主动式和被动式及主动式被动式结合的汽车逃生控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及汽车逃生控制装置，特别是涉及在汽车发生淹水、燃烧等事故，汽车内的驾驶员及乘客需要逃生时，用以开启汽车门锁或车窗、天窗等的逃生控制装置。本发明支持可以启用或禁用的主动式和被动式逃生控制，并且主动式和被动式逃生控制相对独立，既可以单独使用，也可以结合使用。本发明装置结构简单、体积小，因而可以单独对本发明装置采用防水、防火、防撞等保护措施。并且本发明装置可以独立工作，不必依赖于在汽车中分布范围广且容易在事故中发生故障的汽车电路系统及中央控制系统，从而可以保证在各种事故中的安全和可靠。
【专利说明】主动式和被动式及主动式被动式结合的汽车逃生控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车逃生控制装置，特别是涉及在汽车发生淹水、燃烧等事故，汽车内的驾驶员及乘客需要逃生时，用以开启汽车门锁或车窗、天窗等的逃生控制装置。
【背景技术】
[0002]随着汽车产业和技术的发展，汽车中控门锁和电动车窗、电动天窗已经在汽车中得到了广泛和普遍的应用。目前汽车驾驶员及乘客对汽车门锁和车窗、天窗等的控制大都是通过遥控器或车内的控制按键，以比传统的机械手动方式更便捷的电动方式来完成。但这一切的前提是其必须依赖于电力的正常供应，汽车中央控制单元的正常工作及控制信号从中央控制单元到电动执行机构的正常传送和执行等。而当汽车发生淹水、自燃或因碰撞而导致起火燃烧等事故，汽车内的驾驶员及乘客急需打开车门或车窗、天窗逃生时，这些事故通常会首先使汽车电路系统发生短路、开路等故障，从而导致汽车中央控制系统不能正常工作，或者控制信号从中央控制系统到电动执行机构的传送、执行等不能正常进行，甚至使汽车的电力系统瞬间失效。虽然有的汽车在这样的极端情况下，车内人员可以通过机械方式手动打开门锁，但因为事故导致的车门变形或淹水所造成的车内外水压差等，使车门往往不能被及时打开，而电动车窗和电动天窗等更是无法手动开启。所以一旦发生汽车淹水、自燃或因碰撞而导致车辆起火燃烧等事故时，常常发生驾驶员及乘客被困于车内而逃生无门的惨剧。
[0003]关于汽车淹水时的逃生问题，曾有一个传言，就是某些汽车具有一种主动式的逃生功能，当车辆开始进水的时候会用电瓶内剩余的电量开启车窗和天窗。但这个传言不但未得到相关汽车厂家的证实，并且已被大部分相关的汽车厂家所否认。其实这个传言在技术上是难以保证的，因为进水如果能被中央控制系统检测到且中央控制系统仍能自动开启车窗和天窗，则进水之后、开启车窗天窗之前，汽车的电力系统、中央控制系统和电动执行机构等必须依然能正常工作，也就是说这种进水只能是局部并且是特定部位的缓慢进水，其在车窗和天窗开启前不能使汽车的电力系统、中央控制系统或电动执行机构等发生短路而致其失效，但这在实际的汽车淹水事故中是难以保证的。另外，一旦检测到局部有进水就自动开启车窗、天窗，也容易发生误动作，并且在没有人员被困的情况下开启车窗和天窗，也会引起财产安全等方面的问题。所以这样的一个传言因为其本身的技术限制和不足，并不能作为汽车淹水时乘客逃生的一个可靠方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述现有技术的不足，在汽车发生淹水、燃烧等事故，汽车内的驾驶员及乘客需要逃生时，提供简单、易使用、可靠性高的汽车逃生控制装置。该逃生控制装置可以用于汽车门锁及车窗、天窗等的开启控制，为汽车内的驾驶员及乘客赢得逃生途径和逃生时间。
[0005]在事故中汽车中控门锁以及电动车窗、电动天窗等控制的失效有两种情况。第一种情况是汽车的电力系统因为短路或开路等故障而不能正常工作，从而使汽车驾驶员或乘客开启汽车门锁或车窗、天窗等的操作得不到执行；第二种情况是汽车的电力系统仍然可以工作，但汽车的中央控制系统发生故障，或中央控制系统发送给汽车门锁、车窗、天窗等控制信号的传送、执行发生故障，从而使汽车驾驶员或乘客开启汽车门锁或车窗、天窗等的操作得不到执行。针对第一种情况本发明是这样实现的:在现有汽车中控门锁、电动车窗、电动天窗等控制系统的基础上，增加本发明的主动式逃生控制装置，以在汽车电力系统不能正常工作时，实现一种主动式，即不需要汽车驾驶员或乘客操作就自动启动的逃生控制。为了实现该主动式逃生控制，本发明的主动式逃生控制装置由单向开关、备用电源、汽车电力系统监测单元、电子开关和电动执行机构组成。其中电动执行机构也可与汽车的原有电动执行机构共用。备用电源用以在汽车电力系统不能正常工作时对本发明装置供电。单向开关则用以在汽车电力系统不能正常工作时使备用电源与汽车电力系统隔离。汽车电力系统监测单元则保持实时监测汽车电力系统，一旦监测到汽车电力系统不能正常工作，汽车电力系统监测单元即输出控制信号给电子开关，使相应电动执行机构执行开启动作，从而可以在汽车电力系统不能正常工作的瞬间主动开启汽车门锁或车窗、天窗等。该主动式逃生控制可以启用或禁用，具体如何启用或禁用可由具体厂家根据不同的车辆操控模式，在具体实施本发明时做相应的设定。比如在汽车钥匙处于打火位置，即有人在车内时，即启用该功能，反正，则禁用该功能；针对第二种情况本发明是这样实现的:在现有汽车中控门锁、电动车窗、电动天窗等控制系统的基础上，增加本发明的被动式逃生控制装置，以实现一种由汽车驾驶员或乘客操作启动的被动式逃生控制。为了实现该被动式逃生控制，本发明的被动式逃生控制装置由紧急开启操作监测单元、延时电路、电子开关、电动执行机构组成。其中紧急开启操作监测单元及电动执行机构也可与汽车原有的控制按键及电动执行机构共用。当紧急开启操作监测单元监测到汽车驾驶员或乘客的开启操作时，本发明装置的延时电路即开始一个设定时间的延时。如果开启操作结束，则延时电路的延时停止且被清零。反之，如果在达到设定的延时时间时开启操作仍处于操作状态，则说明通过中央控制系统的开启功能已出现故障且汽车内的驾驶员及乘客需要紧急开启相关装置以及时逃生，本发明装置的延时电路即输出控制信号给电子开关，使相应的电动执行机构执行开启动作，从而可以在汽车中央控制系统发生故障，或中央控制系统发送给汽车门锁、车窗、天窗等控制信号的传送、执行发生故障时，根据汽车驾驶员或乘客的紧急开启操作被动开启汽车门锁或车窗、天窗等。该被动式逃生控制可以启用或禁用，具体在什么状态下启用或禁用以及何种操作可以启动该被动式逃生控制，可由具体厂家根据不同的车辆操控模式，在具体实施本发明时做相应的设定。比如只有在汽车停驶或行驶速度低于一定速度时才启用该功能，否则禁用该功能。同时只有通过驾驶员位置的控制按键可以启动该被动式逃生控制功能，而通过其它位置控制按键的操作则不能启动该功能。
[0006]本发明的主动式和被动式逃生控制装置相对独立，既可单独使用，选择实现主动式或被动式的逃生控制。也可以结合使用，作为一个整体实现全方位的逃生控制。为了实现该全方位的逃生控制，本发明的主动式被动式结合逃生控制装置由单向开关、备用电源、汽车电力系统监测单元、紧急开启操作监测单元、延时电路、电子开关、电动执行机构组成。其中紧急开启操作监测单元及电动执行机构也可与汽车原有的控制按键及电动执行机构共用。和单独使用的主动式或被动式逃生控制装置相比，主动式被动式结合逃生控制装置与它们的差别主要有两个:第一个差别是主动式被动式结合逃生控制装置的电子开关支持两路或两路以上的控制信号输入，从而在主动式或被动式任一控制信号生效时电子开关即使电动执行机构执行相应的开启动作；第二个差别是主动式被动式结合逃生控制装置的备用电源在汽车电力系统不能正常工作时对整个主动式被动式结合逃生控制装置供电，而不是只对主动式逃生控制装置供电。
[0007]本发明具有以下显著特点:
[0008]1.可以在汽车发生淹水、起火等紧急情况下，汽车内的驾驶员及乘客需要逃生时，有效解决汽车门锁和电动车窗、电动天窗等无法开启的问题，为汽车内的驾驶员及乘客赢得逃生途径和逃生时间；
[0009]2.结构简单、体积小，因而可以单独对本发明装置采用防水、防火、防撞等保护措施。并且本发明装置可以独立工作，不必依赖于在汽车中分布范围广且容易在事故中发生故障的汽车电路系统及中央控制系统，从而可以保证在各种事故中的安全和可靠；
[0010]3.主动式和被动式逃生控制装置相对独立，既可以单独使用，也可以结合使用；
[0011]4.同一控制装置，仅需修改部分元件的参数即可使用于汽车门锁或电动车窗、电动天窗等不同装置的开启控制；
[0012]5.只在汽车中央控制系统不能正常工作时才工作，不会影响正常情况下汽车中央控制系统统一的控制逻辑。
[0013]6.可以启用或禁用，从而可以避免误操作或不必要、不安全的开启。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明主动式逃生控制装置的构成方框图；
[0015]图2是本发明被动式逃生控制装置的构成方框图；
[0016]图3是本发明主动式被动式结合逃生控装置的构成方框图；
[0017]图4是本发明主动式逃生控制装置一个实施例的电路原理图；
[0018]图5是本发明被动式逃生控制装置一个实施例的电路原理图；
[0019]图6是本发明主动式被动式结合逃生控装置一个实施例的电路原理图。
[0020]图中各组件或元件为:1.汽车电力系统、2.单向开关、3.备用电源、4.汽车电力系统监测单元、5.电子开关、6.电动执行机构、7.紧急开启操作监测单元、8.延时电路、9.开关二极管、10.开关二极管、11.限流电阻、12.可充电电池、13.主动式逃生功能启用/禁用开关、14.下拉电阻、15.电阻、16.PMOS开关管、17.电阻、18.来自汽车中央控制单元高电平有效的开启控制信号、19.开关二极管、20.开关二极管、21.下拉电阻、22.NMOS功率开关管、23.控制按键、24.限流电阻、25.被动式逃生功能启用/禁用开关、26.电容、27.电阻、28.电阻、29.PMOS开关管、30.电阻、31.开关二极管。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明的具体实施做进一步说明。
[0022]在图1所示主动式逃生控制装置中，备用电源(3)与控制装置其它单元的供电线路相连，并通过单向开关(2)和汽车电力系统(I)相连，汽车电力系统监测单元(4)的输入端和汽车电力系统(I)相连，输出端和电子开关(5)的输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
[0023]在图4所示主动式逃生控制装置实施例中，装置供电的工作机理是:限流电阻
(11)和可充电电池(12)串联共同构成备用电源(3)。开关二极管(10)构成单向开关(2)。汽车电力系统(I)在正常工作时对整个控制装置供电且对备用电源(3)充电。在汽车电力系统(I)不能正常工作时备用电源(3)对整个控制装置供电且单向开关(2)使其和不能正常工作的汽车电力系统(I)隔离；控制信号产生的工作机理是:一端接地、另一端通过开关二极管(9)接汽车电力系统(I)高电平的下拉电阻(14)和开关二极管(9)共同构成汽车电力系统监测单元(4)。主动式逃生功能启用/禁用开关(13)连接在下拉电阻(14)非接地端和备用电源高电平间，从而使汽车电力系统监测单元(4)的输出端，即下拉电阻(14)的非接地端在汽车电力系统(I)正常工作时为高电平，在汽车电力系统(I)不能正常工作且主动式逃生功能启用/禁用开关(13)断开，即主动式逃生功能启用时为低电平。在本实施例中，主动式逃生功能启用/禁用开关(13)由汽车钥匙控制，当汽车钥匙处于打火位置时主动式逃生功能启用/禁用开关(13)断开，主动式逃生功能启用，否则接通，主动式逃生功能禁用；执行开启功能的工作机理是:电阻(15)、PMOS开关管(16)、电阻(17)和由开关二极管(19)、开关二极管(20)、电阻(21)构成的或门电路及NMOS功率开关管(22)共同构成电子开关(5)。电子开关(5)的输出端，即NMOS功率开关管(22)的漏极接电动执行机构(6)的输入端，即电动执行机构(6)的负供电端。当汽车电力系统监测单元⑷的输出端，即下拉电阻(14)的非接地端由高变低时，PMOS开关管(16)导通，使开关二极管(20)的正极变高电平，NMOS功率开关管(22)导通。即当主动式逃生功能启用/禁用开关(13)断开，主动式逃生功能启用时，如果汽车电力系统(I)不能正常工作，电动执行机构(6)即获得电力而执行开启动作。在本实施例中，电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
[0024]在图2所示被动式逃生控制装置中，延时电路⑶的输入端与紧急开启操作监测单兀(7)相连,输出端与电子开关(5)的输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
[0025]在图5所示被动式逃生控制装置实施例中，控制信号产生的工作机理是:电容
[26]和电阻(27)共同构成延时电路(8)，其输出端为电容(26)的非接地端。常闭的控制按键(23)构成紧急开启操作监测单元(7)，与限流电阻(24)串联后和被动式逃生功能启用/禁用开关(25)并联，然后连接在电源高电平和电容(26)的非接地端间。在控制按键
(23)被按下断开且被动式逃生功能启用/禁用开关(25)断开，即被动式逃生功能启用时，电容(26)开始通过电阻(27)放电，即延时电路(8)开始延时过程，其输出端，即电容(26)非接地端的电压逐渐由高变低。其电压由高变低的速度由电容(26)的容值和电阻(27)的阻值确定。在延时到达设定时间且控制按键(23)依然被处于按下断开状态时，电容(26)非接地端的的电压将会足够低。在本实施例中，控制按键(23)是位于驾驶员座位的开启控制按键。被动式逃生功能启用/禁用开关(25)在汽车停驶或行驶速度低于一定速度时断开，被动式逃生功能启用。否则接通，被动式逃生功能禁用；执行开启功能的工作机理是:电阻
(28)、PM0S开关管(29)、电阻(30)和由开关二极管(19)、开关二极管(31)、电阻(21)构成的或门电路及NMOS功率开关管(22)共同构成电子开关(5)。电子开关(5)的输出端，SPNMOS功率开关管(22)的漏极接电动执行机构(6)的输入端，即电动执行机构(6)的负供电端。当延时电路⑶的输出端，即电容(26)非接地端的电压足够低时，PMOS开关管(29)导通，使开关二极管(31)的正极变高电平，NMOS功率开关管(22)导通。即当被动式逃生功能启用/禁用开关(25)断开，被动式逃生功能启用时，如果控制按键(23)被按下断开到延时电路设定的延时时间，电动执行机构(6)即获得电力而执行开启动作。在本实施例中，电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
[0026]在图3所示主动式被动式结合逃生控制装置中，备用电源(3)与控制装置其它单元的供电线路相连，并通过单向开关(2)和汽车电力系统(I)相连，汽车电力系统监测单元
(4)的输入端和汽车电力系统(I)相连，输出端与电子开关(5)的一个输入端相连,延时电路(8)的输入端与紧急开启操作监测单元(7)相连，输出端与电子开关(5)的另一个输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
[0027]在图6所示主动式被动式结合逃生控制装置实施例中，装置供电的工作机理是:限流电阻(11)和可充电电池(12)串联共同构成备用电源(3)。开关二极管(10)构成单向开关(2)。汽车电力系统(I)在正常工作时对整个控制装置供电且对备用电源(3)充电。在汽车电力系统(I)不能正常工作时备用电源(3)对整个控制装置供电且单向开关(2)使其和不能正常工作的汽车电力系统(I)隔离；主动式逃生控制信号产生的工作机理是:一端接地、另一端通过开关二极管(9)接汽车电力系统(I)高电平的下拉电阻(14)和开关二极管(9)共同构成汽车电力系统监测单元(4)。主动式逃生功能启用/禁用开关(13)连接在下拉电阻(14)非接地端和备用电源高电平间，从而使汽车电力系统监测单元(4)的输出端，即下拉电阻(14)的非接地端在汽车电力系统(I)正常工作时为高电平，在汽车电力系统(I)不能正常工作且主动式逃生功能启用/禁用开关(13)断开，即主动式逃生功能启用时为低电平。在本实施例中，主动式逃生功能启用/禁用开关(13)由汽车钥匙控制，当汽车钥匙处于打火位置时主动式逃生功能启用/禁用开关(13)断开，主动式逃生功能启用，否则接通，主动式逃生功能禁用；被动式逃生控制信号产生的工作机理是:电容(26)和电阻(27)共同构成延时电路(8)，其输出端为电容(26)的非接地端。常闭的控制按键(23)构成紧急开启操作监测单元(7)，与限流电阻(24)串联后和被动式逃生功能启用/禁用开关(25)并联，然后连接在电源高电平和电容(26)的非接地端间。在控制按键(23)被按下断开且被动式逃生功能启用/禁用开关(25)断开，即被动式逃生功能启用时，电容(26)开始通过电阻(27)放电，即延时电路(8)开始延时过程，其输出端，即电容(26)非接地端的电压逐渐由高变低。其电压由高变低的速度由电容(26)的容值和电阻(27)的阻值确定。在延时到达设定时间且控制按键(23)依然被处于按下断开状态时，电容(26)非接地端的的电压将会足够低。在本实施例中，控制按键(23)是位于驾驶员座位的开启控制按键。被动式逃生功能启用/禁用开关(25)在汽车停驶或行驶速度低于一定速度时断开，被动式逃生功能启用。否则接通，被动式逃生功能禁用；执行开启功能的工作机理是:电阻(15)、PMOS开关管(16)、电阻(17)、电阻(28)、PM0S开关管(29)、电阻(30)和由开关二极管(19)、开关二极管(20)、开关二极管(31)、电阻(21)构成的或门电路及NMOS功率开关管(22)共同构成电子开关(5)。电子开关(5)的输出端，即NMOS功率开关管(22)的漏极接电动执行机构(6)的输入端，即电动执行机构(6)的负供电端。当汽车电力系统监测单元(4)的输出端，即下拉电阻(14)的非接地端由高变低，或延时电路⑶的输出端，即电容(26)非接地端的电压足够低时，PMOS开关管(16)或PMOS开关管(29)导通，使开关二极管(20)或开关二极管(31)的正极变高电平，NMOS功率开关管(22)导通。即当主动式或被动式任一逃生控制信号有效时，电动执行机构(6)即获得电力而执行开启动作。在本实施例中，电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
【权利要求】
1.一种主动式汽车逃生控制装置，其特征在于:所述主动式汽车逃生控制装置的备用电源(3)与控制装置其它单元的供电线路相连，并通过单向开关(2)和汽车电力系统(I)相连，汽车电力系统监测单元(4)的输入端和汽车电力系统(I)相连，输出端和电子开关(5)的输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的主动式汽车逃生控制装置，其特征在于:主动式逃生功能启用/禁用开关(13)由汽车钥匙控制。
3.根据权利要求1所述的主动式汽车逃生控制装置，其特征在于:电子开关(5)包含一个或门电路，支持电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
4.一种被动式汽车逃生控制装置，其特征在于:所述被动式汽车逃生控制装置延时电路(8)的输入端与紧急开启操作监测单元(7)相连，输出端与电子开关(5)的输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
5.根据权利要求4所述的被动式汽车逃生控制装置，其特征在于:汽车驾驶员座位控制按键(23)构成紧急开启操作监测单元(7)。
6.根据权利要求4所述的被动式汽车逃生控制装置，其特征在于:电子开关(5)包含一个或门电路，支持电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
7.—种主动式被动式结合汽车逃生控制装置，其特征在于:所述主动式被动式结合汽车逃生控制装置的备用电源(3)与控制装置其它单元的供电线路相连，并通过单向开关(2)和汽车电力系统(I)相连，汽车电力系统监测单元(4)的输入端和汽车电力系统(I)相连，输出端与电子开关(5)的一个输入端相连，延时电路(8)的输入端与紧急开启操作监测单兀(7)相连,输出端与电子开关(5)的另一个输入端相连，电子开关(5)的输出端与电动执行机构(6)的输入端相连。
8.根据权利要求7所述的主动式被动式结合汽车逃生控制装置，其特征在于:主动式逃生功能启用/禁用开关(13)由汽车钥匙控制。
9.根据权利要求7所述的主动式被动式结合汽车逃生控制装置，其特征在于:汽车驾驶员座位控制按键(23)构成紧急开启操作监控单元(7)。
10.根据权利要求7所述的主动式被动式结合汽车逃生控制装置，其特征在于:电子开关(5)包含一个或门电路，支持电动执行机构(6)与汽车原有的电动执行机构共用。
【文档编号】E05F15/60GK103774949SQ201410052965
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】洪国林, 王洪喆 申请人:洪国林