车辆乘员保护系统的制作方法

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1.本公开总体涉及一种用于车辆的乘员保护系统。更具体地说，本公开涉及一种在预测会发生碰撞时保护乘员的系统。

背景技术：

2.在诸如汽车之类的车辆中，安全气囊通常用于减轻事故发生时的影响。安全气囊瞬间充气，形成缓冲，以防止和尽量减少对车辆乘员的损伤。安全气囊可以安装在乘客周围的不同位置。
3.安全气囊在碰撞中可以无可争议地拯救生命。然而，安全气囊的充气速度非常快，快速充气产生的力可能会导致乘员的软组织损伤、胸痛、胸部挫伤、手腕损伤、耳部创伤，甚至手指、面部、下巴和鼻子骨折。在一些严重的情况下，会导致眼睛损伤，造成暂时或永久失明。在某些情况下，如果乘员没有系安全带，安全气囊造成损伤的可能性会增加。这种与安全气囊展开相关的损伤并不罕见，应在车辆中实施相应的措施来防止或至少减少负面影响。
4.另一种危险情况与发生碰撞时的车辆翻车有关。特别是，当车辆被另一移动物体从侧面撞击时，车辆可能很容易翻倒。这对车辆的乘员特别危险，可能会造成严重损伤。
5.鉴于这些缺陷，需要一种乘员保护系统，该系统寻求至少解决上述问题中的一部分。此外，结合附图和本公开背景，根据随后的详细描述和所附权利要求，其他理想的特征和特性将变得很明显。

技术实现要素：

6.本文提供的是用于车辆的乘员保护系统。本发明的目的是使安全气囊的展开所造成的负面影响最小化，并且也使翻车的机会最小化。
7.根据本公开的某些实施方式，乘员保护系统实施在具有车轮布置和驱动组件的车辆中。该乘员保护系统包括多个碰撞检测传感器、处理器、翻车预防子系统和损伤最小化子系统。处理器配置成接收来自多个碰撞检测传感器的信号以确定潜在的碰撞方向。翻车预防子系统能够执行，用于通过根据所述潜在的碰撞方向控制两个远端车轮以相反的方式旋转，来使车辆的翻车降到最低。损伤最小化子系统能够执行，用于通过调节座椅靠背倾斜角度和座椅位置来最小化安全气囊造成的损伤的机会。
8.根据本公开的另一方面，翻车预防子系统沿逆时针方向旋转所述两个远端车轮中的第一车轮，并且沿顺时针方向旋转所述两个远端车轮中的第二车轮，以使车辆的翻车降到最低。
9.根据本公开的另一方面，所述翻车预防子系统通过致动连接到所述车轮布置的高度调节器来降低所述车辆，从而使车辆的翻车降到最低。
10.根据本公开的另一方面，所述翻车预防子系统控制两个近端车轮的所述高度调节器从所述潜在的碰撞方向降到更低的位置。
11.根据本公开的另一方面，所述高度调节器包括第一活塞和第一电磁线性致动器，其中，所述第一电磁线性致动器能够由所述翻车预防子系统控制，以缩回所述第一活塞来进行高速压缩。
12.根据本公开的另一方面，所述高度调节器包括支柱，该支柱配置成抵抗所述第一电磁线性致动器的线性压缩。
13.根据本公开的另一方面，所述损伤最小化子系统包括能够沿纵向长度移动的第二电磁线性致动器，用于将汽车座椅拉离所述安全气囊。
14.根据本公开的另一方面，所述损伤最小化子系统包括座椅倾斜装置和安全带收紧器，该座椅倾斜装置配置成将所述座椅靠背沿向后的方向倾斜，该安全带收紧器用于对安全带施加增加的张力。
15.根据本公开的另一方面，所述多个碰撞检测传感器包括选自激光雷达传感器、雷达和照相机组成的组的物体检测传感器。
16.根据本公开的另一方面，所述多个碰撞检测传感器布置在所述车辆的侧表面、前表面和后表面上的多个预定位置。
17.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下文的详细描述中作进一步描述。本发明内容并不打算确定权利要求的主题的关键特征或基本特征，也不打算用于辅助确定权利要求的主题的范围。如下文的实施方式中所阐明的公开本发明的其他方面和优点。
附图说明
18.附图包含了进一步示出和阐明本公开的上述和其他方面、优点和特征的图。可以理解的是，这些附图仅描述了本公开的某些实施方式，并不打算限制其范围。还应理解的是，这些附图的图示是为了简单明了，不一定是按比例绘制的。例如，插图、框图或流程图中的一些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大，以帮助提高对本发明实施方式的理解。
19.现在将通过使用附图对本公开进行额外具体和详细地描述和解释，在附图中：
20.图1示出了根据本发明的实施方式的概念性地图示乘员保护系统的车辆内部结构图；
21.图2示出了根据本发明的实施方式的用于制动车辆和防止由于前部碰撞而翻车的车轮布置。
22.图3示出了根据本发明的实施方式的用于制动车辆并防止因后部碰撞而翻车的车轮布置。
23.图4示出了根据本发明的实施方式的用于防止因左侧碰撞而翻车的车轮布置。
24.图5示出了根据本发明的实施方式的用于防止因右侧碰撞而翻车的车轮布置。
25.图6示出了根据本发明的实施方式的具有防止翻车的高度调节器的单个车轮的立体图。
26.图7示出了根据本发明的实施方式的乘员保护系统的损伤最小化子系统的立体图，该子系统用于保护乘员免受与安全气囊的充气相关的损伤；和
27.图8示出了根据本发明的实施方式的用于保护乘员免受与安全气囊的充气相关的损伤的座椅的侧视图。
具体实施方式
28.下面的详细描述实际上只是示例性的，并不打算限制本公开或其应用和/或用途。应当理解的是存在大量的变化。详细描述将使本领域的普通技术人员能够在无需进行不适当的实验的情况下实施本公开的示例性实施方式，并且应当理解，在不脱离所附权利要求书中规定的本公开范围的情况下，可以对示例性实施方式中描述的功能和结构进行各种改变或变型。
29.本说明书公开了一种用于保护车辆乘员的系统。这种系统可以专门地构造在车辆中以用于所需目的，或者可以包括在可安装在车辆中的设备中。
30.在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)，术语“一”以及“该”和“至少一个”以及类似的指称的使用应被解释为涵盖单数和复数两者，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应理解为开放式术语(即意味着“包括但不限于”)，除非另有说明。使用本文提供的任何和所有的实例或示例性语言(例如，“诸如”)，只是为了更好地阐明本发明，并不对本发明的范围构成限制，除非另有声明。说明书中的任何语言都不应被解释为将任何未声明的元件表示为对本发明的实践是必不可少的。
31.本文描述的本发明的实施方式涉及确定和检测潜在的碰撞，并进行各种手段以防止车辆翻车，以及保护乘员免受与安全气囊充气有关的损伤。可以借助具有额外稳定性的本发明实现诸如用于减缓或完全停止车辆的额外摩擦力之类的其他优点。本领域普通技术人员将理解，本公开也能够适用于各种运输系统，如汽车、跑车、卡车、公共汽车、货车、有轨电车和火车。因此，本文所用的术语“乘员”可以包括司机、乘客、货车司机等。
32.本发明的益处、优势、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优势或解决方案发生或使益处、优势或解决方案变得更显著的任何元件不应解释为任何或所有权利要求的关键、必要或基本特征或要素。本发明仅由所附的权利要求(包括本技术未决期间所做的任何修正)以及发布的这些权利要求的所有等同物限定。
33.诸如“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”之类的术语及其任何变更是为了便于描述，以解释元件的定位，或一个元件相对于另一个元件的定位，而不是为了限制特定的取向或位置。诸如“第一”、“第二”之类的术语在本文中被用来描述各种元件、部件、区域、部分等，并且不打算是作为限制的。
34.本文使用的术语“处理器”包括一个或多个中央处理单元、微处理器、微型计算机、单芯片计算机、云计算系统、集成电路等以及结合中央处理单元、微处理器、微型计算机、单芯片计算机、云计算系统、集成电路的系统。
35.图1是概念性地图示了本发明的乘员保护系统100(下文中称为“系统”)的车辆10的内部结构图。车辆10可以是公路汽车，其包括：具有一个或多个前轮以及一个或多个后轮的车轮布置170；以及驱动组件130。通常，车轮布置170包括左前车轮171、右前车轮172、左后车轮173以及右后车轮174。驱动组件130包括内燃机131，该内燃机经由离合器132驱动多速变速器133。显然，驱动组件130可以使用其他类型的发动机(例如电动牵引马达)进行操作。系统100包括处理器160、损伤最小化子系统200、多个碰撞检测传感器120、翻车预防子系统110、多个车轮传感器142、制动传感器150和发动机传感器141。多个车轮传感器142和制动传感器150向处理器160提供关于车辆10的制动状况和速度的信息。多个碰撞检测传感
器120至少包括前部碰撞检测传感器121、两个侧面碰撞检测传感器122和后部碰撞检测传感器123。因此，多个碰撞检测传感器120布置到车辆10的两个侧表面、前表面和后表面上的多个预定位置。在某些实施方式中，多个碰撞检测传感器120包括选自由激光雷达传感器、雷达和照相机组成的组的物体检测传感器。
36.多个碰撞检测传感器120配置成预测另一车辆、行人或车辆10上的其他物体的任何即将发生的碰撞。处理器160接收来自多个碰撞检测传感器120的信号并确定潜在的碰撞方向。此外，处理器160还接收来自发动机传感器141和制动传感器150的信号，从而处理器160计算停止车辆10所需的时间，并确定车辆10是否可以及时停止。作为实例，当前部碰撞检测传感器121检测到快速接近的物体时，处理器160可以确定潜在的碰撞方向为潜在的前部撞击。类似地，当左侧碰撞检测传感器122检测到快速接近的物体时，处理器160可以确定潜在的碰撞方向为潜在的侧面撞击。作为对潜在碰撞方向的响应，翻车预防子系统110和/或损伤最小化子系统200被激活。
37.图2至图5示出了存在潜在碰撞时的车轮布置170。图中指示的箭头指的是潜在碰撞方向。
38.如图2所示，当潜在碰撞方向来自车辆10的前方时，两个后车轮173、174通过以相反的方式旋转来重新取向，以提供额外的摩擦力来减缓或完全停止车辆10。具体地示出在所图示的实施方式中，左后车轮173沿逆时针方向旋转，右后车轮174沿顺时针方向旋转。显然，旋转可以以相反的方式执行，如左后车轮173沿顺时针方向旋转，右后车轮174沿逆时针方向旋转。这种重新取向的目的是为了使摩擦最大化，使车辆10更快地停止。还通过在远端车轮处提供来自潜在碰撞方向的额外摩擦，使车辆10翻车的机会被最小化。
39.如图3所示，当潜在的碰撞方向来自车辆10的后方时，两个前车轮171、172通过以相反的方式旋转来重新取向，以提供额外的摩擦力，用于减缓或完全停止车辆10。具体地示出在图示的实施方式中，左前车轮171沿顺时针方向旋转，右前车轮172沿逆时针方向旋转。显然，旋转可以以相反的方式执行，例如，左前车轮171沿逆时针方向旋转，右前车轮172沿顺时针方向旋转。这种重新取向的目的是使摩擦最大化，并使车辆10更快地停止。通过在远端车轮处提供来自潜在碰撞方向的额外摩擦，也使车辆10翻车的机会最小化。
40.如图4所示，当潜在的碰撞方向来自车辆10的左侧时，右前车轮172和右后车轮174通过以相反的方式旋转来重新取向，以提供额外的摩擦力，用于最小化车辆10的翻车的机会。具体到示出在所图示的实施方式中，右前车轮172沿逆时针方向旋转，右后车轮174沿顺时针方向旋转。显然，旋转可以以相反的方式执行，例如右前车轮172沿顺时针方向旋转，右后车轮174沿逆时针方向旋转。
41.如图5所示，当潜在的碰撞方向来自车辆10的右侧时，左前车轮171和左后车轮173通过以相反的方式旋转来重新取向，以提供额外的摩擦力，用于最小化车辆10的翻车的机会。具体到示出在所图示的实施方式中，左前车轮171沿顺时针方向旋转，左后车轮173沿逆时针方向旋转。显然，旋转可以以相反的方式执行，例如左前车轮171沿逆时针方向旋转，左后轮173沿顺时针方向旋转。
42.现在参照图6，描绘了具有用于防止翻车的高度调节器175的单个车轮。图示的单个车轮结构可应用于至少两个车轮，或更优选地应用于车轮布置170的所有四个车轮。高度调节器175由翻车预防子系统110控制。
43.翻车预防子系统110通过降低车辆10来最小化车辆10的翻车，降低车辆10是通过致动连接到车轮布置170的高度调节器175来实现的。在某些实施方式中，翻车预防子系统110控制两个近端车轮的高度调节器175从潜在的碰撞方向到较低的位置。在车体略微偏斜的情况下，从潜在的碰撞方向对车辆10的碰撞难以将车辆10反转，从而使翻车的机会最小化。高度调节器175包括支杆112、第一电磁线性致动器114和第一活塞113。支杆112和第一电磁线性致动器114连接到或以其他方式焊接到控制臂111，控制臂111具有车轮轴115，用于穿过车轮171至174中心的轴孔装设到车轮171至174上。第一电磁线性致动器114可由翻车预防子系统110控制，以使第一活塞113缩回，从而进行高速压缩。支杆112作为配置成抵制第一电磁线性致动器114的线性压缩的复位弹簧，从而当第一电磁线性致动器114被翻车预防子系统110停用时，第一活塞113不被缩回，并且车轮不被降低。
44.参照图7，描绘了在车辆10中实施的并且可由处理器160执行的乘员保护系统100的损伤最小化子系统200，用于保护乘员免受与安全气囊230的充气相关的损伤。传统上，在碰撞过程中，安全气囊230充气非常快速以至于快速充气产生的力可能对乘员造成损伤。本发明提供了损伤最小化子系统200，其包括第二电磁线性致动器220和座椅倾斜装置211。座椅倾斜装置211配置成使座椅靠背210向后方倾斜。座椅倾斜装置211的目的是用安全带240将乘员向后拉。倾斜的角度在10至45度的范围内，更优选地，在10至20度的范围内。在某些实施方式中，损伤最小化子系统200包括安全带收紧器241，用于在安全带240上施加增加的张力，从而乘员被座椅靠背210更有效地拉离安全气囊230。
45.将安全气囊230的潜在损伤最小化的另一种方法是将汽车座椅250远离安全气囊230移动，这图示在图8中。第二电磁线性致动器220可沿着纵向长度移动，用于将汽车座椅250拉离安全气囊230。特别是，第二电磁线性致动器220可由损伤最小化子系统200控制，以缩回第二活塞221，从而进行高速压缩。第二活塞221连接或焊接到汽车座椅250，以便第二活塞221可以缩回以使汽车座椅250向后移动。
46.这说明了根据本公开用于保护车辆乘员的系统。显然，在不背离其精神或基本特征的情况下，本公开可以在其他类型的车辆或客船中实施。因此，本实施方式在所有方面都应被视为是说明性的，而不是限制性的。本公开的范围由所附的权利要求书而不是前面的描述来表示，因此，在权利要求书的含义和同等范围内的所有变化都将被包含在其中。

技术特征：

1.一种乘员保护系统，所述乘员保护系统在具有车轮布置和驱动组件的车辆中实施，该乘员保护系统包括：多个碰撞检测传感器；处理器，所述处理器被配置为接收来自所述多个碰撞检测传感器的信号以确定潜在的碰撞方向；翻车预防子系统；和损伤最小化子系统，其中，所述翻车预防子系统能够执行，以通过根据所述潜在的碰撞方向控制两个远端车轮以相反的方式旋转，来使所述车辆的翻车降到最低；以及所述损伤最小化子系统能够执行，以通过调节座椅靠背倾斜角度和座椅位置，来最小化安全气囊造成损伤的机会。2.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述翻车预防子系统沿逆时针方向旋转所述两个远端车轮中的第一车轮，并且沿顺时针方向旋转所述两个远端车轮中的第二车轮，以使所述车辆的所述翻车降到最低。3.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述翻车预防子系统通过致动连接到所述车轮布置的高度调节器来降低所述车辆，以使所述车辆的所述翻车降到最低。4.根据权利要求3所述的乘员保护系统，其特征在于，所述翻车预防子系统控制两个近端车轮的所述高度调节器从所述潜在的碰撞方向降到更低的位置。5.根据权利要求4所述的乘员保护系统，其特征在于，所述高度调节器包括第一活塞和第一电磁线性致动器，其中，所述第一电磁线性致动器能够由所述翻车预防子系统控制，以缩回所述第一活塞来进行高速压缩。6.根据权利要求5所述的乘员保护系统，其特征在于，所述高度调节器包括支柱，该支柱配置成抵制所述第一电磁线性致动器的线性压缩。7.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述损伤最小化子系统包括能够沿纵向长度移动的第二电磁线性致动器，用于将汽车座椅拉离所述安全气囊。8.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述损伤最小化子系统包括：座椅倾斜装置和安全带收紧器，该座椅倾斜装置被配置成将所述座椅靠背沿向后的方向倾斜，该安全带收紧器用于对安全带施加增加的张力。9.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述多个碰撞检测传感器包括选自激光雷达传感器、雷达和照相机组成的组的物体检测传感器。10.根据权利要求1所述的乘员保护系统，其特征在于，所述多个碰撞检测传感器布置在所述车辆的侧表面、前表面和后表面上的多个预定位置。

技术总结

本文提供了一种用于车辆的乘员保护系统。该乘员保护系统在具有车轮布置和驱动组件的车辆中实施。该乘员保护系统包括多个碰撞检测传感器、处理器、翻车预防子系统和损伤最小化子系统。处理器配置成接收来自多个碰撞检测传感器的信号以确定潜在的碰撞方向。翻车预防子系统能够执行，以通过根据潜在的碰撞方向控制两个远端车轮以相反的方式旋转，来最小化车辆翻车的机会。损伤最小化子系统能够执行，以通过调节座椅靠背倾斜角度和座椅位置，来最小化安全气囊造成损伤的机会。安全气囊造成损伤的机会。安全气囊造成损伤的机会。