CN104590192B - 一种自动爆窗系统及具有该系统的交通工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动爆窗系统及具有该系统的交通工具。所述自动爆窗系统包括电性连接的检测单元、控制单元及执行单元。所述检测单元包括分别与控制单元电性连接的加速度传感器、感烟感温火灾传感器及水传感器。控制单元包括算法控制与驱动电路，用于处理从检测单元传来的数据并判断是否符合起爆条件。执行模块包括电性连接的安全气囊控制器及电动起爆破窗器。其中，安全气囊控制器根据从控制单元接收的判断是否符合起爆条件的信息，发送电流信号控制电动起爆破窗器的工作。执行模块还包括安全带预紧控制器，控制单元在碰撞情况下发送安全带预紧指令。本发明可实现在碰撞、火灾、水灾等紧急情况下的自动破窗，增加驾乘人员的逃生机会。

Description

一种自动爆窗系统及具有该系统的交通工具

技术领域

本发明涉及车身控制技术，具体而言，涉及一种自动爆窗系统及具有该系统的交通工具。

背景技术

随着交通运输业的发展，人们对交通安全的重视程度也越来越高。交通工具的安全性已经成为设计过程中一个重要的考量方向。小型汽车、公共汽车、火车、轮船等大型交通工具，一旦出现事故将会涉及到很多生命。以汽车为例，为了提高车辆的安全性能，很多厂商都投入了大量的资金在汽车的安全配套设备上，可是传统的安全配套设备仅针对汽车本身在碰撞事故中表现性能，因此，当车辆坠入水塘或出现汽车自燃，人们常常因水压、伤痛或恐慌而难以打开车门及车窗，进而错过最佳获救时机，这种情况下，传统的安全配套设备并不能起到任何作用。

近几年发生的公交自燃、暴雨积水导致车辆被水淹没等重大事故中，由于人员被困在车辆中无法快速撤离，造成多人遇难。出行安全已越来越成为乘车族和自驾族最关心的问题。一旦车内出现突发事件，如何从相对封闭状态下的车辆内部应急快速逃生显得尤为重要。措施不及时，缺少必要的自救措施，就有可能威胁到驾乘人员的生命和财产安全。为此，驾乘人员和制造商目前大多会考虑在紧急状态下将玻璃墙或玻璃窗破碎形成临时通道供人们疏散、逃生，可有效减少人员伤亡，是避免群死群伤重特大事故发生的有效措施之一。

目前广泛使用的破玻璃装置以手动破窗锤居多，然而手动破窗锤的使用需要一定的技巧，在使用不当的情况下短暂时间内不能可靠击碎玻璃，例如可能因伤或空间问题不能使用破窗锤破窗。基于这种现象，近来又出现了新的电磁式或爆破式破窗器，但这种电磁式或爆破式破窗器需要独立的电子控制器，成本较高，而且仅针对火灾或水灾，无法使用在汽车碰撞事故中。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自动爆窗系统，可以实现在碰撞、火灾、水灾等紧急情况下自动破窗，提高交通工具的被动安全系统功能。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述自动爆窗系统的交通工具。

根据本发明的一个方面，提供了一种自动爆窗系统，其包括电性连接的检测单元、控制单元及执行单元。所述检测单元包括分别与控制单元电性连接的加速度传感器、感烟感温火灾传感器及水传感器。控制单元包括算法控制与驱动电路，用于处理从检测单元传来的数据并判断是否符合起爆条件。执行模块包括电性连接的安全气囊控制器及电动起爆破窗器。其中，安全气囊控制器根据从控制单元接收的判断是否符合起爆条件的信息，发送电流信号控制电动起爆破窗器的工作。所述执行模块进一步包括安全带预紧控制器，控制单元中预先设置有电动起爆破窗器的起爆条件，控制单元的算法控制与驱动电路根据从检测单元接收到的加速度、烟雾及水位信号来判断是否达到起爆条件，并将判断结果发送至执行模块的安全气囊控制器、电动起爆破窗器及安全带预紧控制器，分别控制安全气囊的爆破、电动起爆破窗器进行破窗及在碰撞情况下发送安全带预紧指令。

作为一种可选的实现方案，所述检测单元、控制单元及执行单元之间通过CAN、LIN或电线线路连接。

作为一种可选的实现方案，所述检测单元还包括一手动开关，控制单元与该手动开关连接，根据该手动开关的状态判断是否符合起爆条件。

作为一种可选的实现方案，所述控制单元进行自动爆窗系统的自检，包括控制单元的自检、检测单元中传感器线路和开关线路的检测，以及电动起爆破窗器的线路检测,如果检测到故障，发出故障提示；所述控制单元为车辆的电子控制单元。

作为一种可选的实现方案，所述电动起爆破窗器为多个，分别对应于不同的窗户玻璃安装；所述执行模块进一步包括安全带预紧控制器，在碰撞情况下控制单元向安全带预紧控制器发送安全带预紧指令；通过安全带预紧控制器判断已锁扣的安全带位置，安全气囊控制器根据安全带预紧控制器的判断结果发出电流信号至该位置邻近的电动起爆破窗器。

作为一种可选的实现方案，所述电动起爆破窗器包括电动起爆破窗器包括电性连接的计时器、指示装置、驱动电路及一个或多个爆玻器；当控制单元判断达到起爆条件，发送起爆信号至电动起爆破窗器，则计时器进行计时，达到一预定时间，则驱动电路驱动爆玻器工作。

作为一种可选的实现方案，所述电动起爆破窗器还安装在驾驶室的确认开关，计时器计时的同时，指示装置发出警示信号，提示即将爆窗；在计时器计时的过程中操作确认开关可以解除爆窗。

作为一种可选的实现方案，所述爆窗器包括外框、撞针及气体发生器，其中，外框为一侧具有开口的中空结构，开口附近的外框表面为固定面，爆窗器通过该固定面固定在车窗玻璃上；撞针设置于外框内部，且撞针的尖端朝向所述开口设置；气体发生器设置于外框围合的空间内，且气体发生器、撞针及开口沿一条直线设置。

作为一种可选的实现方案，所述爆窗器还包括承载部，承载部设置于外框内部，且撞针的尖端朝向所述开口设置于承载部上；气体发生器设置于承载部与外框围合的空间内，且气体发生器、撞针及开口沿一条直线设置。

作为一种可选的实现方案，所述气体发生器为一热敏起爆装置，其通过一起爆电流线缆连接于驱动电路，再进一步连接于安全气囊控制器，气体发生器的起爆电流来自于安全气囊控制器。

作为一种可选的实现方案，所述气体发生器通过一条起爆电流线缆直接连接于安全气囊控制器，气体发生器的起爆电流来自于安全气囊控制器。

根据本发明的另一个方面，提供一种具有上述自动爆窗系统的交通工具，该交通工具为汽车、火车或轮船。

在本发明的可选技术方案中，通过将电动起爆破窗器与现有车辆中的控制单元、安全气囊控制器整合，实现在碰撞、火灾、水灾等紧急情况下自动破窗，节省时间，增加驾乘人员逃生机会，可以提高车辆的被动安全系统功能，且成本很低。本发明所述的自动爆窗系统的实用性强，不仅可以用于汽车，同样可以用于火车、轮船等交通工具。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明较佳实施例的自动爆窗系统的功能模块图；

图2是根据本发明较佳实施例的电动超爆破窗器的功能模块图；

图3是根据本发明较佳实施例的爆玻器的结构示意图；及

图4是根据本发明一较佳实施例的自动爆窗系统的工作流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种自动爆窗系统及具有该系统的交通工具，该交通工具例如是汽车、火车、轮船，以下以汽车为例进行说明。如图1所示，所述自动爆窗系统包括电性连接的检测单元10、控制单元20及执行单元30；本实施例中，检测单元10、控制单元20及执行单元30之间可以为CAN、LIN或通过电线线路连接。

所述检测单元10包括分别与控制单元20电性连接的加速度传感器11、感烟感温火灾传感器12、水传感器13及手动开关14。所述加速度传感器11、感烟感温火灾传感器12、水传感器13、压力传感器14及手动开关15的信号传送至控制单元20。本实施例中，所述加速度传感器11为轮速传感器，设置于汽车的车轮附近。感烟感温火灾传感器12的数量为一个或多个，可以根据实际需求进行设置。感烟感温火灾传感器12的选择和具体设计参数以《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116)为准。优先优选地，感烟感温火灾传感器12分别或选择性安装于车仓内、汽车发动机附近或油箱附近的位置。水传感器13可以为一个或多个，水传感器13的数量以及安装位置可根据实际需求进行设置，例如水传感器13设置于车仓地板、汽车底盘、发动机外壳、车身外围面等。手动开关14例如为一按钮式开关、旋钮式开关、拉扣式开关等不同开关操作模式中的一种。

控制单元20包括算法控制与驱动电路21。该控制单元20例如为车辆的电子控制单元(ECU，ElectronicControlUnit)。该算法控制与驱动电路21集成于ECU内。

执行模块30包括电性连接的安全气囊控制器31、电动起爆破窗器32及安全带预紧控制器33。控制单元20中预先设置有电动起爆破窗器32的起爆条件，该起爆条件包括加速度范围、烟雾温度值、及水位值等参数。控制单元20的算法控制与驱动电路21根据从检测单元10接收到的加速度、烟雾及水位信号或手动开关14的信号来判断是否达到起爆条件，并将判断结果发送至执行模块30的安全气囊控制器31、电动起爆破窗器32及安全带预紧控制器33，分别控制安全气囊的爆破、电动起爆破窗器32进行破窗及在碰撞情况下发送安全带预紧指令。本实施例中，安全气囊控制器31为电动起爆破窗器32提供起爆电流。也即，电动起爆破窗器32具有两种工作模式：自动模式和手动模式。在自动模式下，控制单元20的算法控制与驱动电路21根据从检测单元10接收到的加速度、烟雾及水位信号来判断是否达到起爆条件，而无须操作手动开关14，或者，在自动模式下，手动开关14可以省略。在手动模式下，控制单元20的算法控制与驱动电路21根据手动开关14的信号来判断是否达到起爆条件，这种模式为次选模式作为自动模式的补充，驾驶员可以根据情况，在需要起爆破窗时，操作手动开关14，例如公交车遇到歹徒需要疏散乘客的时候可以使用此种模式。

具体地，请进一步结合图2，所述电动起爆破窗器32包括电性连接的计时器321、指示装置322、驱动电路323、爆玻器324及安装在驾驶室的确认开关325。当控制单元20判断达到起爆条件，发送起爆信号至电动起爆破窗器32，则计时器321进行计时，达到一预定时间(例如8秒钟)，则驱动电路323驱动爆玻器324工作。计时器321计时的同时，指示装置322也发出警示信号，提示即将爆窗。该指示装置322为蜂鸣器、语音报警器、或指示灯中的一种或多种。驾驶员可以通过在计时器计时的过程中操作确认开关325，来解除爆窗。

请参考图3，图3是根据本发明较佳实施例的爆玻器的结构示意图。所述爆窗器324包括外框3241、承载部3243、撞针3246及气体发生器3247。其中，外框3241为一侧具有开口3245的中空结构，开口附近的外框表面为固定面3242，爆窗器324通过该固定面3242固定在车窗玻璃上。承载部3243设置于外框3241内部，且撞针3246的尖端朝向开口3245设置于承载部3243上。气体发生器3247设置于承载部3243与外框3241围合的空间内，且气体发生器3247、撞针3246及开口3245沿一直线设置。气体发生器3247的起爆电流来自于安全气囊控制器31。本实施例中，该气体发生器3247为一热敏起爆装置，其通过起爆电流线缆3248连接于驱动电路323，再进一步连接于安全气囊控制器31。另一实施例中，该气体发生器3247通过起爆电流线缆3248直接连接于安全气囊控制器31。

请参考图4，图4是根据本发明一较佳实施例的自动爆窗系统的工作流程图。本发明自动爆窗系统的工作原理如下：步骤S1，控制单元20上电。步骤S2，控制单元20进行自动爆窗系统的自检，包括控制单元20的自检、检测单元10中传感器线路和开关线路的检测，以及电动起爆破窗器32的线路检测。步骤S3，判断是否检测到故障，如果是，进入步骤S4，发出故障提示，再进入步骤S5。步骤S4中，故障提示例如为点亮设置于车辆仪表盘上的系统故障灯。如果步骤S3中判断没有检测到故障，则直接进入步骤S5，控制单元20从检测单元10接收各传感器信号及手动开关信号。步骤S6，针对步骤S5中接收的信号进行计算。步骤S7，判断是否达到起爆条件，如果否，则返回步骤S5；如果是，则进入步骤S8，进入破窗确认，计时器321进行倒计时，指示装置322发出报警信号。步骤S9，判断是否解除破窗确认，如果是，则返回步骤S5；如果否，进入步骤S10，进行破窗。步骤S9中，通过确认安装在驾驶室的电动起爆破窗器32的确认开关325是否关掉，如果驾驶员关掉确认开关325，则判断为解除破窗确认。在步骤S10中，控制单元20向安全气囊控制器31发送控制信号，则安全气囊控制器31发送一电流信号至电动起爆破窗器32，作为起爆电流。气体发生器3247在该起爆电流的作用下起爆，承载部3243在气体发生器3247起爆的作用力下弹出撞针3246，撞针3246经由外框3241的开口3245直击与爆玻器324的固定面3242贴合的车窗玻璃，从而使玻璃破碎，达到破窗目的。

在一个较佳的实施例中，自动爆窗系统包括一个电动起爆破窗器32，且该电动起爆破窗器32包括多个爆玻器324，多个爆玻器324分别安装于一块窗户玻璃。

在另一个较佳的实施例中，例如在小型汽车中，自动爆窗系统包括多个电动起爆破窗器32，该多个电动起爆破窗器32分别对应不同的窗户，且该多个电动起爆破窗器32分别由安全气囊控制器31独立控制，以可选择地控制所述多个电动起爆破窗器32。通过安全带预紧控制器33判断已锁扣的安全带位置，安全气囊控制器31根据安全带预紧控制器33的判断结果发出电流信号至该位置邻近的电动起爆破窗器32。如果锁扣则表示对应座位有人，故破爆该座位旁边的窗户。即，仅破爆乘客座位附近的窗户。例如，安全带预紧控制器33仅检测到驾驶位有人，则仅需破爆驾驶仓旁边的车窗，安全气囊控制器31仅发送起爆电流至该车窗对应的电动起爆破窗器32。

本发明所述自动爆窗系统可以提高车辆的被动安全系统功能，其将电动起爆破窗器与现有车辆中的控制单元、安全气囊控制器整合，实现在碰撞、火灾、水灾等紧急情况下自动破窗，节省时间，增加驾乘人员逃生机会，且成本很低。此外，本发明所述自动爆窗系统不仅可以在火灾、水灾情况中使用，还结合安全气囊控制器，可以在碰撞事故中使用，可以避免很多时候乘员由于车门变形、车门机构损坏等原因被困车内而不能及时离开事故现场得到及时救治，且可避免现有技术中救援人员要花费时间和设备破拆汽车。本发明能自动破窗对有效救援车内被困人员有明显的优势。

再者，本发明所述的自动爆窗系统的实用性强，不仅可以用于汽车，同样可以用于火车、轮船等交通工具。

相应地，本发明还提供一种具有上述自动爆窗系统的交通工具，该交通工具为火车、轮船、汽车。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (12)

1.一种自动爆窗系统，其特征在于，包括电性连接的检测单元、控制单元及执行单元；所述检测单元包括分别与控制单元电性连接的加速度传感器、感烟感温火灾传感器及水传感器；控制单元包括算法控制与驱动电路，用于处理从检测单元传来的数据并判断是否符合起爆条件；执行模块包括电性连接的安全气囊控制器及电动起爆破窗器；其中，安全气囊控制器根据从控制单元接收的判断是否符合起爆条件的信息，发送电流信号控制电动起爆破窗器的工作；所述执行模块进一步包括安全带预紧控制器，控制单元中预先设置有电动起爆破窗器的起爆条件，控制单元的算法控制与驱动电路根据从检测单元接收到的加速度、烟雾及水位信号来判断是否达到起爆条件，并将判断结果发送至执行模块的安全气囊控制器、电动起爆破窗器及安全带预紧控制器，分别控制安全气囊的爆破、电动起爆破窗器进行破窗及在碰撞情况下发送安全带预紧指令。

2.根据权利要求1所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述检测单元、控制单元及执行单元之间通过CAN、LIN或电线线路连接。

3.根据权利要求1所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述检测单元还包括一手动开关，控制单元与该手动开关连接，根据该手动开关的状态判断是否符合起爆条件。

4.根据权利要求1所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述控制单元进行自动爆窗系统的自检，包括控制单元的自检、检测单元中传感器线路和开关线路的检测，以及电动起爆破窗器的线路检测,如果检测到故障，发出故障提示；所述控制单元为车辆的电子控制单元。

5.根据权利要求1所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述电动起爆破窗器为多个，分别对应于不同的窗户玻璃安装；在碰撞情况下控制单元向安全带预紧控制器发送安全带预紧指令；通过安全带预紧控制器判断已锁扣的安全带位置，安全气囊控制器根据安全带预紧控制器的判断结果发出电流信号至该位置邻近的电动起爆破窗器。

6.根据权利要求1或5所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述电动起爆破窗器包括电动起爆破窗器包括电性连接的计时器、指示装置、驱动电路及一个或多个爆玻器；当控制单元判断达到起爆条件，发送起爆信号至电动起爆破窗器，则计时器进行计时，达到一预定时间，则驱动电路驱动爆玻器工作。

7.根据权利要求6所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述电动起爆破窗器还安装在驾驶室的确认开关，计时器计时的同时，指示装置发出警示信号，提示即将爆窗；在计时器计时的过程中操作确认开关可以解除爆窗。

8.根据权利要求6所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述爆窗器包括外框、撞针及气体发生器，其中，外框为一侧具有开口的中空结构，开口附近的外框表面为固定面，爆窗器通过该固定面固定在车窗玻璃上；撞针设置于外框内部，且撞针的尖端朝向所述开口设置；气体发生器设置于外框围合的空间内，且气体发生器、撞针及开口沿一条直线设置。

9.根据权利要求8所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述爆窗器还包括承载部，承载部设置于外框内部，且撞针的尖端朝向所述开口设置于承载部上；气体发生器设置于承载部与外框围合的空间内，且气体发生器、撞针及开口沿一条直线设置。

10.根据权利要求8或9所述的自动爆窗系统，其特征在于，所述气体发生器为一热敏起爆装置，其通过一起爆电流线缆连接于驱动电路，再进一步连接于安全气囊控制器，气体发生器的起爆电流来自于安全气囊控制器。

11.根据权利要求8或9的自动爆窗系统，其特征在于，所述气体发生器通过一条起爆电流线缆直接连接于安全气囊控制器，气体发生器的起爆电流来自于安全气囊控制器。

12.一种具有自动爆窗系统的交通工具，其特征在于，该交通工具包括如权利要求1-5、7-9其中任意一项所述的自动爆窗系统，该交通工具为汽车、火车或轮船。