一种安全气囊控制器及点火方法与流程

本发明涉及汽车气囊控制器，尤其涉及一种安全气囊控制器及点火方法。

背景技术：

1、目前安全气囊已经普遍的应用在汽车产品中，为了能够准确判断碰撞强度，引爆车速、准确判断点火时刻等要求，需要配备带微处理器的智能式安全气囊控制器，由系统硬件和系统软件构成。当发生碰撞时，通过加速度传感器捕获加速度信号，安全气囊控制器对捕获的加速度信号进行采集、分析、判断及处理，对可能会造成司机和乘员安全的碰撞适时地发出点火指令驱动点火芯片点火，从而引爆安全气囊，这样，司机和乘员通过和柔性的安全气囊接触，避免了和车内刚性物体碰撞而引起人员伤害。

2、现有安全气囊控制器中点火芯片为集成芯片，除了具备点爆气囊功能外，还包含电源管理，看门狗功能，座椅及安全带检测和碰撞信号输出功能。该集成芯片虽然使得整机电路高度集成化，但也存在以下不足：安全冗余成本高：通常要采用多个集成芯片来进行安全气囊点火冗余判断；制造成本高：集成芯片通常使用较高规格的、定制的电路元器件，其相应的制造成本较高；故障判断不便：在检修某些特殊故障时，难以准确判断集成芯片的哪一个模块单元存在的故障，也无法判断是硬件故障或是软件故障；电路拆卸困难：集成芯片一般引脚很多，给修理拆卸带来了较大困难，当集成芯片内部部分电路故障时，通常需要整块更换，使得修理成本增加。

技术实现思路

1、针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种安全气囊控制器及点火方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种安全气囊控制器，包括：

3、壳体以及设于所述壳体内的电路板，

4、其中，所述电路板上设有相互独立的电源模块、点火模块、can模块、硬线检测及输出模块、mcu模块、传感器模块、电容模块、存储模块和看门狗模块，所述mcu模块对所述传感器模块采集的信号进行处理，当处理结果满足碰撞条件时发送点火指令给所述点火模块。

5、优选的是，所述壳体(1)一端面向内凹陷形成一容置腔(11)，所述壳体(1)一端面向内凹陷形成一容置腔(11)，所述容置腔(11)的开口处设有第一支撑面(14)，所述第一支撑面(14)由设于所述容置腔(11)内的多个连接柱(12)顶面形成，所述电路板(3)固定设于所述第一支撑面(14)上。

6、优选的是，所述点火模块与所述mcu模块之间采用spi连接；所述can模块与所述mcu模块之间采用tx/rx连接；所述传感器模块与所述mcu模块之间采用spi通信；所述存储模块与所述mcu模块之间采用iic通信；所述看门狗模块与所述mcu模块之间采用gpio通信；所述电容模块用于给所述点火模块点爆安全气囊时提供能量。

7、优选的是，所述mcu模块包括至少一主mcu模块和至少一辅mcu模块，所述主mcu模块用于对所述传感器模块采集的信号进行处理，所述辅mcu模块用于校验，同时监控所述主mcu模块的运行状态。

8、优选的是，所述传感器模块包括至少一个主加速度传感器和至少一个辅加速度传感器。

9、优选的是，所述电源模块包括ldo模块与boost模块。

10、优选的是，所述ldo模块为低压差线性稳压器，用于将汽车蓄电池9-16v的电源电压转换为稳定的5v电源，所述boost模块为升压电路，用于将汽车蓄电池9-16v的电源电压转换为稳定的20v电源，所述mcu模块控制所述boost模块。

11、优选的是，所述电容模块用于储能，并为所述点火模块或所述ldo模块供电。

12、优选的是，所述电容模块包括mos管q12、mos管q13、二极管d6、二极管d21、二极管d23、二极管d26、电阻r197、电阻r198、电阻r199、电阻r200和电阻r201；

13、其中，vz端分别连接所述mos管q12的漏极、所述电阻r197一端和所述二极管d6的负极，所述mos管q12的栅极分别连接所述电阻r197另一端、所述二极管d6的正极和所述电阻r198的一端，所述mos管q12的源极连接所述二极管d26的正极，所述二极管d26的负极连接vin端；所述电阻r198的另一端连接所述mos管q13的漏极，所述mos管q13的栅极分别连接所述电阻r199一端、所述电阻r200一端和所述二极管d23的负极，所述电阻r199另一端连接vres端，所述电阻r200另一端接地，所述mos管q13的源极分别连接所述二极管d23的正极和所述二极管d21的正极，所述二极管d21的负极分别连接vnat端和所述电阻r201一端，所述电阻r201另一端接地。

14、优选的是，所述点火模块为点火芯片，其用于接收所述mcu模块的点火指令并点火。

15、优选的是，所述点火芯片内包括至少四个点火开关电路、一通讯电路和一点火开关控制电路。

16、优选的是，硬线检测及输出模块包含驾驶员检测信号、安全带锁扣检测信号、碰撞信号输出cro信号。

17、优选的是，所述驾驶员检测信号用于根据驾驶位上阻值传感器反馈的阻值，实时判断驾驶位是否有人，所述安全带锁扣检测信号用于根据安全带锁紧与未锁的阻值变化，实时判断安全带是否扣紧，所碰撞信号输出cro信号用于将当前车辆的状态发给bcm。

18、优选的是，所述驾驶员检测信号、所述安全带锁扣检测信号、所述碰撞信号输出cro信号分别接入所述主mcu模块上的一io口进行通信。

19、优选的是，所述can模块用于与车辆can总线交互，实时获取当前车辆状态信息及发送当前产品的状态信息。优选的是，所述存储模块用于存储数据信息，所述看门狗模块用于监控mcu模块的运行状态。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、本发明模块化清晰、兼容性强，具备较强的平台化水平，预留了未来由于市场要求、法规要求等变更导致的电路设计变更的空间。另外，针对每个模块产生故障可快速排查问题，找到故障原因并维修。由于每个模块中采用的电路元器件为低规格的标准元器件，无需定制件，无论在制造还是在故障维修方面，采用的元器件成本均是比较低的，能够确保在单一供应商供给不足的情况下可以采用多家不同的供应商供应同规格的电路元器件，仅需简单测试后就可实现快速替换，无需重新验证标定，提高了研发效率。

22、在低规格元器件的电路设计组合的基础上，结合软件控制策略，能够达到与集成芯片相同性能的水平，由于采用了多个独立传感器及mcu，因此在安全气囊点火校验、加速度校验、安全冗余设计等需要较高精度的功能实现上要远高于单一集成芯片的功能，还能实现成本大幅降低。

技术特征：

1.一种安全气囊控制器，其特征在于，包括壳体(1)以及设于所述壳体(1)内的电路板(3)，

2.根据权利要求1所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述壳体(1)一端面向内凹陷形成一容置腔(11)，所述壳体(1)一端面向内凹陷形成一容置腔(11)，所述容置腔(11)的开口处设有第一支撑面(14)，所述第一支撑面(14)由设于所述容置腔(11)内的多个连接柱(12)顶面形成，所述电路板(3)固定设于所述第一支撑面(14)上。

3.根据权利要求1所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述点火模块与所述mcu模块之间采用spi连接；所述can模块与所述mcu模块之间采用tx/rx连接；所述传感器模块与所述mcu模块之间采用spi通信；所述存储模块与所述mcu模块之间采用iic通信；所述看门狗模块与所述mcu模块之间采用gpio通信；所述电容模块用于给所述点火模块点爆安全气囊时提供能量。

4.根据权利要求3所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述mcu模块包括至少一主mcu模块和至少一辅mcu模块，所述主mcu模块和所述辅mcu模块之间采用goip连接，所述主mcu模块用于对所述传感器模块采集的信号进行处理，所述辅mcu模块用于校验，同时监控所述主mcu模块的运行状态。

5.根据权利要求4所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述传感器模块包括至少一个主加速度传感器和至少一个辅加速度传感器。

6.根据权利要求5所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述电源模块包括ldo模块与boost模块。

7.根据权利要求6所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述ldo模块为低压差线性稳压器，用于将汽车蓄电池9-16v的电源电压转换为稳定的5v电源，所述boost模块为升压电路，用于将汽车蓄电池9-16v的电源电压转换为稳定的20v电源，所述mcu模块控制所述boost模块。

8.根据权利要求7所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述电容模块用于储能，并为所述点火模块或所述ldo模块供电。

9.根据权利要求8所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述电容模块包括mos管q12、mos管q13、二极管d6、二极管d21、二极管d23、二极管d26、电阻r197、电阻r198、电阻r199、电阻r200和电阻r201；

10.根据权利要求9所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述点火模块为点火芯片，其用于接收所述mcu模块的点火指令并点火。

11.根据权利要求10所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述点火芯片内包括至少四个点火开关电路、一通讯电路和一点火开关控制电路。

12.根据权利要求11所述的安全气囊控制器，其特征在于，硬线检测及输出模块包含驾驶员检测信号、安全带锁扣检测信号、碰撞信号输出cro信号。

13.根据权利要求12所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述驾驶员检测信号用于根据驾驶位上阻值传感器反馈的阻值，实时判断驾驶位是否有人，所述安全带锁扣检测信号用于根据安全带锁紧与未锁的阻值变化，实时判断安全带是否扣紧，所碰撞信号输出cro信号用于将当前车辆的状态发给bcm。

14.根据权利要求13所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述驾驶员检测信号、所述安全带锁扣检测信号、所述碰撞信号输出cro信号分别接入所述主mcu模块上的一io口进行通信。

15.根据权利要求1所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述can模块用于与车辆can总线交互，实时获取当前车辆状态信息及发送当前产品的状态信息。

16.根据权利要求1所述的安全气囊控制器，其特征在于，所述存储模块用于存储数据信息，所述看门狗模块用于监控mcu模块的运行状态。

17.根据权利要求1-16任一项所述的安全气囊控制器执行的安全气囊点火方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种安全气囊控制器及点火方法，包括壳体以及设于壳体内的电路板，电路板上设有相互独立的电源模块、点火模块、CAN模块、硬线检测及输出模块、MCU模块、传感器模块、电容模块、存储模块和看门狗模块，MCU模块对传感器模块采集的信号进行处理，当处理结果满足碰撞条件时发送点火指令给点火模块。本发明模块化清晰，针对每个模块产生故障可快速排查问题，找到故障原因并维修。

技术研发人员：葛俊良,黎可富,刘昌业,梁静强,陆星川
受保护的技术使用者：上汽通用五菱汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27