[0001] 本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种车辆落水自救系统及方法。

[0002] 在现代生活中，车辆已成为人们生活中的重要交通工具之一。但车辆给人们带来方便的同时，也带来了很多安全隐患问题，例如，常见的车辆落水事故，事故中驾乘人员的生命安全受到严重威胁。车辆落水后，蓄电池浸水，车辆电控系统发生短路，绝大部分电子元器件均无法正常使用。若车门车窗不能正常解锁，驾乘人员将无法从车窗安全撤离，驾乘人员自救机率很小，且由于车身重量过大，下沉速度快，驾乘人员自救有效时间很短，发声溺亡的概率大。

[0003] 现在，很多车辆制造生产商，为了进一步提高车辆的安全性，开发了以下几种车辆落水自救系统：

[0004] 1.车窗车门自启方式自救，即车辆发生落水事故后，车窗车门在机械或电控装置控制下，自动爆破车窗或自启车门，给乘员创造逃生通道。

[0005] 2.可分离的驾驶舱或座椅方式自救，该方式主要运用机械结构，不受电路系统浸水损坏的影响，主要适用于中大型货车等。

[0006] 3.驾乘人员供氧供气方式自救，在车辆完全沉入水中时的一种自救方法。

[0007] 发明人在实施过程中发现，传统技术中所采用的车辆落水自救系统至少具有以下缺点：

[0008] 车窗车门自启方式自救在车窗爆破时可能会对驾乘人员造成二次伤害，且当车辆完全沉没在水中时，水压过大导致自启车门难度大，自救的可靠性差，可分离的驾驶舱或座椅方式的自救在车头先入水的情况下，难以达到自救的目的，自救可靠性差，驾乘人员供氧供气方式自救，主要在车辆全部沉入水中才起作用，只能为驾乘人员争取一些时间，并未从根本上解决自救的问题，自救可靠性差。综上，传统技术所采用的车辆自救方式均存在可靠性差的问题。

[0050] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

[0051] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0052] 一种车辆落水自救系统，如图1所示，包括：车身姿态检测单元10，落水检测单元20，控制单元30，车身姿态调整气囊40，防沉气囊50和气体供应单元60；气体供应单元60分别与车身姿态调整气囊40、防沉气囊50通过充气管路连接；车身姿态检测单元10用于检测车辆的车身姿态；落水检测单元20用于检测落水信号；控制单元30分别与车身姿态检测单元10、落水检测单元20、气体供应单元60连接；控制单元30用于在根据落水信号判定车辆落水时，根据车辆的车身姿态，控制气体供应单元60对车身姿态调整气囊40充气，且用于在检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对防沉气囊50充气。

[0053] 其中，控制单元30指能够对车身姿态检测单元10和落水检测单元20的数据进行一定的处理，并可以控制气体供应单元60工作状态的装置。例如，控制单元30可以是车载ECU，也可以是与车载ECU单独设置的控制设备等。落水信号是指落水检测单元20所检测到的用于判定车辆是否落入水中的信号。车身姿态恢复正常是指车辆的姿态趋近于水平时的状态。具体的，车辆在行驶过程中，落水检测单元20持续检测车辆的落水信号并上传至控制单元30，当控制单元30根据落水信号判定车辆落水时，控制单元30获取车身姿态检测单元10输出的检测信号，并根据落水时的车身姿态，控制气体供应单元60通过充气管路对车身姿态调整气囊40充气，使落水车辆尽快恢复正常的车身姿态，以使得车辆以正常的姿态漂浮在水面上，此时，控制单元30控制气体供应单元60对防沉气囊50充气，使车辆处于平稳的漂浮状态，为驾乘人员提供更多的逃生时间和机会，增大自救成功概率，进一步提升车辆自救系统的可靠性。可选的，车身姿态检测单元10在控制单元30根据落水信号判定车辆落水后才工作。这样可以在检测到车辆发生落水事故后，才会启动车身姿态检测单元10，节省电能，提高车身姿态检测单元10的工作效率，也减轻控制单元30的处理量，从而提高控制单元30的计算、执行速度，提高车辆落水自救效率。可选的，车身姿态检测单元10可以水平安装在车辆仪表台内部。其中，防沉气囊50的大小可以根据不同车辆的总质量进行选择，使得防沉气囊50充气后能够实现落水车辆的整体上浮或使车辆漂于水面。可选的，控制单元30可以安装在车辆的仪表台内部。

[0054] 在其中一个实施例中，如图2所示，落水检测单元20包括液位传感器21和接触式水浸探测器22落水信号包括液位信号和浸水信号；液位传感器21用于检测液位信号；接触式水浸探测器22用于检测浸水信号；控制单元30分别与液位传感器21和接触式水浸探测器22连接。

[0055] 其中，液位信号是指液位传感器21所检测到的液位传感器21周围的液位数据；浸水信号是指接触式水浸探测器22所检测到的该接触式水浸探测器22周围的浸水情况的数据。液位传感器21，是一种测量液位的压力传感器，用于检测该传感器周围的液位信号，当液位传感器21周围存在一定的水压后，液位传感器21输出液位信号；接触式水浸探测器22，用于检测该传感器周围的浸水情况，利用液体导电原理进行检测，正常时两极探头被空气绝缘，在浸水状态下探头导通，探测器输出浸水信号。控制单元30与液位传感器21和接触式水浸探测器22之间的连接可以是有线连接或无线连接。其中，有线连接所采用的电线外周可以包裹一层防水绝缘材料。可选的，液位传感器21和接触式水浸探测器22均可以采用刚性套筒做防撞保护。

[0056] 具体的，液位传感器21和接触式水浸探测器22持续检测车辆的液位信号和浸水信号，并将获取的液位信号和浸水信号上传至控制单元30，当控制单元30根据液位信号和浸水信号判定车辆落水时，控制单元30获取车身姿态检测单元10输出的检测信号，并根据落水时的车身姿态，控制气体供应单元60通过充气管路对车身姿态调整气囊40充气，使落水车辆尽快恢复正常的车身姿态，以使得车辆以正常的姿态漂浮在水面上，此时，控制单元30控制气体供应单元60对防沉气囊50充气，使车辆处于平稳的漂浮状态，实现自救。

[0057] 在其中一个实施例中，如图2所示，液位传感器21和接触式水浸探测器22对应成组设置；车辆的前、后车身分别设置有至少一组液位传感器21和接触式水浸探测器22。其中，车辆的前、后车身是指，车辆物理尺寸上比较靠前的位置和比较靠后的位置，例如，车辆的前车身可以是车辆前保险杠位置，车辆的后车身可以是指车辆的后行李箱所在位置等。具体的，液位传感器21和接触式水浸探测器22对应成组设置，例如，每个液位传感器21都对应设置有一个接触式水浸探测器22，设置在车辆上，用于检测车辆落水情况，并且在车辆的前车身和后车身均至少设置有一组液位传感器21和接触式水浸探测器22。车辆在不同行驶状态下，会以不同的姿态落水，例如，车辆前进时落水时，多以车头先落水的姿态落水，而当车辆在倒车过程中落水时，多以车尾先落水的姿态落水。通过在车辆的不同车身位置设置多组液位传感器21和接触式水浸探测器22，可以实现车辆以不同姿态落水时的落水检测，防止由于车身落水姿态不同导致的落水信号的漏检，提高落水信号检测效率，提高落水自救系统可靠性。

[0058] 在其中一个实施例中，如图2所示，防沉气囊50安装在车辆两侧门槛下部。具体的，防沉气囊50可以安装在车辆两侧门槛下部，在控制单元30检测到车身落水并控制气体供应单元60对车身姿态调整气囊40充气后，并使车辆车身姿态恢复正常时，控制单元30控制气体供应单元60对车辆两侧门槛下部的防沉气囊50充气，使防沉气囊50快速充气膨胀，维持车身处于稳定的漂浮状态，实现落水自救。可选的，防沉气囊50可以对称的安装在车辆两侧门槛下部，这样在控制单元30控制气体供应单元60对防沉气囊50充气时，两侧的防沉气囊50可以以相对同步的膨胀速度膨胀，即在防沉气囊50膨胀过程中，车辆可以以平稳的状态上浮，给车内的驾乘人员提供较好的坐姿条件。

[0059] 在其中一个实施例中，如图2所示，车身姿态调整气囊40包括多个调整气囊41；调整气囊41通过充气管道与气体供应单元60连接；调整气囊41对应设置于车辆的各个车轮挡泥板的顶部。具体的，车辆落水时，控制单元30获取到车身姿态检测单元10检测的车身姿态的数据，根据当前的车身姿态，控制单元30控制气体供应单元60对车辆各个车轮挡泥板顶部所设置的调整气囊41进行充气，使车身姿态恢复正常。例如，当车辆以车头先落水的姿态落水时，车身姿态检测单元10检测到车身姿态为车头落水姿态，控制单元30依据当前的车身姿态，先控制气体供应单元60对前车轮挡泥板顶部的调整气囊41充气，当车头以一定的速度上抬时，控制单元30再控制气体供应单元60对后车轮的挡泥板顶部所设置的调整气囊41充气，使车身姿态迅速恢复，从而使车辆内部的驾乘人员处于一个比较舒适的姿态，保障驾乘人员呼吸顺畅。本发明实施例采用在车辆落水时，通过对车身姿态的检测，控制单元30控制气体供应单元60对车辆下沉侧进行大量充气，上浮侧少量充气或不冲气，通过对各个调整气囊41的充气量的控制，实现车身姿态的调整。

[0060] 在其中一个实施例中，如图2和图3所示，车身姿态调整气囊40还包括前扶起气囊42；前扶起气囊42通过充气管道与气体供应单元60连接；前扶起气囊42设置于车辆前保险杠下部。考虑到现在的大多车辆均为前置前驱布置方式，由于发动机在前部，前轴载荷会比后轴要大，车辆落水后，通常会是车头下沉车尾上浮。鉴于这种情况，前扶起气囊42充气后，就可以托起下沉的车头，利于落水车辆姿态的改善。具体的，前扶起气囊42安装在车辆前保险杠下部，当车辆以车头落水姿势落水时，控制单元30根据车身落水时的车身姿态，控制气体供应单元60对前扶起气囊42充气，以使得车辆前端产生较大的浮力，使车头迅速以上扬的趋势浮出水面，使驾乘人员在车内始终处于最合适的姿态。采用这种高压气体充气模式，用于落水车辆车头下沉时的车身姿态改善，并用刚性挡板做防撞保护，一方面可以实现车辆车头落水时的车身姿态的快速改善，另一方面，采用刚性挡板做防撞保护，可以减小对驾乘人员的二次伤害。

[0061] 在其中一个实施例中，如图2和图3所示，车身姿态调整气囊40包括前扶起气囊42和调整气囊41。当车辆落水时，控制单元30控制气体供应单元60对前扶起气囊42充气，使车头快速抬起，并控制气体供应单元60对调整气囊41充气，使车头抬起过程中的车辆尽快恢复正常姿态，为车辆内的驾乘人员提供一个比较舒适的姿势。

[0062] 在其中一个实施例中，如图2、图3所示，车身姿态检测单元10包括三轴陀螺仪，三轴加速度计和三轴电子罗盘；控制单元30分别与三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘连接。具体的，当控制单元30根据落水信号判定车辆落水时，控制单元30获取三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘的输出信号，并根据三种器件输出的信号，获得车辆落水时的车身姿态，以便根据当前的车身姿态，调取车身姿态调整策略，控制气体供应单元60对车身姿态调整气囊40进行充气，使车身姿态尽快恢复正常。可选的，控制单元30利用基于四元数的三维算法和数据融合技术得到车辆的三维姿态方位数据。需要说明的是，车身姿态调整策略是指不同的车身姿态下，所需要采取的车身姿态调整执行方案，例如，针对不同车身倾斜角度下，对应着控制单元30控制气体供应单元60按照一定的充气顺序和充其量对车身姿态调整气囊40进行充气，以使得该倾斜角度下的车辆能够迅速恢复正常姿态，提高车辆落水自救系统的效率。本发明实施例中采用这种多传感器组成的车身姿态检测单元10，可以提高车身姿态检测精度，避免车辆转弯、上下坡时的误检。

[0063] 在其中一个实施例中，如图2所示，在车辆后行李箱内设置有至少一个液位传感器21；在车辆的发动机舱内设置有至少一个液位传感器21；液位传感器21设置的高度低于车辆的蓄电池所在的平面高度。当车辆倒车过程中发生落水事故时，车辆多是以车尾先落水的姿态沉入水中，而车辆行驶过程中发生落水事故多会以车头先落水的姿态沉入水中，所以在车辆尾部的行李箱内和发动机舱内均设置至少一个液位传感器21，可以满足不同落水姿态下，对车辆落水情况的检测，提高检测有效率。且将液位传感器21设置于略低于车辆的蓄电池所在的平面高度，可以在水浸入蓄电池之前就完成对液位信号的检测和获取，减小蓄电池浸水所引发的安全问题。

[0064] 在其中一个实施例中，气体供应单元60包括储气罐和电磁阀；电磁阀设置于储气罐的气嘴处；控制单元30与电磁阀连接。其中，储气罐中的气体可以是二氧化碳等。具体的，车身姿态调整气囊40与储气罐相连，控制单元30通过控制电磁阀的开关状态，实现对不同的车身姿态调整气囊40的充气量的控制，使不同气囊产生不同浮力，从而实现车身姿态的调整和恢复。其中，储气罐中的储气量是根据车辆本身重量和限乘人数有关的，例如，一般家用5座汽车，储气罐中可以储备5kg高压液态二氧化碳气体。

[0065] 在其中一个实施例中，充气管路布置在车底并做防撞保护，充气管路从储气罐连接到每个车身姿态调整气囊40和防沉气囊50，其中，充气管路的截面积大小根据试验数值确定，保证各个气囊的充气效率达到设计值。储气罐的气嘴处安装有电磁阀，用于控制各个气囊的充气或停止。

[0066] 在其中一个实施例中，车辆落水自救系统，还包括独立供电电源，独立供电电源为控制单元30供电；独立供电电源、控制单元30及独立供电电源和控制单元30之间的连接线路的均设置在密封防水装置中。采用密封防水保护措施，可以保证车辆发生落水事故后，整个车辆落水自救系统仍能够实现精准的信号检测及控制。

[0067] 在其中一个实施例中，如图2所示，在车辆的发动机舱内至少设置有一个接触式水浸探测器22，在车辆的车尾底部至少设置有一个接触式水浸探测器22；接触式水浸探测器22设置的高度低于车辆的排气管出口所在的平面高度。当车辆倒车过程中发生落水事故时，车辆多是以车尾先落水的姿态沉入水中，而车辆行驶过程中发生落水事故多会以车头先落水的姿态沉入水中，所以在车辆尾部的行李箱内和发动机舱内均设置至少一个接触式水浸探测器22，可以满足不同落水姿态下，对车辆落水情况的检测，提高检测有效率。且将接触式水浸探测器22设置于略低于车辆的排气管出口所在的平面高度，可以在水浸入排气管之前就完成对浸水信号的检测和获取，减小排气管浸水对车辆的损害和引发的安全问题。

[0068] 另一方面，本发明还提供一种车辆落水自救方法，如图4所示，车辆落水自救方法包括：

[0069] S110：获取车辆的落水信号；

[0070] S130：若根据落水信号判定车辆落水时，则根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气；

[0071] S150：当检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对车辆上配置的防沉气囊50充气。

[0072] 其中，落水信号、车身姿态等名词与上述车辆落水自救系统的释义相同，在此不做赘述。具体的，获取车辆的落水信号，根据落水信号，判断车辆是否落水，当判定车辆落水时，获取车辆的车身姿态，根据当前的车身姿态，控制气体供应单元60对车辆上所设置的车身姿态调整气囊40充气，使得车辆的车身姿态恢复正常，当检测到车身姿态恢复正常时，此时车辆处于较平状态，车内的驾乘人员的姿态比落水时有所改善，然后控制气体供应单元60对防沉气囊50充气，使防沉气囊50充入大量气体，产生浮力，维持车辆处于平稳的漂浮状态，实现落水自救。

[0073] 在其中一个实施例中，如图5所示，根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气的步骤包括：

[0074] S131：根据车辆的车身姿态，调取落水自救策略；

[0075] S132：根据调取的落水自救策略控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气。

[0076] 其中，落水自救策略是根据试验预先设置存储在车辆中的，落水自救策略是指对各车身姿态调整气囊40的充气顺序和充其量等的控制策略。

[0077] 在其中一个实施例中，如图5所示，在根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气之前还包括步骤：

[0078] S140：控制车辆的车窗玻璃下降。

[0079] S141：控制车辆的车门解锁。

[0080] 其中，车门包括车两侧的车门和后背门等一切由车辆的中控可以开启的车门。车辆落水时，需要为驾乘人员提供逃生渠道，所以在根据落水信号判定车辆落水时，控制车辆的车窗玻璃下降，为驾乘人员提供逃生渠道，增加驾乘人员自救的可能性。当根据落水信号判定车辆落水时，还可以控制车辆的车门解锁，驾乘人员可以根据自身是否会游泳以及当前的落水、浸水程度，决定是否要开启车门，从车门逃生。

[0081] 在其中一个实施例中，如图5所示，在获取车辆的落水信号之前还包括步骤：

[0082] S100：当车辆启动时，对车辆落水自救系统进行自检并输出自检结果。具体的，当车辆启动时，对车辆落水自救系统中的各传感器的信号检测和输出等能力进行检测，并对车辆落水自救系统中的各组成部件的状态均进行检测，以保证在车辆启动时，车辆落水自救系统中的各部分组成部件均无故障，若检测结果为一切正常，则输出正常的自检结果，若检测结果中发现部分器件不能正常工作，则报警，提示驾乘人员，当前系统有故障，需要维修，可以避免因系统部件的损坏引起的车辆落水自救系统不能执行车辆落水自救方法，在发生落水事故时不能实现自救。

[0083] 在其中一个实施例中，如图5所示，落水信号包括液位信号和浸水信号。

[0084] 具体的，获取车辆的液位信号和浸水信号；若根据液位信号和浸水信号判定车辆落水时，则根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气；当检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对车辆上配置的防沉气囊50充气。

[0085] 本发明还提供一种车辆落水自救控制装置，如图6所示，包括：

[0086] 落水信号获取模块，获取车辆的落水信号；

[0087] 车身姿态调整模块，用于在根据落水信号判定车辆落水时，则根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气；

[0088] 防沉控制模块，用于在检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对车辆上配置的防沉气囊50充气。

[0089] 具体的，落水信号获取模块获取车辆的落水信号并发送给车身姿态调整模块，车身姿态调整模块根据落水信号判定车辆是否落水，当判定车辆落水时，车身姿态调整模块根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气，使车身姿态恢复正常，防沉控制模块在检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对车辆上配置的防沉气囊50充气，实现车辆落水自救。需要说明的是，本实施中的各功能模块均能够实现上述方法实施例中的功能步骤，在此不做赘述。

[0090] 一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，在执行上述车辆落水自救方法的步骤时，处理器被配置为：

[0091] 获取车辆的落水信号；

[0092] 若根据落水信号判定车辆落水时，则根据车辆的车身姿态，控制车辆上配置的气体供应单元60对车辆配置的车身姿态调整气囊40充气；

[0093] 当检测到车辆的车身姿态恢复正常时，控制气体供应单元60对车辆上配置的防沉气囊50充气。

[0094] 通过本实施例所提供的计算机设备，根据车辆的落水信号判定车辆落水情况，当车辆落水时，控制车辆上配置的气体供应单元60对车身姿态调整气囊充气，使水中的车辆迅速恢复正常的车身姿态，并控制气体供应单元60对防沉气囊50充气，使落水的车辆处于平稳的漂浮状态，实现车辆落水自救。

[0095] 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。此外，通常存储在一个存储介质中的程序通过直接将程序读取出存储介质或者通过将程序安装或复制到数据处理设备的存储设备(如硬盘和或内存)中执行。因此，这样的存储介质也构成了本发明。存储介质可以使用任何类型的记录方式，例如纸张存储介质(如纸带等)、磁存储介质(如软盘、硬盘、闪存等)、光存储介质(如CD-ROM等)、磁光存储介质(如MO等)等。

[0096] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0097] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。