專利名稱：車輛墜落保護系統(tǒng)以及保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車安全領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛墜落保護系統(tǒng)以及保護方法。
背景技術(shù)：
高速公路的廣泛應(yīng)用和汽車技術(shù)的發(fā)展使得車輛行駛速度不斷提高，同時也帶來了一些安全隱患:車輛行駛在地勢較高的路段(山路或高架橋)時，由于車速過快或地面狀況較差(如:積雪路、泥濘路)，會出現(xiàn)車輛駛離路面發(fā)生墜落的危險，從而造成車輛損壞，人員傷亡。中國專利申請CN200710095947提供了一種汽車安全系統(tǒng)，在汽車安裝電腦系統(tǒng)，在車頭、車尾、四個車輪、碼表裝置感應(yīng)設(shè)備，感應(yīng)設(shè)備與電腦系統(tǒng)相連，駕駛室安裝安全氣囊，在車尾安裝降落傘，安全氣囊和降落傘由電腦系統(tǒng)控制，四個車輪感應(yīng)設(shè)備根據(jù)車輪在車身上移動的距離產(chǎn)生數(shù)據(jù)給電腦系統(tǒng)，電腦系統(tǒng)跟據(jù)車輪提供數(shù)據(jù)分析的路面狀況，對司機進行的語音提示，當四個車輪完全離開地面時，四個車輪感應(yīng)設(shè)備通知電腦系統(tǒng)彈出安全氣囊和降落傘。在該申請中，降落傘設(shè)置在車尾，車輛在墜落過程中不易于平穩(wěn)落地，車輛容易受到損壞，嚴重時甚至使車內(nèi)人員傷亡，安全系數(shù)較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種車輛墜落保護系統(tǒng)以及保護方法，能夠在車輛從高處路面脫離發(fā)生墜落時，使車輛緩慢下降，平穩(wěn)著陸，有效保證車輛和車內(nèi)乘員安全。根據(jù)本發(fā)明的一個目的，本發(fā)明提供了一種車輛墜落保護系統(tǒng)，用于當車輛發(fā)生墜落時，防止車輛和乘員受到傷害，包括:降落傘，所述降落傘設(shè)置在車輛頂蓋上；

氣囊，所述氣囊設(shè)置在車輛地板下表面；以及執(zhí)行模塊，用于當車輛發(fā)生墜落時，打開所述降落傘，且同時使所述氣囊充氣膨脹。在一種實施方式中，當所述氣囊充氣膨脹后，所述氣囊內(nèi)部的氣壓為0.9-1.2MPa，且所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度是所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。在一種實施方式中，所述氣囊具有將所述氣囊內(nèi)的氣體釋放出來的單向閥，當所述車輛發(fā)生墜落后，所述地板下表面的氣囊與地面接觸時，所述單向閥開啟，所述單向閥的放氣速率設(shè)置成所述氣囊在放氣0.3-0.5秒時，所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度與所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度相同。優(yōu)選地，所述氣囊外表面由隔熱、耐磨材料制成。在一種實施方式中，所述氣囊外表面涂有氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層，在所述氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層中均勻分布有碳纖維。在一種實施方式中，所上述系統(tǒng)還可以包括第一點火開關(guān)以及第一氣體發(fā)生器，用于當車輛發(fā)生墜落時對所述氣囊進行充氣。在一種實施方式中，上述系統(tǒng)也還可以包括第二點火開關(guān)以及第二氣體發(fā)生器，用于當車輛發(fā)生墜落時打開所述降落傘。優(yōu)選地，本發(fā)明的車輛墜落保護系統(tǒng)，還可以包括:監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況；判斷模塊，當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面時，判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落；以及所述執(zhí)行模塊，具體用于當判斷模塊判定車輛發(fā)生墜落后，開啟第一點火開關(guān)以及第二點火開關(guān)，從而打開所述降落傘以及向所述氣囊充氣。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提供了一種車輛墜落保護方法，包括:監(jiān)測步驟:實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況；判定步驟:當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面時，則判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落；以及執(zhí)行步驟:當判斷車輛發(fā)生墜落后，打開設(shè)置在車輛頂蓋上的降落傘，同時對設(shè)置在車輛地板下表面的氣囊充氣，使得所述氣囊內(nèi)的氣壓為0.9-1.2MPa，且所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度是所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。在一種實施方式中，上述方法還可以包括放氣步驟:當所述地板下表面的氣囊與地面接觸時，將所述氣囊放氣，且當放氣0.3-0.5秒時，所述氣囊下表面距離車 輛地板下表面的高度與所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度相同。本發(fā)明的車輛墜落保護系統(tǒng)，當汽車由于車速過快駛出道路發(fā)生墜落時，打開車輛頂蓋上的降落傘和地板下方的氣囊。降落傘張開后迎風面積增加，空氣阻力增大，使車輛的下墜速度迅速減小。當車輛緩慢落地時，地板下方的氣囊與地面發(fā)生作用，氣囊被壓縮，此時單向閥打開，氣囊中的氣體逐漸放出，從而保證車輛平穩(wěn)著陸，緩解了地面對車輛的沖擊，有效保護了車輛和乘員安全。


圖1為車輛采用本發(fā)明實施例的車輛墜落保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為車輛采用本發(fā)明實施例的車輛墜落保護方法的流程示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實施例進行詳細描述。本發(fā)明的車輛墜落保護系統(tǒng)，用于當車輛發(fā)生墜落時，防止車輛和乘員受到傷害。如圖1所示，保護系統(tǒng)可以包括降落傘2，氣囊3以及執(zhí)行模塊(圖中未示出)。降落傘2設(shè)置在車輛10頂蓋上。氣囊3設(shè)置在車輛10地板下表面。執(zhí)行模塊用于當車輛發(fā)生墜落時，打開降落傘2，且同時使氣囊3充氣膨脹。在一個實施例中，降落傘2可以由安裝支架I固定在車輛10頂蓋上。在一個實施例中，當氣囊3充氣膨脹后，氣囊3與地面直接接觸且車輛輪胎與地面不接觸。氣囊3內(nèi)的氣壓大小需要選取合適的范圍。若氣壓太大，當氣囊3與地面接觸受壓時容易發(fā)生爆炸危險，反而不利于車輛及乘客的安全。而氣壓太低，當氣囊3與地面相互作用時發(fā)揮不出其緩沖的作用。大量試驗表明，氣囊3內(nèi)部的氣壓最好為0.9-1.2MPa，此時既能發(fā)揮其緩沖作用，同時又能避免氣囊爆炸的危險。當氣囊3內(nèi)氣壓選在0.9-1.2MPa之間時，氣囊3下表面距離車輛地板下表面的高度最好是車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。這樣，即使氣囊3被向下壓縮，也不至于使車輛輪胎與地面直接接觸。試驗表明，氣囊3與地面發(fā)生作用的最佳緩沖時間為0.3-0.5秒，時間太長，氣囊3 —直與地面相互作用，車輛會發(fā)生顛簸，車內(nèi)乘客會感覺不適，且不利于車輛進行制動。特別是如果車輛墜落后降落在山坡上，由于輪胎沒有完全著地，而此時氣囊3上下起伏不穩(wěn)，容易發(fā)生翻車的危險。而時間太短，緩沖的效果微乎其微。因此，為了保證車輛平穩(wěn)著地，需要在氣囊3與地面作用
0.3-0.5秒時將氣囊3內(nèi)部的氣體釋放出來，使得車輛輪胎能夠著地。因此，可以在氣囊3上設(shè)置用于將氣體釋放出來的單向閥4，當氣囊3與地面接觸時，單向閥4即開啟放氣。當單向閥4在放氣0.3-0.5秒時，能夠使氣囊3下表面距離車輛地板下表面的高度與車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度相同，使得車輛能夠平穩(wěn)著陸。為了避免氣囊3與地面作用時，由于摩擦導(dǎo)致其外表面發(fā)熱受損或被堅硬物體損壞，氣囊3的外表面由隔熱、耐磨材料制成。為了便于氣囊3在不使用時易于收納，在一個實施例中，氣囊3外表面涂有氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層，優(yōu)選在氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層中均勻分布有碳纖維。在一個實施例中，本發(fā)明的保護系統(tǒng)還可以包括第一點火開關(guān)以及第一氣體發(fā)生器(圖中未示出)，用于當車輛發(fā)生墜落時，對地板下方的氣囊3進行充氣。在一個實施例中，本發(fā)明的保護系統(tǒng)也可以包括第二點火開關(guān)以及第二氣體發(fā)生器(圖中未示出)，用于當車輛發(fā)生墜落時打開降落傘2。第一點火開關(guān)、第二點火開關(guān)均可以通過手動控制開啟。但有時墜落事故發(fā)生得太突然，駕駛員沒有反應(yīng) 過來，從而來不及手動開啟。因此在一個實施例中，本發(fā)明的車輛墜落保護系統(tǒng)還可以包括監(jiān)測模塊、判斷模塊。監(jiān)測模塊用于實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況。判斷模塊用于判斷車輛是否發(fā)生墜落。由于在正常行駛情況下，如車輛在下坡時若路面不平坦，較容易發(fā)生車輛全部輪胎離開地面的情況，不能簡單地認為只要車輛全部輪胎離地即發(fā)生墜落。因此，判定模塊可以按以下方式進行判斷:當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面時，判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落。執(zhí)行模塊則用于當判斷模塊判定車輛發(fā)生墜落后，開啟第一點火開關(guān)以及第二點火開關(guān)，從而打開降落傘2以及對氣囊3進行充氣。監(jiān)測模塊、判斷模塊以及執(zhí)行模塊均可以集成到車載電腦ECU中。當車輛發(fā)生墜落后地板下表面的氣囊與地面接觸時，可以由ECU控制開啟該單向閥4。下面結(jié)合圖2描述本發(fā)明的車輛墜落保護系統(tǒng)的工作方法。首先執(zhí)行監(jiān)測步驟201，通過傳感器實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況，然后判定步驟202根據(jù)監(jiān)測步驟201監(jiān)測的信息判斷是否發(fā)生墜落。當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面，則判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落。當判定步驟202判斷車輛發(fā)生墜落后，執(zhí)行步驟203，ECU開啟第一點火開關(guān)和第二點火開關(guān)，第一氣體發(fā)生器和第二氣體發(fā)生器中發(fā)生化學反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量氣體，將降落傘2打開，并同時對氣囊3進行充氣。當氣囊內(nèi)壓力充至0.9-1.2MPa時，氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度恰好是車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。降落傘2張開后迎風面積增加，空氣阻力增大，使車輛的下墜速度迅速減小。當車輛地板下方的氣囊3與地面發(fā)生作用時，氣囊3被壓縮，此時執(zhí)行放氣步驟204，E⑶將氣囊3上的單向閥4打開，氣囊3在放氣0.3-0.5秒時，氣囊3下表面距離車輛地板下表面的高度與車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度基本相同。從而保證車輛平穩(wěn)著陸，緩解了地面對車輛的沖擊，有效保護了車輛和乘員安全。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護 范圍。
權(quán)利要求
1.一種車輛墜落保護系統(tǒng)，用于當車輛發(fā)生墜落時，防止車輛和乘員受到傷害，其特征在于，包括: 降落傘，所述降落傘設(shè)置在車輛頂蓋上； 氣囊，所述氣囊設(shè)置在車輛地板下表面；以及 執(zhí)行模塊，用于當車輛發(fā)生墜落時，打開所述降落傘，且同時使所述氣囊充氣膨脹。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，當所述氣囊充氣膨脹后，所述氣囊內(nèi)部的氣壓為0.9-1.2MPa，且所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度是所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊具有將所述氣囊內(nèi)的氣體釋放出來的單向閥，當所述車輛發(fā)生墜落后，所述地板下表面的氣囊與地面接觸時，所述單向閥開啟，所述單向閥的放氣速率設(shè)置成所述氣囊在放氣0.3-0.5秒時，所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度與所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊外表面由隔熱、耐磨材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊外表面涂有氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層，在所述氫化丁腈橡膠/粘土納米復(fù)合材料層中均勻分布有碳纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一點火開關(guān)以及第一氣體發(fā)生器，用于當車輛發(fā)生墜落時對所述氣囊進行充氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二點火開關(guān)以及第二氣體發(fā)生器，用于當車輛發(fā)生墜落時打開所述降落傘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛墜落保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況； 判斷模塊，當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面時，判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落；以及 所述執(zhí)行模塊，具體用于當判斷模塊判定車輛發(fā)生墜落后，開啟第一點火開關(guān)以及第二點火開關(guān)，從而打開所述降落傘以及向所述氣囊充氣。
9.一種車輛墜落保護方法，其特征在于，包括: 監(jiān)測步驟:實時監(jiān)測車輛輪胎與地面接觸情況； 判定步驟:當車輛所有輪胎均離開地面且在預(yù)定時間內(nèi)沒有任何輪胎接觸地面時，則判斷車輛發(fā)生墜落，否則判斷車輛沒有發(fā)生墜落；以及 執(zhí)行步驟:當判斷車輛發(fā)生墜落后，打開設(shè)置在車輛頂蓋上的降落傘，同時對設(shè)置在車輛地板下表面的氣囊充氣，使得所述氣囊內(nèi)的氣壓為0.9-1.2MPa，且所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度是所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度的1.8-2.1倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛墜落保護方法，其特征在于，還包括放氣步驟: 當所述地板下表面的氣囊與地面接觸時，將所述氣囊放氣，且當放氣0.3-0.5秒時，所述氣囊下表面距離車輛地板下表面的高度與所述車輛輪胎最下端距離車輛地板下表面的高度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車輛墜落保護系統(tǒng)以及保護方法。所述車輛墜落保護系統(tǒng)，用于當車輛發(fā)生墜落時，防止車輛和乘員受到傷害，包括降落傘，所述降落傘設(shè)置在車輛頂蓋上；氣囊，所述氣囊設(shè)置在車輛地板下表面；以及執(zhí)行模塊，用于當車輛發(fā)生墜落時，打開所述降落傘，且同時使所述氣囊充氣膨脹。本發(fā)明車輛墜落保護系統(tǒng)，當汽車由于車速過快駛出道路發(fā)生墜落時，打開車輛頂蓋上的降落傘和地板下方的氣囊。降落傘張開后迎風面積增加，空氣阻力增大，使車輛下墜速度迅速減小。當車輛落地時，地板下方的氣囊與地面發(fā)生作用，氣囊被壓縮，此時單向閥打開，氣囊中的氣體逐漸放出，從而保證車輛平穩(wěn)著陸，緩解了地面對車輛的沖擊，有效保護車輛和乘員安全。
文檔編號B60R19/02GK103223912SQ20131012113
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者夏華清, 湯小生, 馬芳武, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司