电气设备所需的电能。
[0018]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障系统中，所述控制单元还连接有用于自动开启室内应急照明灯的继电器。在落水初期，控制单元通过控制继电器闭合，从而接通室内应急照明灯的供电线路，从而自动打开室内应急照明灯，避免水中漆黑，可稳定车内乘员情绪，提尚自救机会。
[0019]一种汽车高空坠落与落水安全保障控制方法，其特征在于，通过控制单元接收由失重信号采集器和侵水传感器分别输送的信号并对输入的信号进行分析判断，其中根据失重信号采集器采集的信息以及控制单元内自带的计时器计算的失重持续时间信息判断车辆是否发生高空坠落事故，根据侵水传感器采集的信息判断车辆是否发生落水事故，在判断车辆为高空坠落事故或者判断车辆为落水事故时发出控制信号给车窗控制器、门锁控制器和发动机控制器，通过车窗控制器控制玻璃升降器工作自动关闭车窗，通过门锁控制器控制车门解锁，通过发动机控制器控制油栗继电器断开。
[0020]通过本汽车高空坠落与落水安全保障控制方法的上述操作，可避免车辆在发生高空坠落事故时，将车内乘员甩出窗外或坠落地面发生起火等加剧乘员危险等情况发生，或者避免在发生落水事故时造成呛水、无法打开车门逃生等情况的发生，进而在发生意外事故时为车内乘员提高生还的机率，给乘员以足够的安全感。
[0021]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障控制方法中，控制单元在判断车辆为高空坠落事故或者判断车辆为落水事故时还发出控制信号控制动力电池主继电器断开从而断开高压电。在汽车具有电动车功能时，控制动力电池主继电器断开可避免在水中高压触电或者高空坠地时由于高压电还在供电，而车辆受到冲击破坏可能发生起火、爆炸等情况，提高安全性。
[0022]在上述的汽车高空坠落与落水安全保障控制方法中，控制单元在判断车辆为高空坠落事故时通过失重持续时间计算车辆坠落高度，通过导航设备获取发生坠落事故