CN101356079A - 用于探测行人碰撞的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提出一种用于探测行人碰撞的方法以及装置，其中，设置至少三个加速度传感器，它们分别安装在保险杠罩(15)的内侧并且分别产生一个信号。根据这三个信号中之至少两个信号之间的时间偏差来探测行人碰撞。借助于至少一个时间偏差来识别碰撞地点。

Description

用于探测行人碰撞的装置和方法

技术领域

本发明涉及按照独立权利要求所述类型的用于探测行人碰撞的装置和方法。

背景技术

从DE 10348386 A1中已经知道，使用加速度传感器来探测行人碰撞。

发明内容

与此相比，用于探测行人碰撞的本发明装置或本发明方法的优点是，使用了由至少三个加速度传感器组成的配置，它们安装在保险杠罩的内侧。在这里，优选在左边和右边各安置一个加速度传感器，第三加速度传感器安置在中间。通过计算处理三个加速度传感器所产生的信号的时间差，能够有利地探测行人碰撞本身以及以简单的方式探测碰撞地点。使用一个安置在控制器、例如安全气囊控制器中的计算处理电路来计算处理这些加速度信号，其中，一部分计算处理也可以在加速度传感器自身内进行。

按照本发明的方法或者装置的特征是其坚固性。此外，只要实际上同时或者在一个很短的、可能与速度时间相关的时间区间内发生所有三个传感器超过阈值，就可识别到具有不可忽视的宽度的碰撞物体例如购物车。

通过本发明能够可靠地将脱开情况与不脱开情况区分开。

本发明所基于的构思是，借助至少三个传感器来感测碰撞地点。这基于这样的事实：变形声和固体声在保险杠罩的塑料中的传播速度比较慢。因此，与碰撞地点距离较远的加速度传感器比位于碰撞地点附近的传感器更晚地产生信号。

通过使其中至少一个加速度传感器靠近碰撞地点，也可记录碰撞物体向汽车内的侵入。加速度传感器到碰撞地点平均间距20-30cm证明是特别有利的。

通过在从属权利要求中给出的措施和扩展构型可以有利地改善在独立权利要求中说明的用于探测行人碰撞的装置或者在独立权利要求中说明的用于探测行人碰撞的方法。

特别有利的是，加速度传感器各自的信号在这些信号超过预给定的或者例如与速度相关地适配地确定的噪声阈值时产生。这些噪声阈值例如在3到5g之间。

但替换地可以是，这些信号也在这些信号显示出确定的信号特征、即形式时产生。这例如可以根据最大值或者最小值或者其它突出的信号形式或者根据一个确定的量值如加速度信号的一次或者二次积分或差商来确定。

此外有利的是，设置一个计数器，它感测至少一个时间偏差。该计数器可以是一个计时器功能块，它安置在控制器内或者在软件技术上在控制器内的一个微控制器内实现。此时则微控制器是计算处理电路。

以有利的方式由首先产生的两个信号中、即安置得离碰撞地点最近的两个加速度传感器来确定时间偏差，第三加速度传感器的信号用于可信性判别。因此，按照本发明的装置或者按照本发明的方法特别稳固。

此外有利的是，这些信号在其产生之后被加权。由此考虑了这样的事实：首先产生信号的传感器、即离碰撞地点最近的传感器产生对于分析碰撞或者碰撞物体来说最重要的信号。由此决定性地改善了分析，并且，较弱的信号将不会那么强地参入到分析中。

但这些信号也可以有利地对时间求和或者积分。在这里，积分意味着在计算技术方面可行的积分。借助于一次积分或者第一总和可以通过脉冲组对碰撞物体进行质量确定或者评估。在此，修改二次积分或者两此求和的总和，则第二总和或者第二积分可以被有利地用于确定碰撞物体向车辆中的侵入深度。通过侵入深度可以良好地鉴别否则很难区分的物体，例如软而重的物体如人和硬而轻的物体。其原因在于，重的物体在预给定的速度下比轻的物体更多地侵入保险杠中。

附图说明

在附图中示出本发明的一些实施例并在下面的说明中详细解释。

附图示出：

图1本发明装置的一种布置，

图2第一方框图，

图3加速度时间曲线图，

图4第二方框图，

图5流程图。

具体实施方式

已经提出了用于探测行人碰撞的加速度传感器。在这方面产生将脱开情况与不脱开情况粗分开的问题。在这里，特别是碰撞-偏置(Offset)识别是必要的，因为保险杠的刚性沿着车辆横向改变，因而同一碰撞物体的传感器信号在速度相同的情况下取决于偏置。该问题通过本发明装置或者本发明方法通过使用至少三个布置在保险杠罩上的加速度传感器来解决。在这里，计算处理这些加速度传感器的信号的时间偏差。

图1用图示出了按照本发明装置的布置。在这里，在主要用塑料制成的保险杠罩15上布置三个加速度传感器10、12和13。这些加速度传感器例如通过保持架与保险杠罩15螺纹连接。在加速度传感器10、12和13后面设置汽车的弯梁14。用虚线表示信号的传播。在传感器之间设置了间距L。

如果此时在地点A存在碰撞，则传感器10第一个在时间t0提供一个信号，然后传感器12以时间偏差 ${\mathrm{\Δt}12}_1=\frac{L}{c}$ 提供一个信号，其中，L是到传感器10的间距，c是在保险杠中的固体声传播速度。传感器13以时间偏差 $\mathrm{\Δ}{t13}_2=2\frac{L}{c}$ 提供一个信号。

如果在碰撞地点B存在碰撞，则传感器10又提供第一信号，从而提供开始t0。传感器12以时间偏差 $\mathrm{\&Delta;}{t12}_1=\frac{d}{c}<\frac{L}{c}$ 提供其信号。传感器13提供时间偏差 $\mathrm{\&Delta;}{t13}_2=\frac{(d+L)}{c}<2\frac{L}{c}.$ 间距d是从传感器12到碰撞点P的间距。

当在碰撞点C碰撞时，现在传感器12提供第一信号，从而提供时间开始t0。传感器10以时间偏差 $\mathrm{\&Delta;}{t12}_1=\frac{(L-d)}{c}$ 提供其信号，其中，从碰撞点C到传感器10的间距是L-d，传感器13又提供时间偏差 $\mathrm{\&Delta;}{t13}_2=\frac{(d+L)}{c}.$

在这里假设，碰撞物体的水平延伸尺寸是可忽略的。这些情况和Δt12₁与Δt13₂之比的计算可以在确定偏置时被利用，它是间距d。

图2以方框图解释信号和计数器怎样协同作用。在方框20中，例如当在位置A碰撞时，加速度传感器10产生其信号。因此计时器21被启动。该计时器测量时间偏差Δt12₁直到在方框22中传感器12产生其信号。然后该计时器在方框23中也继续测量时间偏差Δt13₂，也是直到在方框24中加速度传感器13产生其信号。

图3以加速度时间曲线图示出了这一点。在这里，曲线3.1代表当在碰撞点A碰撞时传感器10的加速度信号。在时刻t0，该信号31超过噪声阈值30。因此在时刻t0计时器被启动，它测量时间偏差Δt₁，也是直到传感器12的信号超过噪声阈值30，该信号在这里用参考标记32标明。但计时器继续计时时间偏差Δt₂，也是直到传感器13的信号33超过噪声阈值30。代替噪声阈值，也可以使用其它的信号特征来测量时间。

图4以另一方框图示出了按照本发明的装置。加速度传感器10、12和13通过双线线路与控制器ECU连接。在这里，加速度传感器10、12和13将它们的数据作为数字式信号例如借助于曼彻斯特(Manchester)编码传送给控制器ECU。加速度传感器10、12和13可以在其功能块中已经具有预处理功能。加速度传感器10、12和13可以自己就检查噪声阈值，或者控制器ECU借助于微控制器μC承担该检查。为了简单化，在这里，在控制器ECU中没有示出接口功能块和其它功能块如点火电路控制装置，因为它们对于理解本发明不重要。微控制器μC按照本发明计算处理加速度传感器10、12和13的信号并且根据此控制行人保护装置FGS。微控制器μC利用一个计时器功能块40来求得时间偏差。替换地也可以是，计时器在软件技术上通过微控制器μC本身来模拟。

借助于图5、确切地说借助所示出的流程图详细解释在按照图4的本发明装置上进行的本发明方法。在方法步骤500中，离碰撞点最近的传感器产生其信号。在这里，产生信号意味着该信号超过了预给定的阈值，在这里是噪声阈值。然后，计数器在方法步骤501中被启动。这在示例中通过被微控制器μC启动的计时器功能块40来实现。随着碰撞，传感器12和13也分别产生第二和第三信号。在这里，借助于计数器40确定时间-偏置。借助于时间偏差也可以确定碰撞地点和碰撞本身。这在方法步骤503中进行。在方法步骤504中(在这里作为可选项，不是必须这样)确定加速度信号的一次积分，以便由此通过脉冲组来评估碰撞物体的质量，这在方法步骤504中进行。作为信号优选使用第一个产生的信号。在这里，作为另一可选项，在方法步骤505中也构成第二积分，以便确定碰撞物体的侵入深度。然后就可以进行碰撞物体的特征描述。代替在这里借助微控制器μC进行的积分，也可以使用其它的加法技术。当然，积分指的是计算机可以实施的积分。

Claims (12)

1.用于探测行人碰撞的装置，具有：

至少三个加速度传感器(10，12，13)，它们分别安装在保险杠罩(15)的内侧并且分别产生一个信号，

一个计算处理电路(μC)，它根据这三个信号中之两个信号之间的至少一个时间偏差(Δt₁，Δt₂)来探测行人碰撞并且识别碰撞地点。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述至少三个加速度传感器(10，12，13)在各自的信号超过一个对应的噪声阈值(30)时产生各自的信号。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征为，所述至少三个加速度传感器(10，12，13)根据信号形式来产生各自的信号。

4.按照前面权利要求之一所述的装置，其特征为，设置一个计数器(40)，它求得所述至少一个时间偏差(Δt₁，Δt₂)。

5.按照前面权利要求之一所述的装置，其特征为，计算处理电路(μC)根据首先产生的两个信号来确定所述至少一个时间偏差(Δt₁，Δt₂)并且将第三加速度传感器的信号用于可信性判别。

6.用于探测行人碰撞的方法，具有以下方法步骤：

至少三个分别安装在保险杠罩(15)内侧的加速度传感器(10，12，13)分别产生一个信号；

根据这三个信号中之两个信号之间的至少一个时间偏差来探测行人碰撞；

借助于所述至少一个时间偏差来识别碰撞地点。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征为，在各自的信号超过一个对应的噪声阈值(30)时产生各自的信号。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征为，根据信号形式来产生各自的信号。

9.按照权利要求6至8之一所述的方法，其特征为，根据首先产生的两个信号来确定所述至少一个时间偏差(Δt₁，Δt₂)，第三信号用于可信性判别。

10.按照权利要求6至9之一所述的方法，其特征为，这些信号在其产生后被加权。

11.按照权利要求6至10之一所述的方法，其特征为，将各自的信号对时间求和或者积分，将该第一总和或者第一积分用于碰撞物体的质量确定。

12.按照权利要求6至11之一所述的方法，其特征为，将各自的信号对时间二次求和或者二次积分，将该第二总和或者第二积分用于确定碰撞物体到车辆中的侵入深度。

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