CN101332797B

CN101332797B - 引爆安全气囊的装置

Info

Publication number: CN101332797B
Application number: CN2007101231431A
Authority: CN
Inventors: 胡志浩; 文旭峰; 张颖
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: CN101332797A

Abstract

一种用于引爆安全气囊的装置，所述装置包括输入接口、开关和输出接口：输入接口用于与电源连接，将电源引入所述装置；开关用于启动所述装置；输出接口用于与安全气囊点火管连接，输出引爆安全气囊的电流；其特征在于，所述装置还包括电流持续时间调节模块和电流大小调节模块，电流持续时间调节模块和电流大小调节模块连接在开关和输出接口之间；电流持续时间调节模块用于设定引爆安全气囊的电流的持续时间；电流大小调节模块用于设定引爆安全气囊的电流的大小。采用本发明提供的装置，可以达到准确引爆安全气囊的目的，并且可以实现验证安全气囊引爆参数的目的。

Description

引爆安全气囊的装置

技术领域

本发明涉及汽车领域，更具体地，涉及一种引爆安全气囊的装置。

背景技术

目前，机动车中普遍引入了安全气囊，一方面当车辆发生碰撞时，安全气囊可以降低人员受伤的概率，但是另一方面未张开的安全气囊会因放置不当或在温度及其他因素的诱导下引起意外爆炸，可能对人员造成意外伤害。由此，在车辆报废处理之前必须要先行人工引爆安全气囊，另外在安全气囊试验中也有对其进行人工引爆从而验证引爆参数的需求。

在现有技术中，无论是对安全气囊的车内引爆还是车外引爆，采用的都是，先将接有气囊点火管的线路短路，再分别在安全气囊的引爆组件的两个配线接头插座上连接长导线(不少于6米)，再将两长导线的另一端分别连接到蓄电池的正负端子来完成引爆。当采用这种装置和方法，在实施引爆之前不能预先设定用于引爆的电流的参数值，也就是不能知道蓄电池给出的电流是否可以将安全气囊引爆，因而不具有可控性。而且，在实施引爆之后也不能通过测量或者计算等任何手段得知实施引爆的电流的参数值，也就是不能知道蓄电池给出的电流是否适合将安全气囊引爆，因而不具有可观性。再者由于蓄电池体积大、质量大，所以不易携带，将为操作带来不便。

发明内容

本发明的目的是克服现有引爆装置存在的不具有可控性和可观性的缺点，提供一种具有可控性和可观性的引爆安全气囊的装置。

本发明提供了一种用于引爆安全气囊的装置，所述装置包括输入接口、开关和输出接口：输入接口用于与电源连接，将电源引入所述装置；开关用于启动所述装置；输出接口用于与安全气囊点火管连接，输出引爆安全气囊的电流；其中，所述装置还包括电流持续时间调节模块和电流大小调节模块，电流持续时间调节模块和电流大小调节模块连接在开关和输出接口之间；电流持续时间调节模块用于设定引爆安全气囊的电流的持续时间；电流大小调节模块用于设定引爆安全气囊的电流的大小。

根据本发明的实施方案，在进行引爆之前，本发明的装置首先通过对电流持续时间调节模块的调整，即调整该功能模块中的电路元件的参数从而产生脉冲宽度等于引爆安全气囊的电流的持续时间的电流脉冲；然后通过对电流大小调节模块的调整，即调整该功能模块中的电路元件的参数从而产生电流幅度等于引爆安全气囊的电流大小的电流脉冲；由此得到了持续时间和大小都确定无误的用于引爆安全气囊的电流脉冲，那么可以达到准确引爆安全气囊的目的。

另外，由于对于该电流脉冲的持续时间和大小是独立设定的，可以先将其中一个通过对应的设定的功能模块按照安全气囊生产商所给的已知参数进行设定，通过由小到大连续调整另一个功能模块中的电路元件的参数，从而测得引爆安全气囊的电流脉冲的参数的临界值，从而可以实现验证安全气囊引爆参数是否处于正确值域的目的。

再者，本发明的装置可以使用普通干电池或者干电池组作为电源来供电，相对于现有技术中引爆过程所采用的蓄电池来说，具有体积小便于携带的优点，尤其当需要在野外实施安全气囊引爆试验时，采用本发明的装置会比较方便。

附图说明

图1是根据本发明的引爆安全气囊的装置的结构框图；

图2是根据本发明的具体实施方式的电流大小调节模块的示例电路图；

图3是根据本发明的具体实施方式的结构框图；

图4是根据本发明的具体实施方式的检测模块的示例电路图；

图5是根据本发明的另一具体实施方式的结构框图；以及

图6是根据本发明的具体实施方式的欠压检测模块的结构框图。

图7是根据本发明的具体实施方式的欠压检测模块的示例电路图。

具体实施方式

以下参考附图详细描述本发明。

如图1所示，本发明提供的用于引爆安全气囊的装置包括输入接口1、开关2和输出接口3：输入接口1用于与电源连接，将电源引入所述装置；开关2用于启动所述装置；输出接口3用于与安全气囊点火管连接，输出引爆安全气囊的电流；其中，所述装置还包括电流持续时间调节模块4和电流大小调节模块5，电流持续时间调节模块4和电流大小调节模块5连接在开关2和输出接口3之间；电流持续时间调节模块4用于设定引爆安全气囊的电流的持续时间；电流大小调节模块5用于设定引爆安全气囊的电流的大小。

当电源被连接到所述输入接口1，并且所述输出接口3与待引爆的安全气囊的点火管连接后，采用本发明的装置的引爆安全气囊的过程由操作人员控制所述开关2来启动，所述开关2被闭合的同时会产生第一脉冲，所述第一脉冲通过电流持续时间调节模块4后产生具有特定持续时间的第二脉冲，所述第二脉冲通过电流大小调节模块5后产生具有特定电流大小的第三脉冲，所述第三脉冲(即用于引爆安全气囊的电流)通过所述输出接口3输出至待引爆的安全气囊的点火管，从而点火引爆该安全气囊。

在本发明的装置的工作过程中，对于设定引爆安全气囊的电流的持续时间和大小的过程，既可以先进行持续时间设定，也可以先进行大小设定，这两者的顺序不会对输出的脉冲电流产生影响。但是，一般来说，先进行持续时间的设定再进行大小设定，这样由于进行时间设定时，信号的幅度较小，便于构成电路的元器件的选择，而且也避免了对大信号延时操作时，易产生失真的问题。因此，优选情况下，所述输入接口1、开关2、电流持续时间调节模块4、电流大小调节模块5和输出接口3依次连接。

电流持续时间和大小可以根据安全气囊上标明的电流大小和时间进行设定。当然在为了试验目的来验证安全气囊上标明的参数时，也可以先设定电流大小和时间中的一个数值，由小到达调整另外一个数值。

根据本发明的装置，所述电流持续时间调节模块4可以是任何能够受控地产生宽度可控的脉冲的功能模块，可以采用本领域技术人员公知的各种延时电路来实现。如：锁存器、计数器或触发器。从电路简单易于实现来考虑，优选地，采用触发器来实现该功能模块，根据所述触发器的时间延时因子，即RC时间常数，设定引爆安全气囊的电流的持续时间的过程也就是设定RC参数值的过程，可以在电路中采用可变电阻或可变电容来实现。

对于每次只引爆单个安全气囊，优选情况下，所述电流持续时间调节模块4采用单稳态触发器。单稳态触发器的特点在于，每接受一个触发信号其输出就产生一次从稳态向非稳态的跳变，并且将维持一定时间然后返回稳态，也就是产生了一个具有一定宽度的脉冲，此脉冲宽度可以通过调整设定RC参数值而人为随意设定。相应地可以根据采用的是何种单稳态触发器而求得所述点火信号的脉冲宽度t_w，如对于微分型单稳态触发器，t_w＝0.69RC。那么这一个脉冲恰好可以用于一次引爆。而且由于采用单稳态触发器使得所述装置在不需要引爆时处于待机状态，也节约了功耗。

根据本发明的装置，所述电流大小调节模块5是以能够调整电信号幅度的功能模块。其实现方式可以有多种，可以采用本领域技术人员公知的各种放大器电路来实现，根据本发明所述的装置，其中所述电流大小调节模块5采用电流放大器，优选地，采用放大倍数可调的电流放大器。如图2所示，所述电流放大器包括：三级管Q、MOS管M、两个电阻R7和R8以及可变电阻R。三级管Q的基极与电流持续时间调节模块4电连接，从而接受输入电流，三级管Q的集电极通过电阻R7连接到电源电压，三级管Q的发射级接地；MOS管M的栅极通过电阻R8与三级管Q的集电极电连接，MOS管M的源极连接到电源电压，MOS管M的漏极与可变电阻R的一端电连接，可变电阻R的另一端与输出接口3电连接。

通常输入电流较小，不能直接用于驱动MOS管M，三级管Q在此起到了第一级放大的作用。MOS管用来对电流进行第二级放大。通过调节可变电阻R接入电路的电阻大小就可以很方便地调节输出的电流大小，其中

I = \frac{VDD}{R + 2} .

如图3所示，优选情况下，本发明的装置还包括与输出接口3并联的检测模块6，用于通过检测检测模块6中的电流而显示该点火管是否已被使用过。在人工实施安全气囊引爆之前，检测安全气囊是否已被引爆，可以通过检测安全气囊的等效电阻来实施，如果安全气囊未被引爆过，则点火管的等效电阻大约为2欧姆；如果安全气囊已经引爆过，那则点火管的等效电阻为无穷大。由于点火管是通过对其施加电流而打火而从引爆安全气囊的，所以不能使用万用表等通用测量仪表来直接测量所述点火管的等效电阻，而必须通过将所述点火管连入检测模块使通过所述点火管的最大电流处于毫安级，从而通过检测模块中的电压和/或电流的变化来间接地反映所述点火管的等效电阻。

基于上述原理，所述检测模块的实现方式可以有多种，作为示例本发明提供了一种元器件少、电路结构简单而且包含保护机制的电路结构，如图4所示，包括三极管Q1、二极管D2、发光二极管DS5、四个电阻R1、R2、R3以及R4、以及过流保护器F1，其中，第一电阻R1、过流保护器F1、二极管D2以及第四电阻R4串联在电源正极与地电位之间形成第一支路，第二电阻R2、发光二极管DS5以及三极管Q1的集电极和发射极串联在电源正极与地电位之间形成第二支路，第三电阻R3连接在二极管D2与第四电阻R4连接的节点和三极管Q1的基极之间，并且第四电阻R4与所述输出接口3并联。

当此电路通电并且待测点火管并且至输出接口3以后，第一电阻R1、过流保护器F1、二极管D2、点火管和第四电阻R4构成回路，此回路中的电流为毫安级电流，不足以将安区气囊引爆。如果点火管未被使用过，其等效电阻远小于第一电阻R1和第四电阻R4，则在测试点A(输出接口3的正端)的电压低于三极管Q1的导通电压，发光二极管DS5所在电路没有形成回路，所以不能被点亮。如果点火管已被使用过，其等效电阻为无穷大。此时由第一电阻R1、过流保护器F1、二极管D2、点火管和第四电阻R4所构成的回路在点火管处被断开，则在测试点A的电压大于三极管Q1的导通电压，则三极管Q1导通，使得发光二极管DS5导通从而被点亮。因而，通过观察发光二极管是否电亮就可以很容易地判断待引爆的安全气囊是否已被引爆过，并且同理所述检测模块也被用于指示引爆过程的完成。

如图5所示，优选情况下，本发明的装置还包括欠压检测模块7，用于检测电源工作电压是否低于参考电压。要实现欠压检测功能，可以采用的电路结构有多种，只要是能够通过该电路结构或者其部分来设定一个固定不变的参考电压，并且能够取得电源的工作电压，进一步能够将两电压相比较针对于两者的大小关系给出不同的指示。作为示例本发明提供了一种电路结构简单而且门限可调的电路结构，如图6所示，所述欠压检测模块7包括：稳压器71跨接在所述输入接口1并且其输出端与比较器73的负输入端连接，用于为比较器73产生参考电压；电源电压采集器72跨接在所述输入接口1并且其输出端与比较器73的正输入端连接，用于采集电源的工作电压并且将其提供给比较器73；比较器73的两个输入端分别与稳压器71和电源电压采集器72的输出端连接，用于将参考电压和电源的工作电压相比较；以及显示器74的输入端与比较器73的输出端连接，用于显示比较的结果。

所述稳压器71和比较器73的功能、结构以及用途是本领域技术人员所公知的，在此不做赘述。如图7所示，所述稳压器71可采用集成稳压电路TL431，所述比较器73可采用运算放大器LM393。所述电源电压采集器72是分压电路，包括至少一个电阻，优选地，由一个定值电阻和一个可变电阻串联在电源电压和接地之间构成。所述显示器72可以是任何可以基于电压变化而改变现实结果的装置，优选地可采用发光二极管。

下面说明该欠压检测模块7的工作过程。干电池电源电压一般是恒定不变的，如果电压下降就是电池容量已经不足了，以采用4节1.5V的干电池为例，在此欠压告警电压设定为5V。

仍旧参考图7，根据运算放大器在此作为比较器的工作原理，当其正输入端电压大于负输入端电压时，输出端将输出高电平；反之，输出低电平；当两者相等时，输出保持原来状态不变。此处由于采用了集成稳压电路TL431，所述运算放大器的负输入端电压被钳位于2.5V。也就是说，当其正输入端电压小于2.5V时，发光二极管DS2会被点亮。

另外，所述正输入端电压由电源电压采集器72，即分压电路，来提供。所述分压电路由串连的定值电阻R24和可变电阻W3构成，其中定值电阻R24和可变电阻W3的连接处作为该分压电路的电压输出端。其工作原理是：

U_{R_{24}} + U_{W_{3}} = V

\frac{V}{R_{24} + W_{3}} = \frac{U_{R_{24}}}{R_{24}} = \frac{U_{W_{3}}}{W_{3}}

那么，如果定值电阻R24为固定已知值，可变电阻W3调整后为设定的固定值。当电源电压减小时，可变电阻上的电压

也减小，从而正输入端

U_{R_{24}} = V - U_{W_{3}}

为了设定欠压的临界值为5V，即

U_{R_{24}} = 5 V - 2.5 V = 2.5 V

U_{R_{24}} / U_{W_{3}} = R_{24} / W_{3}

通过已知的定值电阻R24的电阻值可以求得可变电阻W₃的电阻值。

因为在电路中可能存在一些不定因素，如定值电阻的电阻值的细小变化等因素，可能使正输入端电压的测量不准确，所以设立一个可变电阻，从而可以通过调节而得到准确的正输入端电压。

本发明的装置的电源可以采用各种直流电源，如蓄电池、二次电池、干电池或干电池组，为了使得装置体积小质量轻便于携带，优选情况下，采用干电池或者干电池组。

上述具体实施方式只是用于对本发明进行说明，而不是对本发明保护范围的限制。

Claims

1.一种用于引爆安全气囊的装置，所述装置包括输入接口(1)、开关(2)和输出接口(3)：输入接口用于与电源连接，将电源引入所述装置；开关用于导通引爆安全气囊的电流；输出接口用于与安全气囊点火管连接，输出引爆安全气囊的电流；所述装置还包括电流持续时间调节模块(4)和电流大小调节模块(5)，电流持续时间调节模块(4)和电流大小调节模块(5)连接在开关(2)和输出接口(3)之间；电流持续时间调节模块(4)用于设定引爆安全气囊的电流的持续时间；电流大小调节模块(5)用于设定引爆安全气囊的电流的大小，

其特征在于，所述装置还包括与输出接口(3)并联的检测模块(6)，用于通过检测检测模块(6)中的电流而显示该点火管是否已被使用过。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入接口(1)、开关(2)、电流持续时间调节模块(4)、电流大小调节模块(5)和输出接口(3)依次连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流持续时间调节模块(4)是单稳态触发器。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电流大小调节模块(5)是电流放大器。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测模块(6)包括三极管(Q1)、二极管(D2)、发光二极管(DS5)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和过流保护器(F1)；第一电阻(R1)、过流保护器(F1)、二极管(D2)以及第四电阻(R4)串联在所述输入接口(1)两端形成第一支路，第二电阻(R2)、发光二极管(DS5)以及三极管(Q1)的集电极和发射极串联在输入接口(1)两端形成第二支路，第三电阻(R3)连接在二极管(D2)与第四电阻(R4)连接的节点和三极管(Q1)的基极之间，并且第四电阻(R4)与所述输出接口(3)并联。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括欠压检测模块(7)，用于检测电源工作电压是否低于参考电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述欠压检测模块(7)包括稳压器(71)、电源电压采集器(72)、比较器(73)和显示器(74)；

稳压器(71)跨接在所述输入接口(1)并且其输出端与比较器(73)的负输入端连接，用于为比较器(73)产生参考电压；

电源电压采集器(72)跨接在所述输入接口(1)并且其输出端与比较器(73)的正输入端连接，用于采集电源的工作电压并且将其提供给比较器(73)；

比较器(73)的两个输入端分别与稳压器(71)和电源电压采集器(72)的输出端连接，用于将参考电压和电源的工作电压相比较；以及

显示器(74)的输入端与比较器(73)的输出端连接，用于显示比较的结果。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述电源电压采集器(72)是包括至少一个可变电阻的分压电路。