CN109459924A - 一种汽车安全气囊控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车安全气囊控制装置，包括扫描矩阵电路和控制器，所述控制器的通讯输出端连接汽车安全气囊；所述扫描矩阵电路包括四个待测电阻行和N个待测电阻列，每个待测电阻行包括一个通断检测电阻，以及和各个待测电阻列一一对应的待测电阻，所述待测电阻的第一端部和所述通断检测电阻的第一端部均连接对应扫描MOS管的源极；四个扫描MOS管的漏极均连接分流电阻的第二端部，分流电阻的第一端部连接第一电源的正极，第一电源的负极接地；四个待测电阻行上的通断检测电阻的第二端部相连；每个待测电阻列上的四个待测电阻的第二端部连接为该待测电阻列的列采样点，每个待测电阻列的列采样点均连接对应补偿电阻的第一端部和对应检测电阻的第一端部。

Description

一种汽车安全气囊控制装置
技术领域
本发明涉及一种汽车安全气囊控制装置。
背景技术
随着汽车保有量的大幅增加，交通事故的危害性开始受到重视。汽车驾驶的安全保护也变得越来越重要。最早的安全带自发明之后已经发挥了很重要的保护作用，但在强烈的碰撞发生时，前座驾乘者的头部和胸部还是很容易受到伤害，于是安全气囊便诞生了。汽车安全气囊作为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车与障碍物碰撞，即一次碰撞后，乘员与车内构件发生碰撞，即二次碰撞。气囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。
随着整车被动安全重要性的深入人心，在采用乘员安全气囊后，由于安全和保险原因，需要识别乘员座椅上是否有乘员，因为发生交通事故、而座椅上没有乘员时就不需要打开安全气囊，以免花费不必要的安全气囊维修费。但是传统的汽车安全气囊控制装置，尽管采用了电阻矩阵电路，但是由于电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值无法准确测量，影响了控制器对于安全气囊的控制，使得安全气囊经常在无乘员的时候打开，或者在发生猛烈冲击后无法打开。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种汽车安全气囊控制装置，其可以有效提高测量电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值时的准确性和速度，降低测量待测电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值的成本。
实现上述目的的一种技术方案是：一种汽车安全气囊控制装置，包括扫描矩阵电路和控制器，所述控制器的CAN通讯输出端汽车安全气囊；
所述扫描矩阵电路包括四个待测电阻行、N个待测电阻列，以及第一电源和第二电源；
每个待测电阻行对应一个扫描MOS管，包括一个通断检测电阻，以及和各个待测电阻列一一对应的待测电阻；
所述待测电阻的第一端部和所述通断检测电阻的第一端部均连接对应扫描MOS管的源极；
四个扫描MOS管的漏极均连接分流电阻的第二端部，所述分流电阻的第一端部连接第一电源的正极，第一电源的负极接地；
四个待测电阻行上的通断检测电阻的第二端部相连；
每个待测电阻列均对应一个补偿电阻和一个检测电阻，每个待测电阻列上的四个待测电阻的第二端部连接为该待测电阻列的列采样点，每个待测电阻列的列采样点均连接对应补偿电阻的第一端部和对应检测电阻的第一端部；
所有检测电阻的第二端部同时连接所述控制器的电流检测端口；
在所述控制器测量任意一个待测电阻列的电流时，对应的补偿电阻连接所述控制器的补偿端口，其余的补偿电阻连接第二电源的正极，第二电源的负极接地；
所述分流电阻的第二端部同时连接所述控制器的两个电压检测端口，四个扫描MOS管均对应一个负极接地的电源，四个扫描MOS管的门极上均连接有一个扫描电阻,在所述控制器测量任意一个待测电阻行的电压时，对应扫描MOS管的门极上的扫描电阻接地，其余的扫描电阻连接对应电源的正极；
所述待测电阻为压敏电阻。
进一步的，所述汽车安全气囊控制装置还包括负极接地的第三电源，四个扫描MOS管中，一个扫描MOS管对应第一电源，一个扫描MOS管对应第三电源，剩余的两个扫描MOS管对应第二电源。
进一步的，各个待测电阻列的列采样点上均连接有一个接地的保护电阻。
进一步的，所述压敏电阻均为非线性压敏电阻。
进一步的，所述待测电阻列的列数为八列。
进一步的，所述控制器置于上壳体和下壳体之间，所述扫描矩阵电路置于电阻检测传感器垫之下。
采用了本发明的一种汽车安全气囊控制装置的技术方案，包括扫描矩阵电路和控制器，所述控制器的CAN通讯输出端汽车安全气囊；所述扫描矩阵电路包括四个待测电阻行、N个待测电阻列，以及第一电源和第二电源；每个待测电阻行对应一个扫描MOS管，包括一个通断检测电阻，以及和各个待测电阻列一一对应的待测电阻；所述待测电阻的第一端部和所述通断检测电阻的第一端部均连接对应扫描MOS管的源极；四个扫描MOS管的漏极均连接分流电阻的第二端部，所述分流电阻的第一端部连接第一电源的正极，第一电源的负极接地；四个待测电阻行上的通断检测电阻的第二端部相连；每个待测电阻列均对应一个补偿电阻和一个检测电阻，每个待测电阻列上的四个待测电阻的第二端部连接为该待测电阻列的列采样点，每个待测电阻列的列采样点均连接对应补偿电阻的第一端部和对应检测电阻的第一端部；所有检测电阻的第二端部同时连接所述控制器的电流检测端口；在所述控制器测量任意一个待测电阻列的电流时，对应的补偿电阻连接所述控制器的补偿端口，其余的补偿电阻连接第二电源的正极，第二电源的负极接地；所述分流电阻的第二端部同时连接所述控制器的两个电压检测端口，四个扫描MOS管均对应一个负极接地的电源，四个扫描MOS管的门极上均连接有一个扫描电阻,在所述控制器测量任意一个待测电阻行的电压时，对应扫描MOS管的门极上的扫描电阻接地，其余的扫描电阻连接对应电源的正极；所述待测电阻为压敏电阻。其技术效果是：其可以有效提高测量电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值时的准确性和速度，降低测量待测电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值的成本。
附图说明
图1为本发明的一种汽车安全气囊控制装置的扫描矩阵电路的结构示意图。
图2为本发明的一种汽车安全气囊控制装置的扫描矩阵电路的结构示意图。
图3为本发明的一种汽车安全气囊控制装置的安装示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
本发明的一种汽车安全气囊控制装置包括扫描矩阵电路1、控制器2和汽车安全气囊，汽车安全气囊通过CAN总线连接控制器2的CAN通信输出端。
扫描矩阵电路1包括沿着汽车座椅的轴向，依次设置的第一电源K1、分流电阻R0、第一扫描MOS管T1、第二扫描MOS管T2、第三扫描MOS管T3和第四扫描MOS管T4。
第一电源K1的负极接地，第一电源K1的正极连接分流电阻R0的第一端部，分流电阻R0的第二端部同时连接第一扫描MOS管T1的漏极、第二扫描MOS管T2的漏极、第三扫描MOS管T3的漏极和第四扫描MOS管T4的漏极。
扫描矩阵电路1还包括连接第一扫描MOS管T1的源极的第一待测电阻行、连接第二扫描MOS管T2的源极的第二待测电阻行、连接第三扫描MOS管T3的源极的第三待测电阻行、连接第四扫描MOS管T4的源极的第四待测电阻行。
第一待测电阻行包括第一端部连接第一扫描MOS管T1的源极的待测电阻R11至待测电阻R18以及第一端部连接第一扫描MOS管T1的源极第一通断检测电阻R10。
第二待测电阻行包括第一端部连接第二扫描MOS管T2的源极的待测电阻R21至待测电阻R28以及第一端部连接第二扫描MOS管T2的源极的第二通断检测电阻R20。
第三待测电阻行包括第一端部连接第三扫描MOS管T3的源极的待测电阻R31至待测电阻R38以及第一端部连接第三扫描MOS管T3的源极的第三通断检测电阻R30。
第四待测电阻行包括第一端部连接第四扫描MOS管T4的源极的待测电阻R41至待测电阻R48以及第一端部连接第四扫描MOS管T4的源极的第四通断检测电阻R40。
第一通断检测电阻R10第二端部、第二通断检测电阻R2的第二端部、第三通断检测电阻R30的第二端部和第四通断检测电阻R40的第二端部是相连的。
待测电阻R11、待测电阻R21、待测电阻R31和待测电阻R41组成第一待测电阻列，待测电阻R11、待测电阻R21、待测电阻R31和待测电阻R41的第二端部连为第一待测电阻列的列采样点。
待测电阻R12、待测电阻R22、待测电阻R32和待测电阻R42组成第二待测电阻列，待测电阻R12、待测电阻R22、待测电阻R32和待测电阻R42的第二端部连为第二待测电阻列的列采样点。
待测电阻R13、待测电阻R23、待测电阻R33和待测电阻R43组成第三待测电阻列，待测电阻R13、待测电阻R23、待测电阻R33和待测电阻R43的第二端部连为第三待测电阻列的列采样点。
待测电阻R14、待测电阻R24、待测电阻R34和待测电阻R44组成第四待测电阻列，待测电阻R14、待测电阻R24、待测电阻R34和待测电阻R44的第二端部连为第四待测电阻列的列采样点。
待测电阻R15、待测电阻R25、待测电阻R35和待测电阻R45组成第五待测电阻列，待测电阻R15、待测电阻R25、待测电阻R35和待测电阻R45的第二端部连为第五待测电阻列的列采样点。
待测电阻R16、待测电阻R26、待测电阻R36和待测电阻R46组成第六待测电阻列，待测电阻R16、待测电阻R26、待测电阻R36和待测电阻R46的第二端部连为第六待测电阻列的列采样点。
待测电阻R17、待测电阻R27、待测电阻R37和待测电阻R47组成第七待测电阻列，待测电阻R17、待测电阻R27、待测电阻R37和待测电阻R47的第二端部连为第七待测电阻列的列采样点。
待测电阻R18、待测电阻R28、待测电阻R38和待测电阻R48组成第八待测电阻列，待测电阻R18、待测电阻R28、待测电阻R38和待测电阻R48的第二端部连为第八待测电阻列的列采样点。
由此，形成由四个待测电阻行和八个待测电阻列的待测电阻矩阵。
同时，第一待测电阻列的列采样点至第八待测电阻列的列采样点对应连接第一检测电阻Rd1至第八检测电阻Rd8的第一端部，第一待测电阻列的列采样点至第八待测电阻列的列采样点还对应连接第一补偿电阻Rc1至第八补偿电阻Rc8的第一端部。第一待测电阻列的列采样点至第八待测电阻列的列采样点上还均连接有接地的保护电阻Rp。
扫描矩阵电路1还包括第二电源K2和第三电源K3。第二电源K2的负极和第三电源K3的负极均接地。
第一扫描MOS管T1的门极连接第一扫描电阻Rs1的第二端部，第二扫描MOS管T2的门极连接第二扫描电阻Rs1第二端部，第三扫描MOS管T3的门极连接第三扫描电阻Rs3的第二端部，第四扫描MOS管T4的门极连接第四扫描电阻Rs1第二端部。
第一扫描电阻Rs1的第一端部连接第二电源K2的正极，第二扫描电阻Rs2的第一端部连接第一电源K1的正极，第三扫描电阻Rs3的第一端部连接第二电源K2的正极，第四扫描电阻Rs4的第一端部连接第三电源K3的正极。
分流电阻R0的第二端部上还连接控制器2的电压检测端口s1和电压检测端口s2。控制器2的电压检测端口s1和电压检测端口s2依次控制第一扫描MOS管T1、第二扫描MOS管T2、第三扫描MOS管T3、第四扫描MOS管T4，依次使第一扫描电阻Rs1的第一端部、第二扫描电阻Rs2的第一端部、第三扫描电阻Rs3的第一端部和第四扫描电阻Rs4的第一端部接地，并在任一扫描电阻接地时测量对应扫描MOS管两端的电压，即对应待测电阻行的电压。
第一检测电阻Rd1至第八检测电阻Rd8的第二端部同时连接控制器2的电流检测端口d2。第一补偿电阻Rc1至第八补偿电阻Rc8的第二端部同时连接控制器2的补偿端口d1以及第三电源K3的正极。控制器2的补偿端口d1依次与每个补偿电阻导通，并使该补偿电阻与第三电源K3的正极断开。当控制器2补偿端口d1与任意一个补偿电阻导通时，控制器2的电流检测端口d2检测对应待测电阻列的电流。
扫描矩阵电路1采用电势补偿法，通过行列选择方式，通过第一补偿电阻Rc1至第八补偿电阻Rc8给待测电阻矩阵中对应的待测电阻列供电补偿，通过扫描电阻Rs1至扫描电阻Rs4给待测电阻矩阵中对应的待测电阻行供电补偿，使得除被测电阻外所在的待测电阻行以外的三个待测电阻行的电势基本相等。这样，通过第一扫描MOS管T1至第四扫描MOS管T4进行通电电压检测，然后再通过控制器2的AD转换得到被测电阻所在待测电阻行的电压和所在待测电阻列的电流，根据欧姆定律，被测电阻的实时电阻值可检出。待测电阻矩阵中的所有待测电阻均为压敏电阻，且压敏电阻为非线性压敏电阻。
分流电阻R0，补偿电阻Rc1至补偿电阻Rc8的电阻值在10Ω至100Ω之间，所有的检测电阻、所有的通断检测电阻，以及所有的扫描电阻的电阻值均在10kΩ至100kΩ之间，所有的保护电阻的电阻值均在1kΩ至10kΩ之间。
控制器2通过各个待测电阻所受到压强与其实时电阻值之间的非线性关系检测座椅上所受到压力，确定乘员的初始体重以及压力的阈值下限，当控制器2检测到座椅上所受到压力下降到阈值下限时，将气囊打开，控制器2属于现有技术。
本发明的一种汽车安全气囊控制装置通过扫描矩阵电路1，可以有效提高测量待测电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值时的准确性和速度，降低测量待测电阻矩阵中各个待测电阻的实时电阻值的成本，可满足产品质量要求，由于控制器2是在扫描矩阵电路1的一次侧测量，保证产品质量，可大量节约公司的生产制造成本。
本实施例中控制器2安装在上壳体21和下壳体22之间。
扫描矩阵电路1安装在电阻检测传感器垫3之下。
图1中扫描矩阵电路1正在测量待测电阻R38的实时电阻值。
控制器2采用西门子S7-200控制器。
电阻检测传感器垫3与各个待测电阻之间的定位采用安装孔定位，定位安装孔定位尺寸需要完全匹配座椅的通风孔的尺寸，电阻检测传感器垫3厚度在2mm以内，最大限度保证不影响座椅舒适度。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种汽车安全气囊控制装置，包括扫描矩阵电路和控制器，所述控制器的CAN通讯输出端连接汽车安全气囊；其特征在于：
所述扫描矩阵电路包括四个待测电阻行、N个待测电阻列，以及第一电源和第二电源；
每个待测电阻行对应一个扫描MOS管，包括一个通断检测电阻，以及和各个待测电阻列一一对应的待测电阻；
所述待测电阻的第一端部和所述通断检测电阻的第一端部均连接对应扫描MOS管的源极；
四个扫描MOS管的漏极均连接分流电阻的第二端部，所述分流电阻的第一端部连接第一电源的正极，第一电源的负极接地；
四个待测电阻行上的通断检测电阻的第二端部相连；
每个待测电阻列均对应一个补偿电阻和一个检测电阻，每个待测电阻列上的四个待测电阻的第二端部连接为该待测电阻列的列采样点，每个待测电阻列的列采样点均连接对应补偿电阻的第一端部和对应检测电阻的第一端部；
所有检测电阻的第二端部同时连接所述控制器的电流检测端口；
在所述控制器测量任意一个待测电阻列的电流时，对应的补偿电阻连接所述控制器的补偿端口，其余的补偿电阻连接第二电源的正极，第二电源的负极接地；
所述分流电阻的第二端部同时连接所述控制器的两个电压检测端口，四个扫描MOS管均对应一个负极接地的电源，四个扫描MOS管的门极上均连接有一个扫描电阻,在所述控制器测量任意一个待测电阻行的电压时，对应扫描MOS管的门极上的扫描电阻接地，其余的扫描电阻连接对应电源的正极；
所述待测电阻为压敏电阻。
2.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊控制装置，其特征在于：所述汽车安全气囊控制装置还包括负极接地的第三电源，四个扫描MOS管中，一个扫描MOS管对应第一电源，一个扫描MOS管对应第三电源，剩余的两个扫描MOS管对应第二电源。
3.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊控制装置，其特征在于：各个待测电阻列的列采样点上均连接有一个接地的保护电阻。
4.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊控制装置，其特征在于：所述压敏电阻均为非线性压敏电阻。
5.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊控制装置，其特征在于：所述待测电阻列的列数为八列。
6.根据权利要求1所述的一种汽车安全气囊控制装置，其特征在于：所述控制器置于上壳体和下壳体之间，所述扫描矩阵电路置于电阻检测传感器垫之下。
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