CN106458127B

CN106458127B - 行人保护机构的激活

Info

Publication number: CN106458127B
Application number: CN201580024371.6A
Authority: CN
Inventors: 杨·勒·梅尔; 奥萝尔·卢瓦西; 亚历山大·门萨勒斯; 雅尔诺·德瓦雷
Original assignee: Swede Sweden
Current assignee: Vinninger Swedish Security Systems
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2035-05-07
Also published as: EP2942243B1; WO2015171062A1; CN106458127A; EP2942243A1

Abstract

本发明涉及在车辆中用于激活行人保护机构的方法和装置。该方法包括获取指示机动车辆是否与物体撞击的信号以及指示撞击前的车速的信号。此外，该方法包括以下步骤：获取指示与物体的撞击程度的信号，并且在从撞击时起经过一时间段之后，判定撞击程度的大小是否高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，其中，该时间段至少基于所获取的车速；如果撞击程度的大小高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，则激活行人保护机构。

Description

行人保护机构的激活

技术领域

本发明涉及在车辆中用于激活行人保护机构的方法和装置。

背景技术

现代车辆可以配备有行人保护装置，诸如可展开的发动机罩和/或覆盖车辆的挡风玻璃和/或A柱的一个或多个气囊等。这些行人保护装置被布置成制造到发动机盖下方的发动机缸体和其它刚性结构的间隙，并且在本领域中用于在与车辆(典型地，汽车)碰撞的情况下保护行人。然而，现有技术的问题在于在车速低(例如，10km/h)的情况下，保护装置对行人起到非常有限的保护效果(如果有的话)，但是激活保护系统可能引起损坏汽车，从而需要昂贵的维修工作。因此，在低速下，事实上不需要保护装置。在另一方面，如果速度较高(例如，100km/h)，则由于保护装置并非设计用于这种程度的碰撞撞击，故激活行人保护装置甚至可能对行人起反作用。

EP 1227956公开了行人保护撞击系统，其中，在碰撞时激活系统，除非车速低于下速度阈值或超出上速度阈值。然而，如果车速达到介于下速度阈值与上速度阈值之间的值时，将基于车速对保护系统的激活(其例如通过外部气囊的展开来表示)进行控制。因此，在碰撞前一刻的车速高于下速度阈值但低于中间速度阈值的情况下，由于当车辆行驶较快时行人可能更迅速地与气囊接触，所以碰撞时间与气囊展开之间的延迟随车速的增加而降低。

在另一方面，在车速高于中间速度阈值但低于上速度阈值的情况下，所需的延迟时间小于气囊的最小展开时间，并且由此气囊将以更高的速率展开(例如，通过在充气期间增加气压)。如在前面的场景下，延迟时间随车速的增加而降低。然而，对于接近(但高于)中间速度阈值的车速，气囊以较高的速率展开时的延迟时间比气囊以较低的速率展开时的延迟时间长。

EP 1227956中的问题在于，如果车速高于下速度阈值并且低于上速度阈值，则气囊将始终以变化的延迟时间被展开。

发明内容

本发明的目的在于解决或至少减轻本领域中的这个问题并且提供行人保护机构的改进的激活。

在本发明的第一方面，该目的通过一种在机动车辆中激活行人保护机构的方法来达到。该方法包括获取指示机动车辆是否与物体撞击的信号以及指示撞击前的车速的信号。此外，该方法包括以下步骤：获取指示与物体的撞击程度的信号并且在从撞击时起经过一时间段之后，判定撞击程度的大小是否高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，其中，时间段至少基于所获取的车速；以及如果撞击程度的大小高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，则激活行人保护机构。

在本发明的第二方面，该目的通过一种在机动车辆中配置为激活行人保护机构的激活装置来达到。该激活装置可操作以获取指示机动车辆是否与物体撞击的信号、指示撞击前的车速的信号以及指示与物体的撞击程度的信号。此外，该激活装置可操作以在从撞击时起经过一时间段之后，判定撞击程度的大小是否高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，其中，时间段至少基于所获取的车速；并且如果撞击程度的大小高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，则激活行人保护机构。

因此，在车辆与物体碰撞的情况下，激活装置在决定是否激活诸如外部气囊之类的行人保护机构之前根据碰撞时刻之前的车速等待一时间段。激活装置通常呈微处理器的形式。在该时间段期间，激活装置连续地或者间或地记录指示与物体的撞击程度的信号。该信号例如可以借助于车辆保险杠中的接触传感器来记录。如果在经过该时间段之后，判定撞击程度高于下撞击阈值水平但低于上撞击阈值水平，则保护机构将被激活。因此，由于在判定是否激活保护机构之前施加等待期，所以本发明将有利地比现有技术的行人保护装置更具鲁棒性。由于在经过一时间段之后能够更确定地评估保护机构是否应该被激活，故这将有利地有助于避免保护机构的不必要的激活，并且可以忽视任何可能的初始瞬态效应。

另外的优点在于，通过引入等待期(即，从碰撞时刻开始直至决定是否激活保护机构的时间段)，可以对保护机构的激活进行控制，使得最优的或至少接近最优的时间安排(timing)可以被提供以用于保护机构激活。例如，诸如气囊之类的保护机构通常在激活后立即展开并且根据型号在20-40毫秒内完全充气。在完全充气之后，放气立即开始，同时气体通过气囊的织物中的出口逸出。重要的是气囊在被行人撞击之前不会过度放气，因为放气将降低气囊的缓冲效果。因此，通过至少基于车速控制等待期，对保护机构进行激活使得行人在适当的时间与保护机构碰撞。

例如，假设对于以40km/h行驶的汽车，碰撞物体的时刻与以下时刻之间的时间段为约10ms：从指示与物体的撞击程度的信号中可以检测到物体是否是行人或者引起更大(或更小)撞击的某物。此外，为了确保物体是否实际上不是行人而是引起与汽车进行高能(或低能)撞击的物体(诸如树木或其它车辆等)，通常需要另外5ms来使指示撞击程度的信号稳定下来。因此，在40km/h的车速下，用于检测高能撞击的时间段为约15ms。

此外，如前所述，假设诸如发动机盖和/或挡风玻璃气囊之类的行人保护机构通常在激活后立即展开并且在约30ms内完全充气。在40km/h时，进一步假设行人碰撞汽车与行人撞击气囊之间的时间段为约60ms。

因此，对行人保护机构进行控制的激活装置将有利地引入一时间段(即等待期)，该时间段从与物体碰撞的时刻开始到判定行人保护机构是否应被激活的时刻，以避免气囊在高强度或低强度、非行人碰撞的情况下展开。在该示例性实施例中，等待期被设置为至少15ms。假定所检测的物体被判定为行人并且气囊被激活，这将导致从碰撞开始到气囊完全充气的总时间段为约15+30＝45ms。

为了优化气囊的保护效果，在该示例性实施例中的等待期可以有利地设置为约30ms，在这种情况下，从碰撞开始到气囊完全充气的总时间段为约30+30＝60ms。因此，气囊在行人与气囊撞击的时刻完全充气，并且尚未开始放气。

在本发明的另一个实施例中，在经过等待期并且撞击程度的大小等于或低于下撞击阈值的情况下，不执行行人保护机构的激活。因此，在与物体进行低能撞击的情况下，可以断定，由于行人保护机构将不具有或具有较小的保护效果，故行人保护机构不应如先前所讨论的那样被激活。低能撞击可能意味着较低的车速，或者物体不是行人而是例如猫或狗之类的较小的动物。

在本发明的又一个实施例中，在经过等待期并且撞击程度的大小等于或高于上撞击阈值的情况下，不执行行人保护机构的激活。因此，在与物体进行高能撞击的情况下，可以断定，由于行人保护机构可能具有反作用，故行人保护机构不应如先前所讨论的那样被激活。高能撞击可能意味着较高的车速，或者物体不是行人而是例如为车辆。

在两个前述实施例中，可以有利地断定，在根据本发明的配置为激活行人保护机构的激活装置中施加的等待期将导致更鲁棒性的行人保护机构，该等待期介于物体撞击车辆与决定是否激活保护机构的时间之间。

在又一个实施例中，通过在等待期期间连续地记录指示与物体的撞击程度的信号，可以有利地更高程度地确定行人保护机构实际上是否应被激活。

在本发明的实施例中，不仅等待期考虑所获取的车速，而且撞击阈值的设置也考虑所获取的车速。例如，任何给定的物体在与车辆进行高速碰撞时将导致更高程度的撞击。例如，在40km/h下碰撞狗可能会导致与在20km/h下碰撞成年行人相同程度的撞击。对于在40km/h时的行人碰撞，通常应激活行人保护机构，而对于与狗碰撞的情况，不应执行激活。因此，通过使上撞击阈值和下撞击阈值的设置适应于碰撞之前的实际车速，来考虑物体在不同车速下的变化的撞击程度。在前述示例中，在40km/h时与狗的碰撞通常会导致落在下撞击阈值下方的撞击程度，并且结果行人保护机构将不被激活。

在本发明的其它实施例中，等待期和/或撞击阈值可以基于车速、行人保护机构的环境温度、来自预冲撞传感器的信息等。

应该注意的是，等待期不能被设置为长于从碰撞时刻开始到行人撞击保护机构所花费的时间与激活保护机构所需的时间之间的差值。例如，如果气囊的展开时间为30ms，并且在当前车速下从行人碰撞汽车直到所估计的行人撞击气囊为止的时间为35ms，则等待期不能被设置为长于5ms；在碰撞后最多5ms时，气囊必须展开，以便在行人与气囊碰撞之后的35ms内完全充气。

通常，权利要求书中使用的所有术语应根据其在技术领域中的通常含义来解释，除非本文另有明确定义。对“一/一个/该元件、装置、部件、构件、步骤等”的所有引用将被公开地解释为指元件、装置、部件、构件、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确说明。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的激活装置；

图2示出了根据本发明的实施例的三种不同的车辆碰撞场景的撞击信号；

图3示出了根据本发明的方法的实施例的流程图；以及

图4示出了根据本发明的实施例的行人保护机构的激活的时间安排。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图对本发明进行更全面地描述，本发明的某些实施例在附图中示出。然而，本发明可以呈许多不同的形式并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例是作为示例提供的使得本公开将被充分披露并且完整，并且将充分地向本领域的技术人员传达本发明的范围。在整个描述中，相同的数字指代相似的元件。

图1示出了根据本发明的实施例的被配置为激活行人保护机构的激活装置100的实施例。保护激活装置通常呈微处理器(CPU)的形式。CPU100与碰撞传感器(CS)101通信，该碰撞传感器检测与物体的碰撞。碰撞传感器101例如可以以布置在车辆的保险杠中的接触传感器的形式实施。此外，在车辆与行人碰撞的情况下，CPU 100与行人保护机构(PPM)102(诸如位于车辆的发动机罩下方并且布置成在发动机罩的顶部展开的外部气囊等)通信，如前所述。

CPU 100可以是车辆的所谓电子控制单元(ECU)的一部分，电子控制单元通常由一个或多个微处理器实施，该一个或多个微处理器执行用于对车辆中的各种系统和部件进行控制的适当的软件。车辆可以包含大量互连的ECU(诸如制动控制模块(BCM)或速度控制模块(SCM)等)以用于控制车辆的所有性能。车辆可以包括接收来自电池监测单元(BMU)的信息的特定冲撞ECU，该电池监测单元检测车辆电池的各种物理性能(诸如电压、电流、温度、充电状态(SOC)等)以用于电池管理。因此，CPU 100可以访问大量的车辆信息，诸如车速、环境温度、天气条件等。

通常，CPU 100呈一个或多个微处理器的形式，该一个或多个微处理器被配置为执行计算机程序(SW)103，该计算机程序被下载到与微处理器相联的合适的存储介质(MEM)104，诸如随机存取存储器(RAM)、闪存或硬盘驱动器等。当包括计算机可执行指令的适当的计算机程序103被下载到存储介质104并由CPU 100执行时，CPU 100可操作以实施根据本发明的实施例的方法，如将在下面进行描述。存储介质104还可以是包括计算机程序103的计算机程序产品。或者，计算机程序103可以借助于合适的计算机程序产品(诸如数字通用盘(DVD)或记忆棒等)传输到存储介质104。作为另一替代方案，计算机程序103可以通过网络下载到存储介质104。CPU 100可以可替换地呈数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等的形式。

图2示出了三种不同情况201-203的车辆与物体碰撞，其中，每个信号201、202和203表示由图1的碰撞传感器101所指示的不同程度的撞击。在车辆与物体碰撞的情况下，指示与车辆的撞击程度的信号在超过指示行人撞击的下撞击阈值(LT)之前将经过T1的时间段。

在高强度撞击情况下，信号201将继续上升以指示高能撞击，并且在时间T2处，信号201越过上撞击阈值(UT)并进入高能撞击区，在这种情况下，不应该展开以气囊的形式例示的行人保护机构。

相反，在低强度撞击情况下，在时间T3处，信号202(在T1处首次进入行人撞击区之后)越过LT并进入低能撞击区，在这种情况下，不应该展开气囊。

因此，在所示的、信号203保持位于下撞击阈值LT与上撞击阈值UT之间的行人撞击的情况下(在该情况下应该激活气囊的展开)，由于撞击情况可能是如信号202所示的低强度撞击情况(或信号201的高强度撞击情况)，故在该特定的示例中仍需要等待直到在T3之后再激活气囊，以避免“误报”，即避免在T₁与T₃之间的任何时刻展开气囊。

因此，根据本发明的实施例，从车辆与物体相碰撞的时刻直到激活气囊为止，施加等于T3的等待期，由于考虑了可能会引起“假”激活气囊的瞬态效应，故该等待期有利地提供了行人保护机构的更鲁棒性的激活。

应当注意，这是示例性实施例，并且信号201进入并保持在高能撞击区内的时间T2可以比信号202进入并保持在低能撞击区内所需的时间T3长。在这种情况下，等待期将被设置为T2而非T3。

进一步参照图1和图2，在本发明的实施例中，CPU 100连续地采集从碰撞传感器101中接收的、指示与物体的撞击程度的信号的值。因此，从碰撞的时刻开始，仔细地跟踪信号201-203，使得有利地取得有关其瞬态过程的信息。在该实施例中，能够基于连续获得的信息动态地调整等待期。

在替代的实施例中，CPU 100采集从碰撞传感器101中接收的、指示与物体的撞击程度的信号的一个或几个值。因此，仅在等待期末端，对信号201-203进行采集。在该实施例中，连续地采集并处理来自碰撞传感器101的数据不会对CPU 100造成负担。在(相对)较长的等待期的情况下，由于信号的瞬态效应已经稳定，故采集信号的单个或几个值可能就已足够。

图3示出了由图1的CPU 100执行的根据本发明的实施例的方法的流程图。在第一步骤S101中，CPU 100从碰撞传感器101中获取指示诸如汽车之类的机动车辆是否与物体撞击的信号。此外，由于随后用于判定是否激活行人保护机构102(例如，外部气囊)的多个参数取决于车速，故在第二步骤S102中CPU 100获取指示与物体撞击前一刻的车速的信号。

先前已经描述了假设车速为40km/h的本发明的实施例。在下文中，将描述车速为20km/h的实施例。再次参照图3的流程图，假设对于以20km/h行驶的汽车，碰撞物体的时刻与以下时刻之间的时间段为约20ms：从指示与物体的撞击程度的信号中可以检测到物体是否是行人或引起更大撞击的某物。因此，参照图2的碰撞图，在该特定的示例中，T1将为20ms。此外，为了确保物体实际上不是行人，而是引起与车辆进行高能撞击(或低能撞击)的物体(诸如树或其它车辆等)，通常需要另外10ms来使指示撞击程度的信号稳定下来。因此，在20km/h的车速下，用于检测高能撞击或低能撞击的时间段为约20+10＝30ms。再次参考图2的碰撞图，T2或T3(取决于最后出现的那一者；在图2的示例中为T3)将被设置为30ms。

因此，在步骤S103中，在30ms的等待期期间连续地或者在等待期末端的一个或几个时刻处，CPU 100从碰撞传感器101中获取指示与物体的撞击程度的信号。此后，在步骤S104中，在从撞击时起经过30ms的等待期之后，判定撞击程度的大小I是否高于下撞击阈值LT并且低于上撞击阈值UT。因此，只要LT≤I≤UT，则在步骤S105中激活气囊102的展开。相反，如果在经过30ms的等待期之后I<LT或者I>UT，则CPU 100将不会激活气囊102的展开。因此，通过引入等待期，有利地避免了气囊的不必要的激活。

此外，如前所讨论的，气囊的充气时间为约30ms。在20km/h的车速下，假定所检测的物体被判定为行人并且气囊被激活，这将导致从碰撞到气囊完全充气的总时间段为约30+30＝60ms。

在20km/h时，进一步假设行人碰撞轿车与行人撞击气囊之间的时间段为约90ms。因此，实际上，即使CPU 100仅需要30ms的等待期来判定物体是否是行人，在示例性实施例中的等待期可以有利地设置为约60ms，以优化气囊的保护效果，在这种情况下，从碰撞至气囊完全充气的总时间段为约60+30＝60ms。因此，气囊在行人与气囊撞击的时刻完全充气，并且尚未开始放气。

图4示出了在40km/h的车速下本发明的示例性实施例的时间安排。假设对于以40km/h行驶的汽车，碰撞物体的时刻与以下时刻之间的时间段为约10ms：从指示与物体的撞击程度的信号中可以检测到物体是否是行人。该时间段被称为T1(参见图2)。此外，为了确保物体是否实际上不是行人而是引起与轿车进行高能(或低能)撞击的物体，通常需要另外5ms来使指示撞击程度的信号稳定下来。因此，在40km/h的车速下，用于检测高能撞击的时间段为约15ms。

此外，如前所述，假设发动机罩气囊102通常在激活时立即展开并在约30ms内完全充气。该时间段被称为T_D。在40km/h时，进一步假设行人碰撞汽车与行人撞击气囊102之间的时间段为约60ms。该时间段被称为T_PI。

因此，控制气囊102的CPU 100将有利地引入从与物体相碰撞的时刻至判定是否应该激活气囊的时刻的时间段(即等待期T_W)，以避免在高强度或低强度、非行人碰撞的情况下展开气囊。在该示例性实施例中，等待期T_W被至少设置为15ms。假定所检测的物体被判定为行人并且气囊被激活，这将导致从碰撞到气囊完全充气的总时间段为约15+30＝45ms。

如前所述，为了优化气囊的保护效果，在该示例性实施例中，等待期可以有利地设置为约30ms，在这种情况下，从碰撞到气囊完全充气的总时间段为约30+30＝60ms。因此，气囊在行人与气囊撞击的时刻T_PI完全充气，并且尚未开始放气。

在不仅考虑车速还考虑指示多次碰撞的预冲撞信息(通常由碰撞传感器101提供给CPU 100)的情况下，这也是优选的。在这种情况下，重要的是控制气囊的展开，使得气囊在第一次碰撞时完全(或至少几乎完全)充气，从而在第二次碰撞的时刻气囊中留有压力。

在又一个实施例中，在施加等待期时不仅考虑车速还考虑气囊的环境温度。例如，气囊在-30℃下的展开时间可能是同一气囊在更热的+30℃下的展开时间的两倍。因此，再次参照图4，等待期T_W可能被调整以考虑变化的展开时间T_D。例如，在如上所讨论的等待期T_W从15ms延长到30ms并且由于温度展开时间T_D从30ms延长到例如40ms的情况下；等待期T_W可以从30ms降低至20ms。

在本发明的又一个示例性实施例中，参照图4，但是在使用不同的时间安排值的情况下，等待期T_W以这样的方式被调节：该等待期永远不能被设置为长于时间T_PI与时间T_D之间的差值，其中，时间T_PI是从碰撞时刻开始到行人撞击保护机构所花费的时间，时间T_D是气囊完全充气所需的时间。例如，如果气囊的展开时间T_D为30ms，并且从行人碰撞汽车开始直到在80km/h的车速下所估计的行人撞击气囊的时间为35ms，则等待期T_W不能被设置为长于5ms；在碰撞后最多5ms时，气囊必须展开以便在35ms后行人与气囊撞击时完全充气。因此，无论在5ms的等待期T_W之后是否可以确定物体是否是行人，气囊的展开仍被激活。

以上主要参照几个实施例对本发明加以描述。然而，如本领域的技术人员容易理解的，除了以上所公开的实施例之外，在本发明的范围内的其它实施例同样也是可行的，如所附专利权利要求书中所限定的。

Claims

1.一种在机动车辆中激活行人保护机构的方法，所述方法包括以下步骤：

获取(S101)指示所述机动车辆是否与物体撞击的信号；

获取(S102)指示撞击前的车速的信号；所述方法的特征还在于包括以下步骤

获取(S103)指示与所述物体的撞击程度的信号；

在从撞击时起经过一时间段之后，判定(S104)所述撞击程度的大小是否高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，其中，所述时间段至少基于所获取的车速，其中，连续地获取指示与所述物体的撞击程度的信号的值直到所述时间段结束；以及如果所述撞击程度的大小高于所述下撞击阈值并且低于所述上撞击阈值，

激活(S105)所述行人保护机构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在经过所述时间段之后判定所述撞击程度的大小等于或低于所述下撞击阈值的情况下，不执行所述行人保护机构的激活。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在经过所述时间段并且所述撞击程度的大小等于或高于所述上撞击阈值的情况下，不执行所述行人保护机构的激活。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述下撞击阈值和所述上撞击阈值基于所述所获取的车速来设置。

5.根据权利要求1或2所述的方法，所述时间段还基于以下项中的任意一者或多者：温度、预冲撞信息、加速度、从与所述车辆撞击开始到所述物体与所述行人保护机构撞击的估计时间、以及所述行人保护机构的估计展开时间。

6.一种在机动车辆中配置为激活行人保护机构(101)的激活装置(100)，所述激活装置可操作以：

获取指示所述机动车辆是否与物体撞击的信号；

获取指示撞击前的车速的信号；所述激活装置的特征还在于可操作以：

获取指示与所述物体的撞击程度的信号；

在从撞击时起经过一时间段之后，判定所述撞击程度的大小是否高于下撞击阈值并且低于上撞击阈值，其中，所述时间段至少基于所获取的车速，其中，连续地获取指示与所述物体的撞击程度的信号的值直到所述时间段结束；并且如果所述撞击程度的大小高于所述下撞击阈值并且低于所述上撞击阈值，

激活所述行人保护机构(101)。

7.根据权利要求6所述的激活装置(100)，其中，在经过所述时间段之后判定所述撞击程度的大小等于或低于所述下撞击阈值的情况下，不执行所述行人保护机构的激活。

8.根据权利要求6或7所述的激活装置(100)，其中，在经过所述时间段并且所述撞击程度的大小等于或高于所述上撞击阈值的情况下，不执行所述行人保护机构的激活。

9.根据权利要求6或7所述的激活装置(100)，所述时间段还基于以下项中的任意一者或多者：温度、预冲撞信息、加速度、从与所述车辆撞击开始到所述物体与所述行人保护机构撞击的估计时间、以及所述行人保护机构的估计展开时间。