專利名稱：自適應式汽車安全系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車安全系統(tǒng)。
背景技術：
目前，安全氣囊已成為大部分乘用小車的標準配置，當汽車發(fā)生碰撞達到一定強度時，安全氣囊就會啟動展開，以保護車內乘員。但由于安全氣囊啟動的決策依據比較單一，沒有采集足夠的對安全措施有影響的數(shù)據，比如乘員的體重、坐姿、發(fā)生碰撞時身體的位移等，作出有針對性的安全防護措施，所以經常導致安全氣囊的誤觸發(fā)，或者在發(fā)生碰撞應該啟動時沒有啟動，或者在不必要的情況下啟動。這就發(fā)揮不了安全系統(tǒng)應有的保護作用。

發(fā)明內容本實用新型的目的克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種能根據各種具體情況作出適應性安全措施的智能型安全氣囊系統(tǒng)。
為此，本實用新型提出一種自適應式汽車安全系統(tǒng)，包括安全氣囊模塊和預緊式安全帶裝置、微處理器，所述安全氣囊模塊和預緊式安全帶分別與所述微處理器電連接，包括安全帶信息采集電路、車輛乘員定位裝置，所述安全帶信息采集電路的信號采集端設置于所述預緊式安全帶裝置上，所述車輛乘員定位裝置信號采集端設置于座椅和/或車內固定位，所述安全帶信息采集電路、車輛乘員定位裝置的信號輸出端分別與所述微處理器電連接。
所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，所述安全氣囊模塊包括第一級安全氣囊點火電路和第二級安全氣囊點火電路，分別與所述微處理器電連接。
所述車輛乘員定位裝置包括乘員信息采集電路和綜合處理電路，所述乘員信息采集電路具有若干設置于車輛座椅或其他固定位置的傳感器，所述乘員信息采集電路的輸出端與所述綜合處理電路的輸入端連接，所述綜合處理電路輸出端與所述微處理器連接。
所述乘員信息采集電路包括乘員靜態(tài)信息采集電路和乘員動態(tài)信息采集電路，二者輸出端分別與所述綜合處理電路的輸入端連接。所述乘員靜態(tài)信息采集電路包括座椅位置傳感器，設置于座椅，輸出端與所述綜合處理電路輸入端連接。所述乘員靜態(tài)信息采集電路包括體重傳感器，設置于座椅座墊，輸出端與所述綜合處理電路輸入端連接。
所述乘員動態(tài)信息采集電路包括超聲波傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。所述乘員動態(tài)信息采集電路包括紅外線傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。所述乘員動態(tài)信息采集電路包括電容傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。所述乘員動態(tài)信息采集電路包括超聲波傳感器、紅外線傳感器和電容傳感器，分別設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。
本實用新型的有益效果是對于實際情況下各種不同的碰撞事故，不同乘員的具體信息，由于系統(tǒng)通過增設的安全帶信息采集電路和車輛乘員定位裝置，采集各種數(shù)據，據此作出安全決策，因此有針對性地采取相應的安全措施，能最大限度地發(fā)揮安全系統(tǒng)的作用，保護乘員的生命安全，減少碰撞事故中的死亡率。

圖1是本實用新型原理框圖；圖2是本實用新型中的車輛乘員定位裝置電路原理框圖；圖3是本實用新型的局部電路原理圖；圖4是本實用新型中車輛乘員定位裝置電路綜合處理電路原理圖之一；圖5是本實用新型中車輛乘員定位裝置電路綜合處理電路原理圖之二。
具體實施方式下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
為了滿足在實際生活中可能發(fā)生的千變萬化的復雜碰撞況下，實現(xiàn)最大限度地發(fā)揮氣囊系統(tǒng)對乘員的保護作用，自適應式汽車安全氣囊系統(tǒng)必須在數(shù)十毫秒時間內完成信息采集，數(shù)據處理，發(fā)出指令，展開氣囊等到一系列工作。
如圖1所示，本實用新型的系統(tǒng)包括3條信息采集電路通道安全帶信息采集電路1，微電子機械式加速度計2和車輛乘員定位裝置3，數(shù)據處理由微處理器4完成，它的核心是根據具體車型的機械結構和實車碰撞數(shù)據，與國人身材統(tǒng)計資料等確定點火控制算法。執(zhí)行機構有預警式安全帶5和分級式氣囊模塊6。按照指令要求實現(xiàn)最佳組合方式保護乘員。
安全帶信息采集電路1給出乘員是否系帶安全帶的信息。
微電子機械式加速度計2采集在車輛發(fā)生碰撞中減加速度變化的全過程，提供碰撞嚴重程度的信息。
車輛乘員定位裝置3采用多種工作原理的傳感器，單個或組合作用，采集乘員的位置信息。如附圖2所示。乘員信息采集電路包括乘員靜態(tài)信息采集電路和動態(tài)信息采集電路；靜態(tài)信息采集電路包括座椅位置傳感器和乘員體重傳感器，采集乘員靜態(tài)的所在位置的基礎數(shù)據；動態(tài)信息采集電路采用非接觸傳感器，包括超聲傳感器、紅外傳感器和電容傳感器實現(xiàn)對乘員動態(tài)位置的實時采集。
座椅位置傳感器，乘員往往會根據個人身高和習慣調掛座椅的前后位置，座椅位置傳感器隨即給出了當前座椅所在位置的信息，這是乘員位置的一個基礎信息。設在乘員坐墊底下的體重傳感器，首先區(qū)別是空位、小孩還是成人，然后根據采集到的體重數(shù)據，依照掌握的國人統(tǒng)計資料，粗略判別其性別和他＜她)手臂長度范圍，即與方向盤或儀表板的可能距離。非接觸傳感器設在乘員前方車廂壁上，超聲波傳感器，為主動式，通過發(fā)射的超聲波遇人體反射后的回波測定距離，紅外線傳感器測量人體體溫隨距離的梯度變化。電容傳感器通過人體對特定電場的干擾影響，兩者都是被動式傳感器。三者均可連續(xù)采集到乘員所處的實時位置信息。
傳感器采集的乘員位置信息，經過綜合處理電路，按照設定的乘員位置危險度等級輸出信號，提供給微處理器作為控制安全氣囊系統(tǒng)發(fā)出點火指令的主要依據之一。
如圖4、圖5所示是本裝置的綜合處理電路原理圖，座椅位置傳感器通過接口J9、體重傳感器通過接口J10分別耦合到模數(shù)轉換電路IC4，信號經模數(shù)轉換后輸入到汽車主控系統(tǒng)的微處理器。超聲波傳感器通過接口J1、電容傳感器通過接口J2分別耦合到運放電路，信號經運放電路調理后，輸入到汽車主控系統(tǒng)的微處理器。紅外傳感器通過接口J3耦合到汽車主控系統(tǒng)的微處理器。
安全氣囊模塊6為分級式，具有第一級點火電路和第二級點火電路，和第一、二級氣體發(fā)生器，有各自獨立的產氣劑，產生的氣體充脹共同的氣囊。
預緊式安全帶啟動時間t1，分級式氣囊第一級氣體發(fā)生器點火時間t2＝t1+Δt1；第二級氣體發(fā)生器點火時間t3＝t2+Δt2，在數(shù)十毫秒時間完成。
預緊式安全帶裝置5在發(fā)生碰撞事故時能自動緊急收緊安全帶，指令由微處理器4統(tǒng)一提供。
微處理器4綜合上述3個方面的信息，按照既定的點火控制算法，確定在發(fā)生的實際碰撞中最大限度保護乘員的指令信號。若碰撞程度輕微，就不必啟動預緊式安全帶裝置5，更無需展開安全氣囊6。若碰撞程度較重，乘員已系好安全帶，可啟動安全帶預緊器，但不必展開氣囊6，乘員未系好安全帶，安全帶預緊器5無效，分級式氣囊的第一級安全氣囊點火，而第二級仍可閉鎖，展開氣囊的速度稍緩。若碰撞程度嚴重，首先要啟動安全帶預緊器，接著緊急點火分級式氣囊的第一級氣體發(fā)生器(在未系好安全帶的進修，點火時間尚需提前)，根據碰撞的嚴重程度或乘員位置的危險度，調整延遲時間點火氣囊的第二級氣體發(fā)生器若進入碰撞的極限嚴重程度或乘員位置的極限危險度，第一、二級氣體發(fā)生器同時點火，這時展開氣囊的速度最快。
如圖3所示，為本實用新型系統(tǒng)的部分電路原理圖；J4為安全帶信息采集電路接口，J5為車輛乘員定位裝置接口，J6為微電子機械加速度計接口，J7為預緊式安全帶裝置接口，J8為分級式安全氣囊模塊接口。
權利要求1.一種自適應式汽車安全系統(tǒng)，包括安全氣囊模塊和預緊式安全帶裝置、微處理器，所述安全氣囊模塊和預緊式安全帶分別與所述微處理器電連接，其特征是包括安全帶信息采集電路、車輛乘員定位裝置，所述安全帶信息采集電路的信號采集端設置于所述預緊式安全帶裝置上，所述車輛乘員定位裝置信號采集端設置于座椅和/或車內固定位，所述安全帶信息采集電路、車輛乘員定位裝置的信號輸出端分別與所述微處理器電連接。
2.如權利要求1所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述安全氣囊模塊包括第一級安全氣囊點火電路和第二級安全氣囊點火電路，分別與所述微處理器電連接。
3.如權利要求2所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述車輛乘員定位裝置包括乘員信息采集電路和綜合處理電路，所述乘員信息采集電路具有若干設置于車輛座椅或其他固定位置的傳感器，所述乘員信息采集電路的輸出端與所述綜合處理電路的輸入端連接，所述綜合處理電路輸出端與所述微處理器連接。
4.如權利要求3所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員信息采集電路包括乘員靜態(tài)信息采集電路和乘員動態(tài)信息采集電路，二者輸出端分別與所述綜合處理電路的輸入端連接。
5.如權利要求4所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員靜態(tài)信息采集電路包括座椅位置傳感器，設置于座椅，輸出端與所述綜合處理電路輸入端連接。
6.如權利要求4或5所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員靜態(tài)信息采集電路包括體重傳感器，設置于座椅座墊，輸出端與所述綜合處理電路輸入端連接。
7.如權利要求4或5所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員動態(tài)信息采集電路包括超聲波傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。
8.如權利要求4或5所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員動態(tài)信息采集電路包括紅外線傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。
9.如權利要求4或5所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員動態(tài)信息采集電路包括電容傳感器，設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。
10.如權利要求4或5所述的自適應式汽車安全系統(tǒng)，其特征是所述乘員動態(tài)信息采集電路包括超聲波傳感器、紅外線傳感器和電容傳感器，分別設置于車內固定位置，其信號輸出端與所述綜合處理電路連接。
專利摘要本實用新型公開了一種自適應式汽車安全系統(tǒng)，包括安全氣囊模塊和預緊式安全帶裝置、微處理器，增設安全帶信息采集電路、車輛乘員定位裝置，對于現(xiàn)實中各種不同的碰撞事故，針對不同乘員的具體信息，在采集各種數(shù)據的情況下，系統(tǒng)據此作出安全決策，因此有針對性地采取相應的安全措施，能最大限度地發(fā)揮安全系統(tǒng)的作用，保護乘員的生命安全，減少碰撞事故中的死亡率。
文檔編號B60R21/01GK2776766SQ200520053230
公開日2006年5月3日 申請日期2005年1月7日 優(yōu)先權日2005年1月7日
發(fā)明者孫強 申請人:孫強