专利名称：汽车安全气囊主动防御系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车安全气囊主动防御系统。
背景技术：
中国经济快速发展，汽车数量持续增长，交通事故也急剧增加，交通事故与死亡人数稳居世界第一。公安部数据显示，中国交通事故死亡人数占全世界的16%左右，近五年我国驾驶人数量年均增加1986万人，2011年全年增加2269万人。目前，机动车驾驶人数量超过2.3亿，其中，驾龄不满I年的新驾驶人所占比率达到11.09%。女性驾驶人占18.96%,比2011年提高了 1.37个百分点。世界卫生组织公布的资料显示，世界每年有120万人死于交通事故。英国卫报报导，世界平均每半分钟就发生一起交通事故，事故的死亡人数主要都发生在发展中国家，估计中国和印度每年各自都至少有10万人在道路交通事故中死亡。提高汽车安全防护措施以保护驾驶员以及成员的安全显得极其重要。在交通法律法规健全文明行车建立的同时，我们必须提高车辆自身的防护能力，以求突发事件发生时能够把人员伤亡降低到最低程度。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力。安全气囊的气体发生器有叠氮化钠或硝酸铵等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠。硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮气体和水蒸气。方程式:NaN3+NH4N03== = = N2+Na+N20+H20(g)国外用假人模拟试验测得传感器检测行人撞车信号的响应时间应为20ms，点火时间为2ms，气体开始排出时间为3ms，气囊充气膨胀时间为30ms，累计时间为55ms。提高汽车自身防护性能的必要性，可由驾驶员以及车辆本身的原因对突发应急事件的反应时间就可以看出来了。1.由于汽车高速行驶，发生事故时人的反应时间正常情况下反应好的驾驶员一般的反应时间在0.4-0.6s之间。驾驶员受危急惊吓时反应时间大多会大于ls，甚至产生把油门当刹车踩的错误。反应在1.5s以内属正常，当超过2s时被认为不正常。当汽车以50/h的速度行驶时，反应快的驾驶员在6-7m左右可以作出正确的判断，并采取了制动的动作；而反应慢的，则需在12-14m以上才能作出正确的判断和动作，许多突发事故在这样反应慢的情况下，往往已来不及防止了。2.制动系统响应时间。驾驶员开始踏下制动踏板到制动结束，汽车制动的全过程包括:Ta制动系统的反应时间、Tb制动器起作用时间(协调时间)、Tc持续制动时间、Td放松制动器四个阶段。A.制动系统的反应时间。随着驾驶员踩踏板的动作，踏板克服自由行程、制动器间隙所需时间，一 般液压制动系统的反应时间为Ta为0.015s-0.03s。这一时间汽车没有减速运动。[0010]B.制动器起作用时间。制动器起作用时间经过Tb后，制动压力迅制速增加到最大值，一般液压制动系统的起作用时间Tb为0.15S-0.3s。这一时间汽车有减速运动。C.Tc为持续制动时间，在该段时间内制动减速度相对稳定，Td为放松制动器时间，在该段时间内驾驶员放松制动踏板，制动过程结束。制动释放时间不得大于0.8s。在正常情况下，当发生事故时，车内人员往往会受到不止一次严重的伤害。发生碰撞的时候，车辆的速度发生突变性的剧减或者说是突变性的剧增。而车内人员由于惯性加速度过大，会向前或向后与车体发生剧烈的碰撞，导致乘员受到严重的伤害。或者是巨大的加速度使得颈椎骨折压迫神经、安全带压迫内脏导致内脏破裂大出血造成伤亡事件。大多情况下车辆发生的是刚性碰撞，动能传递很剧烈。车体的钢架结构会由于剧烈的撞击，吸收很大一部分的能量，从而导致车体发生严重的变形。在总结高速公路上发生的事故后发现，大多数人员伤亡不是在车辆遭受撞击后由于惯性与车体发生碰撞而死，而是车辆发生了很严重的变形，压迫车内的人员，导致人员被困于车内出血过度而不能展开自救，后续该来的救援力量也因为车体的严重形变无法对被困人员及时实施救助。由此可见，车体的变形不仅造成人员的被困，还使救援工作无法开展，失去救助的良好时机，无法改变惨剧的发生。现有车辆上所装配的安全气囊大多是安装在车体内部，属于被动安全。而且是在遭受碰撞后作用。所以我们要着手找到一种办法主动解决撞击发生时能量的缓冲和吸收，以及尽可能的保护车体不至于发生对乘员生命安全造成严重危害的形变。
发明内容本实用新型是一种安全气囊主动防御系统，属于主动安全。着力减少汽车发生突发事故时的对人员的直接伤 害和二次伤害，增加车辆的安全系数，减少车体形变，为救援赢得时间一定程度上保证人员的生命安全。由于考虑到气囊应用到实际上时成本的问题，不可能所有的车辆都能装备有安全气囊主动防御系统。于是，本实用新型以某型号的跑车为设计基础，针对速度快、配置较高、安全系数要求高的跑车或者高性能的车辆的安全需要设计(所选用的车型为马自达XM-5，图中的汽车标识已经清除)。并且，本实用新型设计的主要是针对车体外的主动防御系统，对于车体内部，仍采用已有的防护配备，结合外部的防护提高安全系数，达到预定的目的。提高汽车的主动安全性能，由测量探头、气囊组件、报警器、显示屏等构成。汽车安全气囊主动防御系统的气囊位于车体之外，测量探头安装在车体四周；测量探头测得撞击物与自身的相对速度和距离，数据交与处理器计算，由处理器计算出安全距离，然后根据安全距离和相对速度判断是否点火启动气囊以及启动气囊的时机；当处理器判断车辆处于危险情况下，警报器报警提醒驾驶员减速或者做好闪避准备。处理器将数据处理，实时的将车外的障碍物位置显示在显示屏上，消除驾驶员的视觉盲区。汽车安全气囊主动防御系统的气囊位于车体外侧，环绕车体；处理器根据测量探头测得的数据计算出相对速度以及安全距离，在撞击发生之前主动启动气囊，缓冲冲击力。前置气囊和前外侧气囊相互配合工作时是一起启动的，将冲击力沿着保险杠分散，平均化冲击力，达到缓冲作用最大化。当车辆行驶时达到设定的危险情况，汽车安全气囊主动防御系统自动、迅速的完成启动，响应时间远小于人工处理所需的时间。外侧气囊保护汽车侧面的同时，将冲击力平均化，最大程度减小车体形变，车门可打开，人员救助得力。后置气囊位手后保险杠上，当感应到后面有危险信号，报警器报警，当超过安全距离时处理器判定自动启动气囊，如果车体前部或侧面受到撞击，后置气囊也会启动，减少追尾造成的伤害。本安全气囊主动防御系统使用系统学原理，全局设置。共配置六个气囊，分别为:前置气囊X1、前外侧气囊X2、外侧气囊X2、后置气囊XI。共配置测量探头6个，分别为:前置测量探头X2、外侧测量探头X2、后置测量探头X2。各个测量探头将测量的数据汇总到处理器，由处理器判断启动相应部分气囊的时机。当将要达到启动气囊的条件，警报器将报警，提醒驾驶员减速或者做好闪避准备。处理器把实时处理的信号转化为图形显示在显示屏上，帮助驾驶员掌握车外的动向，尤其是在视野盲区的地方防止由于看不到车外情况造成事故。要达到安全气囊主动防御系统启动的条件，一是相对速度，二是安全距离。但是不同的路况轮胎与地面的摩擦力不一样，导致对安全距离的计算存在误差。本实用新型启动条件中的安全距离是处理器经过计算，在参考相对速度下撞击物相对于自身能够产生严重危害而计算出的距离。利用相对速度与相对危害距离可以有效避免气囊的错误启动。本实用新型中测量探头采用的超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即:s = 340t/2。这样连续不断的进行数据的更新，经过处理器的计算就可以实时的得知前方障碍物的距离。通过对回收的声波频率进行分析，利用多普勒效应计算出自己与对方的相对速度。所以，测量探头将数据交给处理器计算后，得到的是相对速度和安全距离，建立在运动的实际情况下，不是静止的简单计算，符合实际情况。
图1是本实用新型的俯视图；图2是本实用新型的正视具体实施方式如图1、图2所示，本汽车安全气囊主动防御系统包括测量探头(7、8、9)、气囊(1、
4、5、6)、显示屏(2)、报警器(3)等模块。图1所示的气囊(1、4、5、6)为工作状态下的情况。图1中所示(I)为前置气囊，位于前保险杆(10)前，两个前外侧气囊(4)中间。在气囊点火充气时，前置气囊(I)将衬与两前外侧气囊(3)的后方，防止正前方因为冲击力过大使前外侧气囊的气体集中于外侧，从而失去了正前方的防护作用。并可同时使前方的冲击力均匀的分布在保险杠(10)上，利用的是类似于鸡蛋壳分散作用力的原理，已达到最优的保护车体的效果。前外侧气囊(4)围绕着车体的前外角，并与前置气囊(I)配合将冲击力均匀的分散在前保险杆上，减小车体的形变。如果撞击是从侧前方传来，那么前外侧气囊可以缓冲侧方向的分力，让车体不至于旋转失控。图1中(9)所示为前置测量探头。它位于车体的两前角，前大灯下方。距离测量探头可采用超声波发射信号。处理器将探头探测到的数据进行计算，实时将自己的位置显示在显示屏(2)上。当速度与距离将要达到气囊启动条件的时候，报警器(3)闪烁并发出警报声，提醒司乘人员注意，使驾驶员提高警惕注意减速或者闪避。外侧测量探头⑶利用将撞击物的相对速度速度与距离测出，交与处理器计算。由处理器判断是否启动外侧气囊(5)来减缓冲击。外侧气囊(5)置于车门的外侧，车高的下三分之一部分。如图，外侧气囊(5)将整个车门覆盖，当受到撞击，气囊将冲击力分布到车体外侧的钢架上，尽可能的保持车门的完整。在车体外侧就将冲击力进行一次缓冲，一方面使得车体变形少不至于挤压乘员，使乘员受到巨大的伤害；另一方面方便救援，因为车体的形变不大，车门还可以打开，救援人员可以较快速的将车内被困人员解救出来，赢得了救援时间。图1所示后置气囊(6)，安装在后保险杠(11)上，对车尾部分进行防护。后置测量探头(7)，测量行驶中后面的车辆与自身的距离以及后面车辆相对自己的速度。信号同样有处理器进行计算于判断处理。如果车辆已经于侧面或者前面发生相撞，这时不管后面是否有其他汽车靠近自己，后置气囊(6)都会启动防止，以防止追尾事故的发生。此设计尤其适用于高速公路上的安全防护。由于高速路上车辆行驶速度快，倘若自己已经和前方的障碍物或者车辆发生碰撞，后面的车辆来不及做出反应可能会发生追尾事故，这在我们生活中深有教训。图2所示⑴为前置气囊的安装位置。位于牌照的上方，引擎盖的下方，车头的中间位置。前外侧气囊(4)的安装位置如图2所示，位于车头外三分之一处。前置测量探头
(9)位置如图2所示，位 于车头前缘的外侧部分。
权利要求1.一种汽车安全气囊主动防御系统，提高汽车的主动安全性能；由测量探头、气囊组件、报警器、显示屏等构成，其特征在于:汽车安全气囊主动防御系统的气囊位于车体之外，测量探头安装在车体四周；测量探头测得撞击物与自身的相对速度和距离，数据交与处理器计算，由处理器计算出安全距离，然后根据安全距离和相对速度判断是否点火启动气囊以及启动的时机；当处理器认为处于危险情况下，警报器报警提醒驾驶员减速或者做好闪避准备；处理器将数据处理，实时的将车外的障碍物位置显示在显示屏上，消除驾驶员的视觉盲区。
2.根据权利要求1所述的汽车安全气囊主动防御系统，其特征在于:汽车安全气囊主动防御系统的气囊位于车体外侧，环绕车体；处理器根据测量探头测得的数据计算出相对速度以及安全距离，在撞击发生之前主动启动气囊，缓冲冲击力。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车安全气囊主动防御系统。包括测量探头(7、8、9)、气囊(1、4、5、6)、显示屏(2)、报警器(3)等模块。测量探头将数据交给处理器得到相对速度和安全距离，符合运动的实际情况。气囊(1)、(4)、(5)、(6)使冲击力均匀的分布在保险杠上，达到最优保护车体的效果。充气时前置气囊(1)将衬与两前外侧气囊(3)的后方。后置气囊(6)安装在后保险杠(11)上，对车尾部分进行防护。如果车辆已经于侧面或者前面发生相撞，这时不管后面是否有其他汽车靠近自己，后置气囊(6)都会启动，减少追尾造成的伤害。本实用新型最大程度减小车体形变，为救援人员解救车内被困人员时赢得了救援时间。
文档编号B60R19/20GK203111103SQ20122074635
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者刘自成 申请人:刘自成