CN101952144B - 特别用于机动车乘客保护系统的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别用于机动车乘客保护系统的传感器装置，包括：第一组传感器(10、12)，通过该第一组传感器检测第一组状态参数，该第一组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第一事件；第一数字单元(20)，该第一数字单元在输入侧与第一组传感器中的至少一个传感器(12)连接，第一数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到所述判断单元；其中，还包括：第二组传感器(14、16、18)，通过该第二组传感器检测第二组状态参数，该第二组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第二事件；第二数字单元，该第二数字单元在输入侧与第二组传感器中的至少一个传感器(16、18)连接，第二数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到判断单元；其中，第一组传感器中的至少一个传感器(10)与第二数字单元(22)连接，而第二组传感器中的至少一个传感器(14)与第一数字单元(20)连接；并且，数字单元(20、22)在输出侧分别与第一和第二节点(28、30)连接，所述节点将各自输送的数字值分别聚集到对应的第一和第二输出导线(32、34)上，所述数字单元与所述节点是这样连接的，即，第一节点(28)将与第一组传感器的传感器(10、12)相对应的数字值聚集到第一输出导线(32)上，而第二节点(30)将与第二组传感器的传感器(14、16、18)相对应的数字值聚集到第二输出导线(34)上。

Description

特别用于机动车乘客保护系统的传感器装置

技术领域

本发明涉及一种特别用于机动车乘客保护系统的传感器装置，包括：

-第一组传感机构，通过该第一组传感机构检测第一组状态参数，该第一组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第一事件；

-第一数字单元，该第一数字单元在输入侧与第一组传感机构中的传感器连接，该第一数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到判断单元。

背景技术

这种类型的装置通常被称作所谓的碰撞识别系统。在一般情况下，一组传感器包括两个相互垂直的、典型地对准机动车纵向和横向的加速度传感器，这些加速度传感器检测机动车的过量的加速度分量，并且进一步导向至数字单元，该数字单元例如用于模拟传感器输出信号的数字化处理。数字化的数据然后再继续输送到一个控制设备，该控制设备对最终待实施的乘客保护措施作出判断，诸如拉紧安全带或释放安全气囊。

事故传感机构的另一种形式在文献DE 10 2006 009 372A1中有所公开。其中提供了一种用于机动车的翻滚或转滚识别系统。该系统在这里由一组传感器构成，特别指由横向加速度传感器和垂直加速度传感器构成，该横向加速度传感器检测沿着机动车横轴的加速度，而该垂直加速度传感器检测机动车的垂直加速度。此外还具有转速传感器，该转速传感器用于检测机动车围绕其纵轴的旋转。加速度传感器的输出信号输送到数字单元，在数字单元中对信号进行数字过滤以及进一步处理，而且这些信号于总的输出导线上供给控制设备。在该公知的系统中，转速传感器的数据直接输送给控制设备。在这里，控制设备也根据其得到的数据来判断最终要实施的乘客保护措施。

文献DE 102 35 567A1提供了一种翻滚传感机构，该翻滚传感机构没有转速传感器，并且仅根据所测量到的垂直加速度与机动车的纵向或横向加速度相结合来判断是否存在翻滚事件。然而，该系统由于必须要兼顾到与纯粹的碰撞事件的可靠界定而并不是最理想的。

在纯粹的碰撞传感机构于现今机动车中属于系列设备的同时，翻滚传感机构通常是客户倾向购买的一个附加选择条件。典型地，通过装配一个附加的模块、即包括附加的传感器组和附加的数字单元来满足客户需求。此外，必须使运算系统在控制设备中与其相适应，该控制设备用于对两组传感器的数据进行处理。后者起到主要的干预作用，这是因为用于识别简单的碰撞事件的运算系统相对于用于识别两种不同事件(碰撞和翻滚)的运输系统而比较简单，对此两种不同事件必须准确地进行区分，从而能够分别采取适宜的乘客保护措施。

当由于构件故障导致一组传感器的信息没有继续传递到控制设备时，能够产生特别紧急的情况。由于复杂的运算系统能够了解到，这样就使保留的传感器组的传感器数据错误地得到解释，而且系统的总的工作性能比那些仅针对识别碰撞事件的系统更差。作为特别的故障危机处理，在此可以采用典型地通过微处理器来实现的数字单元，这是因为故障表现在数据流中出现了“瓶颈”。

上文所述的问题虽然能够可以避免，但是在用于识别两种不同事件的传感器系统的加强方面，传感器数据仅通过一个总的微处理器来传递。这样就要在这种情况下安装控制设备，用以准确识别由于各个数据的消失所导致对应的该部分的故障。然而这样的结果是造成保护系统的完全故障，而这是不值得期待的。为了实现加强性能，在每个基础类型中，也就是指单纯的碰撞传感机构中，必须设置垂直通道的微处理器，该微处理器在加强的情况下为了翻滚传感机构必然要进行耗费工本的新的布线。因此在制造技术上存在缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于机动车的传感器系统，该传感器系统能够加强简单地识别附加事件，并且该传感器系统在部分出现故障时还能够提供较高的功能保障性能。

上述目的通过如下技术方案这样来实现，即，

-第一组传感器，通过该第一组传感器检测第一组状态参数，该第一组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第一事件；

-第一数字单元，该第一数字单元在输入侧与所述第一组传感器中的至少一个传感器连接，所述第一数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到所述判断单元

-第二组传感器，通过该第二组传感器检测第二组状态参数，该第二组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第二事件；

-第二数字单元，该第二数字单元在输入侧与第二组传感器中的至少一个传感器连接，该第二数字单元处理向其馈送的传感器输出信号，并且作为数字值继续输送到判断单元；

其中，

-第一组传感器中的至少一个传感器与所述第二数字单元连接，而第二组传感器中的至少一个传感器与第一数字单元连接；并且

-数字单元在输出侧分别与第一和第二节点连接，所述节点将各自输送的数字值分别聚集到对应的第一和第二输出导线上，所述数字单元与所述节点是这样连接的，即，第一节点将与第一组传感器的传感器相对应的数字值聚集到第一输出导线上，而第二节点将与所述第二组传感器的传感器相对应的数字值聚集到第二输出导线上。

本发明的重点在于，在由数字单元构成的瓶颈之前使传感器数据交叠，并且在传感器数据输送到控制设备之前对传感器数据进行新的布设。因此根据本发明，使按照主题的、也就是针对待识别事件中的一件而布设的传感器数据进行分解，并且输送到不同的数字单元。根据在数字单元中所需要的、例如可以包括模拟传感器数据的数字化的处理，使数据再次聚集到按照主题的布设中，并且这些数据分别在对应的待识别事件的、通向控制设备的导线上进行编码。因此，控制设备在特征事件的输入端上包括所有与事件判断相关的状态参数。数字单元的故障即使是在其关键位置上遇到“瓶颈”也不会导致对于其中一种事件的信息流的死机故障。更确切地说，两种事件的状态参数没有完全运输，然而这一点可以在传递的交叠选择上通过采用多余的信息而至少部分得到补偿。

在一个优选的实施例中，第一组传感器包括用于检测沿着机动车纵轴的高加速度分量的纵向加速度传感器以及用于检测沿着机动车横轴的高加速度分量的横向加速度传感器。这是公知的碰撞传感机构。

优选第二组传感器包括用于检测沿着机动车横轴的低加速度分量的横向加速度传感器、用于检测沿着机动车垂直轴的低加速度分量的垂直加速度传感器以及用于检测机动车围绕垂直于垂直轴的轴旋转的转速传感器。这对应于典型的翻滚传感机构的构造。

在传感器系统的这种结构中，在典型的情况下，碰撞传感机构表现为基础传感机构，而翻滚传感机构表现为可选择的附加传感机构，由此优选第二组传感器的与第一数字单元连接的传感器为该第二组传感器中的转速传感器。这意味着，转速传感器的数据从其主题的布设中提取出来，这些数据基本上、即使在不是最理想的情况下也能足够用于探测翻滚事件。具有优势的方式，作为对应设置，第一组传感器的与第二数字单元连接的传感器为该第一组传感器中的横向加速度传感器。这意味着，在碰撞传感机构中，横向加速度传感器的数据从其主题的布设中提取出来。由此，碰撞传感机构的横向加速度传感器的数据与翻滚传感机构的转速传感器的数据相交叠，并且这些数据分别输送到各自的另一个数字单元，用于进行特别是数字化的处理。在数字单元中的数据处理之后，所有传感器数据都通过两个节点再次导向数据的初始主题的布设，并且于两条特征事件输出导线上导向控制设备。这一点在数字单元损坏的情况下非常具有优势。例如第一数字单元出现故障，那么在第一输出导线上运输转速传感器的数据到控制设备，而在第二输出导线上运输碰撞传感机构的纵向加速度数据到控制设备。由此仍然能够使大多数类型的碰撞事件和翻滚事件即使在不是最理想的情况下也得到识别。相反地，在第二数字单元出现故障时，在第一输出导线上运输翻滚传感机构的横向和垂直加速度数据到控制设备，而在第二输出导线上运输碰撞传感机构的横向加速度数据到控制设备。这样也能够即使在不是最理想的情况下实现对大多数类型的碰撞事件和翻滚事件的识别。

在特征事件的输出导线上的数据的编码优选作为输送到各个节点的数字值的周期顺序来实现。因此以有效的方式采用了对于控制设备已知的记录，也就是预先设定的时间顺序。以这种方式实现了，控制设备可以根据数据在周期顺序上的位置来识别所提供的数据。在编码过程中，优先进行数据的特殊情况的区分。因此例如要强调，第二组传感器、也就是优选翻滚传感机构的垂直加速度传感器和横向加速度传感器的数据在时间方面的紧急性小于第一组传感器、也就是优选碰撞传感机构的转速传感器的数据或横向和横向加速度传感器的数据。对此，在本发明的有效扩展方案中，对应于第二组传感器的横向加速度传感器和垂直加速度传感器的数字值在周期顺序内以相等的时间空档定位并且交替地在相互接连的周期中进行编码。这意味着换句话说，在该优选的实施例中，编码周期中的翻滚传感机构的横向加速度传感器的数据以及在接下来的周期中的翻滚传感机构的垂直加速度传感器的数据都在所述周期的相同位置或区域上进行编码。其它的、如上文所述的时间上更为紧急的数据以每个周期进行传输。

传感器数据在数字单元中进行的特别处理可以由专业人员根据特定的使用范围广泛地自由选择。在此，一种典型的处理为模拟传感器信号的数字化处理。在本发明的扩展方案中，可替换或附加地，还可以优先采用与预先设定的界限值进行界限值比较的处理方法。在该实施例中，可以这样认为，在特征事件输出导线上传递的数据为1Bit值，该数据值仅传给控制设备，从而使所对应的传感器探测到该数据值是超出与该传感器相对应的界限值还是在该界限值的范围内。在另一个实施例中，可替换地，还可以用较大的数据化深度的值传递到控制设备上，用以进一步处理。在该实施例中，于控制设备中优先采用界限值比较处理。

附图说明

在接下来的具体实施例和附图中对本发明的其它特征和优点进行详细说明。其中示出了：

图1示意性示出了本发明的传感器系统的方框图；以及

图2示出了图1的传感器系统的优选的时间测定的曲线图。

附图标记说明

10    碰撞传感机构的横向加速度传感器

12    碰撞传感机构的纵向加速度传感器

14    翻转传感机构的转速传感器

16    翻转传感机构的横向加速度传感器

18    翻转传感机构的垂直加速度传感器

20    第一微处理器

202   20的多路复用器

204   20的A/D转换器

206   20的分配器

22    第二微处理器

222   22的多路复用器

224   22的A/D转换器

226   22的分配器

24    定时器

28    第一节点

30    第二节点

32    第一输出导线

34    第二输出导线

具体实施方式

图1示意性示出了本发明传感器系统的一个特别优选实施例的方框图。该系统由两组模块形式的构件组成，每组构件都包括一组传感器、一个微控制器和一个节点。第一组构件主要对应于公知的碰撞传感机构。第二组构件主要对应于翻滚传感机构。本发明示出了这两组构件的具有优势的连接关系。

第一组传感器包括横向加速度传感器10和纵向加速度传感器12，分别用于沿着机动车横轴和纵轴的较高的加速度的检测。第二组传感器包括转速传感器14、横向加速度传感器16和垂直加速度传感器18，该转速传感器用于检测机动车围绕其纵轴的旋转，该横向加速度传感器用于检测沿着机动车横轴的较低的加速度，该垂直加速度传感器用于检测沿着机动车垂直轴的较低的加速度。这两组传感器按照主题进行布设，也就是说，将总体用于检测一项事件的各个传感器都组装在一组传感器中。这样可以表明，一组传感器中的所有传感器的布设都在一个共同的壳体中。在本实施例中，第一组传感器中的传感器10和12属于碰撞传感机构，而第二组传感器中的传感器14、16和18属于翻滚传感机构。

这两组传感器接下来分别连接第一数字单元以及第二数字单元，该第一数字单元优选为第一微处理器20，该第二数字单元优选为第二微处理器22。在微处理器20、22中分别实现三个功能单元，即，多路复用器202和222、数/模(A/D)转换器204和224以及分配器206和226。上述功能单元能够在数字单元20和22中以软件、硬件或软硬件结合的形式实现。第一多路复用器202的输入端获得碰撞传感机构的纵向加速度传感器12的传感器数据以及翻滚传感机构的转速传感器14的传感器数据。第二多路复用器222的输入端获得翻滚传感机构的横向和垂直加速度传感器16、18的传感器数据以及碰撞传感机构的横向加速度传感器10的传感器数据。由中央定时器24预先设定行程，在该预先设定的行程内，传递到多路复用器202、222的输入端的模拟传感器数据又输送到A/D转换器204和224，在该处这些传感器数据以所需要的数字化深度进行数字化处理。经由各自接下来连接的分配器206和226将数字化的传感器数据输送到微处理器20和22的输出端上。

微处理器20、22接下来分别连接第一节点28和第二节点30，这两个节点将各自传递到节点输入端的数字数据分配到各自对应设置的输出导线32和34上。输出导线32、34与未详细示出的控制设备连接，在该控制设备中对这些数据进行继续处理并且特别对待实施的乘客保护措施作出判断。节点28、30可以作为简单的放大器或作为求和器来实现，然而其中要注意到并没有真正实现数据求和；更确切地说，分配器206、226是这样设定行程的，即，对于在一个编码周期内的一个时间空档仅传递一个值到每个节点28、30上，而其它的节点输入端与高电阻的微处理器输出端连接。

在节点28、30的输入端上又建立起输入侧的传感器组的按照主题所进行的布设。也就是说，使第一组传感器的传感器10和12的横向和纵向加速度数据传递到第一节点28的输入端上，而使第二组传感器的传感器14、16、18的横向和垂直加速度数据以及转速数据传递到第二节点30的输入端上。这些数据根据预先设定的记录、周期性地总是在相等时间间隔内、于特征事件的输出导线32、34上进行编码，并且将数据输送到未示出的控制设备的特征事件的输入端。换句话说，在第一输出导线32上输送这样的状态参数，这些状态参数采用优化的方式来识别碰撞事件；而在第二输出导线34上输送这样的状态参数，这些状态参数采用优化的方式来识别翻滚事件。

在图1中可以清楚地了解到本发明的双重数据交叠。那么，特别是将碰撞传感机构的横向加速度传感器10的数据以及翻滚传感机构的转速传感器14的数据从它们的主题关联中提取出来，并且与其它各组传感器的剩余传感器的数据共同在微处理器中进行处理。在处理过程之后实现重新交叠，并且将排除的数据引回到特征事件的节点28、30中以及在特征事件的导线上进行编码。这样就导致了，在微处理器20、22出现故障的情况下，输出导线32、34没有完全“死掉”，而是在两个导线32、34上将数据输送到控制设备上，这些数据仍然足够用以探测碰撞事件和翻滚事件以及特别对两种事件进行区分。在所示实施例中，当第一微处理器20出现故障时，碰撞传感机构的横向加速度传感器10的数据运输到第一输出导线32上，而翻转传感机构的横向和垂直加速度传感器16、18的数据运输到第二输出导线34上。当第二微处理器22出现故障时，碰撞传感机构的纵向加速度传感器12的数据运输到第一输出导线32上，而翻转传感机构的转速传感器14的数据运输到第二输出导线34上。

本发明的传感器系统显示出较高的模块特性。由此例如实现了，在机动车的基本类型中仅设有包括传感器10和12的第一组传感器、第一微处理器20和包括第一输出导线32的第一节点28。然后在多路复用器202的输入端上连接横向加速度传感器10，而在图1中与第二节点30连接的分配器206的输出端又与第一节点28的输入端连接。为了加强系统而在具有翻滚识别功能的改善的事故传感机构上，可以使相同的电路板装设附加的微处理器22和附加的节点30。根据图1改变的布线能够容易且顺利地实现。控制设备相应的其它程序也容易实现。特别是，由于各个微处理器较少的所需通道数量使这样的构件成本保持很低，并且与两个单独的系统、或一个具有总共四通道的微处理器的系统相比，本发明额外地实现了对于两种事件机构的改善的故障安全性能。

图2示出了上图所示的传感器系统的时间测定的一个优选实施例。同步脉冲(Sync1和Sync2)以及控制脉冲(CTRL1和CTRL2)独特形式和顺序对于本发明并不受限制。模拟传感器的读取、数字化和多路复用处理以及分配处理之间的协调可以通过技术人员针对各种情况以及所应用的构件进行优化。对于本发明所示的实施例十分重要的是，输出导线32、34上的编码处理，该编码处理在图2的时间测定曲线图中表示为DL1和DL2。在第一输出导线32上，在正常情况下对信号DL1进行编码，该信号交替地运输对应于碰撞传感机构的横向和纵向加速器传感器10、12的数据。编码的周期对应于Sync1脉冲之间的距离。在输出导线34上，对在时间测定曲线图中用DL2表示的信号进行编码，该信号具有对应前述信号编码的双倍长的周期。在此，在该第一个半周期中运输传感器16的横向加速度数据和传感器14的转速数据，而在第二个半周期中运输传感器18的垂直加速度数据和零信号。这一点能够在顺利的情况下实现，这是因为能够用于识别翻滚事件的状态参数对时间要求的严格性要少于用于碰撞传感机构的状态参数。

当然，在具体实施例中讨论的以及在附图中所示的实施形式仅表示为本发明的解释性的实施例。技术人员在公开内容的范围内可以根据本发明的变换的可行性方案进行扩展。特别是，本发明并不局限于对碰撞事件和翻滚事件的识别。根据本发明的基本原理还可以扩展到两组以上的传感器。

Claims (7)

1.一种用于机动车乘客保护系统的传感器装置，包括：

-第一组传感器（10、12），通过该第一组传感器检测第一组状态参数，该第一组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第一事件；

-第一数字单元（20），该第一数字单元在输入侧与所述第一组传感器中的至少一个传感器（12）连接，所述第一数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到所述判断单元；

其特征在于，所述传感器装置还包括：

-第二组传感器（14、16、18），通过该第二组传感器检测第二组状态参数，该第二组状态参数经由接下来连接的判断单元共同用于识别第二事件；

-第二数字单元，该第二数字单元在输入侧与所述第二组传感器中的至少一个传感器（16、18）连接，所述第二数字单元处理向其馈送的传感器输出信号并且作为数字值继续输送到所述判断单元；

其中，

-所述第一组传感器中的至少一个传感器（10）与所述第二数字单元（22）连接，而所述第二组传感器中的至少一个传感器（14）与所述第一数字单元（20）连接；并且

-所述数字单元（20、22）在输出侧分别与第一和第二节点（28、30）连接，所述节点将各自输送的数字值分别聚集到对应的第一和第二输出导线（32、34）上，所述数字单元与所述节点是这样连接的，即，所述第一节点（28）将与所述第一组传感器的传感器（10、12）相对应的数字值聚集到所述第一输出导线（32）上，而所述第二节点（30）将与所述第二组传感器的传感器（14、16、18）相对应的数字值聚集到所述第二输出导线（34）上；

所述至少一个数字单元（20、22）中的至少一个传感器输出数据的处理包括模拟传感器输出信号的数字化处理，并且

所述第二组传感器包括用于检测沿着机动车横轴的低加速度分量的横向加速度传感器（16）、用于检测沿着机动车垂直轴的低加速度分量的垂直加速度传感器（18）以及用于检测机动车围绕垂直于垂直轴的轴旋转的转速传感器（14）。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述第一组传感器包括用于检测沿着机动车纵轴的高加速度分量的纵向加速度传感器（12）以及用于检测沿着机动车横轴的高加速度分量的横向加速度传感器（10）。

3.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述第二组传感器的与所述第一数字单元（20）连接的传感器为所述转速传感器（14）。

4.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，所述第一组传感器的与所述第二数字单元（22）连接的传感器为所述横向加速度传感器（10）。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，每条输出导线上的编码都作为输送到各个节点的数字值的周期顺序来实现。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，对应于所述第二组传感器的横向加速度传感器和垂直加速度传感器的数字值在周期顺序内以相等的时间空档定位并且交替地在相互接连的周期中进行编码。

7.根据权利要求1、2、4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述至少一个数字单元（20、22）中的至少一个传感器输出数据的处理包括与预先设定的界限值的比较处理以及生成相对应的1Bit数字值。

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