[发明专利]校车用主动式儿童安全气囊装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车安全领域，尤其涉及一种校车用主动式儿童安全气囊装置及其控制方法。

背景技术

随着汽车保有量的增长，公路交通事故与伤亡人员数量不断增加。其中，校车事故频频发生。校车安全问题存在很大的安全隐患，已经成为如今困扰人们的一个社会问题。

现行的校车的乘员约束系统的结构存在不足，在正面碰撞或紧急制动等工况下，能够发挥作用的系统部件只有座椅、安全带、以及前排座椅。大部分校车按照《专用校车安全技术条件》标准，配备了《机动车成年乘员用安全带和约束系统》中规定的两点式腰带安全带。一些较好的校车配备了三点式安全带，仅达到了轿车乘员防护的最低水平。而有些校车为了节约成本，甚至没有配备安全带。同时，校车的安全带佩戴率也不尽如人意，安全带的保护效果没有得到很好的发挥，在校车紧急制动或发生碰撞时，未系安全带的儿童乘员将会由于惯性与前排座椅发生二次碰撞，受到较大的伤害。

由于幼儿校车前后排座椅的间距较小，幼儿校车上儿童乘员最主要的伤害部位是胸部。而中小学校车上5百分位假人伤害超标的主要原因是头部伤害过高，这说明在中小学校车上由于学生体型的差距较大，伤害方式更加复杂，加之儿童为多动体，在座位上的形态多样，成人安全带较难以提供全面的保护效果。实际的校车事故种类形式也有多种，并且有很多翻滚的例子，传统简单的安全带约束系统也不能在这些工况下达到儿童乘员的保护要求。

目前，国内外对提高校车安全性的研究主要是针对校车本身车体结构的强化、采用驾驶辅助系统、智能驾驶系统以及使用车联网进行、通过强化法律管理来进一步规范校车的定位和运行，而没有对校车乘员约束系统进行优化。

发明内容

本发明的目的在于解决上述校车儿童乘员约束系统存在的不足，提供一种校车用主动式儿童安全气囊装置及其控制方法，对不同体型的儿童，在行车过程中进行全时刻的有效保护。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。

校车用主动式儿童安全气囊装置，其特征在于，包括气囊系统、控制器（简称“ECU”）、分别与ECU相连的总开关、压力分布传感器和车速传感器，所述压力分布传感器装于椅座坐垫上，车速传感器装于车轮轴上，所述气囊系统包括气囊织袋、收纳装置、进气控制阀、泄气控制阀、气体压力传感器、供气装置，气囊织袋能够收纳于收纳装置中，进气控制阀、泄气控制阀分别用于控制气囊织袋的进气和泄气，所述进气控制阀通过进气管路与供气装置相连通，泄气控制阀与大气相通，收纳装置固定在椅座椅背的背面，所述气体压力传感器位于气囊织袋内部、且与控制器相连，所述供气装置为压缩空气的供应装置。

优选地，所述收纳装置包括卷簧、盒体，气囊织袋的一边与卷簧连接，卷簧装于盒体内，气囊织袋的其他边与盒体相连，所述进气控制阀、泄气控制阀、气体压力传感器固定在盒体上。

优选地，所述供气装置为空气压缩机。

校车用主动式儿童安全气囊装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过压力分布传感器检测座椅上的乘员对座椅的压力、并传输至ECU，ECU根据压力值判断乘员是否为儿童乘员，若是儿童，决定校车用主动式儿童安全气囊装置工作；

（2）校车开始行驶以后，车速传感器实时采集车辆的行驶速度、并传输至ECU与设定的阈值进行比较，当车速超过设定的阈值时，ECU控制进气控制阀打开，供气装置通过进气控制阀向气囊织袋充气，气囊织袋展开；

（3）气囊织袋内部的气体压力传感器实时检测气囊织袋内的气压、并发送至ECU，ECU根据气囊织袋内的实时气压，通过控制进气控制阀、泄气控制阀调节气囊织袋内部气体的压力；

（4）当ECU根据车速传感器实时采集的车辆行驶速度判定车辆急刹或发生碰撞时，儿童乘员与气囊织袋发生接触时，ECU根据气体压力传感器实时采集的气体压力信息，通过控制泄气控制阀的开度调节气囊织袋内部气体的压力；

（5）当行驶结束后，通过调整总开关、通过ECU控制泄气控制阀，使气囊织袋中的气体排出，并将全气囊织袋收纳于收纳装置中。

优选地，所述步骤（1）中还包括利用压力分布传感器采集儿童乘员的体重、并传输至ECU的步骤；所述步骤（3）中充入气囊织袋内部的气体压力根据儿童乘员体重而定，儿童乘员体重与气体压力值的具体对应关系根据不同体重儿童的仿真实验测定。