CN108275110B - 一种防击穿式正面双气室气囊及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防击穿式正面双气室气囊及其控制方法。包括方向盘侧安全气囊、驾驶员侧安全气囊、气囊充气装置和PLC控制装置，方向盘侧安全气囊与驾驶员侧安全气囊成串联式结构，两者之间设有单向阀，充气时单向阀打开，两者连通，充气完毕单向阀关闭，两者相对独立；驾驶员侧安全气囊与方向盘侧安全气囊均由气囊充气装置充气，PLC与气囊充气装置连接,当发生碰撞时控制气囊充气装置给方向盘侧安全气囊与驾驶员侧安全气囊充气。本发明通过设置前后两个气囊，在发生碰撞时候能够使碰撞由轻到重的进行缓冲，驾驶员侧安全气囊对驾驶员进行第一次碰撞缓冲，方向盘侧安全气囊进行第二次碰撞缓冲，尽可能的吸收人体的碰撞能量，起到最佳的安全保护。

Description

一种防击穿式正面双气室气囊及其控制方法

技术领域

本发明属于车辆行驶安全技术领域，具体涉及一种前后双气室的防击穿式安全气囊。

背景技术

近年来，随着汽车在家庭中逐渐普及，汽车驾驶者和乘员的安全问题日益受到人们的关注。在我国，汽车安全性的提高已经成为交通运输行业和汽车产业发展的重要因素。汽车安全性的进一步研究对于汽车行业的发展来说是十分重要和必要的。

汽车碰撞事故有很多种，可以分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾和侧翻(或者翻滚)等几种主要类型。正面碰撞所占的比例最大，所以是我们研究汽车被动安全性的重点。

汽车安全气囊系统(简称SRS)，作为汽车车身被动安全性的辅助乘员保护设备，日渐受到人们的重视。汽车发生碰撞时，乘员的被动安全保护主要是依靠汽车在碰撞过程中所吸收的能量和各种安全气囊的充气保护来实现的。气囊在保护的过程是通过在短时间内快速充气，产生一个类似柔软气垫的作用实现的。气囊充气完成后，乘员正面扑在上面会延长碰撞的时间，以此来起到缓冲的作用，减小作用力。但是，在高速碰撞的情况下，气囊很容易被击穿导致驾驶员直接与方向盘等硬件设备发生碰撞，造成严重的二次伤害。

目前国内外已经有一些有关双气室气囊的专利文献。中国专利CN106114440A公开了一种侧面双层安全气囊，该发明设计了一种内外双气室的侧面气囊，通过调整两个气室的压力差来增加对乘员的保护。不过，该发明着重于侧面保护，保护范围小且乘员侧面的实用空间较小，较难实现两层气囊的保护。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种防击穿式正面双气室安全气囊，解决正面气囊在高速情况下受到撞击后容易被击穿的问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种正面双气室的安全气囊，包括方向盘侧安全气囊、驾驶员侧安全气囊、气囊间单向阀、气囊充气装置和PLC，所述方向盘侧安全气囊与驾驶员侧安全气囊成串联式结构，所述气囊间单向充气阀在气囊充气时打开使两侧气囊连通，所述方向盘侧安全气囊与气囊充气装置连接，所述PLC与气囊充气装置连接，当发生碰撞时用于控制气囊充气装置进行充气，当驾驶员挤压气囊时开始泄气。

进一步，所述气囊间单向阀在充气完成后关闭，两侧气囊相对独立，不再联通。

进一步，所述驾驶员侧安全气囊后面设有一个排气阀当乘员扑向驾驶员侧气囊时往外泄气，使其对乘员进行第一次缓冲保护。

进一步，还包括一个压力传感器，所述压力传感器设置在方向盘侧安全气囊内部，且与所述PLC连接，方向盘侧安全气囊设有一个单向排气阀，所述排气阀与PLC连接，所述PLC根据压力传感器测得的压力值，控制排气阀往外排气，使方向盘侧安全气囊对乘员进行第二次缓冲保护。

进一步，其折叠后安装在方向盘中央。

进一步，驾驶员侧安全气囊和方向盘侧安全气囊是采用单层的织布气囊制成的。

进一步，在充气完成后的方向盘侧安全气囊尺寸与方向盘轮缘直径尺寸相当。

本发明气囊的控制方法如下：

当发生碰撞时，触发气囊展开，PLC控制气囊充气装置对两个气囊进行充气，同时PLC控制打开气囊间单向充气阀，驾驶员侧安全气囊和方向盘侧安全气囊迅速展开，成串联结构；

充气完成后，PLC根据两侧气囊内的气压控制气囊间单向充气阀关闭，使两侧气囊相对独立，形成双层缓冲效果的气囊；

当乘员向正面气囊方向相对运动，并挤压碰撞气囊时，所述驾驶员侧气囊排气阀往外泄气，使得驾驶员侧安全气囊对乘员进行第一次缓冲保护；所述方向盘侧安全气囊上面的单向排气阀向外排气，使方向盘侧安全气囊对乘员进行二次缓冲保护。

本发明的有益效果：

1、本发明所述的正面双气室安全气囊,通过设置前后两个气室的安全气囊，当发生碰撞时，由两个气囊来缓冲冲击力，避免单个气囊受到较大冲击被击穿的问题。

2、本发明通过在方向盘侧气囊和驾驶员侧气囊上设置排气阀，并在两侧气囊内部均设置压力传感器来检测两侧气囊的气体压力,在气囊充气膨胀后,穿透第一个气囊到达第二个气囊时，方向盘气囊中设置压力传感器检测方向盘侧气囊中的压力值，并反馈给控制器，控制器通过控制两侧气囊上的排气阀和气囊间单向充气阀的开启与关闭，从而控制两侧气囊的气压，使两侧的气囊形成不同的气压，控制两侧在发生碰撞时候能够使碰撞的进行两次缓冲，尽可能的吸收人体侧向运动的能量，提高安全保护性能。

附图说明

图1为本发明所述的正面双气室安全气囊的结构示意图。

图中：

1-驾驶员侧安全气囊；2-方向盘侧安全气囊；3-气囊间单向充气阀；4-气囊充气装置；5-方向盘侧气囊排气阀；6-驾驶员侧气囊排气阀。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的是正面双气室安全气囊，可以根据不同汽车结构折叠后可存放于方向盘内。包括驾驶员侧安全气囊1、方向盘侧安全气囊2、气囊间单向充气阀3、气囊充气装置4、方向盘侧气囊排气阀5、驾驶员侧气囊排气阀6和PLC。驾驶员侧安全气囊1和方向盘侧安全气囊2可采用单层的织布制成。所述方向盘侧安全气囊1与驾驶员侧安全气囊2成串联式结构，在气囊非工作状态下不连通，所述方向盘侧安全气囊2与气囊充气装置4连接，所述PLC与气囊充气装置4连接，当发生碰撞时，触发气囊展开，PLC控制气囊充气装置对气囊进行充气，同时PLC控制打开气囊间单向充气阀3。驾驶员侧安全气囊1和方向盘侧安全气囊2迅速展开，成串联结构；充气完成后，PLC根据两侧气囊内的气压控制气囊间单向充气阀关闭，使两侧气囊相对独立，形成双层缓冲效果的气囊。当乘员向正面气囊方向相对运动，并挤压碰撞气囊时，所述驾驶员侧气囊排气阀往外泄气，使得驾驶员侧安全气囊对乘员进行第一次缓冲保护；所述方向盘侧安全气囊上面的单向排气阀向外排气，使方向盘侧安全气囊对乘员进行第二次缓冲保护。由前后两个气囊来缓冲冲击力，避免单个气囊受到较大冲击被击穿的问题。

如图1所示，本实施例中，驾驶员侧安全气囊1设置有与所述PLC相连的压力传感器及驾驶员侧气囊排气阀6，方向盘侧安全气囊2设置有与所述PLC相连的压力传感器及方向盘侧气囊排气阀5。当乘员撞击到当乘员击穿驾驶员侧安全气囊1到达方向盘侧安全气囊2时，所述PLC根据压力传感器测得的压力值，控制方向盘侧气囊排气阀5的开启与关闭，排出方向盘侧气囊内部的气体对乘员进行第二次缓冲保护。

在发生碰撞时，乘员首先和驾驶员侧安全气囊1发生接触，对乘员进行缓冲吸能，由于驾驶员侧安全气囊1的气体压力相对较低，且驾驶员侧安全气囊设有驾驶员侧气囊排气阀6，在乘员与驾驶员侧安全气囊发生碰撞时，驾驶员侧安全气囊体积减小且压力增加，PLC控制驾驶员侧气囊排气阀6开启进行泄气，起到第一次的缓冲。当乘员会继续向前运动，击穿驾驶员侧安全气囊后，乘员会和方向盘侧安全气囊2接触，压力传感器检测到压力传输到PLC打开方向盘侧气囊排气阀进行泄气，对乘员进行第二次缓冲，再次吸收碰撞产生的能量减小伤害，从而防止了击穿气囊导致与方向盘等内饰的碰撞。

表1

本发明可以通过PLC控制方向盘侧气囊排气阀5、驾驶员侧气囊排气阀6、气囊单向充气阀3的开启关闭，根据两侧气囊的压力传感器和表1中的参数设置，来调整两侧气囊的体积比或压力比。PLC控制气囊间充气阀与气囊排气阀的开启关闭，灵活控制两侧气囊的体积及气压，使驾驶员侧安全气囊1和方向盘侧安全气囊2协同工作既解决了正面气囊在高速情况下容易击穿的问题又充分对乘员的碰撞能量进行了吸收，对乘员进行了充分的保护。

本发明可以根据不同车型或不同撞击情况设置气囊参数，调整两个的气囊体积以及气囊气压。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，包括方向盘侧安全气囊(2)、驾驶员侧安全气囊(1)、气囊充气装置(4)和控制装置；所述方向盘侧安全气囊(2)与所述驾驶员侧安全气囊(1)相串联；所述气囊充气装置(4)在所述控制装置的控制下给所述方向盘侧安全气囊(2)以及所述驾驶员侧安全气囊(1)充气；所述方向盘侧安全气囊(2)、所述驾驶员侧安全气囊(1)能够独立泄气；

所述方向盘侧安全气囊(2)与所述驾驶员侧安全气囊(1)之间设有气囊间单向充气阀(3)，所述气囊间单向充气阀(3)在充气时能够使得方向盘侧安全气囊(2)、驾驶员侧安全气囊(1)连通，充气结束后，所述气囊间单向充气阀(3)关闭，使得方向盘侧安全气囊(2)、驾驶员侧安全气囊(1)相对独立；

所述方向盘侧安全气囊(2)、所述驾驶员侧安全气囊(1)内部设有压力传感器；所述压力传感器与所述控制装置相连，所述压力传感器检测所述方向盘侧安全气囊(2)和所述驾驶员侧安全气囊(1)内部的压力；

所述方向盘侧安全气囊(2)上面设有方向盘侧气囊排气阀(5)，所述驾驶员侧安全气囊(1)上面设有驾驶员侧气囊排气阀(6)，所述方向盘侧气囊排气阀(5)、驾驶员侧气囊排气阀(6)与所述控制装置相连；所述控制装置根据压力传感器测得的压力值，控制驾驶员侧气囊排气阀(6)、方向盘侧气囊排气阀(5)往外排气，使得驾驶员侧安全气囊(1)对乘员进行第一次缓冲保护、方向盘侧安全气囊(2)对乘员进行第二次缓冲保护。

2.根据权利要求1所述的一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，所述控制装置为PLC控制装置。

3.根据权利要求1所述的一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，所述气囊充气装置(4)与所述方向盘侧安全气囊相连。

4.根据权利要求1所述的一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，所述方向盘侧安全气囊(2)充气后的尺寸与方向盘轮缘直径尺寸相当，所述方向盘侧安全气囊的尺寸比所述驾驶员侧安全气囊的尺寸小。

5.根据权利要求1所述的一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，所述防击穿式正面双气室气囊在折叠后能够安装在方向盘内部。

6.根据权利要求1所述的一种防击穿式正面双气室气囊，其特征在于，所述方向盘侧安全气囊(2)、所述驾驶员侧安全气囊(1)的体积比在气囊展开过程中的比例为1:1.5～1:1.8，在完整展开后的比例为1:2～1:2.5。

7.一种防击穿式正面双气室气囊的控制方法，其特征在于，

当发生碰撞时，触发气囊展开，PLC控制气囊充气装置对两个气囊进行充气，同时PLC控制打开气囊间单向充气阀，驾驶员侧安全气囊和方向盘侧安全气囊迅速展开，成串联结构；

充气完成后，PLC根据两侧气囊内的气压控制气囊间单向充气阀关闭，使两侧气囊相对独立，形成双层缓冲效果的气囊；

当乘员向正面气囊方向相对运动，并挤压碰撞气囊时，所述驾驶员侧气囊排气阀往外泄气，使得驾驶员侧安全气囊对乘员进行第一次缓冲保护；所述方向盘侧安全气囊上面的单向排气阀向外排气，使方向盘侧安全气囊对乘员进行二次缓冲保护。