一种汽车被动安全辅助装置及其使用方法
【专利摘要】一种汽车被动安全辅助装置及其使用方法，包括中央单元、车载总线网、紧急按钮、车载电源、交互模块以及6个智能气囊盒，智能气囊盒设置在汽车上且与中央单元相连，车载总线网、紧急按钮、车载电源、交互模块与中央单元采用电性联接；所述智能气囊盒包括壳体，壳体内设置有第一射频模块、第二自带电源、气体发生器、气囊、气囊打开传感器、水压传感器和第二处理模块；气囊打开传感器与气囊相连；所述第一射频模块、第二自带电源、气体发生器、气囊打开传感器、水压传感器与第二处理模块电性连接。本发明灵活性强、安装更换维修便捷、人性化程度高，融合了被动安全的理念，在海湖河流附近地区和容易发生强降雨地区具有较大的应用市场。
【专利说明】
一种汽车被动安全辅助装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及包含车辆安全辅助、智能车辆的智能交通领域，具体地，涉及一种汽车 被动安全辅助装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 自汽车出现以来，安全问题日益受到人们的关注，交通安全问题已成为世界性的 大问题，据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，因此汽车的安全性对人类生 命、财产的影响是不言而喻的，汽车安全性已经不仅是个技术问题，在某种程度上也是一个 重要的社会问题。汽车的安全主要面向汽车自身的安全、汽车上人员的安全和对汽车所处 环境的安全影响。随着社会的发展，交通安全问题越来越凸显，汽车的安全被细化。目前汽 车的安全性包括主动安全性和被动安全性两种概念，主动安全性指的是车辆能够提供的主 动的避免危险的能力，提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生，而被动安全性是指在事 故中能提供给的安全性。汽车被动安全装置主要包括:安全玻璃、安全带、保护系统WHIPS、 儿童安全座椅、安全气囊SRS、智能安全带、吸收能量的安全车体结构。
[0003] 汽车在行驶或停车的过程中如果遇到暴雨或突发洪水或车辆失控突然落水，导致 车辆被淹没时，经常发生车辆门打不开、不会游泳或无法求救的情况，极易发生车内人员伤 亡的事故，最终导致车毁人亡，存在极大的安全隐患，给人们的生命财产造成了巨大的损 失。因此，迫切需要在此方面，提供相应的安全措施和安全装置来保证人们的生命财产的安 全。国内外科研院所、企业、个人在此方面做了一系列的工作。
[0004] 如中国专利申请号：2013203486972，该专利公开了一种防止汽车被水淹没的全自 动保护装置，当汽车坠落至河里时，由于车掉入到水里面是有一定的冲量以及车辆重量比 气囊重，气囊作用于水面，可能导致车辆翻滚，使车顶处于底处或者车底处于最上端，即使 气囊排水量产生浮力，也只能使车停留在水面，而不是车辆完全浮起，没有采用无线射频方 式。
[0005] 如中国专利申请号201420519886.6,该专利公开了一种汽车外用急救安全气囊装 置，主要防止汽车水淹和减缓汽车碰撞、吸收撞击能量，采用控制装置直接与气囊、气体发 生器相连接，没有采用无线射频方式，气囊装置独立性不好，所述浮力气囊触发装置采用液 位传感器而不是压力传感器，且浮力气囊和触发器不是一体化结构，结构复杂琐碎；同时， 该专利没有紧急求救功能，气囊盒没有独立电源，不便于更换安装，不能解决汽车倒置落水 姿态调整问题;该专利不能有效避免错误感知水进入，当在雨天行驶时容易产生误操作，造 成事故。
[0006] 如中国专利申请号201220272013.0，该专利公开了一种汽车落水自动呼救装置， 针对汽车落入较深水域，从水面上看不出危险情况或者沉车的位置，难以发现事故及紧急 救援问题，设计了一个自动气囊浮出装置，并在该装置上安装了求救设备，不能将汽车浮于 水面，不能进行远程定位、呼救、报警等。
[0007] 如中国专利申请号201220655367.3和201210191384.0,该专利公开了一种新型汽 车自动浮起装置，该装置不能进行远程定位、求救、报警。自动浮起装置没有独立的安全气 囊打开系统，布线安装繁琐;没有气囊打开状态的反馈、无线射频通讯，使用的各个气囊没 有进行组网操作，不能协调工作，没有三维位姿传感器，采用顶部气囊小于底部气囊的方 式，不能很好地调整汽车在水中姿态，使汽车正面浮于水面之上。该专利简单依靠压力传感 器来驱动气囊打开，容易造成误操作，造成车辆安全事故。总的来说，该专利实用性、可靠 性、安全性不强。
[0008] 如中国专利申请号201320446152.5,该专利公开了一种汽车落水成员保护及防沉 装置，该装置不能进行远程定位、求救、报警，该装置的气囊、反应药剂室、储气瓶、中控器采 用电气、机械装置或管道连接起来，没有采用无线方式，各单元交互指令独立工作，安装布 线等十分不便，且装置比较繁琐、成本高，针对雨雪天气没有相应保护措施。
[0009] 如中国专利申请号201420281460.1，该专利公开了一种汽车安全浮力气囊，该安 全气囊采用有线的方式把水压传感器、电控单元、气体发生器和浮力气囊组合起来，且安装 在地盘上，不能进行汽车车体的姿态进行调整;没有定位、求救和报警功能。采用手自动并 联控制的方法，容易造成误打开，造成二次安全事故。
[0010] 如中国专利申请号201520000140.9，该专利公开了汽车落水浮起装置，该装置采 用气体管道、气缸与气囊连接的方式，使得该装置的安装布置非常不便，没有定位、求救和 报警功能。
[0011] 如中国专利申请号201110148366 . X，该专利公开了 一种汽车落水防沉方法及装 置，该专利真空安全气囊处于汽车内部，用来阻止水进入汽车内部并产生一定浮力延缓汽 车下沉，不能阻止下沉，且由于气囊在内部，不能让救援人员及时发现，采用管道安装布置 不便，没有定位、求救和报警功能。
[0012] 如中国专利申请号201510132852.0,该专利公开了一种汽车救生气囊使用方法， 该专利通过检测车辆四轮着地数值及其它方面数值，进行车电脑控制打开气囊，进行救生， 该专利因在汽车没有落入水中前就打开了气囊，由于汽车运行惯性和气囊的浮力，汽车将 在水面快速滑行，极易出现新的二次安全事故;在强降雨情况下，该系统不能工作，不能起 到保护作用。
[0013] 如中国专利申请号201310513783.9,该专利公开了一种汽车防水淹浸快速救生装 置，采用有线的方式组合起来，安装布置麻烦，且安装在底盘上，不能进行汽车车体的姿态 调整，没有定位、求救和报警功能。
[0014] 目前主要出现以下几个缺陷和不足尚未解决:a)现有系统都采用线缆、管道等有 "实体连接"的方式，系统安装繁琐，大多需要在原有汽车上打孔，没有采用无线射频的方式 将气囊合独立，进行组合更换安装不易。b)尚未出现安全气囊很好地安装组织方式，使汽车 落水后能更好的浮起。c)尚未出现汽车落入水中集自救(救车和救人)与远程求救于一体的 被动安全辅助装置。d)尚未出现基于无线射频方式且具有执行状态反馈功能的智能气囊 合。e)尚未有一套针对汽车水淹安全问题的低成本、安装更换维修便捷、非常人性化的被动 安全辅助装置。
【发明内容】
[0015] 本发明为克服现有技术中的问题，目的在于提供一种汽车被动安全辅助装置及其 使用方法，具有低成本、安装更换维修便捷、人性化强的优点。
[0016] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0017] -种汽车被动安全辅助装置，包括中央单元、车载总线网、紧急按钮、车载电源、交 互模块以及6个智能气囊盒，智能气囊盒设置在汽车上且与中央单元相连，车载总线网、紧 急按钮、车载电源、交互模块与中央单元采用电性联接；
[0018] 所述智能气囊盒包括壳体，壳体内设置有第一射频模块、第二自带电源、气体发生 器、气囊、气囊打开传感器、水压传感器和第二处理模块;气囊打开传感器与气囊相连;所述 第一射频模块、第二自带电源、气体发生器、气囊打开传感器、水压传感器与第二处理模块 电性连接。
[0019] 所述气囊上设置有一个可通过手动旋转排除气囊内部气体的泄压装置。
[0020] 所述6个智能气囊盒分别安装于汽车底盘前、后、左、右、汽车前轮轴中部下方和汽 车顶部，安装于汽车底盘左、右两侧的智能气囊盒固定于距离车体后端2/5车长部位。
[0021] 所述紧急按钮设置于驾驶人员座椅底面上。
[0022]所述中央单元包括定位通讯模块、第二射频模块、自带电源、第一处理模块、接口 模块和三维姿态传感器，定位通讯模块、第二射频模块、自带电源、第一处理模块、接口模块 和三维姿态传感器均与第一处理模块相连。
[0023]所述中央单元还包括电源管理模块，车载电源、第一自带电源均与电源管理模块 相连。
[0024]所述交互模块6包括液晶显示模块CM802-2、语音模块ISD4003、开关按键、模式设 定按键，开关按键、模式设定按键均设置在液晶显示模块CM802-2上，液晶显示模块CM802-2 与语音模块ISD4003相连。
[0025] -种汽车被动安全辅助装置的使用方法，汽车被动安全辅助装置在汽车上安装调 试好后，智能气囊盒与中央单元通过各自RFID射频模块进行上行报文和下行报文通信，车 载总线、紧急按钮、交互模块与中央单元交互信息，中央单元与6个智能气囊盒的信息交互 方式采用毫秒级间隔和轮询机制的RFID无线射频方式，进而6个智能气囊盒按顺序喷出气 囊，调整车辆使车辆正面浮于水面之上，并且中央单元呼叫汇报成功等待救援，实现人员安 全，完成救援。
[0026] 所述智能气囊盒的使用过程包括以下步骤：
[0027] 步骤2-1:各个智能气囊盒接收中央单元发送来的下行报文信息，设置压力强度门 限、压力时长门限，压力时长门限范围在10~12分钟之间；
[0028]步骤2-2:各智能气囊盒清零压力强度值、压力时长值、压力时长报警标志位、超压 标志位并发送上行报文到中央单元，清零中央单元的内部对应智能气囊盒编号的压力强度 值、压力时长值、压力时长报警标志位、超压标志位信息，所述压力时长报警标志位、超压标 志位为开关量〇和1，"Γ代表标位有效，代表标志位无效；
[0029]步骤2-3:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压 力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则智能气囊盒继续更新当前的压力 强度值;如果当前压力强度值大于压力强度门限，超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报 文到中央单元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后， 执行步骤2 -4;
[0030] 步骤2-4:智能气囊盒开始计算压力时长值，采集当前压力强度值并判断当前压力 强度值是否大于压力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤 2-2,如果当前压力强度值大于压力强度门限，则执行步骤2-5;
[0031] 步骤2-5:判断当前压力时长值是否大于压力时长门限值，如果当前压力时长值小 于压力时长门限值，则超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报文到中央单元，更新中央单 元对应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后，返回执行步骤2-4;如果当 前压力时长值大于压力时长门限值，则压力时长报警位=1，智能气囊盒发送上行报文到中 央单元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力时长报警标志位、压力时长值和压力强 度值信息，之后执行步骤2-6;
[0032]步骤2-6:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压 力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤2-2;如果当前压力 强度值大于压力强度门限，则进入判断接受到的下行报文打开控制标志位是否有效；
[0033]步骤2-7:当下行报文的打开控制标志位= 0;，返回执行步骤2-4;当下行报文的打 开控制标志位= 1;，则对应智能气囊盒控制喷出气囊并发送上行报文反馈气囊喷出状态给 中央单元；
[0034]步骤2-8:6个智能气囊盒按顺序喷出气囊，调整车辆翻转车辆，最终使得车辆正面 浮于水面之上。
[0035]所述中央单元的使用方法如下：
[0036]步骤3-1:中央单元与各智能气囊盒进行报文通信，中央单元接收交互模块输入操 作，中央单元通过射频模块发送下行报文进而设置各个智能气囊盒的压力门限、压力时长 门限；
[0037]步骤3-2:中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文信息，并统计6个智 能气囊盒中"压力时长报警标志位=1"、"超压标志位=1"的智能气囊盒个数；
[0038] 步骤3-3:当收到"压力时长报警标志位=Γ的个数小于3个且收到"超压标志位= Γ的个数小于4,那么返回执行步骤3-2;当收到"压力时长报警标志位=1"的个数小于3且 收到"超压标志位=1"的个数大于等于4,那么执行步骤3-4;当收到"压力时长报警标志位 =Γ的个数大于3个，那么执行步骤3-5;
[0039] 步骤3-4:中央单元采集判断当前是否有紧急按钮被按压，如果当前没有紧急按钮 被按压，那么返回执行步骤3-2,如果当前有紧急按钮被按压，那么执行步骤3-5;
[0040] 步骤3-5:中央单元将通过接收上行报文获得的6个智能气囊盒检测到的压力强度 值、压力时长值和三维位姿传感器检测的车体位姿信息依据D-S证据推理法进行信息融合； 中央单元采用模糊算法处理融合后的信息，计算出6个智能气囊盒喷出气囊的先后顺序； [0041 ]步骤3-6:中央单元按先后顺序定时长间隔发送"打开控制标志位=Γ的下行报文 给相应智能气囊盒，之后同时开始执行步骤3-7、步骤3-8;
[0042]步骤3-7:中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文，获得智能气囊盒打 开状态信息；
[0043]步骤3-8:中央单元通过车载总线网采用CAN通讯发送熄火指令信息给汽车控制 器，使汽车熄火；中央单元2采集位置信息、车辆状态信息、气囊打开状态信息并自动通过定 位通讯模块2-2连续发送给安全辅助装置对应的后台救援平台、绑定的亲情号码、车主号码 并自动呼叫电话给报警救援系统进行双方求救通话；
[0044] 步骤3-9:呼叫及汇报状态成功等待紧急救援。
[0045] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
[0046]由于本发明采用RFID无线射频的方式，使得智能气囊盒、中央单元可以独立设计， 在车体周围及底盘安装布置方便，不用复杂布线、布管道，增加了防水性能，减少了安装、拆 卸对汽车自身的损害以及节省了物料的成本;可同时做到汽车自适应调整位姿进而浮于水 面之上和自动远程求救呼叫，增强了安全性能；具有无线射频通信且具有执行状态反馈功 能的智能气囊盒可以作为系统选配，增加了用户选择的灵活性。本发明灵活性强、安装更换 维修便捷、人性化程度高，融合了被动安全的理念，在海湖河流附近地区和容易发生强降雨 地区具有较大的应用市场，是智能交通安全辅助领域的一项有价值的创新。
[0047]进一步的，紧急按钮位于驾驶人员座椅位置下面且固定于座椅上，便于人员在紧 急情况下能够及时操作，同时也避免了人为误操作。
[0048]进一步的，将智能气囊盒安装于汽车左、右两侧距离车体后端2/5车长部位，能够 降低车尾部入水深度。
[0049]本发明中智能气囊盒与中央单元通过各自RFID射频模块进行上行报文和下行报 文通信，车载总线、紧急按钮、交互模块与中央单元交互信息，中央单元与6个智能气囊盒的 信息交互方式采用毫秒级间隔和轮询机制的RFID无线射频方式，进而6个智能气囊盒按顺 序喷出气囊，调整车辆使车辆正面浮于水面之上，并且中央单元呼叫汇报成功等待救援，实 现人员安全，完成救援。本发明解决了现有"实体连接"更换安装不易、不能同时做到汽车浮 于水面之上且具备自救(救车和救人)与远程求救集成设计、没有出现基于无线射频方式且 具有执行状态反馈功能的汽车用智能气囊盒的缺陷和不足问题。
【附图说明】
[0050] 图1为汽车被动安全辅助装置构成示意图；
[0051] 图2为智能气囊盒原理示意图；
[0052] 图3为智能气囊盒安装位置及气囊喷射方向侧视图；
[0053]图4为智能气囊盒车底安装位置及喷射方向正视图；
[0054]图5为汽车被动安全辅助装置的使用方法流程图；
[0055] 图6为汽车被动安全辅助装置的智能气囊盒的使用方法流程图；
[0056] 图7为汽车被动安全辅助装置的中央单元及附属模块的使用方法流程图；
[0057] 图中，1为智能气囊盒，1-1为第二射频模块，1-2为第二自带电源，1-3为气体发生 器，1-4为气囊，1-5为气囊打开传感器，1-6为水压传感器，1-7为第二处理模块，2为中央单 元，2-1为第一射频模块，2-2为电源管理模块，2-3为第一自带电源，2-4为第一处理模块，2-5为接口模块，2-6为三维姿态传感器，2-7为定位通讯模块，3为车载总线网，4为紧急按钮，5 为车载电源，6为交互模块，11为第一智能气囊盒，12为第二智能气囊盒，13为第三智能气囊 盒，14为第四智能气囊盒，15为第五智能气囊盒，16为第六智能气囊盒。
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本发明进行详细说明。附图是用来提供对发明的进一步理解，并 且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发 明的限制。
[0059] 本发明提出了一种汽车被动安全辅助装置及其使用方法，主要应用于汽车落水、 强暴雨水淹车辆、野外驾驶求救等情况。
[0060] 如图1所示，汽车被动安全辅助装置由6个智能气囊盒1、中央单元2、车载总线网3、 紧急按钮4、车载电源5和交互模块6组成。为了有很好的防水性能，本装置所有电气部分进 行IPX-8等级防水处理。考虑到低功耗的设计的原则和安装拆卸的便捷，所述中央单元与6 个智能气囊盒的信息通信交互方式采用毫秒级间隔和轮询机制的RFID无线射频方式。所述 车载总线网3、紧急按钮4、车载电源5、交互模块6与中央单元2采用电性联接。所述中央单 元、智能气囊盒的结构分别为一体式设计，可以便捷的更换坏掉的智能气囊盒，且所述中央 单元2安装于后备箱或者车体上比较隐蔽的地方。所述紧急按钮4位于驾驶人员座椅位置下 面且固定于座椅上，便于人员在紧急情况下能够及时操作，同时也避免了人为误操作。
[0061] 参见图1，所述中央单元包括定位通讯模块2-7、第二射频模块2-1、电源管理模块 2-2、自带电源2-3、第一处理模块2-4、接口模块2-5和三维姿态传感器2-6,所述三维位姿传 感2-6采集车辆在水中的姿态信息；所述定位通讯模块2-7采用GPS/BD2双模定位和卫星通 讯，可以提供精确的位置信息，通过卫星通讯方式，在偏远地区亦能求救。所述中央单元2采 用车载电源5或第一自带电源2-3供电；所述第一自带电源2-3是独立插拔电源且可定期更 换。第一自带电源2-3、车载电源5均与电源管理模块2-2相连；电源管理模块2-2控制中央单 元2进行供电方式选择以及进行电源升降压变换；当车载电源1有电且电量稳定时，中央单 元2采用车载电源供电并给第一自带电源2-3充电；否则，所述电源管理模块2-2控制中央单 元2采用第一自带电源2-3供电。
[0062]定位通讯模块2-7、第二射频模块2-1、第一自带电源2-3、第一处理模块2-4、接口 模块2-5和三维姿态传感器2-6均与第一处理模块2-4相连。
[0063]所述交互模块6包括液晶显示模块CM802-2、语音模块ISD4003、开关按键、模式设 定按键，开关按键、模式设定按键均设置在液晶显示模块CM802-2上，液晶显示模块CM802-2 与语音模块ISD4003相连。所述液晶显示模块CM802-2显示智能气囊盒的电量信息、水压信 息、执行状态信息和系统的模式设置界面。所述车载总线网3与中央单元2通过CAN总线进行 交互汽车熄火指令和熄火状态信息。
[0064] 如图3所示，所述智能气囊盒包括壳体，壳体内设置有第一射频模块1-1、第二自带 电源1-2、气体发生器1-3、气囊、气囊打开传感器1-5、水压传感器1-6和第二处理模块1-7。 所述智能气囊盒内部电气部分采用硅胶密封，所述气囊1-4外部采用荧光色。气囊1-4具有 一个可通过手动旋转排除气囊内部气体的泄压装置1-8。所述第一射频模块1-1、第二自带 电源1-2、气体发生器1-3、气囊打开传感器1-5、水压传感器1-9与第二处理模块1-7电性连 接。气囊1-4与气囊打开传感器1-5连接，所述第二自带电源1-2是独立插拔电源且可定期更 换。
[0065] 如图2、图4和图5所示，6个智能气囊盒分别为第一智能气囊盒11、第二智能气囊盒 12、第三智能气囊盒13、第四智能气囊盒14、第五智能气囊盒15和第六智能气囊盒16;所述6 个智能气囊盒被分别安装于汽车底盘前、后、左、右、汽车前轮轴中部下侧和汽车顶部，考虑 到后备箱载货会加重车尾部重量，所述安装于汽车左、右两侧的智能气囊盒被固定于距离 车体后端2/5车长部位，进而降低车尾部入水深度;汽车出厂前，厂家根据车体结构的特殊 性，在本体上相应位置内置法兰机械接口，6个智能气囊盒与汽车本体内置法兰机械接口采 用内六角螺栓进行机械固定，所述气囊盒的外壳整体采用铝合金材质，为了防止屏蔽，铝合 金材质的外壳的一部分采用塑胶材料，并且将智能气囊盒的射频模块内置并贴附于塑胶材 料内侧，每个智能气囊盒预留了 1气囊出口；所述汽车底盘前、后、左、右四个智能安装后气 囊喷射口平行于汽车底盘向外，具体方向如图2和图4中的箭头所示;所述汽车顶部气囊盒 安装后气囊喷射口向上垂直于车顶;所述安装于汽车前轮轴中部下侧的智能气囊盒的安装 方向与汽车底盘平面呈45度夹角，其智能气囊盒的气囊喷射口与汽车底盘平面呈45度夹角 且朝向汽车前部，进而能够减少汽车向前运动的惯性力，使汽车能够更好地浮出水面。
[0066]本发明涉及的汽车被动安全辅助装置的使用方法如下：
[0067]车载总线、紧急按钮、交互模块组成附属模块。
[0068] 第一:汽车被动安全辅助装置在汽车上安装调试好后，6个智能气囊盒分别与中央 单元通过各自RFID射频模块建立报文通信，包括上行报文和下行报文通信，上行报文格式 如表1-1所示，下行报文格式表1-2所示；
[0069] 表1-1智能气囊盒发送给中央单元的上行报文格式
[0070]
[0071]表1-2中央单元发给智能气囊盒的下行报文
[0072]
[0073] 第二：智能气囊盒与中央单元建立好报文通信后，所述智能气囊盒与所述中央单 元及附属模块并行工作，循环执行各自子程序。所述智能气囊盒依照(一)使用方法进行工 作，如图6所示，进而使车辆正面浮于水面之上;所述中央单元与包括车载总线、紧急按钮、 交互模块在内的附属模块交互信息，依照(二)使用方法进行工作，如图7所示，进而实现呼 救及汇报状态，当呼叫状态成功则等待救援。
[0074](一)智能气囊盒的使用方法：
[0075] 如图6所示，各智能气囊盒的使用方法按步骤2-1~2-7操作，6个智能气囊盒联合 操作按步骤2-8,进而到达辅助汽车正面浮于水面的目的。
[0076] 步骤2-1:各个智能气囊盒接收中央单元发送来的下行报文信息，设置压力强度门 限、压力时长门限等参数，压力时长门限范围在10~12分钟之间；
[0077]步骤2-2:各智能气囊盒清零压力强度值、压力时长值、压力时长报警标志位、超压 标志位并发送上行报文到中央单元，清零中央单元的内部对应智能气囊盒编号的压力强度 值、压力时长值、压力时长报警标志位、超压标志位信息，所述压力时长报警标志位、超压标 志位为开关量(〇或1)，"Γ代表标位有效，代表标志位无效；
[0078]步骤2-3:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压 力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则智能气囊盒继续更新当前的压力 强度值。如果当前压力强度值大于压力强度门限，超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报 文到中央单元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后， 执行步骤2 -4;
[0079]步骤2-4:智能气囊盒开始计算压力时长值，采集当前压力强度值并判断当前压力 强度值是否大于压力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤 2-2,如果当前压力强度值大于压力强度门限，则执行步骤2-5;
[0080] 步骤2-5:判断当前压力时长值是否大于压力时长门限值，如果当前压力时长值小 于压力时长门限值，则超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报文到中央单元，更新中央单 元对应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后，返回执行步骤2-4;如果当 前压力时长值大于压力时长门限值，则压力时长报警位=1，智能气囊盒发送上行报文到中 央单元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力时长报警标志位、压力时长值和压力强 度值信息，之后执行步骤2-6;
[0081] 步骤2-6:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压 力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤2-2;如果当前压力 强度值大于压力强度门限，则进入判断接受到的下行报文打开控制标志位是否有效；
[0082] 步骤2-7:当下行报文的打开控制标志位=0(无效），返回执行步骤2-4;当下行报 文的打开控制标志位=1(有效），则对应智能气囊盒控制喷出气囊并发送上行报文反馈气 囊喷出状态给中央单元。
[0083]步骤2-8:6个智能气囊盒按顺序喷出气囊，调整车辆翻转车辆。
[0084](二）中央单元及附属模块使用方法
[0085]如图7所示，中央单元及附属模块使用方法按步骤3-1~3-9描述；另外，在无论任 何时刻，只要紧急按钮被按压，那么执行步骤3-8,直至紧急按钮按压被取消。
[0086]步骤3-1:中央单元与各智能气囊盒进行报文通信，中央单元接收交互模块输入操 作，中央单元通过射频模块发送下行报文进而设置各个智能气囊盒的压力门限、压力时长 门限等参数；
[0087] 步骤3-2;中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文信息，并统计6个智 能气囊盒中"压力时长报警标志位=1"、"超压标志位=1"的智能气囊盒个数；
[0088] 步骤3-3;当收到"压力时长报警标志位=Γ的个数小于3个且收到"超压标志位= Γ的个数小于4,那么返回执行步骤3-2;当收到"压力时长报警标志位=1"的个数小于3且 收到"超压标志位=1"的个数大于等于4,那么执行步骤3-4;当收到"压力时长报警标志位 =Γ的个数大于3个，那么执行步骤3-5;
[0089] 步骤3-4:中央单元采集判断当前是否有紧急按钮被按压，如果当前没有紧急按钮 被按压，那么返回执行步骤3-2,如果当前有紧急按钮被按压，那么执行步骤3-5;
[0090] 步骤3-5:中央单元将通过接收上行报文获得的6个智能气囊盒检测到的压力强度 值、压力时长值和三维位姿传感器检测的车体位姿信息依据D-S证据推理法进行信息融合； 中央单元采用模糊算法处理融合后的信息，计算出6个智能气囊盒喷出气囊的先后顺序； [0091 ]步骤3-6:中央单元按先后顺序定时长间隔发送"打开控制标志位=Γ的下行报文 给相应智能气囊盒，之后同时开始执行步骤3-7、步骤3-8;
[0092] 步骤3-7:中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文，获得智能气囊盒打 开状态信息；
[0093] 步骤3-8:中央单元通过车载总线网采用CAN通讯发送熄火指令信息给汽车控制 器，使汽车熄火；中央单元2采集位置信息、车辆状态信息、气囊打开状态等信息并自动通过 定位通讯模块2-2连续发送给安全辅助装置对应的后台救援平台、绑定的亲情号码、车主号 码并自动呼叫电话给报警救援系统进行双方求救通话；
[0094] 步骤3-9:呼叫及汇报状态。
[0095] 第三：以上共同构成了汽车被动安全辅助装置的使用方法，利用本发明提出的汽 车被动安全辅助装置及其使用方法可以达到汽车安全辅助的目的，最终实现，车辆正面浮 于水面之上且呼救汇报状态成功，等待救援，直至人员安全，完成救援。
[0096] 本发明涉及包含车辆安全辅助、智能车辆的智能交通领域，主要解决汽车进入水 中（主动进入水中、被动进入水中）后对车上人员生命财产安全造成损害问题。本发明主要 包括6个的智能气囊盒、中央单元、车载总线网、紧急按钮、车载电源和交互模块，本发明所 有电气部分进行IPX-8防水处理。所述智能气囊盒与所述中央单元采用RFID射频无线方式 交互信息。所述车载总线网、紧急按钮、车载电源、交互模块与所述中央单元电联接。所述中 央单元为一体式结构，包含定位通讯模块。本发明的一种汽车被动安全辅助装置可使进入 水中汽车正面浮在水面上，并能协助车上人员进行求救，有效避免了对车上人员生命财产 安全和汽车性能造损害，提高了车辆的安全性、智能型、可靠性。
[0097] 本发明为了解决现有"实体连接"更换安装不易、不能同时做到汽车浮于水面之上 且具备自救(救车和救人)与远程求救集成设计、没有出现基于无线射频方式且具有执行状 态反馈功能的汽车用智能气囊盒的缺陷和不足问题，提供了一种汽车被动安全辅助装置及 其使用方法。本装置和方法集成了被动安全理念，是一种低成本、安装更换维修便捷、人性 化强的安全辅助装置。
【主权项】
1. 一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，包括中央单元(2)、车载总线网（3)、紧急 按钮(4)、车载电源(5)、交互模块(6)以及6个智能气囊盒(1)，智能气囊盒（1)设置在汽车上 且与中央单元(2)相连，车载总线网（3)、紧急按钮(4)、车载电源(5)、交互模块(6)与中央单 元(2)采用电性联接； 所述智能气囊盒包括壳体，壳体内设置有第一射频模块(1-1)、第二自带电源（1-2)、气 体发生器（1-3)、气囊（1-4)、气囊打开传感器（1-5)、水压传感器（1-6)和第二处理模块（1-7);气囊打开传感器（1-5)与气囊（1-4)相连;所述第一射频模块（1-1)、第二自带电源（1-2 )、气体发生器（1-3 )、气囊打开传感器(1-5 )、水压传感器(1-6)与第二处理模块(1-7)电性 连接。2. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述气囊（1-4)上 设置有一个可通过手动旋转排除气囊内部气体的泄压装置(1-8)。3. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述6个智能气囊 盒分别安装于汽车底盘前、后、左、右、汽车前轮轴中部下方和汽车顶部，安装于汽车底盘 左、右两侧的智能气囊盒固定于距离车体后端2/5车长部位。4. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述紧急按钮(4) 设置于驾驶人员座椅底面上。5. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述中央单元(2) 包括定位通讯模块(2-7)、第二射频模块(2-1)、自带电源(2-3)、第一处理模块(2-4)、接口 模块(2-5)和三维姿态传感器(2-6 )，定位通讯模块(2-7 )、第二射频模块(2-1 )、自带电源 (2-3)、第一处理模块(2-4)、接口模块(2-5)和三维姿态传感器(2-6)均与第一处理模块(2-4)相连。6. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述中央单元(2) 还包括电源管理模块(2-2)，车载电源(5)、第一自带电源(2-3)均与电源管理模块(2-2)相 连。7. 根据权利要求1所述的一种汽车被动安全辅助装置，其特征在于，所述交互模块6包 括液晶显示模块CM802-2、语音模块ISD4003、开关按键、模式设定按键，开关按键、模式设定 按键均设置在液晶显示模块CM802-2上，液晶显示模块CM802-2与语音模块ISD4003相连。8. -种汽车被动安全辅助装置的使用方法，其特征在于，汽车被动安全辅助装置在汽 车上安装调试好后，智能气囊盒与中央单元通过各自RFID射频模块进行上行报文和下行报 文通信，车载总线、紧急按钮、交互模块与中央单元交互信息，中央单元与6个智能气囊盒的 信息交互方式采用毫秒级间隔和轮询机制的RFID无线射频方式，进而6个智能气囊盒按顺 序喷出气囊，调整车辆使车辆正面浮于水面之上，并且中央单元呼叫汇报成功等待救援，实 现人员安全，完成救援。9. 根据权利要求8所述的汽车被动安全辅助装置的使用方法，其特征在于，所述智能气 囊盒的使用过程包括以下步骤： 步骤2-1:各个智能气囊盒接收中央单元发送来的下行报文信息，设置压力强度门限、 压力时长门限，压力时长门限范围在10~12分钟之间； 步骤2-2:各智能气囊盒清零压力强度值、压力时长值、压力时长报警标志位、超压标志 位并发送上行报文到中央单元，清零中央单元的内部对应智能气囊盒编号的压力强度值、 压力时长值、压力时长报警标志位、超压标志位信息，所述压力时长报警标志位、超压标志 位为开关量0和1，"Γ代表标位有效，代表标志位无效； 步骤2-3:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压力强 度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则智能气囊盒继续更新当前的压力强度 值;如果当前压力强度值大于压力强度门限，超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报文到 中央单元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后，执行 步骤2-4; 步骤2-4:智能气囊盒开始计算压力时长值，采集当前压力强度值并判断当前压力强度 值是否大于压力强度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤2-2， 如果当前压力强度值大于压力强度门限，则执行步骤2-5; 步骤2-5:判断当前压力时长值是否大于压力时长门限值，如果当前压力时长值小于压 力时长门限值，贝ij超压标志位=1，智能气囊盒发送上行报文到中央单元，更新中央单元对 应智能气囊盒编号的压力强度值及超压标志位信息，之后，返回执行步骤2-4;如果当前压 力时长值大于压力时长门限值，则压力时长报警位=1，智能气囊盒发送上行报文到中央单 元，更新中央单元对应智能气囊盒编号的压力时长报警标志位、压力时长值和压力强度值 信息，之后执行步骤2-6; 步骤2-6:智能气囊盒采集当前的压力强度值，并判断当前压力强度值是否大于压力强 度门限，如果当前压力强度值小于压力强度门限，则返回执行步骤2-2;如果当前压力强度 值大于压力强度门限，则进入判断接受到的下行报文打开控制标志位是否有效； 步骤2-7:当下行报文的打开控制标志位= 0;，返回执行步骤2-4;当下行报文的打开控 制标志位=1;，则对应智能气囊盒控制喷出气囊并发送上行报文反馈气囊喷出状态给中央 单元； 步骤2-8:6个智能气囊盒按顺序喷出气囊，调整车辆翻转车辆，最终使得车辆正面浮于 水面之上。10.根据权利要求8所述的汽车被动安全辅助装置的使用方法，其特征在于，所述中央 单元的使用方法如下： 步骤3-1:中央单元与各智能气囊盒进行报文通信，中央单元接收交互模块输入操作， 中央单元通过射频模块发送下行报文进而设置各个智能气囊盒的压力门限、压力时长门 限； 步骤3-2:中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文信息，并统计6个智能气 囊盒中"压力时长报警标志位=1"、"超压标志位=1"的智能气囊盒个数； 步骤3-3:当收到"压力时长报警标志位=Γ的个数小于3个且收到"超压标志位=Γ的 个数小于4,那么返回执行步骤3-2;当收到"压力时长报警标志位=1"的个数小于3且收到 "超压标志位=1"的个数大于等于4,那么执行步骤3-4;当收到"压力时长报警标志位=1" 的个数大于3个，那么执行步骤3-5; 步骤3-4:中央单元采集判断当前是否有紧急按钮被按压，如果当前没有紧急按钮被按 压，那么返回执行步骤3-2,如果当前有紧急按钮被按压，那么执行步骤3-5; 步骤3-5:中央单元将通过接收上行报文获得的6个智能气囊盒检测到的压力强度值、 压力时长值和三维位姿传感器检测的车体位姿信息依据D-S证据推理法进行信息融合；中 央单元采用模糊算法处理融合后的信息，计算出6个智能气囊盒喷出气囊的先后顺序； 步骤3-6:中央单元按先后顺序定时长间隔发送"打开控制标志位=1"的下行报文给相 应智能气囊盒，之后同时开始执行步骤3-7、步骤3-8; 步骤3-7:中央单元接收到各个智能气囊盒发送来的上行报文，获得智能气囊盒打开状 态ig息； 步骤3-8:中央单元通过车载总线网采用CAN通讯发送熄火指令信息给汽车控制器，使 汽车熄火；中央单元2采集位置信息、车辆状态信息、气囊打开状态信息并自动通过定位通 讯模块2-2连续发送给安全辅助装置对应的后台救援平台、绑定的亲情号码、车主号码并自 动呼叫电话给报警救援系统进行双方求救通话； 步骤3-9:呼叫及汇报状态成功等待紧急救援。
【文档编号】B60R21/01GK105857233SQ201610316777
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】赵祥模, 吕洁印, 惠飞, 吴霞, 穆柯楠, 李骁驰
【申请人】长安大学