本发明专利技术公开了一种汽车外置安全气囊装置，包括高强度气囊、气体发生器、信号处理器、一个以上超声波传感器和一个以上充气通道，所述超声波传感器固定安装在汽车的前置保险杠的外板上，各超声波传感器分别与信号处理器电连接，信号处理器与气体发生器电连接，各充气通道分别用于连通气体发生器与高强度气囊，高强度气囊固定安装在汽车的车头部位。本发明专利技术结构简单，安装方便，反应灵敏、发生错误概率低，具有显著的辅助制动效果，有助于保护人身安全。
【技术实现步骤摘要】
本装置涉及汽车被动安全保护
汽车外置安全气囊装置，按国际专利分列表(IPC)划分属于作业、运输部分(分部为交通运输)。
技术介绍
在当今的小型轿车安全装置领域，内置气囊作为一种行之有效的防护措施已被广泛运用。汽车内置气囊自从问世以来，拯救了不少人的生命。然而事物都有两面性，内置气囊也有很多不可忽视的缺点与不足(1)在低速碰撞不致命情况下，由于气囊起爆使一些因近视眼带眼镜的人眼睛受到伤害甚至失明，驾驶员也极易因为眼镜被撞坏或者眼睛受伤而酿成交通事故；( 由于气囊是按正常成人身高匹配的，但这对于儿童来说却是致命的， 曾经发生过多起气囊在碰撞起爆后将孩子颈椎折断致死案例，为此国外已立法禁止前排乘座幼童；(3)气囊必须配合安全带使用，否则在气囊强大冲击力的作用下人极有被甩到车外。由此可见，无论车辆发生碰撞或者追尾，汽车的内置气囊只能在一定程度上保护车内的司机和乘客的安全。而被撞的行人、车辆，甚至是肇事车本身却难免受到重创。基于此现状，部分科学家已有了设计汽车外置气囊的构想，外置气囊在车与障碍物的碰撞过程中可有效起到保护作用，但此设想仍未付诸实际生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种汽车外置安全气囊装置，从而克服现有技术的部分或全部缺陷。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是本专利技术的汽车外置安全气囊装置包括高强度气囊、气体发生器、信号处理器、一个以上超声波传感器和一个以上充气通道，所述超声波传感器固定安装在汽车的前置保险杠的外板上，各超声波传感器分别与信号处理器电连接，信号处理器与气体发生器电连接，各充气通道分别用于连通气体发生器与高强度气囊，高强度气囊固定安装在汽车的车头部位。进一步地，本专利技术所述信号处理器根据所接收的来自超声波传感器的超声波信号实时获得汽车与前方障碍物的距离和汽车的制动距离，并在汽车的制动距离大于汽车与前方障碍物的距离时，由所述信号处理器指令气体发生器产生气体。进一步地，本专利技术所述汽车与前方障碍物的距离为在超声波传感器接收到反射回来的第η个超声波的时刻，汽车与前方障碍物之间的距离，由公式(I)计算得到Sn ^ AtnX V^-2(I)所述汽车的制动距离按式(II)-(IV)计算得到Vn ^ (Atn-Atn+1) Xv^-At(II)T = Vn+|a|(III)S = VnXT+0. 5aX T2(IV)式(I)-(IV)中，Atn表示超声波传感器发射和接收第η个超声波的时间差，Δ tn+1 表示超声波传感器发射和接收第n+1个超声波的时间差，ν表示超声波在空气中的传播速度，At表示超声波传感器发射第n+1个超声波和第η个超声波的间隔时间；Vn表示在超声波传感器接收到反射回来的第n+1个超声波的时刻，汽车与前方障碍物之间的相对速度； T表示汽车在超声波传感器接收到反射回来的第n+1个超声波的时刻开始制动至停止的时间；a表示汽车制动时的加速度；S表示在超声波传感器接收到发射回来的第n+1个超声波的时刻汽车的制动距离；Sn表示在超声波传感器接收到反射回来的第η个超声波的时刻， 汽车与前方障碍物之间的距离；η》1。进一步地，本专利技术所述高强度气囊位于前置保险杠的外板和缓冲材料之间。进一步地，本专利技术所述超声波传感器的数量为两个以上。进一步地，本专利技术在所述前置保险杠的外板的左、右端各至少有一个所述超声波传感器。进一步地，本专利技术所述信号处理器包括信号转换器和继电器，各超声波传感器对应地与信号转换器的不同输入端电连接，信号转换器的输出端与继电器的输入端电连接， 继电器的输出端与气体发生器电连接。进一步地，本专利技术所述气体发生器包括电火花和装有气体生成物的高压气瓶；所述高压气瓶包括气体生成区和压力控制区，所述气体生成物置于气体生成区内；电火花固定安装在所述高压气瓶的内壁上，且所述电火花点火后能够诱发气体生成物产生气体，信号处理器的输出端与电火花电连接。进一步地，本专利技术在所述压力控制区内安装有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端固定安装在高压气瓶的内壁上，所述螺旋弹簧的另一端自由。进一步地，本专利技术在所述充气通道内安装有过滤器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是(1)结构很简单，成本低。(2)安装方便。本专利技术巧妙地将高强度气囊安装在汽车保险杠外板的内部空间； 且信号处理器、气体发生器、充气通道均是小体积的装置，可以放置在汽车前部的剩余空间内，不会引起汽车原有结构的大幅度变化，任何有安装保险杠的汽车都可以安装本装置。(3)反应灵敏，发生错误的概率低。本专利技术采用前置的传感器，通过对发射出的脉冲波遇障碍物之后反射回来的时间信号进行分析从而做出正确判断。采用两个以上传感器能够将信号覆盖的面积增大，检测区域更广；并且，如果多个传感器的接收器均接收到不正常状态的时间信号，更能够确定汽车将与前方障碍物发生碰撞或者追尾，这在一定程度上降低了信号输入导致错误判断的概率。(4)当碰撞发生时，本专利技术装置自动开启，弹射出高强度气囊，能够极大地保护车体以及避免车体变形带来的对车内乘员的挤压伤害。附图说明图1为本专利技术汽车外置安全气囊装置的结构示意图；图2为压缩后的外置气囊相对于整车的安装位置示意图3为压缩后的外置气囊在塑料保险杠外板的内部空间的安装位置的局部放大图4为外置气囊部分充气后将保险杠外板冲破的示意图； 图5为安装有第一超声波传感器和第二超声波传感器的整车示意图(正视图)； 图6为图5的俯视图7为两车之间脉冲式超声波的出射、反射示意图； 图8为气体发生器的内部结构示意图； 图9为外置气囊在完全弹射状态下的示意图； 图10为信号处理器与传感器、电火花的电路连接示意图。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术。本专利技术的汽车外置安全气囊装置主要包括一个以上超声波传感器、信号处理器4、 气体发生器6、一个以上充气通道和高强度气囊8。本专利技术装置的专利技术构思是在汽车25行驶过程中，由于特殊原因，汽车25将与前方的障碍物汽车M发生碰撞，在碰撞之前，汽车25会接收到信号并立刻弹射出高强度气囊 8。高强度气囊8吸收碰撞过程中的能量，起到缓冲作用，有效降低事故对车和乘客造成的伤害。本专利技术装置的信号接收是通过一个以上固定安装在汽车的前置保险杠的外板9 上的超声波传感器来实现的，各超声波传感器沿外板9的长度方向间隔布置。超声波传感器由波源和接收器组成。如图7所示，超声波传感器的波源会向正前方发射一定频率的脉冲式超声波，脉冲式超声波遇到前方的障碍物(如汽车24)会反射回来，超声波传感器的接收器能够接收反射回来的超声波。采用多个以上超声波传感器的目的是将信号覆盖的面积增大，降低了由于信号输入有误导致错误判断的概率，且传感器之间的距离越大，信号覆盖的面积越大，准确度越高。只要检测到有一个超声波传感器反馈的信号满足外置气囊打开的预设条件，那么汽车外置气囊就会打开，确保汽车的安全。在汽车正常行驶或者驻停状态时，脉冲式超声波发射和反射的时间差处在一个动态稳定的范围之内；一旦汽车要发生追尾或者碰撞时，汽车与前方障碍物之间的相对距离急速改变，这时候发出的脉冲式波发射和反射的时间差急剧缩短，超声波传感器的接收器主要接收脉冲波发射和反射的时间差也急剧缩短。当信号转换器21判断只要有一个超声波传感器输送过来的信号符合预设条件时，就打开汽车外置气囊。此处的预设条本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何文华，陈文燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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