[发明专利]一种自动适应车内乘员类型的安全带限力系统

说明书

本发明公开了一种自动适应车内乘员类型的安全带限力系统，涉及车辆技术领域。所述安全带限力系统用于在车辆发生碰撞时根据不同的所述车内乘员类型控制所述安全带的预紧力，包括乘员信息采集单元，用于采集当前的车内乘员类型信息；碰撞信息采集单元，用于采集当前车辆的碰撞信息；控制单元，用于接收所述车内乘员类型信息和所述车辆的碰撞信息，并根据所述车内乘员类型信息和所述车辆的碰撞信息发出安全带限力指令；和执行单元，用于执行所述安全带限力指令。所述安全带限力系统能够根据不同乘员类型提供合适的安全带预紧力从而避免乘员受到二次伤害。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种自动适应车内乘员类型的安全带限力系统。

背景技术

安全带是被动安全中重要的乘员保护装置之一，能够在车辆发生碰撞时将乘员牢牢固定在座椅上，从而避免乘员头部、胸部由于惯性而与方向盘、风挡等硬物碰撞，降低乘员受到伤害的风险。

发明内容

发明人注意到，传统的安全带预紧器均基于50％分位男性标准参数标定，一般提供固定的预紧限力值，但是这对老人、身材娇小的女士或病人等弱势人群并不友好，上述人群可能由于预紧器限力过大，而导致胸腔受到过大的安全带预紧力带来的二次伤害。同时，本申请的发明人发现，在车辆发生碰撞时，图1为车辆发生碰撞时安全带施加给乘员的约束力随时间的变化示意图，如图1所示，A点为碰撞刚发生时，安全带施加给人体的约束力F为零。A-B段为碰撞发生初期，安全带约束力F逐渐增加，但此时由于衣物遮挡、安全带余量等因素，约束力尚未施加给人体。B-C段为碰撞中期，安全带约束力急剧增大，施加于人体软组织、骨骼框架等，胸肌、软组织发生弹性变形，尚不会对人体骨骼造成永久伤害。C-D段为安全带约束力增加至最大，约束力显著提升，但由于人体骨骼、胸腔等硬组织弹性变形极小，人体极易受到伤害，不同体质的人抗压能力不同，在这个阶段弱势人群极易发生骨折。D点为约束力F达到最大值，对人体伤害达到最大。随后碰撞结束，安全带约束力迅速回归原点。其中，本申请发明人还注意到，在车辆发生碰撞时，车速突然降低，人体由于惯性作用而向车头方向移动，而安全带将提供反作用力对乘员进行约束，根据冲量计算公式：mV＝Ft，可计算得到人体动量，例如：体重70kg的驾驶员，驾驶车辆以70km/h车速行驶，发生碰撞时，其动量mv＝70*70*1000/3600＝1361.1kgm/s。在这里，m为乘员的质量，V为碰撞发生瞬间车辆的行驶速度，F为安全带约束力，t为安全带约束力作用于乘员的时间。同时，一些研究表明，人体胸腔、肋骨具有弹性，可承受一定的压力，但随着年龄增长而骨质疏松，抗压能力也逐渐变弱。同时不同体型、身体状况的人所能承受的压力也不尽相同，图2为肋骨可承受压力风险模型示意图，如图2所示，20岁的成年人，可承受7KN的安全带约束力。但是40岁的成年人，承受7KN的约束力，发生骨折的概率约为50％。因此可以根据一定的理论模型，评估得出不同人群的可承受约束力范围(如20岁成年人可承受7KN)，则可在车辆碰撞发生时通过改善约束力F来保护不同乘员，最大限度降低其受到骨折等伤害的风险。而且，由上述描述可以得出，图1中A-E所围起来的图形面积即碰撞发生时人体的动量(因为mV＝Ft)，由于人体在发生碰撞时动量不变，如上述的mv＝70*70*1000/3600＝1361.1kgm/s，因而本发明可以通过改变约束力及约束时间即图1中的图形形状以实现不同的限力值，以此使不同人群在发生碰撞时不至于因受到过大的安全带给予的约束力而受到二次伤害，从而有效保护不同类型的乘员。

为此，本发明的一个目的在于提供一种自动适应车内乘员类型的安全带限力系统，其能够根据不同乘员类型提供合适的安全带预紧力从而避免乘员受到二次伤害。

本发明的另一个目的在于提供一种能够快速提供合适安全带预紧力且能够重复利用的自动适应车内乘员类型的安全带限力系统。

根据本发明，本发明提供了一种自动适应车内乘员类型的安全带限力系统，用于在车辆发生碰撞时根据不同的所述车内乘员类型控制所述安全带的预紧力，其特征在于，包括：

乘员信息采集单元，用于采集当前的车内乘员类型信息；