CN100434311C - 启动车辆安全设备的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用以启动车辆安全设备的装置，该装置包括接近传感器(1)，该接近传感器(1)配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与传感器之间的相对速度有关的输出。该装置还包括加速度计(2)和第一处理装置(3)，该第一处理装置根据从所述接近传感器(1)和加速度计(2)接收的信号执行撞击算法。还包括第二处理装置(6)，该第二处理装置根据从所述接近传感器(1)和加速度计(2)接收的信号执行警报算法。该装置包括一信号发生器(4)，该信号发生器响应从第一处理装置(3)和第二处理装置(6)的同时输出信号而产生信号(5)。

Description

启动车辆安全设备的装置

技术领域

本发明涉及一种启动车辆安全设备的装置，例如安全气囊或预紧器(pretensioner)。

背景技术

为了避免无意中启动安全设备，已经提议利用两个单元，也就是警报单元(arming unit)和撞击单元，以分别产生警报信号和撞击信号，仅当警报信号和撞击信号同时出现时该安全设备才会启动。这种装置目的在于降低由于机械或电信号错误可能导致无意启动该安全设备的风险。

所述警报单元可以包括简单的加速度传感器，如果加速度超出预定标准，该加速度传感器会产生警报信号。可选地，该警报单元可以包括一个或多个传感器以及处理单元，根据从所述传感器或每一传感器接收的信号，该处理单元执行预定算法——警报算法来提供适当的输出。

所述撞击单元也可以包括简单的加速度传感器，如果加速度超出预定标准，该加速度传感器会产生信号，而该撞击单元还可以包括一个或多个与一处理器相连的传感器，根据从所述传感器或每一传感器接收的信号，该处理单元用以执行算法——撞击算法来提供适当的输出。

所述撞击单元典型地包括对方向敏感的传感器，加速度计的敏感方向与将被传感器检测的撞击方向一致(aligned)。可由加速度计检测到的加速度“a”或其综合值，Δv是否超出预定阈值，从而确定撞击算法。

已提议利用来自接近传感器的信号，来提高辨别各种潜在撞击的能力，例如，辨别潜在危险撞击和潜在非危险撞击，该传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与传感器例如多普勒雷达之间的相对速度有关的输出。如果使用多普勒雷达，该输出为该传感器和附近障碍物之间的相对速度v_rel。

例如，在US 5835007中已建议利用雷达式预期撞击传感器结合加速度计，根据来自预期撞击传感器的信号计算加速度阈值。

一种结合大量不同类型的传感器的精密设备可提供在适当瞬间启动安全设备的高精度，然而设置大量的传感器会导致相对高的成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种用以启动车辆安全设备的改进装置。

根据本发明，提供一种用以启动车辆安全设备的装置，该装置包括接近传感器和加速度计，所述接近传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与传感器之间的相对速度有关的输出；该装置进一步包括第一处理装置和第二处理装置，所述第一处理装置根据从所述接近传感器和加速度计接收的信号执行撞击算法，所述第二处理装置根据从所述接近传感器和加速度计接收的信号执行警报算法；该装置包括一信号发生器，从而响应从第一处理装置和第二处理装置的同时输出信号而产生信号。

优选地，所述第一处理装置和第二处理装置由单独硬件单元构成。

在一实施例中所述第一处理装置和第二处理装置由分立的硬件单元构成。

在另一实施例中所述第一处理装置和第二处理装置由集成电路构成。

有利地，所述第一处理装置和第二处理装置均安装在各自的印刷电路板上。

在另一实施例中所述第一处理装置和第二处理装置由单独软件控制的处理器构成。

便利地，所述接近传感器是雷达。

在一实施例中，所述雷达是多普勒雷达。

有利地，所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

优选地，所述处理传感器被定向以确定在所述预定方向离物体的距离。

便利地，所述装置安装在车辆上，使所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

可选地，所述装置可安装在车辆上，使所述加速度计的预定方向与该车辆的横轴平行。

便利地，所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

优选地，所述来自加速度计的信号是a，当a超出预定阈值时并且当相对速度v_rel超出另一预定阈值时，所述第一处理单元产生输出。

有利地，当检测到的加速度a超出第一预定阈值而低于第二预定阈值时，并且当检测到的相对速度v_rel高于第一预定阈值而低于第二预定阈值时，所述执行警报算法的第二处理单元产生输出。

便利地，如果来自所述加速度计的输出是a，所述执行撞击算法的第一处理装置将a和v_rel的函数(f(a，v_rel))与一常量相比较。

优选地，a和v_rel的函数等于a的函数乘以v_rel的函数，即

f(a，v_rel)＝f₁(a)·f₂(v_rel)

可选地，加速度和相对速度的函数等于加速度乘以相对速度的幂，除以测量加速度和相对速度所需的时间，即

$f(a,v_{\mathrm{rel}})=\frac{a\·v_{\mathrm{rel}}^q}{t},$ q＞0

附图说明

为了可以更加容易地理解本发明，从而进一步理解其特征，现将参考附图通过例子描述本发明实施例，其中：

图1是说明本发明一实施例的方块图；以及

图2是本发明一更加详细实施例的方块图。

具体实施方式

参考附图中图1，用以启动车辆安全设备的装置包括：接近传感器1，该接近传感器1配置有提供与相对于物体的距离和/或所述物体与传感器之间的相对速度有关的输出。该传感器可以是光学传感器或超声波传感器，而在本发明的优选实施例中该接近传感器是雷达传感器。雷达可提供与相对于物体的距离有关的输出，通过测量反射脉冲的延时雷达可检测该距离。在一实施例中，通过多普勒效应，多普勒雷达被用于提供表示物体与传感器之间的相对速度的输出。该相对速度也可通过对距离微分来提供。

本发明装置还包括加速度计2。在该优选实施例中所述加速度计在一预定方向对加速度尤其敏感，该加速度计被定位以使所述预定方向与将被检测的撞击方向一致。因而，如果该加速度计将检测前方冲击，该加速度计将被定向以使所述的加速度计预定方向与车辆的纵轴平行。另一方面，如果该加速度计将检测侧向冲击，该加速度计将被固定在使所述的加速度计预定方向与车辆的横轴平行的位置。

本发明装置还包括有第一处理单元3。该第一处理单元3是被编程执行“撞击”算法的单元。而该优选实施例是参考实现功能的具体单元描述的，该功能可以使用许多不同的方法实现，例如，采用由适当软件、特定硬件结构控制的处理器，或由集成电路中的分立硬件组件如晶体管、二极管和电容器控制的处理器。第一处理单元3被连接以接收来自接近传感器1的信号并且也被连接以接收来自加速度计2的信号。该处理单元3具有连接于“与”门4的输出，该“与”门4具有一输出5，该输出是启动车辆安全设备的启动信号。此外，在描述“与”门时，“与”的功能可通过许多不同的方法实现。

也提供第二处理单元6，连接该第二处理单元6以接收来自接近传感器1的信号和来自加速度计2的信号。第二处理单元6是一编程单元，该单元被编程执行“警报”算法。单元6的输出连接至“与”门4的输入。

应该理解，只有当同时收到来自第一处理单元3的执行撞击算法的信号和第二处理单元6的执行警报算法的信号时，在该阶段，“与”门4将产生启动信号5。

因而撞击算法和警报算法以及“与”功能可通过所述的单独的硬件单元或单个综合硬件单元实现。每一单元可包括几个分立的组件或单个集成电路。可选地，可由软件控制处理器提供该功能。

现在转看图2，将描述一更详细的实施例。在该实施例中接近传感器1是多普勒雷达，该多普勒雷达产生输出信号v_rel，该信号表示在该传感器的预定距离之内的外部物体相对于该传感器在一预定方向上的相对速度。加速度计2产生一代表该传感器加速度的输出信号“a”。

从而，执行警报算法的第二处理单元6接收信号v_rel和a。信号v_rel首先与至少一第一参考值v₁比较。在所述实施例中通过比较仪7实现该比较，但可通过任何方式执行该比较功能。如果输入信号v_rel大于第一预定值v₁时，所述比较仪才会提供输出。然而，在本发明的所述实施例中，比较仪7较精密，只有当v_rel大于第一参考值v₁而小于第二参考值v₂时，该比较仪才会产生输出信号。

同样地，通过比较仪8处理来自加速度计2的信号a。只有当该信号a大于第一参考值a₁，比较仪8才会产生输出。此外，在描述比较仪时，可使用任何方式执行该比较功能。在所述实施例中该比较仪较精密，只有当信号a大于第一参考值a₁而小于第二参考值a₂时，该比较仪才会产生输出信号。

两个比较仪7、8在第二处理单元6之内的输出传递给“与”门9，“与”门9的输出是第二处理单元6的输出。此外，在描述“与”门时，可采用任何方式实现“与”的功能。

因而，只有当由多普勒雷达1检测到的相对速度大于预定阈值，并且由加速度计检测到的加速度大于预定阈值时，执行警报算法的第二处理单元6才会产生输出信号；更优选地，只有当所检测的相对速度大于第一阈值而低于第二阈值，并且也只有当所检测到的加速度大于第一阈值而低于第二阈值时，第二处理单元6才产生输出信号。

执行撞击算法的第一处理器单元3也接收来自多普勒雷达1的信号v_rel和来自加速度计的信号a。第一处理器单元3结合比较仪10，该比较仪10将相对速度和加速度的函数(f(a，v_rel))与一常量相比较。此外，在描述比较仪时，可采用任何方式执行所述比较功能。

该函数可是加速度函数乘以相对速度函数，因而：

f(a，v_rel)＝f₁(a)·f₂(v_rel)

可选地，该函数可是一更复杂的函数，其中加速度信号乘以相对速度的预定次(大于0)幂，除以测量加速度和相对速度所需的时间。如此：

$f(a,v_{\mathrm{rel}})=\frac{a\·v_{\mathrm{rel}}^q}{t},$ q＞0

其中t是测量加速度和相对速度所需的时间。

应该理解在本发明的所述优选实施例中第一处理单元3和第二处理单元6优选形成于完全分立的和单独的单元中，这些单元可以是由单独的软件控制的处理器，或可以是单独的硬件处理单元3和6，例如，每一单元可安装在其各自单独的印刷电路板上。这将降低因存在于个别处理器、个别硬件单元之内或个别印刷电路板上的个别疏忽而导致失误的风险。

在词“包括”及其变化用于本说明书和权利要求书中时，其含义是包括具体特征、步骤或整体。这些词不应被解释为排除其他特征、步骤或组件的存在。

在上述说明书、权利要求书或附图中所公开的特征，或表现为某种具体的形式，或体现为执行所公开的功能的一种方式、或为获得所公开的结果的方法或过程，适当地，可以将这些特征单独地或任意结合地加以利用，从而以多种形式实现本发明。

Claims (38)

1.一种用以启动车辆安全设备的装置，该装置包括接近传感器和加速度计，所述接近传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与传感器之间的相对速度有关的输出；该装置进一步包括第一处理装置和第二处理装置，所述第一处理装置根据从所述接近传感器和加速度计接收的信号执行撞击算法，所述第二处理装置根据从所述接近传感器和加速度计接收的信号执行警报算法；该装置包括一信号发生器，该信号发生器响应来自第一处理装置和第二处理装置的同时输出信号而产生信号。

2.根据权利要求1所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述第一处理装置和第二处理装置由单独的硬件单元构成。

3.根据权利要求1所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述第一处理装置和第二处理装置由分立的硬件单元构成。

4.根据权利要求1所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述第一处理装置和第二处理装置由集成电路构成。

5.根据权利要求2、3或4任一项所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述第一处理装置和第二处理装置均安装在各自的印刷电路板上。

6.根据权利要求1所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述第一处理装置和第二处理装置由单独软件控制的处理器构成。

7.根据上述权利要求1-4和6中的任一项所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述接近传感器是雷达。

8.根据权利要求5所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述接近传感器是雷达。

9.根据权利要求7所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述雷达是多普勒雷达。

10.根据权利要求8所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述雷达是多普勒雷达。

11.根据上述权利要求1-4和6中任一项所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

12.根据权利要求5所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

13.根据权利要求7所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

14.根据权利要求8所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

15.根据权利要求9所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

16.根据权利要求10所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度计在一预定方向对加速度敏感。

17.根据权利要求11所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述接近传感器被定向以确定在所述预定方向上相对于物体的距离。

18.根据权利要求13所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述接近传感器被定向以确定在所述预定方向上相对于物体的距离。

19.根据权利要求14所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述接近传感器被定向以确定在所述预定方向上相对于物体的距离。

20.根据权利要求11所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

21.根据权利要求13所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

22.根据权利要求14所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

23.根据权利要求17所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

24.根据权利要求18所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

25.根据权利要求19所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的纵轴平行。

26.根据权利要求11所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的横轴平行。

27.根据权利要求17所述的用以启动车辆安全设备的装置，当该装置安装在车辆上时，所述加速度计的预定方向与该车辆的横轴平行。

28.根据上述权利要求1-4和6中的任一项所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

29.根据上述权利要求5所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

30.根据权利要求7所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

31.根据权利要求11所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

32.根据权利要求20所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自接近传感器的信号表示该传感器与物体之间的相对速度(v_rel)。

33.根据权利要求28所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自加速度计的信号是a，当a超出预定阈值并且当相对速度(v_rel)超出另一预定阈值时，所述第一处理单元产生输出。

34.根据权利要求29所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述来自加速度计的信号是a，当a超出预定阈值并且当相对速度(v_rel)超出另一预定阈值时，所述第一处理单元产生输出。

35.根据权利要求11所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：当检测到的加速度a超出第一预定阈值而低于第二预定阈值时，并且当检测到的相对速度(v_rel)高于第一预定阈值而低于第二预定阈值时，所述执行警报算法的第二处理单元产生输出。

36.根据权利要求28所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：如果来自所述加速度计的输出是加速度a，所述执行撞击算法的第一处理装置将a和所述接近传感器与物体之间的相对速度v_rel的函数f(a，v_rel)与一常量相比较。

37.根据权利要求36所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述a和v_rel的函数等于a的函数乘以v_rel的函数，即

f(a，v_rel)＝f₁(a)·f₂(v_rel)

38.根据权利要求36所述的用以启动车辆安全设备的装置，其特征在于：所述加速度和相对速度的函数等于加速度乘以相对速度的幂，除以测量加速度和相对速度所需的时间，即

$f(a,v_{\mathrm{rel}})=\frac{a\·v_{\mathrm{rel}}^q}{t},q>0$

其中t是测量加速度和相对速度所需的时间。

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