CN105539341B - 汽车落水自救系统及方法 - Google Patents

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Abstract

汽车落水自救系统及方法，属于汽车电子救援领域，用于解决车辆落水造成的汽车和人身的安全问题，技术要点是：包括由若干液体压力传感器组成的传感器序列、车载落水检测ECU装置和气囊充气装置；所述液体压力传感器分布于车身外围与外界相通的位置，车载落水检测ECU装置实时采集各个液体压力传感器传送的车身外围的液体压力值，当检测到某一个液体压力传感器的采集数值超过限定值时，落水检测ECU装置启动该液体压力传感器对应的气囊充气装置中的点火器，使气囊产生氮气并膨胀。效果是：通过气囊充气装置使得氮气膨胀，使得汽车不会下沉。

Description

汽车落水自救系统及方法
技术领域
本发明属于汽车电子救援领域，具体的说是一种基于安全气囊的汽车落水自救系统与方法。
背景技术
随着汽车产业的发展和人们生活水平的提高，大多数人都拥有了自己的私家车辆，公路上行驶的车辆越来越多，安全是人们不得不思考的问题。在众多的汽车安全问题上有这样的一种情况，在发生交通事故时汽车落入水中，汽车进水往往伴随着发送机失灵，车门又迫于水中压力或电子部件失灵无法打开，如果没有恰当的处理方式，而汽车本身也没有相应的保护措施，就会危及生命安全。
发明内容
为了解决车辆落水造成的汽车和人身的安全问题，本发明提供了一种汽车落水自救系统及方法，不会出现接连误报和接连错误开启气囊的现象，且保证了人身安全、减小了车辆损伤。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种汽车落水自救系统，包括由若干液体压力传感器组成的传感器序列、车载落水检测ECU装置和气囊充气装置；所述液体压力传感器分布于车身外围与外界相通的位置，用于检测汽车落水时其车身外围的液体压力值，车载落水检测ECU装置实时采集各个液体压力传感器传送的车身外围的液体压力值，当检测到某一个液体压力传感器的采集数值超过限定值时，落水检测ECU装置启动该液体压力传感器对应的气囊充气装置中的点火器，使气囊产生氮气并膨胀。
进一步的，落水检测ECU装置包括中央处理器、信号采集处理电路、点火控制电路，所述信号采集处理电路实时采集各液体压力传感器的液体压力值信号，并传输至处理器与预定值比较，超过预定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊中的点火器。
进一步的，所述落水检测ECU装置还包括自供电电路、状态提示电路，所述自供电电路使用外接电源为落水检测ECU装置供电，状态提示电路显示各液体压力传感器的触发状态，以此表示当前车辆的浸水情况。
进一步的，液体压力传感器放置于分布有进水气孔的保护罩内。
进一步的，车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊充气装置中的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。
本发明还涉及一种汽车落水自救方法，汽车落水时，分布于车身外围与外界相通的位置的液体压力传感器检测出其所在车身部分的液体压力值，并将该液体压力值发送至落水检测ECU装置的信号采集处理电路，信号采集处理电路将该液体压力值信号输出至控制器中，与限定值比较，超过限定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊充气装置中的点火器使得气囊内产生氮气并膨胀。
进一步的，车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊重启装置内的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。
有益效果：上述方案实现了汽车落水时，通过气囊充气装置使得氮气膨胀，从而依靠氮气的浮力，使得汽车不会下沉。就能够在汽车发生落水现象时，自动浮起水面，达到自救的目的
附图说明
图1液体压力传感器放置于遍布小孔的保护罩内的安装示意图；
图2气囊和气囊充气装置示意图；
图3汽车落水检测系统安装于车辆的位置示意图；
图4汽车落水检测系统的结构框图；
图5信号采集处理电路的电路原理图；
图6点火控制电路的电路原理图。
其中：10.传感器序列，11.进水气孔，12.保护罩，13.信号输出接口，14.液体压力传感器，20.车载落水检测ECU装置，21.中央处理器，22.信号采集处理电路，23.点火控制电路，24.自供电电路，25.状态提示电路，30.气囊充气装置，31.点火器，32.气囊。
具体实施方式
实施例1:一种汽车落水自救系统，包括由若干液体压力传感器组成的传感器序列、车载落水检测ECU装置和气囊充气装置；所述液体压力传感器分布于车身外围与外界相通的位置，用于检测汽车落水时其车身外围的液体压力值，车载落水检测ECU装置实时采集各个液体压力传感器传送的车身外围的液体压力值，当检测到某一个液体压力传感器的采集数值超过限定值时，落水检测ECU装置启动该液体压力传感器对应的气囊充气装置中的点火器，使气囊产生氮气并膨胀。
上述方案实现了汽车落水时，通过气囊充气装置使得氮气膨胀，从而依靠氮气的浮力，使得汽车不会下沉。就能够在汽车发生落水现象时，自动浮起水面，达到自救的目的
在检测到车身外围的液体压力值超过限定值时，启动检测到的液体压力传感器对应的气囊充气装置中的点火器，使得对应的气囊产生氮气并膨胀，一个液体压力传感器对应设置一个气囊，设置这种对应关系的目的在于，当出现一个液体压力传感器错误的检测信号导致对应气囊膨胀时，其它气囊若没有检测到超过限定值的液体压力值，并不会启动对应气囊的气囊启动装置，各气囊由于平行对应传感器启动，不会出现接连误报和接连错误开启气囊的现象。
如图3所示，液体压力传感器设置在车外周，如车门、车前灯、车尾灯附近，而对应设置的气囊在液体压力传感器的上方。
具体的，作为一种优选，液体压力传感器采用压电式压力传感器，压电式压力传感器是利用具有压电效应的压电器件作为敏感元件,它将被测压力转换为电荷,产生静电电位差,进而通过测量电路对压力进行测试，具有体积小、重量轻、准确度高、灵敏度高和动态性能好等特点。
实施例2:本实施例具有与实施例1相同的技术方案，更为具体的是，落水检测ECU装置包括中央处理器、信号采集处理电路、点火控制电路，所述信号采集处理电路实时采集各液体压力传感器的液体压力值信号，并传输至处理器与预定值比较，超过预定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊中的点火器。
作为技术方案的进一步优选，所述落水检测ECU装置还包括自供电电路、状态提示电路，所述自供电电路使用外接电源为落水检测ECU装置供电，状态提示电路显示各液体压力传感器的触发状态，以此表示当前车辆的浸水情况。该方案是为了防止汽车进水损坏汽车内部电路系统，使得落水检测ECU装置断电，同时，将落水检测ECU装置放置在密封性良好的安装盒内，也是为了进一步保证充气装置的正常触发。
其中：
中央处理器是带有AD采集功能的单片机，可以选用STM32F103RET6，主频最高72MHz，带有两路12位的ADC，多通道采集。由于车上信号传输的干扰较大，距离较远，液体压力传感器信号输出要采用4～20mA的电流信号传输，以防止车内的信号干扰和长距离传输产生的压降。
信号采集处理电路选用图5中所示的电路，如上图所示，4～20mA信号在R1(120欧姆)电阻上产生电压信号，经过由U1A(AD8630)轨道轨运放芯片搭建的电压跟随电路，以保证采集到的电压信号不失真，不受后面电路的影响，再经过二阶RC(R4，C2，R5，C3)滤波电路，滤除信号的纹波，最后由STM32F103RET6的AD采集电压信号，以判断液体压力传感器的输出是否超过限定值，Q1是单片机AD管脚的保护器件。信号采集处理电路还可以使用现有技术中其它可以实现信号采集功能的电路，该电路的选择是本领域技术人员的常规手段。
当STM32F103RET6检测到液体压力传感器的输出超过限定值时，控制对应的安全气囊中的点火控制电路供电，如图6所示，供电的控制采用U1(AGQ200S12Z)继电器，继电器默认情况下是不输出供电的，当STM32F103RET6控制Q1(S9013MD)三级管工作时，继电器工作将12V电压连接到AIR_POWER上，AIR_POWER和AIR_GND分别接到安全气囊的电源正负端，就能够控制安全气囊工作，D1是继电器的续流二极管，F1是保险丝，用来防止安全气囊的异常造成落水检测ECU的损坏。
实施例3：具有与实施例1或2相同的技术方案，更为具体的是，液体压力传感器放置于遍布进水气孔的保护罩内。安装时将压力传感器放置于遍布小孔的保护罩内，既能保证液体流入保护罩内进行检测，也防止外力冲击造成的误检。液体压力传感器装置。
实施例4:具有与实施例1或2或3相同的技术方案，更为具体的是：车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊充气装置中的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。而该反应形成的热流会让气囊迅速膨胀，使得气囊的弹出速度可以达到时速322公里，能够及时的对落水情况做出反应，而气囊充气装置的外周是过滤器，氮气通过过滤器进入气囊中。
实施例5：一种汽车落水自救方法，汽车落水时，分布于车身外围与外界相通的位置的液体压力传感器检测出其所在车身部分的液体压力值，并将该液体压力值发送至落水检测ECU装置的信号采集处理电路，信号采集处理电路将该液体压力值信号输出至控制器中，与限定值比较，超过限定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊充气装置中的点火器使得气囊内产生氮气并膨胀。车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊重启装置内的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。
实施例6:实施例5中所述的汽车落水自救方法，是基于实施例1-4中的任意种技术方案实现的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车落水自救系统，其特征在于，包括由若干液体压力传感器组成的传感器序列、车载落水检测ECU装置和气囊充气装置；所述液体压力传感器分布于车身外围与外界相通的位置，用于检测汽车落水时其车身外围的液体压力值，一个液体压力传感器对应设置一个气囊，车载落水检测ECU装置实时采集各个液体压力传感器传送的车身外围的液体压力值，当检测到某一个液体压力传感器的采集数值超过限定值时，落水检测ECU装置启动该液体压力传感器对应的气囊充气装置中的点火器，使气囊产生氮气并膨胀；一个液体压力传感器因错误的检测信号导致对应气囊膨胀时，其它传感器若没有检测到超过限定值的液体压力值，不启动该传感器对应气囊的气囊充气装置，各气囊平行对应传感器启动。
2.如权利要求1所述的汽车落水自救系统，其特征在于，落水检测ECU装置包括中央处理器、信号采集处理电路、点火控制电路，所述信号采集处理电路实时采集各液体压力传感器的液体压力值信号，并传输至处理器与预定值比较，超过预定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊中的点火器。
3.如权利要求2所述的汽车落水自救系统，其特征在于，所述落水检测ECU装置还包括自供电电路、状态提示电路，所述自供电电路使用外接电源为落水检测ECU装置供电，状态提示电路显示各液体压力传感器的触发状态，以此表示当前车辆的浸水情况。
4.如权利要求1或2或3所述的汽车落水自救系统，其特征在于，液体压力传感器放置于分布有进水气孔的保护罩内。
5.如权利要求1或2或3所述的汽车落水自救系统，其特征在于，车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊充气装置中的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。
6.一种权利要求1-5任一项所述的汽车落水自救系统的自救方法，其特征在于：汽车落水时，分布于车身外围与外界相通的位置的液体压力传感器检测出其所在车身部分的液体压力值，并将该液体压力值发送至落水检测ECU装置的信号采集处理电路，信号采集处理电路将该液体压力值信号输出至控制器中，与限定值比较，超过限定值时，中央处理器输出控制信号至点火控制电路，点火控制电路启动气囊充气装置中的点火器使得气囊内产生氮气并膨胀；一个液体压力传感器因错误的检测信号导致对应气囊膨胀时，其它传感器若没有检测到超过限定值的液体压力值，不启动该传感器对应气囊的气囊充气装置，各气囊平行对应传感器启动。
7.如权利要求6所述的汽车落水自救系统的自救方法，其特征在于，车载落水检测ECU装置启动气囊内的点火器，使得存储于气囊重启装置内的叠氮化钠(NaN3)和硝酸钾(KNO3)反应并生成氮气，使得气囊膨胀并弹出安装位置。
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