CN2380446Y - 汽车辅助约束安全气囊装置 - Google Patents

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一种汽车辅助约束安全气囊装置,包括电子传感器1,单片机电路4,电发火管9,气体发生器5及气囊组件8,还包括保险传感器6,并增设左、右机电碰撞传感器3、3′作为两路辅助的点火通道,能使电发火管平时处于保险短路状态,碰撞初期能先期待命,有自检功能;兼有电子传感方式和机电碰撞传感方式复合点火,以及凹形缓充主副气囊,可大大减轻车乘人员在意外碰撞时的伤亡情况,从而提高汽车的整体安全水平。

Description

汽车辅助约束安全气囊装置
本实用新型涉及汽车安全技术,特别涉及汽车安全气囊及其可靠性技术。
国外安全气囊技术发展和装车已有三十余年历史,至今还有些问题没有彻底解决。国内许多进口国际名牌高级轿车的安全气囊,在严重撞车事故中,车毁人伤亡,气囊都没有反应,有的行驶在稍差的路面一碰到石块、过沟坎未遇到险情,气囊却自动展开,还有气囊展开时膨胀速度太快会发生打伤乃至打死人的情况,特别对身材矮小的妇女儿童威胁较大。北京汽车报98年2月6日报导:“德国奥迪公司召回83.5万辆奥迪轿车,原因是在气候干燥,容易产生静电,司机如带有较强的静电进入车内,可能引起气囊非正常弹出。”98年7月16日深圳商报转新华社15日电:美国通用汽车公司14日通知凡购买96年、97年上市的卡迪拉克和雪佛莱牌等汽车近百万辆要更换安全气囊,由于已接到301家用户投诉,在没有发生重大交通事故情况下也爆出伤人。99年世界各地出售的所有28万辆宝马最新3系列侧门安全气囊有问题。免费进行检修。在过去一年中接到客户报告,行驶到马路边缘上的时候气囊突然张开。例子还有一些,不再赘述。
国外大都采用单点电子传感器进行工作,但它只对车纵轴向非常敏感,而对其他方向却相对迟钝。在碰撞过程中会发生垂直、横向及纵轴向的交叉轴振动,作用在电子传感器上加速度是极其复杂的,如做的撞车试验次数有限,采集数据不全,设计时可能会有一定的局限性,导致在极个别情况下已车毁人亡,控制器还未发出点火指令。再者国外的设计者对至关重要的点火元件任其处于开路状态,可能会带来可靠性方面的问题。
国内也开始了该项技术的研究。中国专利公报2138595号公布了一项《汽车驾驶员安全气囊装置》,它采用一种单路的电传感器,信号经碰撞识别后令电发火管工作,电发火管平时短路,碰撞时接到点火回路中去;由于电发火管一直被短路,因而不能进行检测;只有单路传感器控制点火,可靠性显然不足。
本实用新型针对上述现有技术的不足之处而提出一种具有能使电发火管平时处于保险短路状态,碰撞初期能先期待命,有自检功能的保险传感器,兼有电子加速度传感方式和机电碰撞传感方式复合点火、更加安全、可靠的汽车辅助约束安全气囊装置。
本实用新型的目的可以采用以下技术措施来达到:
设计使用一种汽车辅助约束安全气囊装置,包括机电碰撞传感器、电子加速度传感器、公知技术的带自检诊断、碰撞识别与点火控制及显示记录单元的单片机电路、保险传感器、安全带搭扣识别器和气囊组件。所述保险传感器包括封装钢壳、钢壳内的蜂窝座填充物、钢壳中央插入两个上下串联的常开型干簧管开关、套在下干簧管上的自检线圈、线圈旁的磁棒、磁棒一端顶着的压缩弹簧。安装后,下干簧管两端与电发火管并联,磁棒在平时使下干簧管闭合,电发火管因而短路,避免误点火。遇有碰撞时,在达到危险值以前,磁棒紧压压缩弹簧,下干簧管开启而上干簧管闭合,使电发火管处于待命状态。也可按需要或定期接通自检线圈,断开下干簧管,检查电发火管,保证在需要时能点火成功。所述的机电碰撞传感器包括外壳、环状簧带、被环状簧带箍住的两个钢珠、被钢珠定位的惯性体、惯性体顶着的压缩弹簧、弹簧底部的接触簧片。该机电碰撞传感器增加了点火成功率。保险传感器在避免误点火、定期自检的同时,还在达到危险值以前,先期使电发火管处于待命状态。所述的安全带搭扣识别器包括安全带搭扣、镶嵌在搭扣一侧的线圈管,管中央插入的干簧管和镶嵌在搭扣另一侧的磁棒。根据该识别器提供的信息,自诊断故障显示单元可以发出声光告警,提示系好安全带,并记录在案,用于修正点火时刻或作事后鉴别之用。所述的气囊组件中的气囊包括四条限制拉带和两块直径相同的尼龙布片缝制的主气囊,在主气囊上方缝一块较小的尼龙布片形成一个付气囊。主付气囊之间有两个延缓充气的小进气孔,以避免过大的冲力对人员造成伤害。
附图的图面说明如下:
图1为本实用新型保险传感器结构示意图和等效电路图;
图2为本实用新型汽车辅助约束安全气囊装置的电原理方框图;
图3为本实用新型汽车辅助约束安全气囊装置的碰撞传感器结构示意图;
图4为本实用新型的安全带搭扣检测器结构示意图;
图5为本实用新型的主付气囊与限制拉带结构示意图。
以下结合附图对本实用新型保险传感器及汽车辅助约束安全气囊装置的最佳实施例作进一步说明。
一种汽车辅助约束安全气囊装置,包括电子加速度传感器1,包括公知技术的含自检诊断、碰撞识别与点火控制及显示记录单元的单片机电路4,电发火管9,气体发生器5及气囊组件8,还包括接在所述单片机电路4与电发火管9之间的保险传感器6。
所述保险传感器包括钢壳670,固定元件的填充物64,点火待发开关K165及其引线672、673,与该待发开关串行连结的保险开关K2 66及其接地引线674;还包括套在保险开关K2 66周围的自检线圈67及其引线675、676,沿所述点火待发开关K1 65及保险开关K2 66方向且行程覆盖两开关长度的磁棒68,以及位于该磁棒行进前方的压缩弹簧69;
所述点火待发开关K1 65和保险开关K2 66是常开型干簧管开关,并同轴安装在所述钢壳670的中心位置。所述钢壳670可以是空心圆柱形。所述磁棒68的长度小于或等于一个干簧管的长度。安装使用后,磁棒在平时使保险开关K2闭合,也就使与该保险开关K2并联的电发火管短路,避免误点火。遇有碰撞时,在达到危险值以前,磁棒68紧压压缩弹簧69,保险开关K2开启而点火待发开关K1闭合,使电发火管处于待命状态。并可按需要或定期接通自检线圈,断开保险开关K2,检查电发火管,保证在需要时能点火成功。
保险传感器等效电路由两个串联的常开开关K1和K2组成。开关K2与电发火管两端并联且一端接地。平时在非撞击条件下,开关K2由于旁边磁块的磁场作用,使开关K2闭合并接地;当发生撞击时,磁块向前移动,开关K2由于没有磁场作用,而恢复本来的开路状态。当磁块移动到开关K1旁边时,使开关K1闭合,接通点火通道,此时电发火管从被短路状态变到与点火通道接通,处于待发状态。它具有自检功能。开关K2是被套在自检线圈管的中央,平时只受旁边磁块的磁场作用。当需要检测电发火管的参数时,给自检线圈通过一定电流,使线圈产生的磁场抵消磁块磁场的作用,开关K2断开,电发火管处于自由状态,就可对其参数进行检测。检测完毕,切断电流,开关K2又恢复原来的闭合状态。这些均通过单片机电路中自诊断故障检测单元的程序操作的。该保险传感器既防止了电发火管误动作,又能经常检测其性能,以保证电发火管正常工作。该保险传感器6还有非常强的抗外界磁、电、静电等干扰能力。
该保险传感器6的保险开关K2 66以两引线673、674与电发火管9并联;所述点火待发开关K1 65的输入线672与所述单片机电路4的输出端相连;
所述单片机电路4还设有端口A,包括一对电发火管自检状态控制线,分别接所述保险传感器6自检线圈67的引线675、676。
从本实用新型辅助约束安全气囊装置电原理方框图可见,将电子加速度传感器1检测到的加速度急剧变化信号送入单片机电路4,单片机按预先设置的程序,对车速的变化进行数字计算和逻辑判断,达到设定的门限点火要求时,通过点火电路发出点火指令,这是主点火通道。此时保险传感器6早已处于待发状态,从而将电发火管9点燃,使主气囊83迅速展开。
所述汽车辅助约束安全气囊装置还可以增设左、右机电碰撞传感器3、3′作为两路辅助的点火通道。机电碰撞传感器的输出端与所述单片机电路4输出端并联。所述机电碰撞传感器又包括上盖34、底座35、位于所述上盖内的金属惯性体31、位于该金属惯性体两侧的卡位钢珠33、位于该钢珠外侧的环状簧带32、所述金属惯性体31与底座35之间的压缩弹簧38和位于底座35中心的接触片37及其引线36;
所述金属惯性体31进一步包括与所述卡位钢珠33配合。直径渐小的头肩部311和端面中央部面向底座35的突起触点312及该触点位于金属惯性体31尾部的引出线39。
当碰撞加速度达到一定值时,惯性体31产生前冲的惯性力经过直径渐小的头肩部311的斜面使钢珠33受到向外扩张的力,当超过环状簧带32对钢珠33的压力时,钢珠33便会向外移开,让出惯性体31的运动通道,惯性力继续增加,克服弹簧38的弹力并被压缩,直到突起触点312与接触簧片37接触,有电流过,机电碰撞传感器3、3′从目标撞击中感应到的信息达到点火要求,同样也发出点火信号,使已处于待发状态的保险传感器6将电发火管9点燃,迅速展开气囊83。
为与主要安全设施——安全带相配合,所述汽车辅助约束安全气囊装置还可以加设安全带搭扣状态识别器7;该识别器又包括分别位于安全带插舌板746两侧的干簧管747和磁棒749;并在所述单片机电路4设置端口B,包括一对安全带搭扣状态检测线,分别接所述干簧管747两端。
为提高可靠性,所述安全带搭扣状态识别器7还设置了位于干簧管747外围的自检线圈748;并在所述单片机电路4设置端口C,包括一对安全带搭扣状态自检线,分别接所述自检线圈748两端。
如果安全带插舌未插入搭扣,干簧管747在磁棒748作用下呈闭合状态,当插舌板746插入搭扣时,由于插舌板746阻断磁棒749的磁场,干簧管747呈开路状态。单片机电路根据搭扣状态识别器7判断出未系安全带时,如有碰撞发生,电子加速度传感信号进入单片机电路,则单片机电路会按未系安全带的预置计算程序判断和运行,其点火时间应比系安全带时提前,才能更好的起到保护作用。同时可根据此识别信号作出未系安全带的提醒告警,提示系好安全带,并记录在案,用于事后鉴别。为了判断安全带搭扣状态识别器是否工作正常,增设了自检线圈748和单片机电路4的端口C,作为单片机电路自动检测用,提高可靠性。
所述的汽车辅助约束安全气囊装置的气囊组件8,包括主气囊83,位于该气囊内均布的4根限制拉带82;该限制拉带底部交汇处设有一个与所述气体发生器5配套的安装孔81。所述气囊组件8还包括位于主气囊83上方的缓充付气囊85和位于主付气囊之间两个较小的进气孔86。
所述主气囊83的材料包括上下两张圆形尼龙布片;所述缓充付气囊85是由较小的圆形尼龙布片与所述主气囊83上面圆形尼龙布片一部分加工而成。
在本实用新型的气囊结构中,四根限制拉带缝制在构成主气囊的两块尼龙布片之间,充气时限制了主气囊83轴向的展开尺寸,而向周边膨胀,形成扁球状。在气囊底面尼龙布片上,有一个与气体发生器5配合的安装孔81。在主气囊上面布片上,再用稍小的尼龙园布片沿周边缝制出一个付气囊,在付气囊底部开两个小孔,以便主气囊的气体充入。孔的大小控制着主气囊气体进入付气囊的速度。这样就可减缓气囊展开时由于膨胀速度过猛而伤人的情况。
本实用新型汽车辅助约束安全气囊装置已设计和制造出数批样品,并在国家汽车节能与安全重点试验室进行过三十余次模拟撞车和一次实车碰撞试验以及路面干扰试验,均工作正常。测试数据表明,其性能参数符合美国联邦安全法规FMVSS-208的各项要求,证明其性能是安全、可靠的。
与现有技术相比较,本实用新型的优点在于,汽车辅助约束安全气囊装置采用了保险传感器,能平时使电发火管短路,避免误点火,遇有碰撞时,在达到危险值以前就使电发火管处于待命状态;又可随时对电发火管进行检查,保证可靠点火。还采用了冗余技术,并联多个机电碰撞传感器,明显提高了点火可靠性;加上监测安全带状态据以修正点火时间及告警,采用凹形主气囊与缓充付气囊配合减缓气囊膨胀速度,避免膨胀过猛而伤人,可大大减轻车乘人员在意外碰撞时的伤亡情况,从而提高汽车的整体安全水平。

Claims (8)

1.一种汽车辅助约束安全气囊装置,包括电子加速度传感器(1),含自检诊断点火控制与显示记录单元的单片机电路(4),电发火管(9),气体发生器(5)及气囊组件(8),其特征在于:
还包括接在所述单片机电路(4)与电发火管(9)之间的保险传感器(6);
该保险传感器(6)包括钢壳(670),固定元件的填充物(64),点火待发开关K1(65)及其引线(672)、(673),与该点火待发开关串行连结的保险开关K2(66)及其接地引线(674);
所述保险传感器(6)还包括套在保险开关K2(66)周围的自检线圈(67)及其引线(675)、(676),沿所述点火待发开关K1(65)及保险开关K2(66)方向且行程覆盖两开关长度的磁棒(68),以及位于该磁棒行进前方的压缩弹簧(69);
所述点火待发开关K1(65)和保险开关K2(66)同轴安装在所述钢壳(670)的中心位置;
该保险传感器(6)的保险开关K2(66)以两引线(673)、(674)与电发火管(9)并联;所述点火待发开关K1(65)的输入线(672)与所述单片机电路(4)的输出端相连;
所述单片机电路(4)还设有端口A,包括一对电发火管自检状态控制线,分别接所述保险传感器(6)自检线圈(67)的引线(675)、(676)。
2.按照权利要求1所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
还包括机电碰撞传感器(3),其输出端与所述单片机电路(4)输出端并联;
所述机电碰撞传感器(3)又包括上盖(34)、底座(35)、位于所述上盖内的金属惯性体(31)、位于该金属惯性体两侧的卡位钢珠(33)、位于该钢珠外侧的环状簧带(32)、所述金属惯性体(31)与底座(35)之间的压缩弹簧(38)和位于底座(35)中心的接触片(37)及其引线(36);
所述金属惯性体(31)进一步包括与所述卡位钢珠(33)配合、直径渐小的头肩部(311)和端面中央部面向底座(35)的突起触点(312)及该触点位于金属惯性体(31)尾部的引出线(39)。
3.按照权利要求2所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
还包括另一个机电碰撞传感器(3′)与所述机电碰撞传感器(3)并联联结,分别位于汽车前部左右两翼。
4.按照权利要求2或3所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
所述点火待发开关K1(65)和保险开关K2(66)是常开型干簧管开关;所述磁棒(68)的长度小于或等于一个干簧管的长度。
5.按照权利要求2或3所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
还包括安全带搭扣状态识别器(7);该识别器又包括分别位于安全带插舌板(746)两侧的干簧管(747)和磁棒(749);
所述单片机电路(4)还设有端口B,包括一对安全带搭扣状态检测线,分别接所述干簧管(747)两端。
6.按照权利要求5所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
所述安全带搭扣状态识别器(7)还包括位于干簧管(747)外围的自检线圈(748);
所述单片机电路(4)还设有端口C,包括一对安全带搭扣状态自检线,分别接所述自检线圈(748)两端。
7.按照权利要求1或2所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
所述气囊组件(8)包括主气囊(83),位于该气囊内均布的四根限制拉带(82);该限制拉带底部交汇处设有一个与所述气体发生器(5)配套的安装孔(81);
所述气囊组件(8)还包括位于主气囊(83)上方的缓充付气囊(85)和位于主付气囊之间两个较小的进气孔(86)。
8.按照权利要求7所述的汽车辅助约束安全气囊装置,其特征在于:
所述主气囊(83)的材料包括上下两张圆形尼龙布片;所述缓充付气囊(85)是由较小的圆形尼龙布片连同所述主气囊(83)上面圆形尼龙布片一部分组成。
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