車輛側翻自動破窗控制裝置的製作方法
2023-05-07 20:12:51
本實用新型涉及車輛側翻自動破窗控制裝置，屬於車輛安全運行技術領域。
背景技術：
側翻是汽車安全事故的一種主要形式，尤其是客車的側翻，極易造成群死群傷的重特大交通事故。目前客車通常沒有專門的安全出口，主要採用全封閉車窗。在事故發生後，用放置在車窗旁邊的安全錘打碎玻璃逃生，採用安全錘打碎車窗玻璃需要一定的體力和技巧，當車輛發生側翻後，車內乘員在受傷或慌亂的情況下，通常難以快速打碎玻璃，需要有專門的裝置自動打破車窗，以便人員的快速逃生。
公開號為CN204952009U的中國專利申請公開了一種公共運輸車輛消防綜合防護系統，其中涉及一種自動破窗器，採用人工操作專門的按鍵或開關，才能打碎玻璃，以便乘員可以從車窗逃生。但是，目前的自動破窗器，均是指不需要人力用安全錘擊碎玻璃，只是減少了對乘員體力的要求，未能減少人員的操作，但是當車內司乘人員由於車輛發生交通事故或者其他突發情況後，無法接近按鍵或開關時，就無法操作自動破窗。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種車輛側翻自動破窗控制裝置，用以解決車輛發生側翻時，無法自動實現破窗的問題。
為實現上述目的，本實用新型的方案包括：一種車輛側翻自動破窗控制裝置，包括車身姿態檢測模塊、車速檢測模塊、控制模塊和自動破窗器，所述車身姿態檢測模塊用於檢測車輛的側傾角，所述控制模塊採樣連接所述車身姿態檢測模塊和車速檢測模塊，控制連接所述自動破窗器；控制模塊用於對車身姿態檢測模塊輸出的車輛側傾角信息和車速檢測模塊輸出的車速信息進行處理，當車輛的側傾角大於或者等於一設定角度並保持設定時間、且車速小於或者等於一設定值時，控制自動破窗器動作。
所述自動破窗器的個數為至少兩個，用於設置在車輛左右兩側的車窗處。
所述車身姿態檢測模塊的個數是兩個。
所述車身姿態檢測模塊為角度傾斜傳感器。
本實用新型提供的車輛側翻自動破窗控制裝置中，包括控制模塊和自動破窗器，控制模塊對接收到的數據進行判斷，當滿足破窗條件時，控制自動破窗器動作，所以，該裝置為自動控制裝置，無需設置手動按鍵或者開關，當需要破窗時，自動實現破窗，避免出現車內乘員由於車輛發生交通事故或者其他突發情況後因無法接近按鍵或開關而出現的無法操作破窗的情況，能夠使車內乘員及時逃出車輛，實現車內乘員的自救。
附圖說明
圖1是車輛側翻自動破窗控制裝置結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供的車輛側翻自動破窗控制裝置是一種自動控制裝置，能夠在車輛發生側翻時，無需任何人工操作，控制模塊根據接收到的數據信息自動判斷車輛的狀態，當滿足破窗條件時，由控制模塊自動啟動打碎玻璃的破窗器，車窗玻璃破碎形成逃生窗口，從而保證車內乘員可以儘快逃生。下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
車輛側翻自動破窗控制裝置包括車身姿態檢測模塊、車速檢測模塊、控制模塊和自動破窗器。
其中，車身姿態檢測模塊用於檢測車輛的側傾角，一般情況下為現有的重力感應傳感器，也稱為角度傾斜傳感器，當然，也不排除其他現有的檢測設備。該車身姿態檢測模塊設置在車身的地板或者其他位置水平安裝。另外，在本實施例中，車身姿態檢測模塊的個數是2個，是為了保證車身姿態，即側傾角的準確檢測，避免只有一個因失效或者損壞而帶來的誤判。當然，為了進一步提升準確度，還可以採用更多個車身姿態檢測模塊。
車速檢測模塊用於檢測車輛的速度，可以為現有的速度傳感器。
控制模塊可以為專門設置的控制器，比如單片機，還可以使用車輛本身的控制設備，比如整車控制器。
自動破窗器為目前已公開的設備，比如申請公布號為CN105416219A的中國專利申請文件中公開的炮筒式電磁破窗器。而且，自動破窗器的個數根據實際情況進行設置，比如設置有兩個，分別設置在車輛左右兩側的某一個車窗的側邊角處，當然，為了提高車內乘員的逃出車廂的效率，還可以設置更多個自動破窗器，每個車窗上均設置一個。另外，自動破窗器還可以設置在前擋風玻璃和/或後擋風玻璃處，根據自動破窗器的個數要求進行具體位置的安裝，具體為：當自動破窗器的個數是一個時，可以設置在車輛前擋風玻璃或後擋風玻璃處，當自動破窗器的個數是兩個時，可以都設置在車輛前擋風玻璃和後擋風玻璃中的任意一處，也可以同時設置在車輛前擋風玻璃和後擋風玻璃處。
如圖1所示，控制器採樣連接車身姿態檢測模塊和車速傳感器，控制連接各自動破窗器。車身姿態檢測模塊將檢測到的車輛的側傾角信息輸出給控制器，車速傳感器將檢測到的車輛的速度信息輸出給控制器，控制器根據接收到的數據進行處理和判斷，所以，控制器中設置有邏輯判斷條件，以下對各邏輯判斷條件的設定過程進行說明：
對車輛姿態，即側傾角的判斷，基於以下邏輯：車輛側翻過程中，車身側傾角隨時間的變化是逐漸增大，通常車輛的最大側傾角在28°-32°，當側傾角大於32°度時，車輛的側翻就不可避免；車輛高速行駛在彎道上時，即高速轉彎時，車輛由於離心力的作用產生的側傾，側傾角可能會較大，甚至接近32°，並且，通過常識能夠得到，較小的側傾角可能就會引起側翻。另外，當車輛的側傾角在某一瞬間接近、達到、甚至超過32°時，如果此時車輛受到外部的物體(如樹木、護欄等)的阻礙，可能會使車輛的側傾角變小，此時車輛就消除了側翻風險，所以短時間的側傾未必會導致整車的側翻。但是，如果側傾角超過一定角度且車輛以超過該一定角度的傾斜狀態持續保持一定的時間，則車輛一定會發生側翻。綜上，針對側傾角這一因素，邏輯判斷條件為：側傾角大於或者等於一個設定角度α並保持設定時間t，其中，設定角度和設定時間根據實際情況以及要求的控制精度進行設定，在本實施例中，給出一個設定角度α的取值範圍，為40°-90°，該範圍內的任意一個角度值均可作為設定角度α；給出一個設定時間t的取值範圍，為1s-3s，該範圍內的任意一個時間值均可作為設定時間t。
對車速的判斷，基於以下邏輯：考慮到在側翻過程中可能車輛仍在行駛或者滑行，如果此時打破車窗玻璃，有可能會導致部分車內乘員被甩出車外，進而造成更加嚴重的傷害。因此，需要在發生側翻之後，且車輛的速度小到一定值時，再打破車窗玻璃，才能保證乘員不被甩出，方便乘員的逃生。綜上，針對速度這一因素，邏輯判斷條件為：車速小於或者等於一個設定值，其中，該設定值根據實際情況以及要求的控制精度進行設定，當然，該設定值為一個較小的數值，並且，該設定值越小，越有利於乘員的安全，所以，在本實施例中，給出一個設定值的特殊情況，為0，那麼，該情況下，只存在車速等於0的情況，就不再存在車速小於0的情況。即該邏輯判斷條件為車輛處於停止運動狀態。當然，當設定值不為0，而是一個極小值時，那麼，車輛在小於或者等於該極小值的速度下滑行時，即使車窗被打破，乘員也不會被甩出，進而不會對乘員造成較大的傷害，能夠基本保證乘員的安全。
所以，對車輛側翻狀態的準確判斷，以及對破窗的時機的控制，是本實施例提供的自動破窗裝置起作用的關鍵點。
那麼，控制器根據車輛側傾角信息和車速信息進行處理，當車輛的側傾角大於或者等於一設定角度(比如40°-90°之間的某個值)並保持設定時間(比如1s-3s之間的某個值)、且車速小於或者等於一設定值(比如為0)時，控制器向各自動破窗器發送動作信號，啟動自動破窗器打碎玻璃。而且，由於本實施例中的裝置有兩個車身姿態檢測模塊，那麼，這兩個車身姿態檢測模塊均將檢測到的側傾角信息給控制器，控制器在判斷時，當這兩個側傾角均大於或者等於設定角度並均保持設定時間、且車速小於或者等於一設定值時，控制器向各自動破窗器發送動作信號，啟動自動破窗器打碎玻璃。
另外，該車輛側翻自動破窗控制裝置可以包括報警裝置，控制器控制連接該報警裝置(圖中未畫出)，當側翻時，控制器在控制自動破窗器動作的同時，給報警裝置一個信號，控制報警裝置發出報警信號，以告知附近的人員，使其參與到營救中。而且，該車輛側翻自動破窗控制裝置還可以包括無線通訊模塊，控制器連接該無線通訊模塊(圖中未畫出)，當側翻時，控制器在控制自動破窗器動作的同時，通過無線通訊模塊向遠端監控中心發送求救信號，使後臺工作人員及時獲知，以部署營救措施。
該自動破窗控制裝置在車輛上安裝後，如果用車身實際的側傾角來驗證裝置的工作情況，必然會導致破窗器打碎車窗，這是不現實的，所以需要進行裝置自行檢測，在不打碎車窗的前提下檢測裝置是否能正常工作。自檢方案是：控制器在車輛通電之後，檢測車身姿態檢測模塊是否有輸出信號，用以判斷車身姿態檢測模塊是否正常，同時根據檢測設備來檢測自動破窗器的電路是否為通路，並將信號輸出給控制器，控制器用以判斷自動破窗器是否正常，如果兩者均正常時，裝置自檢結果為正常；當兩者中有至少一個不正常時，比如車身姿態檢測模塊無輸出信號，或者自動破窗器電路為斷路時，裝置自檢結果為故障。
目前常用的自動破窗器，採用的是用一定的電流控制氣體發生器產生氣體，推動錐形的金屬破窗部件來打碎玻璃。其中，電流過大或過小的電流都不會引起動作，比如破窗器只在1.0-1.4A的電流條件下起動作，那麼可以採用0.1A的檢測電流來檢測破窗器是否為通路，該電流不但能夠保證正常檢測，而且不會引起破窗器動作。
以上給出了具體的實施方式，但本實用新型不局限於所描述的實施方式。本實用新型的基本思路在於上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本實用新型的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數並不需要花費創造性勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護範圍內。