CN202541470U - 一种汽车驾驶员安全气囊系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车驾驶员安全气囊系统，包括用于检测汽车碰撞信号的碰撞传感器，用于接收汽车碰撞信号并产生点火信号的ECU，以及位于汽车转向盘上的安全气囊组件；还包括用于将ECU产生的点火信号传送至安全气囊组件的无线信号收发装置，无线信号收发装置包括位于汽车车身上的信号发射器和位于汽车转向盘上的信号接收器，信号发射器与ECU的输出端电连接，信号接收器与安全气囊组件电连接。本实用新型汽车驾驶员安全气囊系统可取消时钟弹簧的设置，不会出现时钟弹簧短路、断路、异响故障；并且减少了线束设置，简化转向盘到ECU之间的结构；另外无线信号传输不受线束之间的干涉、磨损等影响，能有效可靠地实现传输。

Description

一种汽车驾驶员安全气囊系统

技术领域

本实用新型属于安全气囊领域，尤其涉及一种汽车驾驶员安全气囊系统。

背景技术

随着人们对车辆安全性能越来越重视，安全气囊系统（SRS）逐渐成为目前汽车消费市场上的的主流安全配置。汽车SRS中构成驾驶员安全气囊（DAB）系统的部件主要包括电子控制单元（ECU）、碰撞传感器、安全气囊组件及时钟弹簧，安全气囊组件通常包括气体发生器及气囊。当发生碰撞时，碰撞传感器检测到车辆速度或加速度信号，并将信号传送给ECU，ECU向气体发生器发送点火信号，点燃燃料并向气囊充入气体，使气囊展开，达到保护驾驶员的目的。

安全气囊组件一般位于转向盘处，气体发生器的点火装置通过时钟弹簧（连接线束）与ECU电连接，时钟弹簧最基本的功能是连通安全气囊的点火线路。时钟弹簧一般安装在转向盘和转向柱组合开关之间的空间内，为了随时保持点火装置与ECU之间的电气连接以保证安全气囊正常工作，时钟弹簧随着转向盘作同步旋转。然而，由于转向盘转动频繁，在长时间使用后，经常出现时钟弹簧短路、断路、及异响等故障。时钟弹簧在ECU与安全气囊之间起到传输点火信号的桥梁作用，时钟弹簧的失效必然也给驾驶员的人生安全带来隐患。

发明内容

本实用新型为解决用于传输点火信号的时钟弹簧经常出现短路、断路、异响等技术问题，提供一种由无线信号传输替代时钟弹簧的有线传输的汽车驾驶员安全气囊系统，该系统可以可靠地驱动安全气囊展开，减少转向盘到ECU之间的零部件设置。

为达到上述目的，本实用新型提供一种汽车驾驶员安全气囊系统，包括用于检测汽车碰撞信号的碰撞传感器，用于接收汽车碰撞信号并产生点火信号的电子控制单元，以及位于汽车转向盘上的安全气囊组件；还包括用于将电子控制单元产生的点火信号传送至安全气囊组件的无线信号收发装置，所述无线信号收发装置包括位于汽车车身上的信号发射器和位于汽车转向盘上的信号接收器，所述信号发射器与电子控制单元的输出端电连接，所述信号接收器与安全气囊组件电连接。 

优选地，所述信号发射器位于汽车中控台处。

优选地，所述汽车转向盘包括转向轴、连接于转向轴上的轮毂、从轮毂向外辐射延伸的至少一个轮辐、以及通过轮辐与轮毂同轴布置的轮缘；所述信号接收器位于所述轮辐处。

优选地，所述信号接收器与安全气囊组件通过导线电连接。

优选地，所述导线与信号接收器的电连接为接插件连接。

优选地，所述信号接收器包括用于接收信号发射器发送的点火信号的接收头，对接收头接收的信号进行解码的解码电路，将解码电路解码后的信号进行处理的微处理器，以及给信号接收器内的各个部件供电的电源。

优选地，所述电源为电池。

优选地，所述信号接收器还包括电池电量检测装置。

优选地，所述电池电量检测装置包括用于检测电池电压的检测电路、及分别与检测电路电连接的指示灯和报警器。

优选地，所述无线信号收发装置为射频无线信号收发装置、或红外线无线信号收发装置、或蓝牙无线信号收发装置。

本实用新型的有益效果是：

1、无线信号收发装置将ECU产生的点火信号传送至气体发生器，无需设置时钟弹簧即可连通安全气囊的点火线路，不会出现时钟弹簧短路、断路、异响故障；

2、减少了线束设置，简化转向盘到ECU之间的结构；

3、无线信号传输不受线束之间的干涉、磨损等影响，能有效可靠地实现传输。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的汽车转向盘的正面示意图。

图2是本实用新型一实施例的信号接收器的线路板示意图。

图3是本实用新型一实施例的安全气囊组件示意图。

图4是本实用新型一实施例的信号发射器的原理图。

图5是本实用新型一实施例的信号接收器的原理图。

图中标记：

1-  汽车转向盘、11-转向轴、12-轮毂、121-容纳室、13-轮辐、131-功能按钮、132-装饰板、14-轮缘、

2-  安全气囊组件、

3-  信号接收器、31-接收头、311-接收天线、312-输入选频回路、313-高频放大电路、314-超再升电路、315-脉冲信号放大整形电路、32-微处理器、33-接插件母端、34-电源、35-指示灯、36-报警器、

4-  导线、41-接插件公端、

5-  信号发射器、51-高频振荡电路、52-低频振荡电路、53-调制电路、54-发射电路。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1，为本实用新型一实施例提供的汽车转向盘1的正面示意图，本实用新型提供一种汽车驾驶员安全气囊系统，包括用于检测汽车碰撞信号的碰撞传感器，用于接收汽车碰撞信号并产生点火信号的电子控制单元（ECU），以及位于汽车转向盘1上的安全气囊组件2；所述汽车驾驶员安全气囊系统还包括用于将电子控制单元产生的点火信号传送至安全气囊组件2的无线信号收发装置，所述无线信号收发装置包括位于汽车车身上的信号发射器5和位于汽车转向盘1上的信号接收器3，所述信号发射器5与电子控制单元的输出端电连接，所述信号接收器3与安全气囊组件2电连接。

碰撞传感器用于检测汽车受碰撞程度，包括碰撞烈度传感器和防护传感器。碰撞烈度传感器一般安装于汽车前部或中部，在发生碰撞时，检测汽车的减速度或惯性力，并将碰撞信号送至ECU。碰撞烈度传感器可以是本领域技术人员所公知的机电结合式碰撞传感器、电子式碰撞传感器或水银开关式碰撞传感器，由于为现有的成熟技术，因此不再赘述其基本结构和工作原理。

防护传感器用于防止碰撞烈度传感器短路造成安全气囊误打开，它的信号供ECU判断是否发生碰撞。现有技术中，防护传感器一般与ECU安装在一起。

ECU用于监控和判断碰撞情况，其输入端与碰撞传感器电连接，用于接收碰撞烈度传感器产生的碰撞信号，并根据防护传感器的动作情况，判断是否需要展开气囊，若需要，则由ECU发出点火信号。本实施例中，ECU可采用Freescale公司生产的型号为MC908GZ32MFUE的单片机。ECU可以设置在汽车车身的任意位置，在本实用新型中，设置于中控台处。需要注意的是，本实用新型所述的汽车车身指的是除了转向盘1以外的区域。

与现有技术不同的是，ECU产生的点火信号通过无线收发装置传送至安全气囊组件2，从而省去时钟弹簧的设置。无线收发装置包括信号发射器5和信号接收器3，信号发射器5用于接收ECU产生的点火信号并将其转换成便于传输的无线信号，信号接收器3与信号发射器5不直接进行有线连接，而是通过无线信号实现信号的传输，下面详细说明他们的结构和工作原理。

信号发射器5与ECU的输出端电连接，ECU产生的点火信号传送至信号发射器。本实用新型信号发射器5与现有的信号发射器的结构相同，如图4，为信号发射器5的原理图，信号发射器5包括高频振荡电路51、低频振荡电路52、调制电路53、及发射电路54，点火信号经高频振荡电路51处理产生高频振荡信号；低频振荡电路52工作后，输出低频振荡信号对高频振荡信号进行调制，调制后的高频信号通过发射电路54向空中发射出去。

信号发射器5可以设置在汽车车身的任意位置，但为了便于与ECU连接，因此将信号发射器也安装于汽车中控台处。

参阅图2，为本实用新型一实施例的信号接收器3的线路板示意图，同时参阅图5，为本实用新型一实施例的信号接收器的原理图，信号接收器3包括用于接收信号发射器发送的点火信号的接收头31，对接收头31接收的信号进行解码的解码电路（未图示）、将解码电路解码后的信号进行处理的微处理器32、及给信号接收器3内的各个部件供电的电源34。接收头31包括依次连接的接收天线311、输入选频回路312、高频放大电路313、超再升电路314、及脉冲信号放大整形电路315，接收天线311接收的信号经输入选频回路312的选频和高频放大电路313的放大后，由超再升电路314进行解调为一解调信号，然后经脉冲信号放大整形电路315输出符合解码电路要求的脉宽数据信号。当微处理器32接收解码后的点火信号后，会将其还原为控制数据，并输出至微处理器的输出端中。

所述信号接收器3内的各个部件均由电源34供电。参阅图2，本实施例中，信号接收器3的电源34为电池，正常使用情况下，电池使用寿命可达三年，且电池容易更换。进一步地，信号接收器3还包括电池电量检测装置，其包括检测电路（未图示）、指示灯35、及报警器36，检测电路是利用电压测试法检测电池两端的直流电压，根据电压的大小作为判断电池电量的依据，检测电路为本领域技术人员所公知，故不赘述。指示灯35和报警器36分别与检测电路电连接，根据检测的电压大小做出不同的反应。指示灯35可以包括三种颜色的LED灯，本实施例中分别为绿灯、黄灯、红灯，电池正常工作电压为3-6VDC，当检测的电压大于3.5VDC时，表示电池电量充足，绿灯点亮；当检测的电压小于3.5VDC而大于3VDC时，表示电池电量较低，此时黄灯点亮；当检测的电压小于3VDC时，表示电池电量不足，此时红灯点亮，并且报警器36发出报警声，告知驾驶员需马上更换电池，电池电量不足，信号接收器3将无法正常接收点火信号，致使汽车发生碰撞时安全气囊不能展开。

如图1，本实用新型的汽车转向盘1与现有的汽车转向盘结构大致相同，包括转向轴11、连接于转向轴11上的轮毂12、从轮毂12向外辐射延伸的至少一个轮辐13、以及通过轮辐13与轮毂12同轴布置的轮缘14。本实施例中，设有三个轮辐13，分为位于轮毂12的左、右侧及下侧，位于轮毂12左、右侧的轮辐上设有例如操作多媒体、车窗的功能按钮。轮辐外表面设有起美观作用的装饰板132。轮毂12区域内设有容纳室121用于容纳安全气囊组件2，图1中的转向盘省略了安全气囊组件2，省略的安全气囊组件在图3中示意出来，如图3所示，安全气囊组件2包括气囊及根据点火信号向气囊充入氮气等气体的气体发生器，气囊和气体发生器作为一个整体放置在轮毂12区域内的容纳室121中。气体发生器接收到点火信号后能迅速引爆，产生气体充满气囊，驾驶员与气囊接触时，通过气囊上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护驾驶员的目的。

信号接收器3由于需要与位于汽车转向盘1上的安全气囊组件2电连接，因此将信号接收器3同样也设置在汽车转向盘1上。具体的，信号接收器3可安装于位于轮毂12下侧的轮辐处，为了美观，进一步设在此轮辐的装饰板132背面，只在装饰板132上露出指示灯35和报警器36，当然，信号接收器3不限于上述位置，也可以设在其他轮辐处或汽车转向盘的其他合适位置，只要位于汽车转向盘上，可随转向盘一起转动即可。

优选地，所述信号接收器3通过导线4与安全气囊组件2连接。由于信号接收器3与安全气囊组件2均随转向盘一起转动，因此导线相对于信号接收器和安全气囊组件是静止的，因而也不会与转向盘上的其他部件产生干涉。具体地，导线4的一端连接到信号接收器3的芯片32的输出端，另一端连接到安全气囊组件2的气体发生器，气体发生器设有一点火装置，用于引爆气体发生器，该导线4即与点火装置连接。这样，信号接收器3接收的点火信号就能通过导线4传递给安全气囊组件2。

参阅图3，为本实用新型一实施例的安全气囊组件2示意图。为方便更换或维修安全气囊组件2，导线4通过接插件的形式与信号接收器3电连接，具体地，导线4与信号接收器3连接的一端为接插件公端41；接插件母端33（图2）位于信号接收器3上，并与微处理器32的输出端电连接。通过将接插件公端41插入接插件母端33实现导线4与点火装置的连接。当然，接插件公端41和接插件母端33可以对调。

在一实施例中，所述无线信号收发装置为射频无线信号收发装置、或红外线无线信号收发装置、或蓝牙无线信号收发装置。需要注意的是，若无线信号收发装置为红外线无线信号收发装置时，因红外线无线信号收发装置对通讯视角和方向有严格要求，则可以在转向盘的每个轮辐上各安装一个或多个信号接收器，并在中控台上对应安装信号发射器，这样无论转向盘转动到何位置，信号接收器都能正常接收信号。在一优选实施例中，无线信号收发装置为蓝牙无线信号收发装置，因之具有速度快，低功耗，无通讯视角和方向要求等优点，因此只需设置一个信号发射器及与之配合的一个信号接收器，并且两者的安装位置无严格要求，即使两者由于转向盘的转动而偏离一定角度或有障碍物阻挡，也能实现有效传输。

需要说明的是，当在转向盘上设置有喇叭或多媒体等功能按钮时，也可以采取本实用新型同样的方法，利用无线信号传输连接功能按钮与实现该功能的功能线路，从而彻底取消时钟弹簧的设置。例如转向盘上设置有喇叭按钮，此时，与本实用新型相反，信号发射器应设置在转向盘上并与喇叭按钮电连接，而信号接收器设置在汽车车身上并与喇叭触发线路电连接，当按下喇叭按钮时，产生喇叭按压信号并发送至信号发射器，信号发射器通过无线信号传输将喇叭按压信号发射至信号接收器，与信号接收器电连接的喇叭触发线路接收该信号，触发喇叭鸣响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内 。

Claims (10)

1.一种汽车驾驶员安全气囊系统，包括用于检测汽车碰撞信号的碰撞传感器，用于接收汽车碰撞信号并产生点火信号的电子控制单元，以及位于汽车转向盘（1）上的安全气囊组件（2）；其特征在于：还包括用于将电子控制单元产生的点火信号传送至安全气囊组件（2）的无线信号收发装置，所述无线信号收发装置包括位于汽车车身上的信号发射器（5）和位于汽车转向盘（1）上的信号接收器（3），所述信号发射器（5）与电子控制单元的输出端电连接，所述信号接收器（3）与安全气囊组件（2）电连接。

2. 如权利要求1所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述信号发射器（5）位于汽车中控台处。

3.如权利要求1所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述汽车转向盘（1）包括转向轴（11）、连接于转向轴（11）上的轮毂（12）、从轮毂（12）向外辐射延伸的至少一个轮辐（13）、以及通过轮辐（13）与轮毂（12）同轴布置的轮缘（14）；所述信号接收器（3）位于所述轮辐（13）处。

4.如权利要求1所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述信号接收器（3）与安全气囊组件（2）通过导线（4）电连接。

5.如权利要求4所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述导线（4）与信号接收器（3）的电连接为接插件连接。

6.如权利要求1所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述信号接收器（3）包括用于接收信号发射器（5）发送的点火信号的接收头（31），对接收头接收的信号进行解码的解码电路，将解码电路解码后的信号进行处理的微处理器（32），以及给信号接收器（3）内的各个部件供电的电源（34）。

7.如权利要求6所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述电源（34）为电池。

8.如权利要求7所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述信号接收器（3）还包括电池电量检测装置。

9.如权利要求8所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述电池电量检测装置包括用于检测电池电压的检测电路、及分别与检测电路电连接的指示灯（35）和报警器（36）。

10.如权利要求1所述的汽车驾驶员安全气囊系统，其特征在于：所述无线信号收发装置为射频无线信号收发装置、或红外线无线信号收发装置、或蓝牙无线信号收发装置。

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