CN105593073A - 多轴线车辆传感器的安装 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于车辆(10)的安全系统(12)，其包括：至少一个传感器(16)，用于感测车辆(10)上的指示沿着与车辆纵向轴线平行的第一感测轴线和相对于车辆横向轴线倾斜的第二感测轴线(A)的碰撞的位移和作用力。电子控制单元(14)与至少一个传感器(16)通信，并从相对于沿着第二感测轴线的位移和作用力获得的信息来推导沿着不同轴线的位移和作用力。电子控制单元(14)使用推导出的信息，来基于由至少一个传感器(16)感测到的位移以及从与沿着第二感测轴线(A)的位移有关的信息推导出的信息，来确定是否需要安全响应。

Description

多轴线车辆传感器的安装
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月19日提交的美国申请No.14/308,833以及2013年6月21日提交的美国临时申请No.61/837,837的优先权。
背景技术
包括气囊展开系统的车辆安全系统采用位于车辆上的传感器来检测碰撞情况。碰撞传感器与电子控制单元(ECU)通信，所述电子控制单元确定何时展开安全装置，例如气囊。安全系统所使用的信息包括碰撞的方向和作用力。传感器必须布置成沿着车辆的每根轴线感测数据，以确定碰撞发生的方向。因此，在整个车辆上采用多个传感器来检测由安全系统利用的指示碰撞的作用力和位移(movement)。
这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本公开的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申请时可能还不构成现有技术的各方面，既非明示地也非暗示地被承认是本公开的现有技术。
发明内容
所公开的用于车辆的安全系统包括：至少一个传感器，用于感测车辆上的指示沿着与车辆纵向轴线平行的第一感测轴线和相对于车辆横向轴线倾斜的第二感测轴线的碰撞的位移和作用力。至少一个传感器包括第一和第二传感器部分，其允许感测彼此垂直的两个方向上的位移和作用力。传感器取向成使得第二感测轴线相对于车辆横向轴线以大于0且小于90度的角度布置。在一个公开的实施例中，第二感测轴线的角度是45度。
电子控制单元与至少一个传感器通信，并从相对于沿着第二感测轴线的位移和作用力获得的信息来推导沿着不同轴线的位移和作用力。ECU使用推导出的信息，来基于由至少一个传感器感测到的位移以及从与沿着第二感测轴线的位移有关的信息推导出的信息，来确定是否需要安全响应。
尽管不同示例具有在说明中示出的特定部件，但是本公开的实施例并不局限于那些特定组合。能够将来自一个示例的部件或特征的一部分与来自另一示例的特征或部件结合使用。
从以下说明和附图中，本文所公开的这些以及其它特征可得到最佳的理解，以下是简要描述。
附图说明
图1是包括安全系统的示例车辆的示意图。
图2是安全系统的多个传感器之一的透视图。
图3是一个示例传感器的感测轴线的示意图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且决不旨在限制本公开、其应用或用途。为清楚起见，相同附图标记将在附图中被使用来标识相似元件。
参考图1，车辆10包括安全系统12，其具有辅助制约物，例如气囊18和主动式安全带20。安全系统12包括安装在车辆10上的至少一个传感器16和电子控制单元(ECU)14。在该示例中，至少四个(4个)传感器16遍及车辆10安装，且生成指示沿着多个车辆轴线之一的位移和作用力的信号。ECU14使用来自传感器16的数据来确定是否发生了碰撞。在确定发生了碰撞时，ECU14生成信号来启动安全响应且部署至少一个安全措施，例如气囊18和主动式安全带20。ECU14可部署组合的安全措施，例如多个气囊18、安全带20的制约张力等等，取决于由来自传感器16的信号指示的所测方向和大小。
车辆10的碰撞和位移将发生在包括多个主要车辆轴线的分量的方向上。在该示例中，X轴线沿着车辆纵向轴线布置，Y轴线沿着横向轴线布置，且Z轴线或第三轴线垂直于Y轴线和X轴线。每个传感器16生成指示平行于每个车辆轴线的位移的信息并将该信息通信至ECU14。
参考图2和3且继续参考图1，示例传感器16各自在两个感测方向上感测，彼此垂直且被称为XY传感器。在该示例中，每个传感器16包括感测第一感测方向上的位移和作用力的第一感测部28和感测第二感测方向上的位移和作用力的第二感测部30。仅在两(2)个方向例如X轴线和Y轴线上进行感测，会使围绕Z轴线的位移可能漏检，或者可能延迟检测。因此，示例安全系统12采用传感器16，其感测沿着两(2)根轴线的位移来获得与沿着至少三(3)根轴线的位移相关的信息，方法是通过倾斜每个传感器16，使得第一感测轴线平行于X轴线布置，且第二感测轴线A相对于横向轴线或Y轴线以一定角度布置。
感测轴线A的倾斜取向(图1和图3)允许双轴线XY传感器16生成指示沿着全部三根轴线的位移的信息。在该示例中，传感器16取向成感测沿着第二感测轴线A的位移，所述第二感测轴线A布置成相对于X轴线成45度角。虽然示例传感器(2)安装成提供成45度角的第二感测轴线A，但是任何大于0度且小于90度的角度都可以被采用且落入本发明的构思中。
示例传感器16是XY传感器，其通过围绕与X轴线平行的纵向轴线旋转传感器16而得以取向，使得代替感测沿着与X轴线垂直的轴线的位移，它感测围绕与X轴线成45度取向的第二感测轴线A的位移。传感器16因此100％感测在沿着与车辆10的纵向轴线平行的方向的第一感测轴线上的作用力和位移，且根据第一分量24和第二分量26部分地感测沿着Y和Z轴线中每根轴线的位移。可理解的是，沿着第二感测轴线A的位移包括Y分量(第一分量24)和Z分量(第二分量26)。传感器16因此感测每个方向上的一部分位移。在该示例中，传感器16将生成指示沿着Y轴线的第二方向上的一部分(例如对于45度角为71％)的作用力以及沿着Z轴线的第三方向上的作用力的71％。因此，双轴线XY传感器(16)提供指示沿着车辆10的三根轴线的作用力和位移的信息、，而没有三轴线传感器的增加的复杂性和成本。
ECU14接收来自每个传感器16的指示沿着两根感测轴线的位移的信息，并生成指示车辆10的三根轴线上的位移的信息。沿着第二感测轴线A的信息生成被用于推导就角度22而言的沿着Y轴线的第一分量24和沿着Z轴线的第二分量26的位移值和作用力值。ECU14然后使用推导出的信息与来自传感器16的指示沿着车辆纵向轴线的位移和作用力的信息相组合，来确定碰撞的方向和轻重，并生成信号来启动安全系统12的任何所需元件的展开。位移和作用力的分量的推导由被编程为ECU14的一部分的算法实施。
在操作中，遍及车辆10取向的每个传感器16被取向成检测沿着与车辆的车辆纵向轴线X平行的第一感测轴线和相对车辆横向轴线倾斜的第二感测轴线A的位移和作用力。传感器16因此生成指示沿着第一和第二感测轴线的位移的信号，并将该信息通信至ECU14。ECU14使用指示沿着第二感测轴线A的位移和作用力的信息，来推导指示围绕车辆10的相应Y和Z轴线的位移和作用力的值。ECU14然后生成信号，从而根据需要和先前限定的方式来触发来自安全系统12的安全响应的启动。
在该示例中，沿着第二感测轴线A感测到的位移和作用力包括指示沿着车辆横向轴线或Y轴线的位移的第一分量24和指示沿着与车辆横向轴线和车辆纵向轴线横交的第三车辆轴线的位移的第二分量26。ECU14基于第一分量24推导沿着车辆Y轴线或横向轴线的位移和作用力，并基于第二分量26推导沿着第三车辆轴线的位移和作用力。ECU14然后生成信号，来基于沿着第一传感器轴线感测到的位移、指示沿着横向轴线的位移的第一分量和指示沿着第三车辆轴线的位移的第二分量，启动安全响应。
采用三轴线翻转传感器(rolloversensor)的安全系统可被由某种算法支持的双轴线传感器代替，所述算法被采用在ECU中，以生成在不同方向上且沿着至少三根轴线的施加在车辆上的位移和作用力的信息。使用从传感器16获得的数据的算法允许了解可能致使安全系统展开的车辆动态状况。
通过以一定角度例如45度取向传感器所提供的附加信息允许更好地确定展开气囊或其它安全装置的时间。45度的安装取向提供了最简单的几何计算。然而，也可以是在0至90度之间选择的其它角度。其它角度将选择多于所需的其它情形的一个感测方向。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但是本公开的真实范围不应该受限于此，因为本发明相关领域的技术人员将意识到用于实施本发明的各种替代设计和实施例都落于所附权利要求书的范围内。
尽管已经公开了示例性实施例，但是本领域的技术人员将意识到某些变型将落入本公开的范围内。因此，应该研究后附权利要求书来确定本公开的范围和内容。

Claims (15)

1.一种用于车辆(10)的安全系统(12)，包括：
至少一个传感器(16)，其感测指示沿着与车辆(10)的纵向轴线平行的第一感测轴线和相对于车辆(10)的横向轴线倾斜的第二感测轴线(A)的碰撞的位移；和
电子控制单元(14)，其与所述至少一个传感器(16)通信，以基于由所述至少一个传感器(16)感测到的位移，来确定是否需要安全响应。
2.如权利要求1所述的安全系统(12)，其中，第二感测轴线(A)与横向轴线成大于0度且小于90的角。
3.如权利要求1所述的安全系统(12)，其中，第二感测轴线与横向轴线成45度的角。
4.如权利要求1所述的安全系统(12)，其中，指示沿着第二感测轴线(A)的碰撞的位移包括：第一分量(24)，其指示沿着横向轴线的位移；和第二分量(26)，其指示沿着与车辆横向轴线和车辆纵向轴线横交的第三车辆轴线的位移。
5.如权利要求4所述的安全系统，其中，电子控制单元(14)基于第一分量(24)确定沿着车辆(10)的横向轴线的位移，并基于第二分量(26)确定沿着第三车辆轴线的位移。
6.如权利要求5所述的安全系统，其中，电子控制单元(14)生成信号，以基于沿着第一传感器轴线感测到的位移、指示沿着横向轴线的位移的第一分量(24)和指示沿着第三车辆轴线的位移的第二分量(26)，来启动安全响应。
7.如权利要求5所述的安全系统(12)，其中，第一分量(24)包括沿着横向轴线的一部分实际位移，且第二分量(26)包括沿着第三车辆轴线的一部分实际位移。
8.如权利要求1所述的安全系统，其中，所述至少一个传感器(16)包括：第一部分，其检测沿着第一感测轴线的位移；和第二部分，其用于感测沿着与第一感测轴线横交的第二感测轴线的位移。
9.如权利要求1所述的安全系统，其中，电子控制单元(14)生成信号，用于启动安全响应以启动安全装置(18、20)。
10.一种操作车辆安全系统(12)的方法，包括：
使用传感器(16)来检测碰撞方向上的作用力，所述传感器(16)包括：第一部分(28)，其用于感测沿着与车辆(10)的纵向轴线平行的第一感测轴线的作用力；和第二部分(30)，其用于感测沿着相对于车辆(10)的横向轴线倾斜的第二感测轴线的作用力；
使用电子控制单元(14)基于从传感器(16)传达来的指示施加在车辆(10)上的作用力的信号来确定是否需要安全响应；以及
生成信号来使用电子控制单元(14)触发安全响应。
11.如权利要求10所述的方法，包括：沿着与横向轴线成大于0度且小于90度角的第二感测轴线进行感测。
12.如权利要求10所述的方法，包括：沿着与横向轴线成45度角的第二感测轴线进行感测。
13.如权利要求12所述的方法，其中，感测指示沿着第二感测轴线的碰撞的位移包括：第一分量(24)，其指示沿着横向轴线的位移；和第二分量(26)，其指示沿着与车辆横向轴线和车辆纵向轴线横交的第三车辆轴线的位移。
14.如权利要求13所述的方法，包括：使用电子控制单元(14)来基于第一分量(24)确定沿着车辆(10)的横向轴线的位移，并基于第二分量(26)确定沿着第三车辆轴线的位移。
15.如权利要求14所述的方法，其中，电子控制单元(14)生成信号，以基于沿着第一传感器轴线感测到的位移、指示沿着横向轴线的位移的第一分量(24)和指示沿着第三车辆轴线的位移的第二分量(26)，来启动安全响应。
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