方向盘溃缩控制方法、装置和系统与流程

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种方向盘溃缩控制方法、装置和系统。

背景技术：

目前，人们对车辆安全的认识不断提高，使得主动安全和被动安全得到车辆生产厂家的高度重视。例如，在车身结构设计上引入溃缩式设计，通过增加安全气囊数量和采用溃缩式方向盘等方式，提高车辆的安全性能。当车辆发生强烈的碰撞时，上述方法能够吸收撞击能量，最大限度地保护驾驶员安全，并降低二次碰撞对驾驶员造成的伤害。

目前要实现溃缩式方向盘的准确启动，需要外部电子控制单元发出启动信号。在现有技术中，一种方法是通过获取安全气囊的点火信号，来触发方向盘管柱溃缩，这种方法的缺点是有可能会影响气囊的展开效果，容易发生误操作，存在一定的信号误差。另一种方法是以车辆行驶的加速度作为依据，通过计算判断车辆是否发生碰撞并确定碰撞的强度，以此来决定是否向方向盘管柱发送溃缩的启动信号，这种方法的缺点是存在较大的不确定性，有时候车辆加速度并不能准确地反映驾驶员的当前状态，因此，对方向盘的溃缩控制不准确。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种准确有效的方向盘溃缩控制方法、装置和系统。

通常在车辆发生较严重的碰撞时，安全气囊才会被触发。但是，如果驾驶员未系安全带或者安全带收紧功能失效，则车辆碰撞较轻时，驾驶员前倾也有可能导致驾驶员撞击到方向盘而受伤。发明人想到，可以通过检测驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态，来控制方向盘的溃缩，控制方式更加直接、准确。

为了实现上述目的，本公开提供一种方向盘溃缩控制方法。所述方法包括：获取驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态；根据所获取的运动状态判断所述驾驶员是否有与所述方向盘碰撞而受伤的危险；当判定所述驾驶员有与所述方向盘碰撞而受伤的危险时，控制所述方向盘溃缩。

可选地，所述运动状态包括所述驾驶员相对于所述方向盘的加速度，所述根据所获取的运动状态判断所述驾驶员是否有与所述方向盘碰撞而受伤的危险的步骤包括：当所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，判定所述驾驶员有与所述方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述运动状态包括所述驾驶员相对于所述方向盘的加速度和位移，所述根据所获取的运动状态判断所述驾驶员是否有与所述方向盘碰撞而受伤的危险的步骤包括：当所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值，且所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定所述驾驶员有与所述方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述运动状态包括所述驾驶员相对于所述方向盘的加速度和位移，所述根据所获取的运动状态判断所述驾驶员是否有与所述方向盘碰撞而受伤的危险的步骤包括：当所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，获取所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的位移；当所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定所述驾驶员有与所述方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述方法还包括：获取所述车辆的行驶状态；所述获取驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态的步骤包括：当所述车辆的行驶状态指示所述车辆发生碰撞时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态。

可选地，当所述车辆的行驶状态满足以下中的一者或多者时，指示所述车辆发生碰撞：生成碰撞信号、所述车辆在后退方向上的加速度的数值大于预定的第二加速度阈值、所述车辆的侧向加速度的数值大于预定的第三加速度阈值。

可选地，在所述控制所述方向盘溃缩的步骤之后，所述方法还包括：当所述方向盘承受的压力小于预定的压力阈值时，控制所述方向盘恢复到溃缩之前的位置；或者，当所述车辆再次点火时，控制所述方向盘恢复到溃缩之前的位置。

本公开还提供一种方向盘溃缩控制装置。所述装置包括：运动状态获取模块，用于获取驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态；判断模块，与所述运动状态获取模块连接，用于根据所获取的运动状态判断所述驾驶员是否有与所述方向盘碰撞而受伤的危险；溃缩控制模块，与所述判断模块连接，用于当判定所述驾驶员有与所述方向盘碰撞而受伤的危险时，控制所述方向盘溃缩。

本公开还提供一种方向盘溃缩控制系统。所述系统包括：运动状态检测装置，用于检测所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态；根据上述的方向盘溃缩控制装置，与所述运动状态检测装置连接，用于获取所述运动状态，并控制所述方向盘溃缩。

可选地，所述运动状态检测装置包括：摄像头，安装在所述驾驶员的侧面，用于获取所述驾驶员的图像；第一处理器，与所述摄像头连接，用于根据所述摄像头获取的图像确定所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态；或者，安全带状态检测装置，与所述驾驶员的安全带连接，用于获取所述安全带的长度变化量和/或抽出的加速度；第二处理器，与所述安全带状态检测装置连接，用于根据所述安全带状态检测装置获取的长度变化量和/或抽出的加速度，确定所述驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态。

可选地，所述方向盘溃缩控制装置还包括：行驶状态获取模块，用于获取所述车辆的行驶状态；其中，所述运动状态获取模块包括获取子模块，所述获取子模块用于：当所述车辆的行驶状态指示所述车辆发生碰撞时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态。

可选地，所述系统还包括以下中的一者或多者：碰撞传感器，与所述行驶状态获取模块连接，用于检测所述车辆的碰撞强度，并根据所检测到的碰撞强度生成碰撞信号；前向加速度传感器，与所述行驶状态获取模块连接，用于检测所述车辆的前向加速度；侧向加速度传感器，与所述行驶状态获取模块连接，用于检测所述车辆的侧向加速度。

通过上述技术方案，根据驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态来控制方向盘的溃缩。这样，启动溃缩的依据最为直接且最为合理，因此，能够保证启动溃缩的准确性和及时性，从而有效地保护驾驶员的安全。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的方向盘溃缩控制方法的流程图；

图2是一示例性实施例提供的方向盘溃缩控制装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词(如“前进方向、后退方向、侧向”等)通常是指相对于车辆的驾驶员而言的方位。

图1是一示例性实施例提供的方向盘溃缩控制方法的流程图。如图1所示，所述方法可以包括以下步骤。

在步骤s11中，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

在步骤s12中，根据所获取的运动状态判断驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险。

在步骤s13中，当判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险时，控制方向盘溃缩。

当车辆匀速直线行驶时，通常驾驶员相对于方向盘没有相对运动。当车辆具有加速度时，由于惯性，驾驶员可能会相对于方向盘有一定的相对运动。当车辆正常加速或减速时，驾驶员由于有一定的心理预期，因此与方向盘之间的相对运动较小。当车辆受到碰撞，尤其是受到剧烈的碰撞时，由于事发突然，驾驶员的上身相对于方向盘会有明显的相对运动。本领域技术人员可以理解的是，本公开中所指的驾驶员的运动是指驾驶员的上身相对于方向盘的运动，包括驾驶员的头、肩膀、前胸、腹部。

如上所述，当车辆发生强烈的碰撞时，将方向盘进行溃缩能够吸收撞击能量，最大限度地保护驾驶员的安全，并降低二次碰撞对驾驶员造成的伤害。因此，驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态能够体现出该驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险。其中，车辆前进方向也就是驾驶员向方向盘靠近的方向。考虑到运动具有矢量性，因此，驾驶员在其他方向上的运动，其分解到车辆前进方向上的分量也可以属于本公开所包括的范围。

运动状态的参数例如可以包括位移、速度、加速度等，即驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态可以包括驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移、速度、加速度等。这些运动状态的参数能够体现出驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险。

可以根据上述这些运动的参数是否满足预设的条件来判断驾驶员是否有受伤的危险。该预设的条件可以为根据试验或经验获得的参数范围，当参数在此范围内时，方向盘会对驾驶员造成伤害。

具体地，可以通过多种方式获取驾驶员的运动状态，例如，可以通过在驾驶员侧面安装摄像头，获取驾驶员的侧面图像。例如，在车门上设置摄像头。驾驶员在图像中的运动直接体现了驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动。通过图像处理技术，就能够计算出驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。或者，通过检测安全带抽出的长度变化量和抽出的加速度来确定驾驶员的运动状态。

当判定方向盘会对驾驶员造成伤害时，可以控制方向盘溃缩，也就是控制方向盘的转向柱发生溃缩。

通过上述技术方案，根据驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态来控制方向盘的溃缩。这样，启动溃缩的依据最为直接且最为合理，因此，能够保证启动溃缩的准确性和及时性，从而有效地保护驾驶员的安全。

由于驾驶员相对于方向盘的加速度直接体现了车辆碰撞的剧烈程度，因此，也直接体现了驾驶员受伤的可能性大小。在一实施例中，在图1的基础上，运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度，根据所获取的运动状态判断驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险的步骤(步骤s12)可以包括：当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

其中，预定的第一加速度阈值可以根据试验或经验获得。该实施例中，仅根据驾驶员的加速度进行判断，计算量较小，数据处理速度快，响应及时。

由于驾驶员的位移直接体现了驾驶员与方向盘之间的距离大小，因此也直接体现了驾驶员受伤的可能性大小。在另一实施例中，可以同时获取驾驶员的加速度和位移两个运动参数，并通过同时考虑这两个运动参数来判断驾驶员受伤的危险。该实施例中，在图1的基础上，运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度和位移，根据所获取的运动状态判断驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险的步骤(步骤s12)可以包括：当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值，且驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

也就是，该实施例中，可以同时考虑加速度的数值大于预定的第一加速度阈值、以及位移的数值大于预定的位移阈值这两个条件，并且仅在当这两个条件都满足时，判定驾驶员有受伤的危险。

其中，预定的位移阈值可以根据试验或经验获得。第一加速度阈值和位移阈值可以具有预定的对应关系并预先存储。该实施例中，同时根据驾驶员的加速度和位移两个参数进行判断，避免了加速度较大但并没有较大位移时不需要开启溃缩而控制开启溃缩的情况，因此，响应及时，准确性较高。

如果驾驶员的加速度不太大，那么位移不论大或小都不会对驾驶员造成伤害。因此，在又一实施例中，可以在加速度符合要求的情况下，再考虑位移。在该实施例中，在图1的基础上，运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度和位移，根据所获取的运动状态判断驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险的步骤(步骤s12)可以包括以下步骤。

当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移；当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

该实施例中，在根据驾驶员的加速度不满足碰撞条件时，并不获取驾驶员的位移，因此，一方面，根据加速度和位移两个参数确定受伤的危险，准确性较高，另一方面，避免了同时处理两个参数造成的数据处理负担。

另外，还可以在驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，对车辆中的安全带(可以包括全部乘客的安全带)进行预收紧，同时获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移。

其中，安全带预收紧功能是指当车速发生急剧变化时，起主要作用的装有控制装置和预拉紧装置的卷收器，能够在0.1秒左右拉紧织带，加强对乘员的约束力，并锁紧织带防止乘员身体前倾。该实施例中，在没有完全确定驾驶员有受伤危险的时，通过预收紧安全带的方式，有效地保护了乘客的安全。

在本公开的又一实施例中，还可以先检测车辆的行驶状态，确定车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞的前提下，再获取驾驶员的运动状态。该实施例中，在图1的基础上，所述方法还可以包括：获取车辆的行驶状态。获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态的步骤(步骤s11)包括：当车辆的行驶状态指示车辆发生碰撞时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

该实施例中，在确认车辆发生碰撞的情况下，再判断驾驶员受伤的可能性，因此，使检测结果更加准确，当确认车辆没有发生碰撞时则不检测驾驶员的运动状态，这样就避免了不必要的检测和数据处理，减小了数据处理量。

判断车辆是否发生碰撞可以采用多种方法。例如，当车辆的行驶状态满足以下中的一者或多者时，指示车辆发生碰撞：生成碰撞信号、车辆在后退方向上的加速度的数值大于预定的第二加速度阈值、车辆的侧向加速度的数值大于预定的第三加速度阈值。

碰撞信号可以通过与气囊装置中的碰撞传感器获得，碰撞传感器可以检测车辆的碰撞强度，并在所检测到的碰撞强度大于预定阈值时生成碰撞信号。第二加速度阈值和第三加速度阈值可以通过试验或经验得出。车辆在后退方向上的加速度的数值大于预定的第二加速度阈值表明车辆受到向后的碰撞且碰撞强度较大，车辆的侧向加速度的数值大于预定的第三加速度阈值表明车辆受到侧向的碰撞且碰撞强度较大。

当方向盘进行溃缩之后，还可以在危险解除之后控制方向盘恢复到原来的位置。在又一实施例中，在图1的基础上，在控制方向盘溃缩的步骤(步骤s13)之后，所述方法还可以包括以下步骤。

当方向盘承受的压力小于预定的压力阈值时，控制方向盘恢复到溃缩之前的位置；或者，当车辆再次点火时，控制方向盘恢复到溃缩之前的位置。

一方面，由于驾驶员与方向盘碰撞而受伤时，大多会紧靠在方向盘上，对方向盘施加一定的压力，因此，方向盘承受的压力小于预定的压力阈值可以表示方向盘目前没有对驾驶员造成伤害，此时可以控制方向盘恢复到溃缩之前的位置。另一方面，车辆再次点火可以表明驾驶员已经脱离危险，并且车辆能够正常行驶，此时可以控制方向盘恢复到溃缩之前的位置。

该实施例中，能够在危险解除之后使方向盘自动恢复到原来的位置，自动化程度高。

本公开还提供一种方向盘溃缩控制装置。图2是一示例性实施例提供的方向盘溃缩控制装置的框图。如图2所示，所述方向盘溃缩控制装置10可以包括运动状态获取模块11、判断模块12和溃缩控制模块13。

运动状态获取模块11用于获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

判断模块12与运动状态获取模块11连接，用于根据所获取的运动状态判断驾驶员是否有与方向盘碰撞而受伤的危险。

溃缩控制模块13与判断模块12连接，用于当判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险时，控制方向盘溃缩。

可选地，所述运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度。判断模块12可以包括第一判断子模块。

第一判断子模块用于当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度和位移。判断模块12可以包括第二判断子模块。

第二判断子模块用于当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值，且驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述运动状态包括驾驶员相对于方向盘的加速度和位移。判断模块12可以包括第三判断子模块和第四判断子模块。

第三判断子模块用于当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的加速度的数值大于预定的第一加速度阈值时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移。

第四判断子模块与第三判断子模块连接，用于当驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的位移的数值大于预定的位移阈值时，判定驾驶员有与方向盘碰撞而受伤的危险。

可选地，所述装置10还可以包括行驶状态获取模块。行驶状态获取模块用于获取车辆的行驶状态。

运动状态获取模块11包括获取子模块，获取子模块用于当车辆的行驶状态指示车辆发生碰撞时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

可选的，当车辆的行驶状态满足以下中的一者或多者时，指示车辆发生碰撞：生成碰撞信号、车辆在后退方向上的加速度的数值大于预定的第二加速度阈值、车辆的侧向加速度的数值大于预定的第三加速度阈值。

可选的，所述装置10还可以包括第一恢复控制模块或第二恢复控制模块。

第一恢复控制模块与所述溃缩控制模块13连接，用于当方向盘承受的压力小于预定的压力阈值时，控制方向盘恢复到溃缩之前的位置。

第二恢复控制模块与所述溃缩控制模块13连接，用于当车辆再次点火时，控制方向盘恢复到溃缩之前的位置。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

通过上述技术方案，根据驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态来控制方向盘的溃缩。这样，启动溃缩的依据最为直接且最为合理，因此，能够保证启动溃缩的准确性和及时性，从而有效地保护驾驶员的安全。

本公开还提供一种方向盘溃缩控制系统。所述系统可以包括运动状态检测装置和上述的方向盘溃缩控制装置10。

运动状态检测装置，用于检测驾驶员在车辆前进方向上相对于所述方向盘的运动状态。

方向盘溃缩控制装置10与处理器连接，用于获取所述运动状态，并控制方向盘溃缩。

通过上述技术方案，根据驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态来控制方向盘的溃缩。这样，启动溃缩的依据最为直接且最为合理，因此，能够保证启动溃缩的准确性和及时性，从而有效地保护驾驶员的安全。

可选地，所述运动状态检测装置可以包括摄像头和第一处理器。

摄像头安装在所述驾驶员的侧面，用于获取驾驶员的图像。

第一处理器与摄像头连接，用于根据摄像头获取的图像确定驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

其中，可以在获取的图像中识别出驾驶员的头部、颈部、胸部，选取其中的一个部分进行图像数据处理。例如，通过数值积分计算加速度，通过连续拍摄若干帧图像计算位移。方向盘溃缩控制装置10可以是一个微处理器。该实施例中，通过图像处理技术确定驾驶员的运动状态，准确性高。

可选地，所述运动状态检测装置可以包括安全带状态检测装置和第二处理器。

安全带状态检测装置与驾驶员的安全带连接，用于获取安全带的长度变化量和/或抽出的加速度。

第二处理器与安全带状态检测装置连接，用于根据安全带状态检测装置获取的长度变化量和/或抽出的加速度，确定驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

其中，可以根据安全带抽出的长度变化量和预定的对应关系(或算法)确定出驾驶员在车辆前进方向上的位移，可以根据安全带抽出的加速度和预定的对应关系(或算法)确定出驾驶员在车辆前进方向上的加速度。上述预定的对应关系或算法可以根据试验获得。该实施例中，通过安全带的抽出状态确定驾驶员的运动状态，数据处理较简单。

可选地，所述方向盘溃缩控制装置还包括行驶状态获取模块。行驶状态获取模块用于获取所述车辆的行驶状态。该实施例中，运动状态获取模块包括获取子模块，获取子模块用于：当车辆的行驶状态指示车辆发生碰撞时，获取驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

可选地，所述系统还包括以下中的一者或多者：碰撞传感器、前向加速度传感器和侧向加速度传感器。

碰撞传感器与行驶状态获取模块连接，用于检测车辆的碰撞强度，并根据所检测到的碰撞强度生成碰撞信号。

前向加速度传感器与行驶状态获取模块连接，用于检测车辆的前向加速度。

侧向加速度传感器与行驶状态获取模块连接，用于检测车辆的侧向加速度。

通过以上三种传感器中的一者或者多者的结合，能够确定出车辆的行驶状态，从而判断出车辆是否发生碰撞。如前所述，可以在车辆发生碰撞的情况下检测驾驶员在车辆前进方向上相对于方向盘的运动状态。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。