CN110843714B - 一种延时引爆汽车安全气囊及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延时引爆汽车安全气囊，由气囊本体、碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器、压力传感器、控制器和时间延时器组成，气囊本体包括四个并联式的子气囊；压力传感器布置在驾驶员坐垫上；所述转向角传感器布置在方向盘的转向柱上，各传感器的输出端与控制器连接；并通过时间延时器与气囊本体内的气体发生器连接；本发明可根据具体的碰撞情况将子气囊分别延时引爆，可以有针对性的对人体各关键部位进行保护，发挥有效的保护作用，尽可能的减少安全气囊对人体产生的二次伤害；而且引爆准确性高，能更好的发挥有效的保护作用。

Description

一种延时引爆汽车安全气囊及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种延时引爆汽车安全气囊及其控制方法。

背景技术

随着越来越多的汽车安全法规相继实施，以及用户对汽车安全性的要求日益提高，汽车整车安全系统的设计越来越重要。在车辆发生正面碰撞时，必要时候安装在方向盘与仪表台内部的气囊弹开，在乘员与车体之间形成一道气墙，从而减小受伤的概率；而在现实事故中，由于安全气囊呈球体状急剧地充气膨胀，气囊膨胀时的冲击力对驾驶员和乘员会造成二次伤害，严重的会造成人员伤亡。

发明内容

为解决现有技术中气囊膨胀时可能对驾驶员和乘员造成二次伤害的缺陷，提供一种延时引爆汽车安全气囊及其控制方法。

一种延时引爆汽车安全气囊，包括气囊本体、碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器、压力传感器、控制器和时间延时器；

所述气囊本体包括位于上部的上部气囊，位于两侧的侧面气囊和位于下部的下部气囊共4个并联的子气囊，子气囊内分别设置有气体发生器；上部气囊引爆时对应人体头部，主要对人体头部进行保护，侧面气囊引爆时分别对应两侧面部，主要对两侧面部进行保护，下部气囊引爆时对应人体躯干；特别是胸腔部位进行保护，由于躯干部位接触面积较大，下部气囊尽可能大一些，可以对整个躯干进行全面覆盖，最大程度保护胸腔内部器官，头部气囊稍小于其他三个子气囊，目的在对头部进行保护的同时能够尽可能减少对头部的冲击。上部气囊的体积占比为8～15％，侧面气囊的体积占比为20～30％,下部气囊的体积占比未30～50％。优选的，上部气囊的体积占比为10％，侧面气囊的体积占比为25％,下部气囊的体积占比未40％。

所述碰撞传感器、速度传感器均为汽车自带，所述压力传感器布置在驾驶员或乘客的坐垫上，优选的，压力传感器的个数为4个，分散设置在骨盆下方以及大腿的中端的下方，主要用来判断人体在发生碰撞后的倾斜方向，当控制器检测到右侧的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向左倾斜；当控制器检测到左侧的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向右倾斜；当控制器检测到骨盆下方的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向前倾斜；与此同时布置在转向柱上的转向角传感器配合压力传感器共同判断人体的位移方向，然后根据人体在发生碰撞后的倾斜方向来判定各子气囊的触发顺序。

所述碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器和压力传感器的输出端与控制器连接；所述控制器的输出端通过时间延时器与气囊本体内的气体发生器连接，控制器根据各传感器反馈的信号，控制器控制气体发生器先后爆炸。

碰撞传感器与速度传感器共同组成安全气囊触发的第一信号，判断安全气囊是否达到开启条件，当气囊达到起爆条件时触发爆炸，比如可以设定当碰撞传感器的降速度大于A，同时速度传感器的速度大于B，即认为到达气囊爆炸条件；所述转向角传感器及压力传感器共同组成安全气囊的第二信号，用于判断人体位移方向来控制四个子气囊的触发时间。

进一步的，控制器根据各传感器反馈的信号将爆炸强度由弱到强分为三级，第一级爆炸强度延时2ms，第二级爆炸强度延时5-20ms，第三级爆炸延时20-50ms。爆炸强度可以根据碰撞传感器的降速度信号来判断。最理想的爆炸状态应该是气囊爆炸的末端与人体接触。如果提前爆炸，也就是在爆炸的过程中与人体接触，这样的话会对人体造成伤害，刚开始人体向前运动，在接触到气囊，气囊又向后一个作用，会对人体造成伤害。如果滞后爆炸，在泄气的过程中接触人体，可能起不到保护作用。因此有必要设置气囊的延时爆炸。而且气囊爆炸完后，立马就会泄气。不设置延时就很有可能起不到保护作用，就是有一种可能在气袋泄气结束，人体还向前运动。因为爆炸的速度远远比人向前运动的速度要快，所有必须要有延时，从而减少气囊对人体的二次伤害。

进一步的，当控制器根据第一信号和第二信号判断汽车发生正面碰撞时，下部气囊提前引爆，然后两侧面气囊同时延时引爆，最后上部气囊引爆。

进一步的，当控制器根据第一信号和第二信号判断汽车发生侧面碰撞时，下部气囊提前引爆、然后碰撞面的侧面气囊延时引爆、然后另一侧面气囊和上部气囊根据碰撞程度延时触发引爆。

本发明的有益效果：

一、本发明设置四个并联式的子气囊根据具体的碰撞情况进行延时引爆，可以有针对性的对人体各关键部位进行保护，发挥有效的保护作用，尽可能的减少安全气囊对人体产生的二次伤害；

二、通过碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器、压力传感器、控制器和时间延时器的配合可以提高安全气囊的气体发生器的引爆准确性，发挥有效的保护作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的一种延时引爆汽车安全气囊的控制方法的原理图。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种延时引爆汽车安全气囊，包括气囊本体、碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器、压力传感器、控制器和时间延时器；

所述气囊本体包括位于上部的上部气囊，位于两侧的侧面气囊和位于下部的下部气囊共4个并联的子气囊，子气囊内分别设置有气体发生器；上部气囊引爆时对应人体头部，主要对人体头部进行保护，侧面气囊引爆时分别对应两侧面部，主要对两侧面部进行保护，下部气囊引爆时对应人体躯干；特别是胸腔部位进行保护，由于躯干部位接触面积较大，下部气囊尽可能大一些，可以对整个躯干进行全面覆盖，最大程度保护胸腔内部器官，头部气囊稍小于其他三个子气囊，目的在对头部进行保护的同时能够尽可能减少对头部的冲击。在本实施例中上部气囊的体积占比为10％，侧面气囊的体积各占比为25％,下部气囊的体积占比未40％。

所述碰撞传感器、速度传感器均为汽车自带，所述压力传感器布置在驾驶员或乘客的坐垫上，压力传感器的个数为4个，分散设置在骨盆下方以及左右两侧大腿的中端的下方，主要用来判断人体在发生碰撞后的倾斜方向，当控制器检测到右侧的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向左倾斜；当控制器检测到左侧的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向右倾斜；当控制器检测到骨盆下方的压力传感器的信号变弱或者没有，则判断人体向前倾斜；与此同时布置在转向柱上的转向角传感器，能够通过方向盘的转向信号并配合压力传感器共同判断人体的位移方向，决定各子安全气囊的触发时间用来判断人体在发生碰撞后的倾斜方向；

所述碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器和压力传感器的输出端与控制器连接；所述控制器的输出端通过时间延时器与气囊本体内的气体发生器连接，控制器根据各传感器反馈的信号，控制器控制气体发生器先后爆炸。

碰撞传感器与速度传感器共同组成安全气囊触发的第一信号，判断安全气囊是否达到开启条件，当气囊达到起爆条件时触发爆炸，比如可以设定当碰撞传感器的降速度大于A，同时速度传感器的速度大于B，即认为到达气囊爆炸条件；所述转向角传感器及压力传感器共同组成安全气囊的第二信号，用于判断人体位移方向来控制四个子气囊的触发时间。

进一步的，控制器根据各传感器反馈的信号将爆炸强度由弱到强分为三级，第一级爆炸强度延时2ms，第二级爆炸强度延时5-20ms，第三级爆炸延时20-50ms。爆炸强度可以根据碰撞传感器的降速度信号来判断。最理想的爆炸状态应该是气囊爆炸的末端与人体接触。如果提前爆炸，也就是在爆炸的过程中与人体接触，这样的话会对人体造成伤害，刚开始人体向前运动，在接触到气囊，气囊又向后一个作用，会对人体造成伤害。如果滞后爆炸，在泄气的过程中接触人体，可能起不到保护作用。因此有必要设置气囊的延时爆炸。而且气囊爆炸完后，立马就会泄气。不设置延时就很有可能起不到保护作用，就是有一种可能在气袋泄气结束，人体还向前运动。因为爆炸的速度远远比人向前运动的速度要快，所有必须要有延时，从而减少气囊对人体的二次伤害。

当车辆发生碰撞事故时，若碰撞范围为正面碰撞，车辆碰撞传感器首先采集到碰撞信号，配合速度传感器采集的车辆运行速度，来判断安全气囊是否达到设定阈值，若达到设定的引爆条件，此时压力传感器能够采集并反馈出人体对座椅的压力变化与此同时转向传感器将转角信号传递给控制，控制器根据压力信号以及转角信号两者信号来发出指令给四个时间延时器，控制子气囊的爆炸时间。

当控制器检测通过碰撞传感器的碰撞信号以及速度传感器的速度信号，判断达到触发气囊爆炸的要求。控制器根据骨盆下方的压力值变小或者没有时，与此同时方向盘的转角小于某一值时，则判断汽车发生正面碰撞，控制器控制下部气囊提前引爆，对人体正面做一个主要防护，然后左右两侧气囊根据碰撞程度同时做延时触发引爆，最后上侧气囊触发引爆，对头部进行相应的保护；(规定：碰撞点与汽车中轴所形成的夹角小于A时，认为是正面碰撞；碰撞点与汽车中轴所形成的夹角大于等于A且小于等于B，则认为是前侧面碰撞。)

当控制器接着检测到左右两侧的某一侧压力值同时变小或者没有时，与此同时方向盘的转角大于等于某一值时，则判断汽车发生前侧面碰撞。以左前侧碰撞为例，当控制器检测第一信号，碰撞信号以及速度信号，并判断达到触发气囊爆炸的要求。控制器接着检测到右侧的压力值同时变小或者没有时，与此同时方向盘的向右的转角大于等于某一值时，控制器控制下部子气囊的时间延时器提前释放触发指令并触发引爆气囊，对人体主要部位进行必要的基本保护，然后控制左侧气囊的时间延时器释放触发指令，左侧气囊引爆，对人体左侧特别是左侧头部做一个关键性防护，最后右侧及上部气囊会根据碰撞程度做延时触发引爆，在保护乘员的同时并适当调整人体的位置。右侧发生碰撞，控制方法与此相类似。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种延时引爆汽车安全气囊，包括气囊本体、碰撞传感器和控制器；所述气囊本体包括位于上部的上部气囊，位于两侧的侧面气囊和位于下部的下部气囊共四个并联的子气囊，子气囊内分别设置有气体发生器；上部气囊引爆时对应人体头部，侧面气囊引爆时分别对应两侧面部，下部气囊引爆时对应人体躯干，其特征在于，还包括速度传感器、转向角传感器、压力传感器和和时间延时器；

所述碰撞传感器、速度传感器均为汽车自带，所述压力传感器布置在驾驶员的坐垫上，用来判断人体在发生碰撞后的倾斜方向；

所述转向角传感器布置在方向盘的转向柱上，通过方向盘的转向信号并配合压力传感器共同判断人体的位移方向，决定各子气囊的触发时间；

所述碰撞传感器、速度传感器、转向角传感器和压力传感器的输出端与控制器连接；所述控制器的输出端通过时间延时器与气囊本体内的气体发生器连接，控制器根据各传感器反馈的信号，控制器控制气体发生器先后爆炸。

2.如权利要求1所述的延时引爆汽车安全气囊，其特征在于，上部气囊的体积占比为8～15％，侧面气囊的体积占比为20～30％,下部气囊的体积占比为30～50％。

3.如 权利要求1所述的延时引爆汽车安全气囊的控制方法，其特征在于，碰撞传感器与速度传感器共同组成安全气囊触发的第一信号，判断安全气囊是否达到开启条件，当气囊达到起爆条件时触发爆炸；所述转向角传感器及压力传感器共同组成安全气囊的第二信号，用于判断人体位移方向来控制四个子气囊的触发时间。

4.如权利要求3所述的延时引爆汽车安全气囊的控制方法，其特征在于，控制器根据各传感器反馈的信号将爆炸强度由弱到强分为三级，第一级爆炸强度延时2ms，第二级爆炸强度延时5-20ms，第三级爆炸延时20-50ms。

5.如权利要求3或4所述的延时引爆汽车安全气囊的控制方法，其特征在于，当控制器根据第一信号和第二信号判断汽车发生正面碰撞时，下部气囊提前引爆，然后两侧面气囊同时延时引爆，最后上部气囊引爆。

6.如权利要求3或4所述的延时引爆汽车安全气囊的控制方法，其特征在于，当控制器根据第一信号和第二信号判断汽车发生侧面碰撞时，下部气囊提前引爆、然后碰撞面的侧面气囊延时引爆、然后另一侧面气囊和上部气囊根据碰撞程度延时触发引爆。

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