CN104943641B - 用于机动车辆的行人保护传感器的撞击管 - Google Patents

用于机动车辆的行人保护传感器的撞击管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统。该系统包括撞击感测单元，撞击感测单元包含撞击传感器和压力感测单元。撞击传感器具有填充流体的第一和第二管部。压力感测单元具有壳体且第一和第二压力传感器位于壳体内。撞击传感器的第一管部连接到第一压力传感器，且撞击传感器的第二管部连接到第二压力传感器。压力感测单元感测管内流体压力的变化。在一个实施例中，撞击传感器的管部限定回路。在另一个实施例中，第一管部的至少一部分和第二管的至少一部分共享公共轴。

Description

用于机动车辆的行人保护传感器的撞击管
技术领域
本发明构思大体涉及用于机动车辆的行人保护传感器。更具体地，本发明涉及一种用于具有连接到传感器单元的撞击管的车辆的行人保护传感器。
背景技术
行人车辆撞击事件是不幸的但和车辆和非行人对象之间的撞击事件一样是已知发生的。车辆对象撞击减轻系统可以识别车辆撞击的对象的位置和大小是已知的。在这样的系统与车辆的前部相关联的情况下，撞击对象的宽度和位置帮助车辆的撞击减轻系统来确定，如果有主动约束装置的话，哪一个主动约束装置应该展开。这样的系统可能导致车辆根据撞击对象是否是行人或是否是非行人对象反应有所差异。
在前者的情况下，车辆撞击减轻系统识别行人并积极响应撞击事件。积极响应可以是外部的和内部的。外部的响应可以包括，但不限于，保险杠安装和发动机罩安装的安全气囊和发动机罩提升系统。内部的响应可以包括，但不限于，方向盘、仪表板和座椅安全带安全气囊或侧帘的激活。
另一方面，如果车辆撞击减轻系统确定撞击的对象不是行人，那么不需要外部响应，虽然一个或多个上述提到的内部响应可能仍然被命令。
在实践中，行人撞击的检测需要车辆的前端被传感器完全覆盖，以最小化对行人的潜在伤害，并允许其他非行人对象撞击车辆而没有系统检测/反应。实现这一点的一种已知的方法是使用车辆前端的相对端通过密封管连接的两个压力传感器。然而，这种体系结构不是最经济有效的，因为它在管的各端都需要压力传感器。
因此，需要一种简单且便宜的装置，用于感测撞击的严重性、位置和广度。这样的信息可以通过控制系统与其他传感器输出集成以提供智能的撞击减轻系统。
在汽车技术的诸多领域，总存在与行人车辆撞击事件中行人的保护有关的改进的空间。
发明内容
本发明构思克服了与已知的撞击感测布置相关的问题。具体地，本发明构思提供了一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统克服了已知系统的局限性。具体地，本发明构思的系统包括撞击感测单元，撞击感测单元包括撞击传感器和压力感测单元。撞击传感器包括第一管部和第二管部。压力感测单元包括壳体。第一压力传感器和第二压力传感器位于壳体内。第一管部的一端流体连接到第一压力传感器。第二管部的一端流体连接到第二压力传感器。管部填充有流体，如气体。压力感测单元感测一个或两个管部内的流体压力的变化。
根据本发明构思的第一个实施例，第一和第二管部形成环形压力管。在本实施例中，一个管部设置在吸能装置的前部，且另一个管部设置在吸能装置的顶部或后部，从而保证了在撞击事件中仅吸能装置的前部上的管部会被挤压，从而环状管的一部分接收撞击引起的压力波，且环形管的另一部分承载压力波。如果挤压区和传感器之间的距离短，则压力波的移动相对快。如果挤压区和传感器之间的距离长，则压力波的移动相对慢。通过在环的每个开口端设置传感器，可以很容易地确定与车辆的前部的撞击位置。
根据本发明构思的第二个实施例，第一管部和第二管部是分开的管。在第一个实施例中，环形压力管的第一和第二管部是笔直且平行的。在第二个实施例中，至少一部分第一管部和至少一部分第二管部共享公共轴。
该系统包括控制器，压力感测单元连接到控制器。该系统还包括用于保护个体的可展开的保护元件。可展开的保护元件可以是外部的，以保险杠安装和发动机罩安装的安全气囊和发动机罩提升系统的形式。此外，可展开的保护元件可以是内部的，以方向盘、仪表板、以及座椅安全带安全气囊或侧帘中的一个或多个的形式。
根据本发明，提供一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统包含：
撞击传感器，其包括第一和第二管，每个所述管的至少一部分具有公共轴；
第一压力传感器，所述第一管连接至第一压力传感器；
第二压力传感器，所述第二管连接到第二压力传感器；以及
壳体，所述传感器位于壳体内。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管包括弧形部分和笔直部分且所述第二管包括弧形部分和笔直部分，所述笔直部分具有所述共同轴。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述笔直部分从所述第一管的所述弧形部分延伸，且所述第二管的所述笔直部分从所述第二管的所述弧形部分延伸。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述弧形部分连接到所述第一压力传感器，且所述第二管的所述弧形部分连接到所述第二压力传感器。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述弧形部分的一部分与所述第二管的所述弧形部分的一部分重叠。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包括保险杠和吸能装置，所述吸能装置具有前侧和后侧，所述第一和第二管安装到邻近所述后侧。
根据本发明的一个实施例，其中所述吸能装置具有在所述后侧中形成的凹部，所述壳体安装在所述凹部中。
根据本发明的一个实施例，其中吸能装置具有长轴以及其中所述管的所述部分共享的所述公共轴平行于所述吸能装置的所述长轴。
根据本发明的一个实施例，其中所述管填充有流体且所述压力传感器感测所述第一和第二管中流体压力的变化。
根据本发明，提供一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统包含：
撞击传感器，其包括第一和第二管，第一管具有弧形和笔直部分且第二管具有弧形和笔直部分；
第一压力传感器，所述第一管连接到第一压力传感器；
第二压力传感器，所述第二管连接到第二压力传感器；以及
壳体，所述传感器位于壳体内。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述笔直部分和所述第二管的所述笔直部分具有公共轴。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述笔直部分从所述第一管的所述弧形部分延伸，且所述第二管的所述笔直部分从所述第二管的所述弧形部分延伸。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述弧形部分连接到所述第一压力传感器且所述第二管的所述弧形部分连接到所述第二压力传感器。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管的所述弧形部分的一部分与所述第二管的所述弧形部分的一部分重叠。
根据本发明的一个实施例，该系统进一步包括保险杠和吸能装置，所述吸能装置具有前侧和后侧，所述第一和第二管安装到邻近所述后侧。
根据本发明的一个实施例，其中所述吸能装置具有在所述后侧中形成的凹部，所述壳体安装在所述凹部中。
根据本发明的一个实施例，其中吸能装置具有长轴以及其中所述管的所述部分共享的所述公共轴平行于所述吸能装置的所述长轴。
根据本发明的一个实施例，其中所述管填充有流体且所述压力传感器感测所述第一和第二管中流体压力的变化。
根据本发明，提供一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统包含：
撞击传感器，其包括第一和第二管；
第一压力传感器，所述第一管连接到第一压力传感器；
第二压力传感器，所述第二管连接到第二压力传感器；
吸能装置，其具有凹部；以及
壳体，其用于容纳所述压力传感器，所述壳体实质上安装在所述凹部。
根据本发明的一个实施例，其中所述第一管包括弧形部分和从弧形部分延伸的笔直部分，且所述第二管包括弧形部分和从弧形部分延伸的笔直部分，所述笔直部分具有所述公共轴。
当结合所附附图时，从以下具体实施方式中，上述优点和其他优点和特征将是显而易见的。
附图说明
为了更完全地理解本发明，现在应该参考所附附图中更详细地说明的和以下通过本发明的示例描述的实施例，其中：
图1是包括根据本发明构思的优选实施例的行人撞击感测系统的机动车辆的前部的简化透视图；
图2是类似于图1但是示出了机动车辆的前端的俯视平面图的视图；
图3示出了根据本发明构思的优选实施例的撞击感测单元相对于车辆的保险杠和吸能装置的视图；
图4示出了沿着图3的线4-4截取的剖视图；
图5是根据本发明构思的可供选择的实施例的撞击感测单元位于机动车辆的前部的俯视平面图；
图6示出了沿着图5的线6-6截取的压力管相对于车辆的吸能装置和保险杠的布置的可供选择的实施例的剖视图；
图7示出了根据本发明构思的优选实施例的行人撞击感测系统的可供选择的实施例的俯视平面图；
图8示出了根据图6和7中所示的行人撞击感测系统的实施例位于吸能装置上的压力管的后侧视图；
图9示出了沿着图8的线9-9截取的压力管总成和吸能装置的剖视图；以及
图10示出了沿着图7的线10-10截取的压力管总成和吸能装置的剖视图。
具体实施方式
在以下附图中，相同的附图标记将用于指代相同的组件。在以下的描述中，对不同构造的实施例的各种操作参数和组件进行了描述。这些特定的参数和组件作为示例包括在本发明中，并不意为限制。
总之，本发明提供了一种用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统通过对两个压力传感器使用单个壳体提供了相比于已知技术更具成本效益的解决方案。以这种方式，提供了至压力管的单个连接器和至车辆的单个连接件。
本发明构思操作以基于在被撞击的环形压力管中的某一点产生的压力波来确定行人撞击。通过依靠连接到环形压力管的一个支柱的一个开口端的一个压力传感器和连接到环形压力管的另一个支柱的另一个开口端的另一个压力传感器，可以得到信号时间和经过的距离差异的测量并且可以因此确定撞击位置。测量结果仅依赖于被撞击的环状压力管的一个支柱，并且另一个支柱通过吸能装置被隔离和保护不受撞击。
参照图1，其示出了机动车辆的前部的简化透视图，机动车辆的前部总体示为10，包括根据本发明构思的优选实施例的行人撞击感测系统。参照图2，示出了类似图1的视图，但示出了机动车辆10的俯视平面图。示出的保险杠总成12在车辆10的最前部。保险杠总成12被相对薄的前护板14覆盖以提供空气动力学轮廓并改善下面的保险杠组件的外形。在图1和2中所示的车辆10和保险杠总成12的形状和整体结构仅用于说明的目的并不意为限制。
吸能装置16嵌入车辆10内，通常是在车辆保险杠总成12的内部。吸能装置16可以由各种材料制成，但优选由抗撞击泡沫或模制聚合材料制成。设置吸能装置16以当保险杠总成12经历撞击事件被挤压或压平或以其它方式变形时吸收动能。吸能装置16可以由各种材料制成，包括泡沫或薄壁聚合材料。
保险杠总成12还包括保险杠17。优选地但不是绝对地，保险杠17是由挤压金属制成，如挤压铝。作为选择，保险杠17可以由软的刚性材料制成。
撞击感测单元18邻近吸能装置16且在车辆内部。撞击感测单元18包括撞击传感器20和压力感测单元22。压力感测单元22连接到电子控制单元24。电子控制单元24可以从压力感测单元22接收信号，表明撞击事件已经发生，如通过撞击感测单元18的撞击传感器20中的压力变化量确定，以下将更详细地讨论。
电子控制单元24连接到车辆10的行人保护系统的其他组件上。例如，电子控制单元24可以连接到发动机罩提升驱动器26和26'，发动机罩提升驱动器26和26'提升车辆发动机罩以便在发动机罩下面和发动机罩下面的刚性组件之间制造更多的间隔。增加的间隔允许发动机罩在行人撞击的压力下向下弯曲。因此，来自电子控制单元24的信号可以影响发动机罩提升驱动器26和26'的触发以便在适当的时候提升发动机罩。
发动机罩提升驱动器26和26'是主动行人保护的例子。可以由电子控制单元24触发的其他形式的行人保护包括用于保护行人的外部安全气囊(未示出)。
电子控制单元24确定的响应于压力感测单元22的撞击类型不是行人撞击的类型，而是被确定为非行人撞击的类型。在这样的情况下，电子控制单元24可以可选地发信号给内部安全气囊控制模块28以启动一个或多个内部安全气囊(未示出)的释放，一个或多个内部安全气囊包括但不限于仪表板和方向盘安全气囊和帘式安全气囊。应当理解，内部安全气囊也可以在行人撞击事件中启动。
参照图3，压力感测单元22包括压力感测单元壳体23。第一压力传感器30和第二压力传感器32在压力感测单元壳体23内。撞击传感器20包括环形压力管33，环形压力管33具有第一支柱或压力管部34和第二支柱或压力管部36。环形压力管33和相关的压力传感器30和32含有流体如气体。环形压力管33优选但不一定由柔性或半柔性聚合材料制成。因此，环形压力管33可以用在宽范围的包装选择中。
本发明构思的压力感测单元22可任选地包括用于安全的双向自测试G传感器35(以防止系统发生故障)和温度传感器37。如果提供温度传感器37的话，其检测护板14和吸能装置16的温度，在这些组件的温度都受到周围环境温度的变化的情况下。压力感测单元22还可以包括压电换能器39，用于通过产生压力脉冲测试环形压力管33的压力灵敏度。如果有压电换能器39的话，每次车辆启动时其检查压力灵敏度。
第一压力管部34包括开口端38，同时第二压力管部36包括开口端42。第一压力管部34和第二压力管部36通过回路44流体地连接，使得环形压力管33在第一开口端38和第一开口端42之间是连续的。第一压力管部34的开口端38流体地连接到第一压力传感器30，同时第二压力管部36的开口端42流体地连接到第二压力传感器32。
撞击感测单元18的环形压力管33通过安装支架46和压力传感器壳体22连接到车辆10。可选地，撞击传感器20也可以连接到车辆10。
参照图4，其是沿着图3的线4-4截取的剖视图，示出了第一压力管部34安装在邻近吸能装置16的前部而第二压力管部36安装到吸能装置16的顶侧的相对位置。应当指出的是，第二压力管部36也可以安装到吸能装置16的底侧。
图5和图6中示出了图1至4所示的布置的替代选择和它们的关系的讨论。图5示出了根据本发明构思的替代实施例的撞击感测单元位于机动车辆的前部的俯视平面图，并且图6示出了沿着图5的线6-6截取的感测单元的剖视图。
和图1至4中所示的行人撞击感测系统的实施例一样，图5和图6中所示的实施例包括车辆10，车辆10具有由薄的前护板14覆盖的保险杠总成12。保险杠17也是保险杠总成12的一部分。
提供了具有第一支柱或压力管部50和第二支柱或压力管部52的环形压力管48。第一压力管部50和第二压力管部52通过回路54连接。环形压力管48的开口端以与以上关于图1-4中所示的实施例描述的方式相同的方式流体地连接到压力感测单元22。吸能装置56设置在护板14和保险杠17之间。和上述描述的吸能装置16一样，吸能装置56可以由各种材料制成，但优选是由抗撞击泡沫或模制聚合材料制成。
如图5和6所示，第一压力管部50安装到邻近吸能装置56的前部，同时第二压力管部52安装到在吸能装置52的后侧上形成的通道58中。以这种方式，第二压力管部52上设置有保护，不受直接撞击的影响。
上述讨论的环形压力管33和48代表本发明构思的撞击感测单元的压力管的一种方式。然而，这不是唯一可行的布置并且在图7至10中示出了可供选择的压力管布置。
参照图7，示出了根据本发明构思的行人撞击感测系统的可供选择的实施例，总体示为60。行人撞击感测系统60包括压力总成62，通常位于邻近吸能装置63，吸能装置63自身位于邻近护板14。保险杠17位于邻近压力总成62。
压力总成62包含压力管系统64，压力管系统64包括第一压力管66和第二压力管68。第一压力管66和第二压力管68各自含有流体，如气体。该管布置在图8中更好地示出，图8示出了吸能装置63和压力管系统64的后侧视图。设置了压力传感器壳体70，其包括第一压力传感器72和第二压力传感器74。第一压力管66的开口端连接到第二压力传感器74且第二压力管68的开口端连接到第一压力传感器72。
图9示出了封入压力传感器壳体70(如图7和8所示)内的吸能装置63、第一压力管66、第二压力管68、第一压力传感器72和第二压力传感器74的剖视图。图9中所示的剖视图是沿着图8的线9-9截取的。压力传感器壳体70安装在吸能装置63中形成的凹陷区域71内。
沿着图7的线10-10截取的图10示出了根据本发明的实施例的行人撞击感测系统60的剖视图。如图所示，第一压力管66和第二压力管68位于吸能装置63的后部，但在保险杠17的前部。
在操作中，在撞击事件中，撞击感测单元做出响应发信号至电子控制单元24。压力感测单元22(或22’)产生的信号本身是在压力管33或压力管66和68中的任一个或两个中感测到压力变化的响应。这可能通过与压力传感器30(或72)和第二压力传感器32(或74)相关联的压力换能器(未示出)得到，以上传感器产生代表在所有时间感测到的压力的电气或电子信号。由第一压力传感器30(或70)和第二压力传感器32(或72)产生的信号被发送到电子控制单元24，在电子控制单元32中这些信号被数字化、集成化、测量、比较、或以其它方式通过电子和/或数学处理以便检测如撞击感测单元18(或18'或70)上的撞击的大小、时间和位置特性。也可以理解，使用由第一压力传感器30(或72)和第二压力传感器32(或74)产生的原始信号来驱动行人保护元件或乘客保护元件而不由电子控制单元24显著处理也是可行的。
本发明构思提供了在同一压力感测单元壳体23(或70)中彼此相邻的两个压力传感器30和32(或72和74)的包装，相比于将多个传感器置于单独的间隔开的位置，有利于整个撞击感测单元18(或18')的设计的效率。通过压力感测单元22(或22’)的整体结构设计，撞击感测单元18(或18')的制造、安装和维修都得到了改善。
因此，以上提出的本发明通过降低复杂性和成本克服了车辆的已知的行人保护感测系统面临的挑战。然而，本领域技术人员将从这样的讨论以及从所附附图和权利要求中认识到，在不脱离由以下权利要求限定的本发明的真正精神和公平范围的前提下，可以做出各种改变、修改和变化。

Claims (8)

1.一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统包含：
撞击传感器，其包括第一和第二管，每个所述管包括弧形部分；
第一压力传感器，所述第一管连接至第一压力传感器；
第二压力传感器，所述第二管连接到第二压力传感器，其中所述第一管的所述弧形部分连接到所述第一压力传感器，并且所述第二管的所述弧形部分连接到所述第二压力传感器；以及
壳体，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器位于所述壳体内。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管还包括笔直部分且所述第二管还包括笔直部分，所述第一管和所述第二管的笔直部分具有公共轴。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管的所述笔直部分从所述第一管的所述弧形部分延伸，且所述第二管的所述笔直部分从所述第二管的所述弧形部分延伸。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管的所述弧形部分的一部分与所述第二管的所述弧形部分的一部分重叠。
5.一种在撞击事件中识别对象的用于车辆的感测和伤害减轻系统，该系统包含：
撞击传感器，其包括第一和第二管，第一管具有弧形和笔直部分且第二管具有弧形和笔直部分；
第一压力传感器，所述第一管连接到第一压力传感器；
第二压力传感器，所述第二管连接到第二压力传感器，其中所述第一管的所述弧形部分连接到所述第一压力传感器，并且所述第二管的所述弧形部分连接到所述第二压力传感器；以及
壳体，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器位于所述壳体内。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管的所述笔直部分和所述第二管的所述笔直部分具有公共轴。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管的所述笔直部分从所述第一管的所述弧形部分延伸，且所述第二管的所述笔直部分从所述第二管的所述弧形部分延伸。
8.根据权利要求5所述的用于车辆的感测和伤害减轻系统，其中所述第一管的所述弧形部分的一部分与所述第二管的所述弧形部分的一部分重叠。
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