一种车辆后排乘员的面部保护系统的制作方法

本申请涉及安全保护技术领域，尤其涉及一种车辆后排乘员的面部保护系统。

背景技术：

随着汽车技术不断发展，车辆的行驶密度及速度不断攀升，导致安全事故频发。当车辆之间发生正面碰撞时，车辆后排乘员高速冲击前排座椅，后排乘员的面部将会受到严重伤害。并且，若车辆后排乘员佩戴眼镜，则一旦佩戴眼镜的后排乘员正面撞击前排座椅，眼镜对后排乘员可造成二次伤害。

目前，车辆缺少对后排佩戴眼镜乘员的面部保护系统。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种车辆后排乘员的面部保护系统，用于保护车辆后排佩戴眼镜乘员的面部免受伤害。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括座椅骨架、安装在座椅骨架上的防碰撞模块；所述防碰撞模块包括卡槽、躲避块和普通磁铁；所述系统还包括电流换向控制模块，所述电流换向控制模块包括电磁铁；

所述卡槽安装在所述座椅骨架上，包括上卡槽和下卡槽；

所述躲避块安装于上卡槽和下卡槽之间；

所述普通磁铁安装于所述躲避块的尾部；

所述电磁铁正对于所述普通磁铁，安装于所述座椅骨架上，用于当接收到电流换向信号后，和所述普通磁铁相互吸引，使得所述躲避块在所述上卡槽和所述下卡槽之间向车辆前进方向移动；所述电流换向信号为当所述车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由所述电流换向控制模块产生的。

可选的，所述防碰撞模块还包括弹性元件；

所述弹性元件连接所述躲避块和所述座椅骨架，当所述电磁铁未接收到所述电流换向信号时，所述弹性元件，用于所述后排乘员触碰所述躲避块时，所述躲避块的自动复位。

可选的，当所述电磁铁未接收到所述电流换向信号时，所述普通磁铁和所述电磁铁处于相互排斥状态。

可选的，所述电流换向控制模块还包括：h桥电路；所述电磁铁为所述h桥电路中的电磁铁；

当所述车辆紧急制动产生的制动加速度超过所述预设值时，所述h桥电路中的电流方向由第一方向转化为第二方向；所述h桥电路中的电流方向包括所述第一方向和所述第二方向；

当所述h桥电路中的电流方向为所述第二方向时，产生所述电流换向信号。

可选的，所述电流换向控制模块还包括：轮速传感器、电子控制单元、控制器、控制臂；

所述轮速传感器安装于所述车辆的任一车轮上，用于检测所述车轮的转速信号，并将所述转速信号发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元，用于接收所述转速信号，并判断车辆紧急制动产生的制动加速度是否超过所述预设值，若是，则产生状态切换指令，并将所述状态切换指令发送给所述控制器；

所述控制器，用于在接收到所述状态切换指令后，产生动作指令，并将所述动作指令发送给所述控制臂；

所述控制臂，用于接收所述动作指令，控制所述h桥电路中的电流方向由所述第一方向转化为所述第二方向。

可选的，所述系统还包括：模式切换开关；所述模式切换开关安装于所述座椅骨架上，用于控制所述电流换向控制模块的通断。

可选的，所述电流换向控制模块还包括：直流电源。

可选的，所述模式切换开关包括开启模式和关闭模式；当所述模式切换开关为开启模式时，所述模式切换开关用于控制所述电流换向控制模块中的所述直流电源接通；当所述模式切换开关为关闭模式时，所述模式切换开关用于控制所述电流换向控制模块中的所述直流电源关闭。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括：座椅骨架、安装在座椅骨架上的防碰撞模块。其中，防碰撞模块包括卡槽、躲避块和普通磁铁。该系统还包括电流换向控制模块，电流换向控制模块包括电磁铁。防碰撞模块中的卡槽安装在座椅骨架上，卡槽包括上卡槽和下卡槽。躲避块安装于上卡槽和下卡槽之间。普通磁铁安装于躲避块的尾部。电磁铁正对于普通磁铁，安装于座椅骨架上。当电磁铁接收到电流换向信号后，电磁铁在换向电流的作用下和普通磁铁相互吸引，使得躲避块在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。其中，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的。通过本申请提供的车辆后排乘员的面部保护系统，当车辆紧急制动时，车辆后排乘员会高速冲击前排座椅。为了保护车辆后排乘员的面部，车辆中的电磁铁会接收到当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的电流换向信号。当电磁铁接收到电流换向信号时，电磁铁在换向电流的作用下，产生与普通磁铁相吸引的磁力，吸引普通磁铁。由于普通磁铁安装于躲避块的尾部，则当电磁铁吸引普通磁铁时，躲避块在普通磁铁的带动作用下，会在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。此时，由于前排座椅中的躲避块向车辆前进方向移动，实现了躲避块自动躲避后排乘员面部眼镜区域的功能，为后排乘员面部眼镜区域留出安全空间，避免了后排乘员的眼镜和前排座椅碰撞所带来的二次伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆后排乘员的面部保护系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电流换向控制模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种车辆后排乘员的面部保护方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，下面先对本申请实施例的背景技术进行说明。

目前，随着汽车技术的不断发展，车辆的行驶密度及速度都在不断攀升，道路上的安全事故频发。当车辆正常行驶时，车辆的轮速保持正常。当发生安全事故时，车辆紧急制动，车辆的转速会发生急剧的变化。并且，后排乘员会高速冲击前排座椅，后排乘员撞击到前排座椅会产生较大的反作用力，对后排乘员的面部造成较大的伤害。当后排乘员佩戴眼镜时，眼镜有磕碰前排座椅的风险，若眼镜破碎，将对后排乘员的眼部造成伤害，引起对后排乘员的面部的二次伤害。

车辆中大多安装有安全气囊，安全气囊一般安装在驾驶员前面的方向盘中央或前排乘员正前方的仪表板内。在发生安全事故时，安全气囊可以用来保护前排乘员的头颈免受伤害。而对于后排乘员，一般由安装在座椅外侧的侧面气囊进行保护。在发生安全事故时，侧面气囊没有办法保护后排乘员的面部，更无法免除后排乘员因佩戴眼镜造成的二次伤害。

基于此，本申请实施例提供了一种车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括：座椅骨架、安装在座椅骨架上的防碰撞模块，其中，防碰撞模块包括卡槽、躲避块和普通磁铁。该系统还包括电流换向控制模块，电流换向控制模块包括电磁铁。防碰撞中的卡槽安装在座椅骨架上，卡槽包括上卡槽和下卡槽。躲避块安装于上卡槽和下卡槽之间。普通磁铁安装于躲避块的尾部。电磁铁正对于普通磁铁，安装于座椅骨架上。当电磁铁接收到电流换向信号后，电磁铁在换向电流的作用下和普通磁铁相互吸引，使得躲避块在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。其中，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的。

为了便于理解本申请实施例提供的车辆后排乘员的面部保护系统，下面结合图1对本申请实施例提供的车辆后排乘员的面部保护系统的结构进行说明，其中，图1为本申请实施例提供的一种车辆后排乘员的面部保护系统的结构示意图。

参见图1，本申请实施例提供了一种车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括：座椅骨架1、安装在座椅骨架上的防碰撞模块。其中，防碰撞模块包括卡槽2、躲避块3和普通磁铁4。该系统还包括电流换向控制模块5，电流换向控制模块5包括电磁铁6。防碰撞模块中的卡槽2安装在座椅骨架1上，如图1所示，卡槽2包括上卡槽和下卡槽。躲避块3安装于上卡槽和下卡槽之间。普通磁铁4安装于躲避块3的尾部。电磁铁6正对于普通磁铁4，安装于座椅骨架1上。当电磁铁6接收到电流换向信号后，电磁铁6在换向电流的作用下和普通磁铁4相互吸引，使得躲避块3在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。其中，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块5产生的。可以理解的是，制动加速度的预设值根据实际情况进行设定，这里不对制动加速度的预设值进行限定。需要说明的是，当电流换向控制模块5处于工作状态时，车辆后排乘员的面部保护系统处于保护模式。

需要说明的是，电磁铁6未接收到电流换向信号时，普通磁铁4和电磁铁6处于相互排斥状态。当电磁铁6接收到电流换向信号时，电磁铁6在换向电流的作用下，产生磁极的转换，进而普通磁铁4和电磁铁6之间由相互排斥状态转换为相互吸引状态。

还需要说明的是，本申请实施例提供的防碰撞模块安装在车辆的座椅内部。如图1所示，作为一种示例，本申请实施例提供的防碰撞模块安装在车辆的前排座椅的座椅骨架内部，当车辆发生安全事故时，用来保护后排座椅上的后排乘员的面部免受伤害。可以理解的是，防碰撞模块在座椅骨架内部的安装位置视实际情况而定。在一些实施方式中，可以预先模拟在车辆发生碰撞时，后排乘员面部眼镜区域冲击前方座椅的位置，并将防碰撞模块安装在后排乘员面部眼镜区域冲击前方座椅的位置。

在一些实施方式中，车辆后排乘员的面部保护系统中的防碰撞模块还包括弹性元件7，如图1所示。其中，弹性元件7可以选为复位弹簧。弹性元件7连接躲避块3和座椅骨架1。弹性元件7连接躲避块3的一侧和普通磁铁4连接躲避块3的一侧属于同一侧，弹性元件7和普通磁铁4共同连接了躲避块3的同一侧。在车辆正常行驶的过程中，躲避块3的未连接弹性元件7和普通磁铁4的一侧紧挨座椅骨架1，此为躲避块3的初始状态。当躲避块3为初始状态时，弹性元件7处于压缩状态，此时弹性元件7的压缩量可以根据实际需要进行设置。需要注意的是，此时弹性元件7未达到弹性元件本身的最大压缩量。

当车辆正常行驶、电流换向控制模块5处于工作状态，但电磁铁6未接收到电流换向信号时，若后排乘员误触了躲避块3，在误触解除时，躲避块3最终会恢复到原来的状态。具体地，在误触解除时，躲避块3会在弹性元件7的回弹力，以及普通磁铁4与电磁铁6之间排斥力的共同作用下，复位到初始状态。即此时弹性元件7的回弹力和磁铁之间的排斥力需要满足能够使得误触解除时，躲避块3复位到初始状态。可以理解的是，当躲避块3处于初始状态时，弹性元件7为压缩状态。当躲避块3被误触时，弹性元件7进一步被压缩。则当误触解除时，弹性元件7会产生回弹力。另外，当电磁铁6未接收到电流换向信号时，普通磁铁4与电磁铁6之间存在排斥力，该排斥力与后排乘员误触碰时产生的作用力是相反的力。则一旦误触解除时，普通磁铁4和电磁铁6之间的排斥力会辅助弹性元件7复位到初始状态。需要说明的是，普通磁铁4和电磁铁6之间的排斥力大小与两个磁铁的磁性以及彼此之间的空间距离相关，可根据实际情况进行设定，这里不对两者之间的排斥力做任何限定。可以理解的是，普通磁铁4和电磁铁6之间的排斥力可以为躲避块3位于初始状态时磁铁之间的初始排斥力，也可以为躲避块3被误触时磁铁之间的排斥力。

在一些实施方式中，车辆后排乘员的面部保护系统还包括模式切换开关8，如图1所示。模式切换开关8用于控制电流换向控制模块5的通断。当模式切换开关8为开启模式时，控制电流换向控制模块5中电路的接通，电流换向控制模块5处于工作状态，使得车辆后排乘员的面部保护系统开启保护模式。当模式切换开关8为关闭模式时，控制电流换向控制模块5中电路的关闭，使得车辆后排乘员的面部保护系统关闭保护模式。

需要说明的是，当模式切换开关8处于开启模式时，电流换向控制模块5接通。此时，电流换向控制模块5在车辆后排乘员的面部保护系统中用于控制电路中电流方向的转换，产生换向电流，进一步通过换向电流来控制电磁铁6的磁极转换。

还需要说明的是，当模式切换开关8处于关闭模式时，若后排乘员误触了躲避块3，躲避块3最终会在弹性元件7的回弹力的作用下恢复到初始状态。可以理解的是，当模式切换开关8处于关闭模式时，普通磁铁4和电磁铁6之间不产生排斥力。当躲避块3被误触时，弹性元件7被进一步压缩，则当误触解除时，弹性元件7会产生回弹力。此时，躲避块3会在弹性元件7的回弹力的作用下复位到初始状态。

通过本申请实施例提供的车辆后排乘员的面部保护系统，当车辆紧急制动时，车辆后排乘员会高速冲击前排座椅。为了保护车辆后排乘员的面部，车辆中的电磁铁会接收到当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的电流换向信号。当电磁铁接收到电流换向信号时，电磁铁在换向电流的作用下，产生与普通磁铁相吸引的磁力，吸引普通磁铁。由于普通磁铁安装于躲避块的尾部，则当电磁铁吸引普通磁铁时，躲避块在普通磁铁的带动作用下，会在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。此时，由于前排座椅中的躲避块向车辆前进方向移动，则后排佩戴眼镜乘员即便高速冲击前排座椅，也不会产生和前排座椅的反作用力，因此不会使面部受到伤害，更不会因为佩戴眼镜而受到二次伤害。

当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时，车辆中的电磁铁6会收到电流换向控制模块5发送的电流换向信号，进而电磁铁6在换向电流的作用下，和普通磁铁4相互吸引，从而使得躲避块在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。其中，当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时，电流换向控制模块5会产生电流换向信号，下面将结合图2对电流换向控制模块5产生电流换向信号的具体过程进行详细的说明。图2为本申请实施例提供的电流换向控制模块的结构示意图。

如图2所示，电流换向控制模块5还包括：h桥电路。h桥电路用于控制电流换向控制模块5的电路中的电流方向转换。h桥电路包括如图2所示的p型场效应管q1、q2，n型场效应管q3、q4以及电磁铁6。

电流换向控制模块5产生电流换向信号的过程如下：

当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时，h桥电路中的电流方向由第一方向转化为第二方向；h桥电路中的电流方向包括第一方向和第二方向；

当h桥电路中的电流方向为第二方向时，产生电流换向信号。

需要说明的是，当车辆正常行驶时，车辆的车轮转速保持正常，此时h桥电路中的电流方向为第一方向。当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时，h桥电路中的电流方向由第一方向转化为第二方向，产生电流换向信号。

如图2所示，电流换向控制模块5还包括：轮速传感器9、电子控制单元10、控制器11、控制臂。其中，控制臂包括控制臂121和控制臂122。

轮速传感器9安装于车辆的任一车轮上，用于检测车轮的转速信号，并将转速信号发送给电子控制单元10；

电子控制单元10，用于接收转速信号，并判断车辆紧急制动产生的制动加速度是否超过预设值，若是，则产生状态切换指令，并将状态切换指令发送给控制器；

控制器11，用于在接收到状态切换指令后，产生动作指令，并将动作指令发送给控制臂；

控制臂，用于接收动作指令，控制h桥电路中的电流方向由第一方向转化为第二方向。

需要说明的是，当车辆正常行驶时，电子控制单元10接收到的车辆的转速信号中的转速保持正常。电子控制单元10通过接收到的转速信号计算得到车辆的加速度，此时车辆的加速度也保持正常。此时，控制臂121保持高电平，控制臂122保持低电平，p型场效应管q1和n型场效应管q4导通，电流换向控制模块5的电路中的电流从q1经过电磁铁6的线圈流向q6，此为电路中电流方向中的第一方向。当车辆紧急制动时，车辆的加速度会发生变化，电子控制单元10通过判断进而确定车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值。此时，电子控制单元10产生状态切换指令，并将状态切换指令发送给控制器11。控制器11在接收到状态切换指令后，产生动作指令，并将动作指令发送给控制臂。控制臂在接收到动作指令后，使得控制臂122保持高电平，控制臂121保持低电平。此时，p型场效应管q2和n型场效应管q3导通，电流换向控制模块5的电路中的电流从q3经过电磁铁6的线圈流向q2，此为电路中电流方向中的第二方向。电磁铁6的线圈中的电流由第一方向转化为第二方向，导致电磁铁6的磁极发生转换，电磁铁6和普通磁铁4之间由相互排斥转换为相互吸引，并带动躲避块3在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进的方向移动，防止后排乘员的面部眼镜区域撞击前方座椅。

在一些实施方式中，电子控制单元10接收转速信号后，将转速信号通过can总线传递给控制器11。

需要说明的是，h桥电路用于控制电磁铁6的线圈中的电流方向进行转换，进一步控制电磁铁6的磁极的转换。

还需要说明的是，控制臂控制场效应管的状态切换，进而控制h桥电路中线圈的电流方向。

可以理解的是，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时，由电流换向控制模块产生的。具体实现时，电流换向信号具体指电磁铁6的线圈中的电流方向由第一方向转换为了第二方向。

在一些实施方式中，电流换向控制模块还包括直流电源，则当模式切换开关8为开启模式时，控制电流换向控制模块5中的直流电源接通，使得车辆后排乘员的面部保护系统开启保护模式。当模式切换开关8为关闭模式时，控制电流换向控制模块5中直流电源的切断，使得车辆后排乘员的面部保护系统关闭保护模式。

本申请实施例还提供了一种车辆后排乘员的面部保护方法，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种车辆后排乘员的面部保护方法的流程图。所述方法用于车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括座椅骨架、安装在座椅骨架上的防碰撞模块；防碰撞模块包括躲避块、卡槽、弹性元件和普通磁铁；系统还包括电流换向控制模块，电流换向控制模块包括电磁铁。本申请实施例提供的方法包括如图3所示的s301-s302：

s301：电磁铁接收电流换向信号，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的；

s302：电磁铁和普通磁铁相互吸引，使得躲避块在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述电流换向控制模块还包括h桥电路，所述方法还包括：

当所述车辆紧急制动产生的制动加速度超过所述预设值时，所述h桥电路中的电流方向由第一方向转化为第二方向；所述h桥电路中的电流方向包括所述第一方向和所述第二方向；当所述h桥电路中的电流方向为所述第二方向时，产生所述电流换向信号。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述电流换向控制模块还包括：轮速传感器、电子控制单元、控制器、控制臂；

所述轮速传感器检测所述车轮的转速信号，并将所述转速信号发送给所述电子控制单元；

所述电子控制单元接收所述转速信号，并判断车辆紧急制动产生的制动加速度是否超过所述预设值，若是，则产生状态切换指令，并将所述状态切换指令发送给所述控制器；

所述控制器在接收到所述状态切换指令后，产生动作指令，并将所述动作指令发送给所述控制臂；

所述控制臂接收所述动作指令，控制所述h桥电路中的电流方向由所述第一方向转化为所述第二方向。

通过本申请实施例提供的车辆后排乘员的面部保护方法，该方法应用于车辆后排乘员的面部保护系统，该系统包括座椅骨架、安装在座椅骨架上的防碰撞模块。防碰撞模块包括躲避块、卡槽、弹性元件和普通磁铁。系统还包括电流换向控制模块，电流换向控制模块包括电磁铁。电磁铁接收电流换向信号，电流换向信号为当车辆紧急制动产生的制动加速度超过预设值时由电流换向控制模块产生的。电磁铁接收到电流换向信号之后，电磁铁和普通磁铁相互吸引，使得躲避块在上卡槽和下卡槽之间向车辆前进方向移动。该方法实现了躲避块自动躲避后排乘员面部眼镜区域的功能，避免了佩戴眼镜的后排乘员和前排座椅相撞所带来的伤害。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。