CN104786977B - 安全气囊系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全气囊系统，包括：分别用于引爆多个气囊的多个引爆器；多个气囊模块，多个气囊模块与多个引爆器一一对应地相连，气囊模块包括升压储能电容，以通过升压储能电容为引爆器提供引爆电压；气囊总线，多个气囊模块相互并联地接入气囊总线；总线控制器，总线控制器与气囊总线相连，用于实现对多个气囊模块的控制和供电；总线控制器储能电容，总线控制器储能电容与总线控制器相连，以在输入电源与总线控制器之间的线路断开时为总线控制器供电。根据本发明实施例的安全气囊系统，具有更高的安全性。

Description

安全气囊系统
技术领域
本发明涉及汽车安全技术领域，特别涉及一种安全气囊系统。
背景技术
目前，对于汽车的安全气囊控制中常采用安全气囊控制系统，如图1所示，为一种常规的通用气囊系统。当碰撞发生时，图1所示的通用气囊系统工作原理为：加速度传感器7检测到碰撞加速度，经微控制器8分析确认，向点火驱动模块9发出指令，外部连接的多个气囊模块雷管10、11受电流驱动引爆，展开气囊模块。
该通用气囊系统存在问题是，每个气囊模块连接都需要两根线束，在需求气囊模块数量增多时，线束也相应增加，造成接口与连接布线复杂，潜在连接问题增加。同时，由于线束直接连接气囊模块雷管，当线束短接电源或地时，有误爆气囊展开风险。另外，装车配置差异导致产品差异化，直接增加了制造与管理成本。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提供一种安全气囊系统。该安全气囊系统具有更高的安全性。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种安全气囊系统，包括：分别用于引爆多个气囊的多个引爆器；多个气囊模块，所述多个气囊模块与所述多个引爆器一一对应地相连，所述气囊模块包括升压储能电容，以通过所述升压储能电容为所述引爆器提供引爆电压；气囊总线，所述多个气囊模块相互并联地接入所述气囊总线；总线控制器，所述总线控制器与所述气囊总线相连，用于实现对所述多个气囊模块的控制和供电；总线控制器储能电容，所述总线控制器储能电容与所述总线控制器相连，以在输入电源与所述总线控制器之间的线路断开时为所述总线控制器供电。
根据本发明实施例的安全气囊系统，多个气囊模块并联接入气囊总线，气囊模块内部带有升压储能电容，以便为引爆器提供引爆电压。总线控制器储能电容可以为总线控制器提供电能，一旦车辆发生碰撞，造成输入电源与总线控制器之间的供电线路断掉时，总线控制器储能电容可以为总线控制器供电，从而保证总线控制器能够通过气囊总线继续控制气囊模块使引爆器引爆以展开安全气囊，具有更高的安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是常规的一种通用气囊系统的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的安全气囊系统的结构框图；以及
图3是根据本发明一个实施例的安全气囊系统的气囊模块的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明一个实施例的安全气囊系统。
图2是根据本发明一个实施例的安全气囊系统的示意图。如图2所示，根据本发明一个实施例的安全气囊系统包括：多个引爆器（如图2中示出了两个引爆器，如引爆器10和引爆器11）、多个气囊模块（如图2中示出了气囊模块12和气囊模块13的两个气囊模块）、气囊总线15、总线控制器14和总线控制器储能电容16。
其中，多个引爆器分别用于引爆多个气囊。多个气囊模块与多个引爆器一一对应地相连（如图2所示的引爆器11与气囊模块13相连，引爆器10与气囊模块12相连），气囊模块包括升压储能电容（如图2所示的升压储能电容23和升压储能电容24），以通过升压储能电容为引爆器提供引爆电压。多个气囊模块相互并联地接入气囊总线15；总线控制器14与气囊总线15相连，用于实现对多个气囊模块的控制和供电。总线控制器储能电容16与总线控制器14相连，以在输入电源（如图2所示的供电电源1）与总线控制器14之间的线路断开时为总线控制器14供电。
根据本发明实施例的安全气囊系统，多个气囊模块并联接入气囊总线，气囊模块内部带有升压储能电容，以便为引爆器提供引爆电压。总线控制器储能电容可以为总线控制器提供电能，一旦车辆发生碰撞，造成输入电源与总线控制器之间的供电线路断掉时，总线控制器储能电容可以为总线控制器供电，从而保证总线控制器能够通过气囊总线继续控制气囊模块使引爆器引爆以展开安全气囊，具有更高的安全性。
结合图2所示，气囊模块包括：智能接口模块（如图2所示的智能接口模块20和智能接口模块21），智能接口模块接收来自总线控制器14通过气囊总线15传输的电能并与总线控制器14通讯，并检测气囊总线15的通讯和供电是否正常，以及对升压储能电容（如图2所述的升压储能电容23和升压储能电容24）进行控制。
结合图3所示，智能接口模块进一步包括：调制器30、模块处理器31和自举升压模块32等。
其中，调制器30用于将来自气囊总线15的供电与通讯信号进行分解，调制器30用于检测气囊总线15是否存在故障，并在检测到气囊总线15中的一个单线电压状态异常时，自动关闭存在故障的单线。自举升压模块32与调制器30相连，以从调制器30获取电能。模块处理器31与自举升压模块32相连，用于对气囊总线15的通讯进行解析和控制，并为智能接口模块提供工作电压以及对自举升压模块32进行控制。其中，模块处理器31为但不限于可编程微处理器。
进一步地，模块处理器31还用于通过自举升压模块对多个引爆器进行监测和控制。
再次结合图2，本发明进一步实施例的安全气囊系统还包括：设置在输入电源1和总线控制器14之间的电源保护模块2。
进一步地，还包括加速度传感器7和与加速度传感器7相连的微控制器8，微控制器8与总线控制器14相连。
再次结合图2所示，该安全气囊系统还包括：低压储能电容6。低压储能电容6用于为加速度传感器7和微控制器8供电。
进一步地，还包括：设置在加速度传感器7和电源保护模块2之间以及微控制器8和电源保护模块2之间的稳压电路3。
以下结合图2和图3对本发明实施例的安全气囊系统的工作原理进行详细描述：
本发明的安全气囊系统，将分布式多线连接气囊模块优化为总线连接。本发明实施例的安全气囊系统将分散的独立气囊模块挂接在气囊总线上。ACU（安全气囊电子控制单元，如图2中虚线框所包括的部分）作为总线主控端，通过总线控制器，发起总线通讯控制并接收模块通讯响应。同时，总线控制器兼具有总线供电功能，包括两类供电，一是通讯供电，二是升压储能供电，两类供电由总线控制器发起通讯切换。每个气囊模块根据协议执行操作。
本发明实施例的安全气囊系统的气囊模块区别于传统的气囊模块，每个气囊模块均配有控制器，可实现自检、通讯、自举升压储能控制、点火驱动控制，并具有唯一ID标识，称为智能气囊模块。智能气囊模块工作时实现检测总线信号，当识别符合自身ID标识通讯请求时，作出相应的操作并向总线发送应答信号。
结合图2所示，该安全气囊系统中的气囊总线15实质为三线系统，其中两根总线用于双向通讯与供电，隐含第三线由智能气囊模块12、13经搭铁连接车身接地。图2中虚线框内为ACU功能块，输入电源1是整车供电电源，经电源保护电路2，实现供电过压与反向保护，再连接调制稳压电路3为微控制器8和加速度传感器7供电。低压储能电容6在整车发生碰撞造成输入电源1断路时，为微控制器8和加速度传感器7工作提供电源续能。
总线控制器14也由电源保护电路2供电，并配有通讯储能电容16。与图1所示点火驱动储能电容5不同，通讯储能电容16在整车发生碰撞造成输入电源1断路时，为气囊总线15通讯控制提供续能。气囊模块雷管10、11的引爆储能由智能气囊模块12、13内集成升压储能电容23、24提供。
结合图3所示，智能气囊模块12功能方块图中，调制器30，将来自气囊总线15的供电与通讯信号分解，向自举升压模块32提供升压供电，为模块处理器31提供总线通讯双向调制并为智能接口模块21提供工作电能。调制器30具备总线检测故障检测能力，当监测气囊总线15中的一个单线电压状态异常，自动关闭故障线路供电输入与通讯，切换至紧急单线控制模式。模块处理器31为可编程微处理器，是智能气囊模块的主控制器，负责通讯解析与控制，可向内部FLASH写入唯一ID标识。模块处理器31向自举电压控制器33发送PWM脉冲，控制升压泵工作，升压电能储存在升压储能电容23中。升压状态由自举电压控制器33回传至模块处理器31分析，以适时调节PWM控制信号。模块处理器31通过模块检测控制器35对气囊模块雷管10状态进行检测或引爆控制。实际应用中，模块检测驱动块34设计多个并联结构，可实现多极气囊模块检测与点火控制。
再次结合图2，智能气囊模块12、13内部集成智能接口模块20、21，具有自检、通讯、自举升压储能控制、点火驱动控制，并具有唯一ID标识等功能。由于智能接口模块12、13介于气囊模块雷管10、11与气囊总线15之间作为隔离，并与气囊模块雷管10、11结合为一个整体，在没有正确通讯协议控制下，因线束连接造成的误爆完全不可能发生。
气囊总线15通讯模式采用抗干扰差动通讯方式，通讯均由总线控制器14发起，外部连接的多个智能气囊模块12、13，识别通讯协议中唯一ID标识，作相应的响应与控制。唯一ID标识的由ACU授权，可识与防止气囊模块误用。装车智能气囊模块的数量与授权均由ACU软件配置确定，实施标准化的ACU硬件与网络化软件管理，使所有装车的气囊系统受控使用，确保有效。
总线控制器14在气囊总线15工作时，实时检测监控，当检测发生单线断路、两线总线线间短路、短接电源或地等故障时，自动切换至单线状态，将故障线屏蔽，确保紧急状态条件下气囊系统仍可正常工作。
本发明实施例的安全气囊系统在未发生碰撞时工作情况为：微控制器8按智能气囊模块12、13的ID标识，发送轮循检测指令，经由总线控制器14在通讯供电模式下向总线发送通讯请求。相应智能气囊模块12、13检测到符合自身ID的请求，向气囊总线15作出相应自检结果应答。总线控制器14收到响应，转发至微处理器8，进行结果判定与进一步操作。对检测到故障，ACU通过车内联网通讯发出提示。当智能模块12、13需升压供电储能时，微处理器8发出指令，总线控制器14按要求切换升压储能供电模式，此时，指定的智能气囊模块12、13从气囊总线15取电，经智能接口模块20、21自举升压储能至升压储能电容23、24。当微处理器8发送切换为通讯供电模式控制时，总线控制器14切换为通讯供电模式状态，相应的气囊模块与转换为正常通讯模式。
本发明实施例的安全气囊系统在发生碰撞时工作情况为：加速度传感器7检测到碰撞加速度，微控制器8收到加速度数据并分析碰撞加速度值，确定发生有效碰撞，向总线控制器14发出指定气囊模块展开控制指令。总线控制器14向总线发送指定气囊模块展开的调制通讯信号。挂接总线的多个智能气囊模块12、13检测符合自身ID的通讯请求，解析为展开气囊控制，升压储能电容23、24向智能接口模块20、21气囊点火驱动功能块供电，进而向气囊模块雷管10、11输出驱动电流，引爆气囊模块雷管10、11，进而引燃气体发生器药剂，展开气囊。
根据本发明实施例的安全气囊系统，多个气囊模块并联接入气囊总线，气囊模块内部带有升压储能电容，以便为引爆器提供引爆电压。总线控制器储能电容可以为总线控制器提供电能，一旦车辆发生碰撞，造成输入电源与总线控制器之间的供电线路断掉时，总线控制器储能电容可以为总线控制器供电，从而保证总线控制器能够通过气囊总线继续控制气囊模块使引爆器引爆以展开安全气囊，具有更高的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种安全气囊系统，其特征在于，包括：
分别用于引爆多个气囊的多个引爆器；
多个气囊模块，所述多个气囊模块与所述多个引爆器一一对应地相连，所述气囊模块包括升压储能电容，以通过所述升压储能电容为所述引爆器提供引爆电压；
气囊总线，所述多个气囊模块相互并联地接入所述气囊总线；
总线控制器，所述总线控制器与所述气囊总线相连，用于实现对所述多个气囊模块的控制和供电；
总线控制器储能电容，所述总线控制器储能电容与所述总线控制器相连，以在输入电源与所述总线控制器之间的线路断开时为所述总线控制器供电；
智能接口模块，所述智能接口模块接收来自所述总线控制器通过所述气囊总线传输的电能并与所述总线控制器通讯，并检测所述气囊总线的通讯和供电是否正常，以及对所述升压储能电容进行控制。
2.根据权利要求1所述的安全气囊系统，其特征在于，所述智能接口模块进一步包括：
调制器，用于将来自所述气囊总线的供电与通讯信号进行分解，所述调制器用于检测气囊总线是否存在故障，并在检测到所述气囊总线中的一个单线电压状态异常时，自动关闭存在故障的单线，
自举升压模块，所述自举升压模块与所述调制器相连，以从所述调制器获取电能；
模块处理器，所述模块处理器与所述自举升压模块相连，用于对所述气囊总线的通讯进行解析和控制，并为所述智能接口模块提供工作电压以及对所述自举升压模块进行控制。
3.根据权利要求2所述的安全气囊系统，其特征在于，所述模块处理器还用于通过所述自举升压模块对所述多个引爆器进行监测和控制。
4.根据权利要求2所述的安全气囊系统，其特征在于，所述模块处理器为可编程微处理器。
5.根据权利要求1所述的安全气囊系统，其特征在于，还包括：
设置在所述输入电源和所述总线控制器之间的电源保护模块。
6.根据权利要求5所述的安全气囊系统，其特征在于，还包括：
加速度传感器和与所述加速度传感器相连的微控制器，所述微控制器与所述总线控制器相连。
7.根据权利要求6所述的安全气囊系统，其特征在于，还包括：
用于为所述加速度传感器和所述微控制器供电的低压储能电容。
8.根据权利要求7所述的安全气囊系统，其特征在于，还包括：
设置在所述加速度传感器和所述电源保护模块之间以及所述微控制器和所述电源保护模块之间的稳压电路。
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