專利名稱：以側(cè)部安全傳感器控制前部可啟動抑制裝置的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制車輛可啟動的乘員抑止裝置的方法和裝置。特別地，本發(fā)明涉及使用特殊的安全功能(safing function)控制前部可啟動的抑制裝置的方法和裝置。
背景技術(shù)：
車輛中用于車輛乘員的氣囊抑止系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是公知的。氣囊抑止裝置可包括根據(jù)車輛碰撞情況而在不同時刻啟動不同級(stage)的多級充氣機(inflator)。
Foo等轉(zhuǎn)讓給美國TRW天合汽車集團(TRW Inc.)的第5,935,182號美國專利公開了一種使用虛擬碰撞檢測來識別車輛碰撞情況的方法和裝置。Foo等轉(zhuǎn)讓給美國TRW天合汽車集團的第6,036,225號美國專利公開了一種使用碰撞嚴(yán)重度給定值(index value)來控制車輛中的多級可啟動的抑止系統(tǒng)的方法和裝置。Foo等轉(zhuǎn)讓給美國TRW天合汽車集團的第6,186,539號美國專利公開了一種使用碰撞嚴(yán)重度指標(biāo)和擠壓區(qū)域傳感器來控制多級可啟動的抑止裝置的方法和裝置。Foo等轉(zhuǎn)讓給美國TRW天合汽車集團的第6,529,810號美國專利公開了一種使用基于橫向加速度的切換閾值來控制可啟動的多級抑止裝置的方法和裝置。
使用安全功能控制可啟動的抑制裝置在本領(lǐng)域中也是公知的。早期公知的系統(tǒng)使用識別延時開關(guān)和串連安全開關(guān)(safing switch)。在識別延時開關(guān)和安全開關(guān)閉合時，啟動抑制裝置。其他公知的系統(tǒng)包括碰撞加速計、用于分析碰撞加速計輸出信號的識別算法、以及安全開關(guān)。在識別算法確定出現(xiàn)了展開(deployment)碰撞事件并且安全開關(guān)閉合時，抑制裝置啟動。其他公知的系統(tǒng)使用定位于預(yù)期碰撞的方向上的識別碰撞加速傳感器、和以相同方向定位的安全碰撞加速傳感器。相關(guān)的算法對來自這兩個傳感器的信號進行處理，并在確定它們都發(fā)生了展開碰撞事件時控制抑制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種使用側(cè)部輔助(satellite)安全傳感器來控制前部可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的方法和裝置。
提供了一種用于控制車輛可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的裝置，所述裝置可包括用于檢測前部碰撞加速度、并提供代表所述前部碰撞加速度的第一碰撞加速度信號的碰撞加速度計。側(cè)部碰撞加速度計檢測橫向碰撞加速度，并提供代表所述橫向碰撞加速度的第二碰撞加速度信號?？刂破黜憫?yīng)于所述第一碰撞加速度信號以及所述橫向碰撞加速度信號，啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
提供了一種控制車輛可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的方法，可包括檢測前部碰撞加速度，并提供代表所述前部碰撞加速度的第一碰撞加速度信號；檢測橫向碰撞加速度，并提供代表所述橫向碰撞加速度的第二碰撞加速度信號；以及響應(yīng)于所述第一碰撞加速度信號以及所述橫向碰撞加速度信號，啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。


根據(jù)本發(fā)明的說明書和附圖，本發(fā)明的前述和其它特征以及有益效果對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案的具有可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的車輛的示意圖；圖2是在圖1示出的可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的一部分的更詳細的示意方框圖；圖3是在圖1中示出的可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的電路示意方框圖；圖4示出了在本發(fā)明的一個示例性實施方案中使用的確定的碰撞相關(guān)值和閾值的圖解表示；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施方案的展開控制邏輯的邏輯圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施方案的充氣機映射的圖。
具體實施例方式
參照圖1-3，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，車輛12中使用的可啟動的乘員抑止系統(tǒng)10包括駕駛者側(cè)的多級前部可啟動的抑止裝置14，以及乘客側(cè)的多級前部可啟動的抑止裝置18。也可包括其它可啟動的抑止裝置，例如駕駛者的可啟動的側(cè)部抑止裝置16以及乘客的可啟動的側(cè)部抑止裝置20。可啟動的乘員抑止系統(tǒng)10可進一步包括駕駛者側(cè)的預(yù)張緊器(pretensioner)22和乘客側(cè)的預(yù)張緊器24。本發(fā)明并不局限于與響應(yīng)前部碰撞事件的多級氣囊抑止系統(tǒng)一起使用。本發(fā)明可應(yīng)用于響應(yīng)前部碰撞事件而觸發(fā)的任何可啟動的抑止裝置。為說明的目的，在本文中描述具有多個可啟動的級的前部氣囊。
系統(tǒng)10包括位于車輛基本中心位置的中央控制單元(CCU)30。根據(jù)一個示例性的實施方案，CCU 30包括碰撞加速度傳感器32，碰撞加速度傳感器32的靈敏軸線基本定向為能夠檢測車輛的X方向(即，平行或基本平行于車輛的前-后軸線)的碰撞加速度，該碰撞加速度提供表示為CCU_1X的碰撞加速度信號。來自碰撞傳感器32的碰撞加速度信號可具有多種形式。碰撞加速度信號可具有振幅、頻率、脈沖寬度等，或者可具有作為被檢測到的碰撞加速度的函數(shù)而變化的任何其它電特性。根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，碰撞加速度信號CCU_1X具有代表所檢測的碰撞加速度的頻率和振幅特性。
除了碰撞加速度傳感器32，系統(tǒng)10還包括位于車輛12的擠壓區(qū)域中的前向定位的擠壓區(qū)域輔助加速度傳感器(CZS)40和42。擠壓區(qū)域傳感器40位于車輛的駕駛者側(cè)，并且其靈敏軸線XY被定位為能夠檢測基本平行于車輛的X軸線(即，前-后軸線)的碰撞加速度。擠壓區(qū)域傳感器42位于車輛的乘客側(cè)，并且其靈敏軸線被定位為能夠檢測基本平行于車輛的X軸線(即，前-后軸線)的碰撞加速度。來自駕駛者側(cè)的擠壓區(qū)域傳感器40的信號在本文中被表示為CZS_3X。來自乘客側(cè)的擠壓區(qū)域傳感器42的信號在本文中被表示為CZS_4X。
來自擠壓區(qū)域傳感器40和42的信號也具有表示這些傳感器在它們所處的車輛位置處經(jīng)受和檢測到的碰撞加速度的頻率和振幅特性。在一個示例性實施方案中，擠壓區(qū)域傳感器40和42安裝于車輛的散熱器位置處或其附近，并具有雙重目的。第一，它們用來在前部碰撞事件中使用在本發(fā)明中作為主要區(qū)別傳感器的CCU_1X傳感器提供安全功能。此外，這些擠壓區(qū)域傳感器的作用是選擇在主要的碰撞識別算法中估算的閾值。
駕駛者的側(cè)部輔助碰撞加速度傳感器(RAS)46安裝于車輛的駕駛者側(cè)(例如，B柱(B-pillar)處)，并且具有基本定向為能夠檢測平行于車輛的Y軸線(即，基本垂直于車輛的前-后軸線)的碰撞加速度的靈敏軸線。碰撞加速度傳感器46提供在本文中表示為RAS_1Y的碰撞加速度信號，該碰撞加速度信號具有表示在Y軸線方向上的碰撞加速度(到駕駛者側(cè)的具有正值的加速度)的頻率和振幅特性。
乘客的側(cè)部輔助碰撞加速度傳感器(RAS)48安裝于車輛的乘客側(cè)(例如，B柱處)，并且具有基本定向為能夠檢測平行于車輛的Y軸線(即，基本垂直于車輛的前-后軸線)的碰撞加速度的靈敏軸線。碰撞加速度傳感器48提供在本文中表示為RAS_2Y的碰撞加速度信號，該碰撞加速度信號具有表示在Y軸線方向上的碰撞加速度(到乘客側(cè)的具有正值的加速度)的頻率和振幅特性。根據(jù)本發(fā)明，側(cè)部輔助傳感器46和48提供用于前部碰撞事件的安全功能。應(yīng)該理解，可以根據(jù)公知的算法(例如Foo等人的美國專利第5,758,899號)使用傳感器46和48來控制側(cè)部抑制裝置16和20。
碰撞加速度信號CCU_1X、CZS_3X、CZS_4X、RAS_1Y和RAS_2Y分別通過相關(guān)的硬件高通/低通濾波器52、58、60、62和64提供至CCU 30中的控制器50。控制器50可為微型計算機。雖然本發(fā)明的該示例性實施方案使用微型計算機，但本發(fā)明并未局限為使用微型計算機作為控制器。在本發(fā)明中，控制器所執(zhí)行的上述功能可通過其它數(shù)字和/或模擬電路來實現(xiàn)，和/或可組裝到一個或多個電路板上，和/或作為專用集成電路(ASIC)。
濾波器52、58、60、62和64對與它們相關(guān)的碰撞加速度信號進行濾波，以去除在對車輛碰撞事件進行分析和估算中無用的頻率分量，例如，由公路噪聲形成的頻率分量?？赏ㄟ^所關(guān)注的車輛平臺的經(jīng)驗測試來確定可用于分析和估算碰撞的頻率。
控制器50監(jiān)控經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號，并執(zhí)行一個或多個碰撞算法來確定是否發(fā)生了車輛展開或非展開碰撞事件。各個碰撞算法根據(jù)碰撞加速度信號來測量和/或確定碰撞事件的值。這些值在展開和啟動決策中使用。這些測量的和/或確定的碰撞值在本文中被稱作“碰撞度量(crash metrics)”，包括但不限于碰撞加速度、碰撞能量、碰撞速度、碰撞位移、碰撞加加速度(jerk)等。根據(jù)本發(fā)明，控制器50基于碰撞加速度信號對可啟動的抑止裝置14、18進行控制。
可以使用其它的與駕駛者相關(guān)的傳感器來檢測控制器50在其控制算法中用來控制可啟動的抑止裝置14和16的駕駛者特性(用于駕駛者側(cè)抑止裝置)。這些傳感器可包括駕駛者帶扣開關(guān)傳感器70，其向控制器50提供表示駕駛者是否扣上其座椅安全帶的信號。位于駕駛者座位74中的駕駛者重量傳感器72提供表示檢測的駕駛者重量的信號。其它的與駕駛者相關(guān)的傳感器76向控制器50提供其它的駕駛者相關(guān)信息，例如位置、高度、腰圍(girth)、運動等。傳感器76可以采用攝像頭、紅外傳感器、超聲波傳感器等的形式。所有的這些信息還可以在控制與駕駛者相關(guān)的抑制裝置中使用。
可以使用其它的與乘客相關(guān)的傳感器用來檢測乘客的特性，并提供控制器50在其控制算法中用來控制可啟動的抑止裝置18和20的輸入。這些傳感器可包括乘客帶扣開關(guān)傳感器80，其向控制器50提供表示乘客是否扣上其座椅安全帶的信號。位于乘客座位84中的乘客重量傳感器82提供表示檢測的乘客重量的信號。其它的與乘客相關(guān)的傳感器86向控制器50提供其它的乘員信息，例如位置、高度、腰圍、運動等。傳感器86可以采用攝像頭、紅外傳感器、超聲波傳感器等的形式。其它的傳感器88向控制器50提供表示座位84上是否有乘客、座位84上是否有兒童限制座位等的信號。傳感器88也可以采用攝像頭、紅外傳感器、超聲波傳感器等的形式。所有的這些信息還可以在控制與乘客相關(guān)的抑制裝置中使用。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，氣囊抑止裝置14包括第一可啟動級90和第二可啟動級92，例如，與單個氣囊抑止裝置14流體相通的兩個單獨的膨脹流體源。各個級90、92都具有相關(guān)的點火器(squib)(未示出)，當(dāng)在足夠長的時期內(nèi)通以足夠的電流時，點火器使得流體從相關(guān)的流體源流出。當(dāng)一級被啟動時，氣囊抑止裝置14發(fā)生小于100％的最大可能膨脹。為了獲得100％的膨脹，必須在第一級啟動后的預(yù)定時間內(nèi)啟動第二級。更具體地，控制器50使用確定的碰撞度量來執(zhí)行碰撞算法，并向可啟動的抑止裝置14輸出一個或多個信號，用于使可啟動的膨脹級90和92中的一個或兩個按時啟動，以獲得期望的膨脹輪廓和壓力。如上所述，諸如預(yù)張緊器22的其它可啟動的抑止裝置、或諸如側(cè)部抑止裝置16的其它裝置也可受控制。
如上所述，各個可啟動級90、92包括具有本領(lǐng)域公知類型的相關(guān)的點火器(未示出)。各個點火器可操作地連接到相關(guān)的氣體生成材料源和/或加壓氣體瓶。通過使預(yù)定量的電流通過點火器預(yù)定的時期而使得點火器點火。各個點火器激發(fā)其相關(guān)的氣體生成材料源和/或刺穿(pierce)其相關(guān)的加壓氣體瓶。釋放至氣囊中的氣體量是啟動的級數(shù)和啟動定時的正函數(shù)。在預(yù)定時期內(nèi)啟動的級數(shù)越多，氣囊中的氣體也就越多。根據(jù)一個示例性實施方案，氣囊抑止裝置14包括兩個可啟動級。如果僅啟動一級，則產(chǎn)生小于100％的最大可能膨脹壓力。如果在5毫秒間隔內(nèi)啟動兩級，則會產(chǎn)生100％的最大可能膨脹壓力。如果在約20毫秒間隔內(nèi)啟動兩級，則會產(chǎn)生不同的、較小百分比的最大可能膨脹。通過控制多級的啟動定時，來控制氣囊的動態(tài)輪廓(例如，膨脹率，膨脹壓力等)。
乘客側(cè)抑止裝置18包括第一可啟動級94和第二可啟動級96，它們?nèi)缤陨蠈︸{駛者側(cè)抑止裝置14的描述那樣受到控制，以控制氣囊的膨脹輪廓/膨脹壓力。
根據(jù)本發(fā)明，控制器50內(nèi)部的展開控制器100使用確定的碰撞度量和其它監(jiān)控的傳感器輸入，來控制啟動第一可啟動級90、94和第二可啟動級92、96。
參照圖4和5，能更好地理解由控制器50執(zhí)行的、用以控制啟動駕駛者側(cè)的多級抑止裝置14的第一和第二級控制過程。應(yīng)該理解，乘客側(cè)的多級抑止裝置18用相似的方式來控制。如上所述，根據(jù)一個示例性實施方案，控制器50是通過編程來執(zhí)行上述功能的微型計算機。
加速度傳感器32(在一個示例性實施方案中的加速度計)輸出加速度信號CCU_1X，該信號具有代表碰撞事件發(fā)生時車輛碰撞加速度的特性(例如，頻率和振幅)。由于該加速度計的靈敏軸線被定位為基本平行于車輛的前-后軸線，因此，傳感器32對前向的碰撞事件特別敏感。在該示例性的實施方案中，硬件(即，與控制器50分離)高通濾波器(HPF)/低通濾波器(LPF)52去除由外來非碰撞車輛操作事件引起的頻率和/或由諸如公路噪聲等事件引起的輸入信號。通過濾波而去除的頻率分量表示未發(fā)生抑止裝置14應(yīng)該進行展開的碰撞事件。使用經(jīng)驗測試來確定在各種碰撞條件下，對于所關(guān)注的特定車輛平臺的相應(yīng)碰撞信號的頻率值。可包含在碰撞加速度信號中并非表示碰撞事件的外來信號分量被適當(dāng)過濾掉，而代表展開碰撞事件的信號特性被保留下來，用于進一步處理。
根據(jù)一個示例性實施方案，加速度計32具有±100g’s(g是由地球重力引起的加速度值，即，每平方秒32英尺或者9.8m/s2)的標(biāo)稱靈敏度。在多級可啟動的抑止系統(tǒng)中，即使達到了第一或初始觸發(fā)閾值，也期望在碰撞事件發(fā)生期間持續(xù)檢測碰撞加速度。由于期望在±100g’s內(nèi)的碰撞加速度發(fā)生后進行第一級啟動，所以還使用具有標(biāo)稱靈敏度為±100g’s的加速度計32來進行檢測。
從加速計32輸出的經(jīng)過濾波的輸出信號提供至模擬-數(shù)字(轉(zhuǎn)換器)，即，在一個示例性實施方案中，位于控制器50內(nèi)部(例如，微型計算機的A/D輸入)或者可以是外部A/D轉(zhuǎn)換器。該A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號CCU_1X轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在該示例性的實施方案中，使用另一個高通/低通濾波器來對A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進行濾波(該高通/低通濾波器的濾波器值根據(jù)經(jīng)驗進行確定)，以消除與A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)的小漂移和偏差。在本發(fā)明的微型計算機的實施方案中，濾波器可在微型計算機內(nèi)部以數(shù)字方式實現(xiàn)。控制器50的確定功能根據(jù)經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號CCU_1X來確定兩個碰撞度量值Vel_Rel_1X(碰撞速度)和Displ_Rel_1X(碰撞位移)。這些度量值是對來自CCU_1X的加速度信號進行第一和第二積分來完成的。
可通過使用乘員的彈性體模型來說明彈力和阻尼力，利用虛擬碰撞檢測處理(這在Foo等的第6,186,539號美國專利和Foo等的第6,036,225號美國專利中進行了描述)來確定碰撞位移值和碰撞速度值。關(guān)于彈性體模型的詳細描述參見Foo等的第5,935,182號美國專利。
在控制器50的比較功能模塊中，在碰撞速度和碰撞位移確定功能模塊中確定的碰撞度量值用來對作為Displ_Rel_1X的函數(shù)的Vel_Rel_1X值與碰撞位移變化閾值進行比較。比較功能模塊124對Vel_Rel_1X值與“低”閾值130或“被切換到低”閾值132進行比較，同時還對Vel_Rel_1X值與“高”閾值134進行比較。閾值130或132的相交是用來控制抑止裝置14的第一級90啟動的識別部分。選擇兩個低閾值130和132中的哪一個來識別控制抑止裝置14的第一級啟動90的展開是響應(yīng)于被確定的CZS值在X方向上與相關(guān)閾值(在本文中稱為非對稱的CZS段值，其作為為Displ_Rel_1X值的函數(shù)而變化)進行的比較、或者響應(yīng)于被確定的RAS值在Y方向上與相關(guān)閾值(在本文中稱為非對稱的RAS部分值，其作為為Displ_Rel_1X值的函數(shù)而變化)進行的比較而受到控制的，如下所述。第一級啟動的控制還響應(yīng)于安全閾值與CZS_3X、CZS_4X、RAS_1Y或RAS_2Y中至少一個的相交而受到控制。
假設(shè)安全功能符合要求，則第二級92作為“低”(或者“切換到低”)閾值相交與“高”閾值相交(134)之間的時間的函數(shù)、以及根據(jù)預(yù)定的充氣機映射函數(shù)(如圖6所示)而啟動。所有三個閾值130、132和134都作為碰撞位移Displ_Rel_1X值的函數(shù)而變化，并且對于所關(guān)注的特定車輛平臺根據(jù)經(jīng)驗來確定。
具體地，控制器50確定從所確定的碰撞速度值Vel_Rel_1X與“低”閾值130或“切換到低”閾值132相交，到其超過“高”閾值134之間的時間段。該時間段在本文中被稱作“Δt測量”。這個值是碰撞強度的測量值。該時間段Δt越短，車輛碰撞越強。正是該Δt的測量值用于對第二級92的啟動進行控制。在“高”閾值相交的時刻，第二級并不一定需要展開，而是根據(jù)如下參照圖6所述的充氣機映射函數(shù)而作為Δt測量的函數(shù)。同樣，這假設(shè)了第一級因為閾值130或132的相交或安全閾值為“真”而啟動，即，第一級被啟動。
根據(jù)本發(fā)明，擠壓區(qū)域傳感器40或42或側(cè)部輔助傳感器41或43檢測到多個某種類型的碰撞事件中的一個時，能夠選擇“切換到低”閾值132，而不是“低”閾值130，用于識別控制第一級90的展開。
擠壓區(qū)域傳感器40提供信號CZS_3X，信號CZS_3X具有代表在碰撞事件發(fā)生時，沿著車輛的X軸線的方向在車輛的前部、左前部檢測到的車輛碰撞加速度的信號特性(例如，頻率和振幅)。在一個示例性實施方案中，通過硬件高通濾波器(HPF)/低通濾波器(LPF)58對加速度信號CZS_3X進行濾波，以去除由外來車輛操作事件引起的頻率和/或由公路噪聲引起的輸入。通過濾波而去除的頻率分量是那些不表示發(fā)生碰撞事件的頻率。使用經(jīng)驗測試來建立相關(guān)的碰撞信號的頻率范圍，從而將碰撞加速度信號中包含的外來信號分量過濾掉，而使得代表碰撞事件的頻率保留下來，用于進行進一步處理。
經(jīng)過濾波的輸出信號提供至相關(guān)的模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，其可位于控制器50內(nèi)部(例如，微型計算機的A/D輸入)或者可以是外部A/D轉(zhuǎn)換器。該A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號CZS_3X轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用高通/低通濾波器來對A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進行濾波(該高通/低通濾波器的值根據(jù)經(jīng)驗進行確定)，以消除由轉(zhuǎn)換引起的小漂移和偏差。在本發(fā)明的微型計算機的實施方案中，濾波器可在微型計算機內(nèi)部以數(shù)字方式實現(xiàn)。濾波功能提供經(jīng)過濾波的加速度信號CZS_3X。
控制器50從CZX_3X信號中確定表示為A_MA_CZS_3X的加速度值。這些值是通過計算來自擠壓區(qū)域傳感器40的相關(guān)的經(jīng)過濾波的加速度信號的移動平均值而確定的。移動平均是最后預(yù)定數(shù)目的經(jīng)過濾波的加速度信號樣本的總和。通過去除最舊的值并以最新的樣本來替換而對該平均值進行更新，從而確定了較新的平均值。
比較功能模塊226首先將確定的擠壓區(qū)域傳感器加速度值A(chǔ)_MA_CZS_3X與安全閾值218進行比較。在A_MA_CZS_3X與安全閾值218相交時，將安全標(biāo)簽設(shè)置為“真”?？刂破?0的安全標(biāo)簽在能夠啟動第一級之前必須為“真”。
接著，在閾值比較功能模塊226中，作為被確定的位移值Displ_Rel_1X的函數(shù)的被確定的擠壓區(qū)域傳感器加速度值A(chǔ)_MA_CZS_3X與非對稱CZS_3X段閾值220、以及CZS_3X專用映射段閾值222進行比較。閾值222和閾值220以預(yù)定的方式作為Displ_Rel_1X的函數(shù)而變化，以獲得期望的控制。這些閾值220、222可對于所關(guān)注的特定車輛平臺而根據(jù)經(jīng)驗來確定。比較功能模塊226的結(jié)果輸出至“或運算”功能模塊230。
側(cè)部輔助傳感器41提供信號RAS_1Y，信號RAS_1Y具有代表在碰撞事件發(fā)生時，沿著車輛的Y軸線方向的車輛碰撞加速度的特性(例如，頻率和振幅)。即便是在前部碰撞事件的過程中，傳感器RAS_1Y也會輸出能夠用于安全功能的信號。在一個示例性實施方案中，通過硬件高通濾波器(HPF)/低通濾波器(LPF)62對加速度信號RAS_1Y進行濾波，以去除由外來車輛操作事件引起的頻率和/或由公路噪聲引起的輸入信號。通過濾波而去除的頻率分量是那些不表示發(fā)生碰撞事件的頻率。使用經(jīng)驗測試來建立相關(guān)的碰撞信號的頻率范圍，從而將碰撞加速度信號中包含的外來信號分量過濾掉，而使得代表碰撞事件的頻率保留下來，用于進行進一步處理。
經(jīng)過濾波的輸出信號提供至相關(guān)的模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，其可位于控制器50內(nèi)部(例如，微型計算機的A/D輸入)或者可以是外部A/D轉(zhuǎn)換器。該A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號RAS_1Y轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用高通/低通濾波器來對A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進行濾波(該高通/低通濾波器的值根據(jù)經(jīng)驗進行確定)，以消除由轉(zhuǎn)換引起的小漂移和偏差。在本發(fā)明的微型計算機的實施方案中，濾波器可在微型計算機內(nèi)部以數(shù)字方式實現(xiàn)。濾波功能提供經(jīng)過濾波的加速度信號RAS_1Y。
控制器50從信號RAS_1Y中確定表示為A_MA_RAS_1Y的加速度值。這些值是通過計算來自側(cè)部輔助傳感器41的相關(guān)的經(jīng)過濾波的加速度信號的移動平均值而確定的。移動平均是最后預(yù)定數(shù)目的經(jīng)過濾波的加速度信號樣本的總和。通過去除最舊的值并以最新的樣本來替換而對該平均值進行更新，從而確定了較新的平均值。
比較功能模塊236首先將被確定的側(cè)部輔助傳感器加速度值A(chǔ)_MA_RAS_1Y與安全閾值231進行比較。在A_MA_RAS_1Y與安全閾值231相交時，將安全標(biāo)簽設(shè)置為“真”?？刂破?0的安全標(biāo)簽在能夠啟動第一級之前必須為“真”。
接著，在閾值比較功能模塊236中，作為被確定的位移值Displ_Rel_1X的函數(shù)的被確定的側(cè)部輔助傳感器加速度值A(chǔ)_MA_RAS_1Y與非對稱RAS_1Y段閾值232、以及專用映射段閾值234進行比較。閾值232和閾值234以預(yù)定的方式作為Displ_Rel_1X的函數(shù)而變化，以獲得期望的控制。閾值232、234可對于所關(guān)注的特定車輛平臺而根據(jù)經(jīng)驗來確定。比較功能模塊236的結(jié)果輸出至“或運算”功能模塊230。
擠壓區(qū)域傳感器42是提供信號CZS_4X的加速度計，信號CZS_4X具有代表發(fā)生碰撞事件時，在車輛的前部、右前部檢測的X方向上的車輛碰撞加速度的特性(例如，頻率和振幅)。在一個示例性實施方案中，通過硬件高通濾波器(HPF)/低通濾波器(LPF)60對加速度信號CZS_4X進行濾波，以去除由外來車輛操作事件引起的頻率和/或由公路噪聲引起的輸入。通過濾波而去除的頻率分量是那些不表示發(fā)生碰撞事件的頻率。使用經(jīng)驗測試來建立相關(guān)的碰撞信號的頻率范圍，從而將可包含在碰撞加速度信號中的外來信號分量濾掉，而使得代表碰撞事件的頻率保留下來，用于進行進一步處理。
經(jīng)過濾波的輸出信號提供至相關(guān)的模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可位于控制器50內(nèi)部(例如，微型計算機的A/D輸入端)或者可以為外部A/D轉(zhuǎn)換器。該A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在一個示例性實施方案中，使用具有根據(jù)經(jīng)驗確定的濾波器值的高通/低通濾波器來對A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進行濾波，以消除由轉(zhuǎn)換引起的小漂移和偏差。在本發(fā)明的微型計算機的實施方案中，濾波器可在微型計算機內(nèi)部以數(shù)字方式實現(xiàn)。濾波功能輸出經(jīng)過濾波的加速度信號CZS_4X。
控制器50確定表示為A_MA_CZS_4X的加速度值。該值是通過計算來自擠壓區(qū)域傳感器42的經(jīng)過濾波的加速度信號的移動平均值而確定的。移動平均是最后預(yù)定數(shù)目的經(jīng)過濾波的加速度信號樣本的總和。通過去除最舊的值并以最新的樣本來替換而對該平均值進行更新，從而確定了較新的平均值。
比較功能模塊256首先將確定的擠壓區(qū)域傳感器加速度值A(chǔ)_MA_CZS_4X與安全閾值248進行比較。在A_MA_CZS_4X與安全閾值248相交時，將安全標(biāo)簽設(shè)置為“真”?？刂破?0的安全標(biāo)簽在能夠啟動第一級之前必須為“真”。
接著，在控制器50的比較功能模塊256中，作為被確定的位移值Displ_Rel_1X的函數(shù)的被確定的擠壓區(qū)域傳感器加速度值A(chǔ)_MA_CZS_4X與非對稱CZS_4X段閾值250、以及專用映射段閾值252進行比較。閾值252和閾值250以預(yù)定的方式作為Displ_Rel_1X的函數(shù)而變化，以獲得期望的控制。這些閾值250、252可對于所關(guān)注的特定車輛平臺而根據(jù)經(jīng)驗來確定。比較功能模塊256的比較輸出至“或運算”功能模塊230。
側(cè)部輔助傳感器43提供信號RAS_2Y，信號RAS_2Y具有代表在碰撞事件發(fā)生時，沿著車輛的Y軸線方向的車輛碰撞加速度的特性(例如，頻率和振幅)。即便是在前部碰撞事件的過程中，傳感器RAS_2Y也會輸出能夠用于安全目的的信號。在一個示例性實施方案中，通過硬件高通濾波器(HPF)/低通濾波器(LPF)64對加速度信號RAS_2Y進行濾波，以去除由外來車輛操作事件引起的頻率和/或由公路噪聲引起的輸入。通過濾波而去除的頻率分量是那些不表示發(fā)生碰撞事件的頻率。使用經(jīng)驗測試來建立相關(guān)的碰撞信號的頻率范圍，從而將碰撞加速度信號中包含的外來信號分量過濾掉，而使得代表碰撞事件的頻率保留下來，用于進行進一步處理。
經(jīng)過濾波的輸出信號提供至相關(guān)的模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器，其可位于控制器50內(nèi)部(例如，微型計算機的A/D輸入)或者可以是外部A/D轉(zhuǎn)換器。該A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過濾波的碰撞加速度信號RAS_2Y轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。使用高通/低通濾波器來對A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進行進一步濾波(該高通/低通濾波器的值根據(jù)經(jīng)驗進行確定)，以消除由轉(zhuǎn)換引起的小漂移和偏差。在本發(fā)明的微型計算機的實施方案中，濾波器可在微型計算機內(nèi)部以數(shù)字方式實現(xiàn)。濾波功能提供經(jīng)過濾波的加速度信號RAS_2Y。
控制器50從信號RAS_2Y中確定表示為A_MA_RAS_2Y的加速度值。該值是通過計算來自側(cè)部輔助傳感器43的相關(guān)的經(jīng)過濾波的加速度信號的移動平均值而確定的。移動平均是最后預(yù)定數(shù)目的經(jīng)過濾波的加速度信號樣本的總和。通過去除最舊的值并以最新的樣本來替換而對該平均值進行更新，從而確定了較新的平均值。
比較功能模塊266首先將被確定的側(cè)部輔助傳感器加速度值A(chǔ)_MA_RAS_2Y與安全閾值220進行比較。在A_MA_RAS_2Y與安全閾值266相交時，將安全標(biāo)簽設(shè)置為“真”?？刂破?0的安全標(biāo)簽在能夠啟動第一級之前必須為“真”。
接著，在閾值比較功能模塊266中，作為被確定的位移值Displ_Rel_1X的函數(shù)的被確定的側(cè)部輔助傳感器加速度值A(chǔ)_MA_RAS_2Y與非對稱RAS_2Y段閾值262、以及專用映射段閾值264進行比較。閾值262和閾值264以預(yù)定的方式作為Displ_Rel_1X的函數(shù)而變化，以獲得期望的控制。閾值262、264可對于所關(guān)注的特定車輛平臺而根據(jù)經(jīng)驗來確定。比較功能模塊266的結(jié)果輸出至“或運算”功能模塊230。
通過“或運算”功能模塊230，控制器50控制使用閾值130或132中的哪一個來啟動第一級展開。如果確定的值A(chǔ)_MA_CZS_3X、A_MA_RAS_1Y、A_MA_CZS_4X或A_MA_RAS_2Y中沒有任何一個與它們的相關(guān)閾值220(非對稱CZS_3X段)、232(非對稱RAS_1Y段)、250(非對稱CZS_4X段)或262(非對稱RAS_2Y段)相交，則使用閾值130。如果它們中的任意一個與相關(guān)的閾值相交，則使用閾值132。閾值130在本文中還被稱作對稱的CCU第一級閾值。
圖5示出了控制器50用來啟動第一級展開的邏輯處理?？梢钥闯?，如果CZS_3X或CZS_4X或RAS_1Y或RAS_2Y的安全比較與它們相關(guān)的閾值相交，則“或運算”功能模塊300為“真”或“高”。如果下面的條件(1)“與”(通過“與運算”功能302)條件(2)為真，則第一級啟動，即，(1)“或運算”功能模塊300的輸出為“高”，(2)VEL_REL_1X值大于“低”閾值130。如果下面的條件(1)“與”條件(2)為真，則第一級啟動，即，(1)“或運算”功能300的輸出為“高”，(2)(a)CZS_3X或CZS_4X或RAS_1Y或RAS_2Y的值大于它們相關(guān)的切換閾值220、250、232或262(以上或運算都通過“或運算”功能模塊230進行)“與”(通過“與運算”功能306)(b)切換到低CCU_1X閾值132小于VEL_REL_1X。第二級展開是在第二閾值134與如圖6所示的充氣機映射相交的時間基礎(chǔ)上進行的。
圖6示出了本發(fā)明的一個示例性實施方案的用于控制第二級展開的映射。存在兩個充氣機映射用于該示例性的實施方案，即正常的充氣機映射和專用的充氣機映射。關(guān)于使用哪個映射的問題由CZS值、RAS值以及功能模塊226、236、256和266中的比較來控制。如果作為Displ_Rel_1X的函數(shù)的A_MA_CZS_3X、A_MA_RAS_1Y、A_MA_CZS_4X或A_MA_RAS_2Y值都分別低于專用映射閾值222、234、252和264，則使用正常充氣機映射。如果作為Displ_Rel_1X的函數(shù)的A_MA_CZS_3X、A_MA_CZS_3Y、A_MA_CZS_4X或A_MA_CZS_4Y值中的任意一個大于專用映射閾值222、234、252和264中對應(yīng)的一個，則使用專用充氣機映射。
在專用映射中，一對一定時從1-30毫秒內(nèi)發(fā)生在第二閾值與用于第二啟動的展開信號的相交之間。在正常映射中，如果第二閾值相交介于第一級相交的1-10毫秒之間，則第二級的啟動發(fā)生在第一級啟動10毫秒后，一對一定時控制在10-20毫秒之間使用，而如果第二相交在第一級展開之后21-30毫秒之間發(fā)生，則第二級在第一級展開之后30毫秒展開。
其它的傳感器88可用來進一步控制展開調(diào)節(jié)。例如，如果檢測到在乘客座位84上具有朝向后方的兒童座位，則能夠避免第一級和第二級94、96的啟動。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明的上述描述進行改進、變化和修訂。這些對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的改進、變化和/或修訂由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種控制車輛可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的裝置，包括碰撞加速度計，用于檢測前部碰撞加速度，并提供代表所述前部碰撞加速度的第一碰撞加速度信號；側(cè)部碰撞加速度計，用于檢測橫向碰撞加速度，并提供代表所述橫向碰撞加速度的第二碰撞加速度信號；以及控制器，響應(yīng)于所述第一碰撞加速度信號以及所述第二碰撞加速度信號，啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制器從所述第一碰撞加速度信號確定碰撞識別度量值，并從所述第二碰撞加速度信號確定安全碰撞度量值。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括位于所述車輛的擠壓區(qū)域中的擠壓區(qū)域傳感器，所述控制器進一步響應(yīng)從所述擠壓區(qū)域傳感器輸出的信號啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述擠壓區(qū)域傳感器是加速度計。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述碰撞加速度計居中地位于所述車輛的內(nèi)部，并具有平行于所述車輛的前-后軸線的靈敏軸線。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，響應(yīng)于所述第二碰撞加速度信號而調(diào)節(jié)用于啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的閾值。
7.一種控制車輛可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的方法，包括檢測前部碰撞加速度，并提供代表所述前部碰撞加速度的第一碰撞加速度信號；檢測橫向碰撞加速度，并提供代表所述橫向碰撞加速度的第二碰撞加速度信號；以及響應(yīng)于所述第一碰撞加速度信號以及所述第二碰撞加速度信號，啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括響應(yīng)于所述第二碰撞加速度信號調(diào)節(jié)用于啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的閾值的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括從所述第一碰撞加速度信號確定碰撞識別度量值、并從所述第二碰撞加速度信號確定安全碰撞度量值的步驟。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括檢測所述車輛的擠壓區(qū)域位置處的碰撞加速度，并進一步響應(yīng)檢測到的所述擠壓區(qū)域位置處的碰撞加速度而啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
全文摘要
一種控制車輛可啟動的乘員抑止系統(tǒng)的裝置(10)，包括用于檢測前部碰撞加速度并提供代表所述前部碰撞加速度的第一碰撞加速度信號的碰撞加速度計(32)。側(cè)部碰撞加速度計(46，48)檢測橫向碰撞加速度，并提供代表所述橫向碰撞加速度的第二碰撞加速度信號?？刂破?50)響應(yīng)于所述第一碰撞加速度信號以及所述橫向碰撞加速度信號，啟動所述可啟動的乘員抑止系統(tǒng)。
文檔編號B60R21/0132GK1891531SQ20061008651
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者符積萍, 凱文·丹尼爾·韋斯, 克里斯托弗·約翰·海波納, 尼克海爾·巴斯卡爾·姆達麗爾 申請人:美國Trw天合汽車集團