CN112550204A - 一种汽车驾驶员安全气囊及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车安全气囊技术领域，特别涉及一种汽车驾驶员安全气囊及方法；其中气囊套置在基柱右端，基柱外部的上下两端设有连接单元；基柱内部的左右两侧分别设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽内固定有安全气囊控制单元，第二凹槽内部固定有与安全气囊控制单元电性连接的电爆管，第二凹槽内放置有气体产生粉；安全气囊控制单元ACU能够准确接收汽车碰撞信号并及时发出点火信号驱动安全气囊瞬间展开，避免了时钟弹簧失效或是安全气囊点火回路线路故障导致的安全气囊作用失效风险；能够保证在车辆碰撞发生时气囊可以稳定的展开，有效保护驾驶员。

Description

一种汽车驾驶员安全气囊及方法
技术领域
本发明属于汽车安全气囊技术领域，特别涉及一种汽车驾驶员安全气囊及方法。
背景技术
安全气囊作为乘员约束系统的核心组成部分，在汽车碰撞时对乘员保护起到极为关键的作用。在汽车发生碰撞时，安全气囊既要保证能瞬时接收到安全气囊控制单元ACU传来的点火信号瞬间展开，又要保证在气囊展开过程中形态正确从而起到良好的乘员保护效果。
安全气囊是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气囊系统。安全气囊系统是由气囊与充气机构(气体发生器)组成整体式安全气囊模块、感知碰撞并向安全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器及安全气囊控制单元系统以及传送碰撞点火信号的线束构成。
1、目前现有的汽车驾驶员安全气囊通常位于方向盘中间，气囊与方向盘本体的固定方式一般是通过卡接或螺接方式。为保证方向盘和气囊外观美观，目前大多数车型采用卡接固定方式来避免方向盘上出现安装孔。卡接固定形式主要通过安全气囊上的卡簧与方向盘本体的挂钩相互配合来实现，保证方向盘喇叭的功能正常，卡簧和挂钩是有相对运动关系的，在碰撞发生安全气囊展开时气囊有脱钩飞出的风险，有潜在的安全隐患。
2、现有的驾驶员安全气囊的点火回路通常是从安全气囊控制单元ACU连接至时钟弹簧，然后由时钟弹簧上引出一根线束连接到安全气囊的气体发生器上。时钟弹簧作为安全气囊点火回路的关键桥梁零件，一般安装在方向盘和转向管柱之间的空间内，可以随方向盘转动同步旋转。然而，由于方向盘转动频繁，导致时钟弹簧的转动频率也很高，长时间使用后，时钟弹簧经常会出现短路、断路及异响等故障。时钟弹簧作为安全气囊和控制器ACU之间传递点火信号的关键桥梁零件，一旦失效可能导致安全气囊无法起爆，给驾驶员带来安全隐患。同时，安全气囊控制单元ACU和安全气囊点火回路连接线束过长也可能存在线束损坏带来的气囊失效风险。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种汽车驾驶员安全气囊及方法，能够与方向盘或转向管柱牢固的连接固定，避免了气囊起爆时脱出方向盘的风险内部的安全气囊控制单元ACU能够准确接收汽车碰撞信号并及时发出点火信号驱动安全气囊瞬间展开，避免了时钟弹簧失效或是安全气囊点火回路线路故障导致的安全气囊作用失效风险；能够保证在车辆碰撞发生时气囊可以稳定的展开，有效保护驾驶员。
一种汽车驾驶员安全气囊，包括基柱1、气囊4和连接单元，其中气囊4套置并固定在基柱1右端外部，且与基柱1内部连通，基柱1外部的上下两端分别设有多个连接单元；基柱1内部的左右两侧分别设有第一凹槽2和第二凹槽5，其中第一凹槽2内固定有与汽车前部碰撞传感器电性连接的安全气囊控制单元3，第二凹槽5内部左侧固定有与安全气囊控制单元3电性连接的电爆管6，电爆管6右侧的第二凹槽5内放置有气体产生粉8。
所述电爆管6右侧的第二凹槽5内固定有储药盒7，储药盒7内部装有气体产生粉8。
所述第二凹槽5右侧的基柱1内设有过滤网9，且过滤网9的高度大于或者等于第二凹槽5的高度。
所述连接单元包括固定块10、弹簧11和锁紧块12，其中固定块10固定在基柱1外部，锁紧块12通过弹簧11连接在固定块10上。
所述基柱1外部的上下两端均设有三个连接单元。
所述气体产生粉8由火药粉和气体发生剂混合制成。
所述气囊4上设置排气孔。
本发明同时提供一种应用上述一种汽车驾驶员安全气囊防止驾驶员和乘员受撞击的方法，包括如下步骤：
步骤一，通过连接单元将驾驶员安全气囊卡接在方向盘或转向管柱上；
步骤二，在安全气囊控制单元ACU 3内的中央处理器内设定安全气囊起爆的最大碰撞加速度阈值；
步骤三，安全气囊控制单元ACU 3接收汽车前部碰撞传感器传输的碰撞加速度信号，并将该信号经过单位换算为相应的碰撞加速度值；
步骤四，若步骤三测算的碰撞加速度值大于或者等于步骤二中向安全气囊控制单元ACU 3内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU 3发出电信号控制电爆管6发出点火电流点燃电爆管6内的点火介质，火焰引燃气体产生粉8，并产生大量气体，在短时间内对气囊4充气，使气囊4膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊4上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击；碰撞结束后气囊4中的气体从气囊4上设置的排气孔放出；
步骤五，若步骤三测算的碰撞加速度值小于步骤二中向安全气囊控制单元ACU 3内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU 3不发出电信号。
本发明的有益效果：
本发明通过安装的安全气囊控制单元ACU便于对外界的冲击进行感知并进行分析，从而将结果传递给电爆管，通过安装的电爆管，便于对气体产生粉进行点火，从而方便对气囊进行充气，通过设置的若干个固定块、若干个弹簧和若干个锁紧块，与方向盘或转向管柱通过卡接方式进行固定，便于了本新型驾驶员安全气囊的安装和拆卸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种用于汽车的安全气囊的结构示意图；
图2为本发明的一种用于汽车的安全气囊基柱处的结构示意图。
图中：1、基柱；2、第一凹槽；3、安全气囊控制单元ACU；4、气囊；5、第二凹槽；6、电爆管；7、储药盒；8、气体产生粉；9、过滤网；10、固定块；11、弹簧；12、锁紧块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
请参阅图1-2，一种汽车驾驶员安全气囊，包括基柱1、气囊4和连接单元，其中气囊4套置并固定在基柱1右端外部，且与基柱1内部连通，基柱1外部的上下两端分别设有多个连接单元；基柱1内部的左右两侧分别设有第一凹槽2和第二凹槽5，其中第一凹槽2内固定有与汽车前部碰撞传感器电性连接的安全气囊控制单元3，第二凹槽5内部左侧固定有与安全气囊控制单元3电性连接的电爆管6，电爆管6右侧的第二凹槽5内放置有气体产生粉8。
所述电爆管6右侧的第二凹槽5内固定有储药盒7，储药盒7内部装有气体产生粉8。
所述第二凹槽5右侧的基柱1内设有过滤网9，且过滤网9的高度大于或者等于第二凹槽5的高度。
所述连接单元包括固定块10、弹簧11和锁紧块12，其中固定块10固定在基柱1外部，锁紧块12通过弹簧11连接在固定块10上。
所述基柱1外部的上下两端均设有三个连接单元。
所述气体产生粉8由火药粉和气体发生剂混合制成。
所述气囊4上设置排气孔。
本发明同时提供一种应用上述一种汽车驾驶员安全气囊防止驾驶员和乘员受撞击的方法，包括如下步骤：
步骤一，通过连接单元将驾驶员安全气囊卡接在方向盘或转向管柱上；
步骤二，在安全气囊控制单元ACU 3内的中央处理器内设定安全气囊起爆的最大碰撞加速度阈值；
步骤三，安全气囊控制单元ACU 3接收汽车前部碰撞传感器传输的碰撞加速度信号，并将该信号经过单位换算(m/s2→g)、去除零漂等转换为相应的碰撞加速度值；
步骤四，若步骤三测算的碰撞加速度值大于或者等于步骤二中向安全气囊控制单元ACU 3内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU 3发出电信号控制电爆管6发出点火电流点燃电爆管6内的点火介质，火焰引燃气体产生粉8，并产生大量气体，在短时间内对气囊4充气，使气囊4膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊4上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击；碰撞结束后气囊4中的气体从气囊4上设置的排气孔放出；
步骤五，若步骤三测算的碰撞加速度值小于步骤二中向安全气囊控制单元ACU 3内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU 3不发出电信号。
所述基柱1外部的上下两端均设有三个连接单元。
所述气体产生粉8由火药粉和气体发生剂混合制成。
所述气囊4上设置排气孔。
气体产生粉8由火药粉和气体发生剂混合制成，便于汽车在发生碰撞时，对气囊4进行充气。
第二凹槽5的一侧固定设有过滤网9，防止在点燃气体产生粉8时，粉尘进入气囊4的内部。
基柱1的顶部和底部均固定设有若干个固定块10，若干个固定块10的一端均通过弹簧11固定连接有锁紧块12，便于本用于汽车的安全气囊的安装和拆卸。
基柱(1)的一侧开设有第一凹槽(2)，所述第一凹槽(2)的内部固定安装有安全气囊控制单元ACU(3)，所述安全气囊控制单元ACU(3)与位于汽车前部的碰撞传感器电性连接，所述基柱(1)的另一侧固定连接有气囊(4)，所述基柱(1)的另一侧开设有第二凹槽(5)，所述第二凹槽(5)内部的一侧固定安装有电爆管(6)，所述安全气囊控制单元ACU(3)与电爆管(6)电性连接，所述第二凹槽(5)的内部固定设有储药盒(7)，储药盒(7)均位于电爆管(6)的一侧，储药盒(7)内部装有气体产生粉8。
所述第二凹槽(5)的一侧固定设有过滤网(9)。
所述基柱(1)的顶部和底部均固定设有若干个固定块10，若干个所述固定块10的一端均通过弹簧11固定连接有锁紧块12。
具体使用时，当汽车在行驶时发生碰撞或者受到强烈冲击时，汽车前部的碰撞传感器感知到碰撞信号并将碰撞信号传递给安全气囊控制单元ACU 3，安全气囊控制单元ACU3对碰撞信号进行处理，当冲击强度达到安全气囊控制单元ACU 3内部软件设定的阈值时，安全气囊控制单元ACU 3发出电信号控制电爆管6发出点火电流点燃电爆管6内的点火介质，火焰引燃气体产生粉8，并产生大量气体，在短时间内对气囊4充气，使气囊4急剧膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊4上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击，碰撞结束后气囊4中的气体从气囊4上设置的排气孔中放出。本发明通过设置的若干个固定块10、若干个弹簧11和若干个锁紧块12，与方向盘或转向管柱通过卡接方式进行固定。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于包括基柱(1)、气囊(4)和连接单元，其中气囊(4)套置并固定在基柱(1)右端外部，且与基柱(1)内部连通，基柱(1)外部的上下两端分别设有多个连接单元；基柱(1)内部的左右两侧分别设有第一凹槽(2)和第二凹槽(5)，其中第一凹槽(2)内固定有与汽车前部碰撞传感器电性连接的安全气囊控制单元(3)，第二凹槽(5)内部左侧固定有与安全气囊控制单元(3)电性连接的电爆管(6)，电爆管(6)右侧的第二凹槽(5)内放置有气体产生粉(8)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述电爆管(6)右侧的第二凹槽(5)内固定有储药盒(7)，储药盒(7)内部装有气体产生粉(8)。
3.根据权利要求2所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述第二凹槽(5)右侧的基柱(1)内设有过滤网(9)，且过滤网(9)的高度大于或者等于第二凹槽(5)的高度。
4.根据权利要求3所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述连接单元包括固定块(10)、弹簧(11)和锁紧块(12)，其中固定块(10)固定在基柱(1)外部，锁紧块(12)通过弹簧(11)连接在固定块(10)上。
5.根据权利要求4所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述基柱(1)外部的上下两端均设有三个连接单元。
6.根据权利要求5所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述气体产生粉(8)由火药粉和气体发生剂混合制成。
7.根据权利要求6所述的一种汽车驾驶员安全气囊，其特征在于所述气囊(4)上设置排气孔。
8.一种应用权利要求1所述的一种汽车驾驶员安全气囊防止驾驶员和乘员受撞击的方法，包括如下步骤：
步骤一，通过连接单元将驾驶员安全气囊卡接在方向盘或转向管柱上；
步骤二，在安全气囊控制单元ACU(3)内的中央处理器内设定安全气囊起爆的最大碰撞加速度阈值；
步骤三，安全气囊控制单元ACU(3)接收汽车前部碰撞传感器传输的碰撞加速度信号，并将该信号经过单位换算为相应的碰撞加速度值；
步骤四，若步骤三测算的碰撞加速度值大于或者等于步骤二中向安全气囊控制单元ACU(3)内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU(3)发出电信号控制电爆管(6)发出点火电流点燃电爆管(6)内的点火介质，火焰引燃气体产生粉(8)，并产生大量气体，在短时间内对气囊(4)充气，使气囊(4)膨胀，冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊(4)上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击；碰撞结束后气囊(4)中的气体从气囊(4)上设置的排气孔放出；
步骤五，若步骤三测算的碰撞加速度值小于步骤二中向安全气囊控制单元ACU(3)内输入的车辆最大碰撞加速度阈值时，安全气囊控制单元ACU(3)不发出电信号。
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