专利名称：基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统的制作方法
技术领域：
基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种汽车安全保护系统，尤其是一种基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统。
背景技术：
[0002]目前载人车辆对于人员的安全保护主要是在行驶方向或平面上发生碰撞后，打开安全气囊来保护人员的正面或侧面。这是通过在汽车上安装加速度传感器，通过对汽车行驶方向和左右侧面方向的加速度判定来决定开启气囊实现的。当汽车正面或侧面发生碰撞，传感器探测到的加速度大于开启阈值时，使能气囊开启系统以打开气囊。但是在很多极端的安全事件中，载人车辆会发生下坠，车辆下坠时上述常规的安全系统并不能够启动气囊来保护车内人员。发明内容[0003]本实用新型的目的是弥补目前载人车辆发生下坠时安全保护系统的缺失，提出一种基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统，能够判断车辆发生意外下坠，并且启动安全保护设备对车内人员进行保护。本实用新型采用的技术方案是:[0004]一种基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统，包括:三轴加速度传感器、与三轴加速度传感器连接的微控制器、与微控制器连接的安全气囊开启电路；[0005]三轴加速度传感器探测车辆垂直方向的加速度，并将车辆加速度值以相应的电压输出，微控制器接受三轴加速度传感器输出的电压信号并作分析判断，在确定车辆处于下坠的情况时向安全气囊开启电路发出使能信号，以使安全气囊开启电路触发安全气囊的启用。[0006]作为一种优化的方案，在所述三轴加速度传感器与微控制器之间还包括一个滤波电路，以便将不需要的杂波滤除掉，使得微控制器采集到的三轴加速度传感器输出的电压信号更加准确。[0007]本实用新型在车辆的电子系统中增设一个三轴加速度传感器。三轴加速度传感器的三个轴(X轴、Y轴、Z轴)分别输出电压信号。在某个方向(如垂直向上或垂直向下方向)探测到的加速度为0的情况下 (车辆在平地行驶时)，相应轴(Z轴)输出的电压信号为一基准电压，当该方向的加速度为正的时候，相应轴输出的电压会大于基准电压，并且加速度越大，相应轴输出的电压也越大；当该方向的加速度为负的时候，相应轴输出的电压会小于基准电压，并且反向加速度的绝对值越大，相应轴输出的电压也越小。[0008]基于此原理,在微控制器内可以设置一个电压正向阈值和一个电压反向阈值，当车辆下坠时，会有一个垂直向下的加速度g，导致某一个轴的输出电压大于电压正向阈值或者小于电压反向阈值，并且若此情况持续时间超过一定的时长，微控制器就根据此判断出车辆发生下坠，就向安全气囊开启电路发出使能信号，开启车内人员前部、头侧部及头顶部的安全气囊，使人员在坠落到地之前，得到充分的保护。[0009]本实用新型的优点:可以实现自动感知车辆的意外下坠，并启动安全措施来保护车载人员的安全，提高了车辆的安全性。
[0010]图1为本实用新型的电连接原理图。[0011]图2为本实用新型的车辆构造示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。[0013]本实用新型的电路原理如图1所示，包括依次相连的三轴加速度传感器、滤波电路、微控制器和安全气囊开启电路。[0014]三轴加速度传感器探测车辆垂直方向的加速度，并将车辆加速度值以相应的电压从X轴、Y轴、Z轴输出，然后滤波电路中相应的滤波器将杂波滤除，并将相应电压信号送入微控制器作分析判断。当车辆下坠时，某一个轴的输出电压大于电压正向阈值或者小于电压反向阈值，并且此情况持续时间超过一定的时长(时长阈值)，微控制器据此判断出车辆发生下坠，就向安全气囊开启电路发出使能信号。[0015]图2显示了一种本实用新型在汽车I内的安装位置。把三轴加速度传感器和相关电路和汽车I的底盘保持水平安装，比如可以把三轴加速度传感器水平安装在汽车中后部底盘5的位置，使三轴加速度传感器的Z轴垂直于地面。在车内人员的头顶部、头前部及头侧部均安装安全气囊2、3、4 ;安全气囊2、3、4受控于安全气囊开启电路，安全气囊开启电路与上述微控制器连接。当汽车I发生下坠时，三轴加速度传感器和相关电路能自动判断下坠情况，并及时开启安全气囊2、3、4，使汽车I在坠地前就打开所有安全气囊，对车内人员做到主动安全防护。[0016]所述微控 制器可选用意法半导体公司的ST10F272B控制器芯片。
权利要求1.一种基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统，其特征在于，包括:三轴加速度传感器、与三轴加速度传感器连接的微控制器、与微控制器连接的安全气囊开启电路； 三轴加速度传感器探测车辆垂直方向的加速度，并将车辆加速度值以相应的电压输出，微控制器接受三轴加速度传感器输出的电压信号并作分析判断，在确定车辆处于下坠的情况时向安全气囊开启电路发出使能信号，以使安全气囊开启电路触发安全气囊的启用。
2.如权利要求1所述的基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统，其特征在于:在所述三轴加速 度传感器与微控制器之间还包括一滤波电路。
专利摘要本实用新型提供一种基于三轴加速度传感器的载人车辆坠落感知与保护系统，包括三轴加速度传感器、与三轴加速度传感器连接的微控制器、与微控制器连接的安全气囊开启电路；三轴加速度传感器探测车辆垂直方向的加速度，并将车辆加速度值以相应电压信号输出；微控制器接受三轴加速度传感器输出的电压信号并作分析判断，判断出车辆下坠时向安全气囊开启电路发出使能信号，以使安全气囊开启电路触发开启安全气囊。作为一种优化的方案，在所述三轴加速度传感器与微控制器之间还包括一滤波电路，以便将不需要的杂波滤除掉，使得微控制器采集到的三轴加速度传感器输出的电压信号更加准确。本实用新型能提升汽车的安全防护性能。
文档编号B60R21/013GK203111102SQ20132013224
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月21日 优先权日2013年3月21日
发明者李辉, 廖巨华 申请人:江苏物联网研究发展中心