CN107235027B - 用于车辆的碰撞检测设备、感应带、及控制单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的该碰撞检测设备，可包括：感测带，其包括多个电容传感器，所述多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆外部；控制单元，其与所述多个电容传感器中的每一个电性连接，接收各电容传感器传送的感应信号，根据所述感应信号表征的对象的大小确定是否发生了碰撞；其中，所述多个电容传感器中的每一个都具有身份标识，所述身份标识至少表明该传感器在所述感测带的位置；其中，所述多个电容传感器中的每一个在传送感应信号时，同时传送该身份标识。

Description

用于车辆的碰撞检测设备、感应带、及控制单元

技术领域

本发明涉及汽车技术，更为具体地，涉及与车辆碰撞检测有关的技术。

背景技术

安装在车辆上的碰撞检测器检测碰撞障碍物，例如行人。在检测到是行人的情况下，可启动例如设置在车辆上的碰撞行人保护装置。

执行碰撞检测传感的碰撞检测器设置在车辆前保险杠上或附近。目前在用的用于碰撞检测器通常为加速度传感器。具体而言，在车辆外部设置不止一个加速度传感器，根据由碰撞引起的加速度来判定碰撞的是否为行人。该解决方案一方面因采用加速度传感器而导致硬件成本较高，另一方面速度传感器本身对震动过于敏感，易产生误判。另一类目前在用的检测方式是通过压力管传感器进行检测，这种技术方案中，无法对压力管损坏做出故障诊断。

可见，碰撞检测存在改进的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于车辆的该碰撞检测设备，可包括：感测带，其包括多个电容传感器，所述多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆外部；控制单元，其与所述多个电容传感器中的每一个电性连接，接收各电容传感器传送的感应信号，并根据所述感应信号所表征的对象的大小确定是否发生了碰撞；其中，所述多个电容传感器中的每一个都具有身份标识，所述身份标识至少表明该传感器在所述感测带的位置；其中，所述多个电容传感器中的每一个在传送感应信号时，同时传送该身份标识。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，所述多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆前保险杠的保险杠横梁。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，对于各电容传感器，所述控制单元在未接收到其传送的感应信号或来自其的感应信号超过故障阈值时，则确定该电容传感器故障。。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备还包括：接口部件，其与所述多个电容传感器中的每一个电性连接，并与所述控制单元电性连接，使得来自所述多个电容传感器中任何一个的感应信号经由该接口部件传送给所述控制单元。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，所述控制单元实现在所述车辆的气囊电控单元中。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，所述感测带设置于承载件而该承载件固定在车辆的前部。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，该承载件立方体，而该感测带设置在该立方体内。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，在所述感测带上设置保护体，使得每个电容传感器被包围在该保护体与保险杠横梁间。作为示例，该保护体可为泡沫。

示例地，所述用于车辆的该碰撞检测设备中，所述控制单元设置成在确定发生了碰撞之后产生用于使得所述车辆的碰撞障碍物保护设备启动的信号。

根据本发明的又一方面，提供感测带，包括多个电容传感器，所述多个电容传感器以可分开设置于车辆的方式被提供，所述多个电容传感器中的每一个都被配置有标识信息且被配置为在接入车辆的电子系统时能够将标识信息传输给该电子系统的控制单元。

根据本发明的又一方面，提供应用于车辆的控制单元，其设置成接收来自于车辆外部的多个电容传感器中的每一个传输的信号并依据该信号表征的对象的大小确定是否发生了碰撞；及在碰撞发生时生成并发送用于使所述车辆的碰撞障碍物保护设备启动的信号；且其中，来自每个传感器的信号还包括该传感器的标识信息使得所述控制单元依据该标识信息确定该传感器在车辆外部的位置。

根据本发明的又一方面，还提供一种车辆电子系统，其包括如上所述的任意一种碰撞检测设备或包括如上所述的任意一种感测带或包括如上所述的任意一种控制单元。

采用根据本发明示例的用于车辆的该碰撞检测设备，可在一定程度上降低成本及设计难度。

附图说明

图1是根据本发明示例的用于车辆的该碰撞检测设备的结构示意性结构图。

图2是根据本发明一个实施方式的该碰撞检测设备的示意图。

图3是碰撞发生前的车辆的前保险杠的局部示意。

图4是碰撞发生后车辆的前保险杠的局部示意。

具体实施方式

现在参照附图描述本发明的示意性示例，相同的附图标号表示相同的元件。下文描述的各实施例有助于本领域技术人员透彻理解本发明，且意在示例而非限制。图中各元件、部件、模块、装置及设备本体的图示不一定按比例绘制，仅示意性表明这些元件、部件、模块、装置及设备本体之间的相对关系。

图1是根据本发明示例的用于车辆的该碰撞检测设备的示意性结构图。如图1所示，该撞检测设备包括感测带10与控制单元12。感测带10包括多个电容传感器，这些电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆外部。例如，设置在车辆前部、侧部、后部等处。根据本发明的一些示例，电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆前保险杠横梁，更为具体地，设置于车辆的外壳与前保险杠横梁之间，且直接或通过其它部件固定于保险杠横梁。按照本发明，感测带10的各电容传感器只要固定设置在车辆外部即可，而优选设置在车辆最前部，且还可要求用于设置电容传感器的车辆外部的部件具有一定硬度。除了车辆保险杠横梁之外，其它位于车辆外部可用于设置传感器的部件亦可。

控制单元12与多个电容传感器中的每一个电性连接，接收各电容传感器传送的感应信号。控制单元12还根据感应信号所表征的对象的大小确定是否发生了碰撞。对电容传感器而言，其电场的变化会因碰撞而有所改变。感应信号是能够表征电场改变的电信号，其例如可以表征电压、电流、电荷或随电容传感器电极的电容耦合的变化而改变的任何项。根据本发明的示例，针对感测带中的电容传感器所表征的对象或对象的变化，可设置碰撞阈值，在感应信号所表征的对象的变化或对象的大小超过该碰撞阈值的情况下，即可确定发生了碰撞。当然，在某些情况下，也可能是感应信号所表征的对象的变化或对象的大小小于碰撞阈值，表明发生了碰撞。

根据本发明的各示例，在确定发生了碰撞之后，启动位于车辆上的碰撞障碍物保护设备。

根据本发明的示例，各电容传感器都设置有唯一的身份标识。每个电容传感器的身份标识至少指明该电容传感器的位置。在一些示例中，每个电容传感器都被编号或给予名称，而身份标识也会指明相应电容传感器的编号或名称。

在本发明的多个示例中，电容传感器中的每一个在传送感应信号的同时传送其身份标识。作为示例，可将表征该标识的信息结合在该感应信号中；或替代地，针对各传感器设置两个传送路径，一个用于传送感应信号，另一个用于传送该身份标识；或替代地，针对各传感器仅设置了一个传送路径，在该传送路径上分时传送身份标识与感应信号。

根据本发明的一些示例，各电容传感器与控制单元12电性连接，因此，控制单元12可接收到各电容传感器的感应信号。如果控制单元接收不到来自某个电容传感器的感应信号，则表明该电容传感器故障或与该电容传感器有关的电路出现故障。另外，因电容传感器自身所固有的特征，即使在没有碰撞发生的情况下，其依然会有一定的电信号，该电信号在本文中也称为感应信号。根据本发明，在感应信号所表征的对象的值跨过故障阈值时，则控制单元12确定该电容传感器故障或与该电容传感器有关的电路出现故障，此时，所传送的感应信号可以理解为故障信号。要特别说明的是，应表征的对象的不同，感应信号所表征的对象的值跨过故障阈值可能是大于该阈值也可能是小于该阈值。

根据本发明的一些示例，该碰撞检测设备还可包括接口部件。该接口部件与构成感测带10的多个电容传感器中的每一个电性连接，还与控制单元12电性连接。换句话说，接口部件电性设置在感测带10与控制单元12之间，由此使多个电容传感器中任何一个的感应信号经由该接口部件传送给控制单元12。接口部件的设置可有效减少控制单元12用于感测带10的接口，从而极大地简化控制单元12的设计。

根据本发明的一些示例，控制单元12可实现在车辆的气囊电控单元中。可替代地，控制单元12也可实现在例如整车电控单元等其它电控部件中，只需用于实现该控制单元12的电控部件可实现对位于车辆上的碰撞障碍物保护设备的启动即可。

图2是根据本发明一个实施方式的该碰撞检测设备的示意图。如图所示，该碰撞检测设备包括感测带10、接口部件14与控制单元12。该示例中，控制单元12实现在气囊电控单元中，下文中气囊电控单元也采用标号12。

根据本发明的一些示例中，感测带10设置在承载件上，并经由该承载件固定于车辆的前保险杠的保险杠横梁。可以理解，在这种情况下，多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置在该承载件上并经由该承载件固定于车辆的前保险杠的保险杠横梁。该承载件例如可由防水防尘的材料制成。该承载件可例如构造为一个可根据车辆前保险杠的保险杠横梁的形状而弯曲变形的平面。可替代地，该承载件可例如构造为一个可根据车辆前保险杠的保险杠横梁的形状而弯曲变形的立方体，感测带设置在该立方体中。进一步，在该立方体内可设置例如泡沫等保护材料以进一步保护电容传感器。

根据本发明的一些示例中，在所述感测带上设置保护体，使得每个电容传感器被包围在该保护体与保险杠横梁间。保护体例如为泡沫。

如图2所示的示例中，感测带10包括9个电容传感器，其分别具有可表明所在位置的身份标识，同时这些传感器分别被编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9，由此，身份标识既包含了电容传感器所在位置又包含了电容传感器的编号。

各电容传感器分别与接口部件14电性连接，接口部件14则与气囊电控单元12电性连接。以预定间距将电容传感器1－9间隔设置在车辆前保险杠的外壳内且位于车辆的保险杠横梁上。预定间距可根据应用来设定，例如设置为15cm等。电容传感器1－9可均匀间隔，也可以不同的间距间隔。根据该示例，参照在碰撞的障碍物为行人的情况下，行人腿部的宽度来设定该预定间距。

图2中为方便示意，直接示出了设置在车辆前保险杠外壳内且位于保险杠横梁上的电容传感器1－9。在车辆撞到行人时，无论是在车辆前保险杠的哪个位置碰撞到行人，至少一个电容传感器的电场会因碰撞而发生变化，从而产生电信号，亦即感应信号。该感应信号连同该传感器的身份标识一起传送到接口部件14，接口部件14则将该信号进一步传送给气囊控制单元12。气囊控制单元12根据身份标识可确定碰撞发生的具体位置，根据传感器感应信号表征的电场变化确定碰撞程度等，并依据碰撞程度情况下确定是否启动位于车辆上的碰撞障碍物保护设备。

图3是碰撞发生前的车辆的前保险杠的局部示意而图4是碰撞发生后车辆的前保险杠的局部示意。在此，假设图3与图4中示出的是包括编号为6的电容传感器的部分。如图3，作为感测带的一部分，传感器6设置在前保险杠横梁上，在该传感器6的外部设置了由泡沫16构成的保护体。在碰撞发生时，如图4所示，车辆的前保险杠外壳（未图示）受到挤压，泡沫16受到挤压，泡沫16受到挤压使得电容传感器6的电场发生变化，由此产生的感应信号连同传感器6的身份标识一起被传送到接口部件14，经由其传送给气囊电控单元12。

在此要说明的是，泡沫16受到挤压，无论其是否挤压到电容传感器6的极板，电容传感器6的电场因受到例如人的碰撞障碍物的影响，其电场都会产生变化，并产生表征该变化的电信号，即感测信号。

根据本发明的示例，还提供感测带。该感测带包括多个电容传感器，这些电容传感器被以可分开设置于车辆的方式提供，且这些多个电容传感器中的每一个都配置有标识信息且被配置为在接入车辆的电子系统时能够将标识信息传输给该电子系统的控制单元。示例地，如上文所提到的，标识信息可以是针对该电容传感器的编号而该标识信息例如是可配置的，如此使得在其接入到车辆的电子系统时，用户可依据需求按需配置该标识信息。在此，电子系统可以是车辆内任意可采用感测带的电子系统，例如上文所述的碰撞检测设备或该检测设备所在的系统等。示例地，该感测带还可包括承载件，承载件可以是一个或多个。在一个承载件的情况下，多个传感器以彼此间隔开的方式设置于该承载件，在承载件不止一个的情况下，可分别在各承载件上设置传感器。根据一些示例，该承载件为立方体而该感测带设置在该立方体内。根据本发明的又一些示例，该承载件包括保护部以保护感测带以减少碰撞发生时感测带所受的挤压。感测带例如可实现为上文中结合图1、2或3的示例所描述的感测带。在某些示例中，可为每个传感器设置对应的承载件。

根据本发明的示例，还提供用于车辆的控制单元。该控制单元设置成接收来自于车辆外部的多个电容传感器中的每一个传输的信号，依据来自各电容传感器的信号所表征的对象的大小确定是否发生了碰撞，并在碰撞发生时生成并发送用于使得所述车辆的碰撞障碍物保护设备启动的信号。其中，来自每个传感器的信号还包括该传感器的标识信息使得所述控制单元依据该标识信息确定该传感器在车辆外部的位置。该控制单元例如可实现为上文结合图1、2或3的示例所描述的控制单元。其可实现在车辆的气囊电控单元、整车控制单元或其它电控单元中。

采用根据本发明示例的该碰撞检测设备，因其采用电容传感器而使的故障检测设备的成本有所降低，同时电路设计较为容易。又，根据本发明的一些示例，感测带与外壳之间设置的诸如泡沫等保护件在保护电容传感器因震动而损坏的同时还可避免电容传感器对一些并非碰撞的小磕碰产生误感应。

尽管已结合附图在上文的描述中，公开了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解到，可在不脱离本发明精神的情况下，对公开的具体实施例进行变形或修改。本发明的实施例仅用于示意并不用于限制本发明。

Claims (12)

1.一种用于车辆的碰撞检测设备，包括：

感测带，其包括多个电容传感器，所述多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆外部；

控制单元，其与所述多个电容传感器中的每一个电性连接，接收各电容传感器传送的感应信号，并根据所述感应信号所表征的对象的大小确定是否发生了碰撞；

其中，所述多个电容传感器中的每一个都具有身份标识，所述身份标识至少表明该传感器在所述感测带的位置；

其中，针对各电容传感器仅设置一个传送路径，在该传送路径上分时传送所述身份标识和感应信号，并且其中，对于各电容传感器，所述控制单元设置为在未接收到其传送的感应信号或来自其的感应信号超过故障阈值时，则确定该电容传感器故障。

2.根据权利要求1所述的该碰撞检测设备，其中，所述多个电容传感器以彼此间隔开的方式设置于车辆前保险杠的保险杠横梁。

3.根据权利要求1或2所述的碰撞检测设备，还包括：

接口部件，其与所述多个电容传感器中的每一个电性连接，并与所述控制单元电性连接，使得来自所述多个电容传感器中任何一个的感应信号经由该接口部件传送给所述控制单元。

4.根据权利要求1或2所述的该碰撞检测设备，其中，所述控制单元实现在所述车辆的气囊电控单元中。

5.根据权利要求1或2所述的碰撞检测设备，其中，所述感测带设置于承载件而所述承载件固定于车辆的前部。

6.根据权利要求5所述的碰撞检测设备，其中，该承载件为立方体而该感测带设置在该立方体内。

7.根据权利要求1或2所述的碰撞检测设备，其中，所述控制单元设置成在确定发生了碰撞之后产生用于使得所述车辆的碰撞障碍物保护设备启动的信号。

8.一种感测带，其包括：

多个电容传感器，所述多个电容传感器以可分开设置于车辆的方式被提供，所述多个电容传感器中的每一个都被配置有标识信息且被配置为在接入车辆的电子系统时能够将标识信息传输给该电子系统的控制单元，其中，针对各电容传感器仅设置一个传送路径，在该传送路径上分时传送所述标识信息和感应信号，并且其中，对于各电容传感器，所述控制单元设置为在未接收到其传送的感应信号或来自其的感应信号超过故障阈值时，则确定该电容传感器故障。

9.如权利要求8所述的感测带，其还包括一个或多个承载件，其用于承载所述多个电容传感器的一个或多个。

10.一种应用于车辆的控制单元，其设置成：

接收来自于车辆外部的多个电容传感器中的每一个传输的信号并依据该信号表征的对象的大小确定是否发生了碰撞；及

在碰撞发生时生成并发送用于使所述车辆的碰撞障碍物保护设备启动的信号；且

其中，来自每个传感器的信号还包括该传感器的标识信息使得所述控制单元依据该标识信息确定该传感器在车辆外部的位置，其中，针对各电容传感器仅设置一个传送路径，在该传送路径上分时传送所述标识信息和感应信号，并且其中，对于各电容传感器，所述控制单元设置为在未接收到其传送的感应信号或来自其的感应信号超过故障阈值时，则确定该电容传感器故障。

11.如权利要求10所述的应用于车辆的控制单元，其实现在车辆的气囊电控单元或整车控制单元中。

12.一种车辆电子系统，其包括根据权利要求1到7中任意一项所述的碰撞检测设备或包括根据权利要求8或9所述的感测带，或包括根据权利要求10或11所述的控制单元。

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