CN108107297B - 一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置及方法，所述装置包括主回路、目标对象、验证回路和采集装置，所述主回路、目标对象和验证回路依次相通；所述主回路用于发出控制信号；所述控制信号用于触发所述目标对象，且进一步传输至所述验证回路中；所述采集装置用于获取所述目标对象的完全触发时间；所述验证回路用于验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。本发明能够精确且直观地获取车辆在碰撞后，其安全系统的触发时刻；且整体测量装置制作简单，制作成本低。

Description

一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车碰撞安全领域，尤其涉及一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置及方法。

背景技术

在车辆乘员保护系统中，目前，安全气囊与安全带作为车身被动安全性的辅助装置已经得到了越来越广泛的应用，安全气囊或安全带点爆时间的准确性对于乘员伤害的损伤程度至关重要。其中，安全气囊或安全带的点爆时间由ACU(Airbag Control Unit)气囊控制器发出指令控制，ACU需要经过一系列的采集试验及相关算法进行验证点爆指令时间的准确性。

目前，在汽车安全开发中，安全气囊或安全带等安全系统产品需要经过一系列的安全试验进行采集、标定及验证。在进行ACU点爆功能的验证过程中，需要通过外部数据采集设备采集ACU点火时间，即气囊或安全带点爆时间，而气囊或安全带点爆时间的准确性直接影响到乘员伤害评估。现有技术中，测量ACU点火回路的点爆时间通常采用电流钳传感器，主要利用霍尔效应感应变化电流，测量出电流变化时间，从而得到气囊或安全带点爆时间；但是，该方法并不能直观地监测出点爆时刻，且传感器成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置及方法。

本发明是以如下技术方案实现的：

第一方面：提供了一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置，包括主回路、目标对象、验证回路和采集装置，所述主回路、目标对象和验证回路依次相通；

所述主回路用于发出控制信号；所述控制信号用于触发所述目标对象，且进一步传输至所述验证回路中；

所述采集装置用于获取所述目标对象的完全触发时间；

所述验证回路用于验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。

进一步地，所述装置还包括第一检测器和第二检测器，

所述第一检测器用于检测外部是否存在碰撞信号，

所述第二检测器用于在外部存在碰撞信号的情况下，依据所述碰撞信号判断是否发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号。

进一步地，所述验证回路包括整流电路、第一分流电阻、控制电路和显示变换器，所述整流电路、第一分流电阻、控制电路和所述显示变换器依次相通；所述控制电路的导通控制所述显示变换器的显示状态，且所述显示变换器与所述采集装置相连。

进一步地，所述装置还包括第三检测器，

所述第三检测器用于判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则所述控制电路导通，所述显示变换器开始变换显示状态，同时所述采集电路进行完全触发时间的获取。

进一步地，所述整流电路包括四个二极管组成的全桥电路；所述第一分流电阻与所述全桥电路串联连接；所述控制电路包括光耦开关器件；所述显示变换器包括闪光灯，所述采集装置包括高速摄像机，所述高速摄像机通过对所述闪光灯亮灭状态的检测获取所述完全触发时间。

进一步地，所述主回路包括ACU气囊控制器；所述目标对象包括气囊或安全带，所述目标对象具有由自身电阻产生的第二分流电阻；所述第一分流电阻与所述第二分流电阻相比，所述第二分流电阻的分流作用较小。

第二方面：提供了一种用于根据第一方面中所述装置进行碰撞后车辆安全系统触发时刻测量的方法，包括：

根据主回路发出的控制信号触发目标对象，并将所述控制信号传输至验证回路；

通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间；

利用所述验证回路验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。

进一步地，所述根据主回路发出的控制信号触发目标对象，之前还包括：

通过第一检测器检测外部是否存在碰撞信号，若是，则通过第二检测器判断分析是否要所述主回路发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号，并利用所述控制信号触发所述目标对象。

进一步地，所述利用所述验证回路对所述完全触发时间进行验证中，所述验证回路包括整流电路、第一分流电阻、控制电路和显示变换器，所述整流电路、第一分流电阻、控制电路和所述显示变换器依次相通，所述显示变换器与所述采集装置相连。

进一步地，所述通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间；包括：

通过第三检测器判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则导通所述控制电路，变换所述显示变换器的显示状态，同时驱动所述采集电路依据所述显示变换器获取所述完全触发时间。

本发明通过主回路发出控制信号，利用所述控制信号触发目标对象，其中所述目标对象被触发过程中具有触发时间，本发明通过采集装置能够直观监测出完全触发事件，获取方式简单便捷。

本发明通过验证电路将完全触发时间与之前计算得到的理论触发时间进行验证，进而使设计人员进一步获知所述完全触发时间是否合格，保证乘车人员的安全；所述验证电路简单，制作成本较低，且不影响所述主回路发出控制信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置的原理示意图；

图2是实施例二提供的另一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置的原理示意图；

图3是实施例三提供的用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量方法的流程图；

图4是实施例三提供的用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量方法的具体应用示例图。

图中：110-主回路，120-目标对象，130-验证回路，131-整流电路，132-第一分流电阻，133-光耦开关器件，134-闪光灯，111-ACU气囊控制器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，安全带是由预紧电机带动的带子，在缓慢移动的情况下可以自由伸缩，但是在突然运动的情况下会锁死。人在乘坐汽车时，一般情况的活动安全带是不会锁死的，在撞击或者急刹车的时候，由于运动速度快，此时安全带一般会锁死，防止乘客由于惯性冲出受伤；安全气囊是汽车安全的必备品，在检测到正面撞击和一定角度的侧面撞击时，气囊会弹出，起缓冲作用。为了保证弹出，气囊上安装了气体发生器，在碰撞过程中能够保证紧急弹出，在一瞬间展开，达到缓冲的作用。

进一步说明的是，安全带和安全气囊之间的关系非常密切，可以说是必须配合使用的，安全带拉住人体，气囊弹出保护头部不受伤，必须同时使用。如果只有安全带，由于不能束缚头部，在猛烈撞击时会导致头部受伤，而不系安全带的时候，撞击时人会以极高的速度向前冲去，而此时气囊在咋样爆破下以极高的速度弹出，这样会使人受到严重伤害，适得其反。所以安全带和气囊的关系是非常密切的，必须配合使用。

实施例一：

本实施例提供了一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置，如图1所示，包括主回路110、目标对象120、验证回路130和采集装置，所述主回路110、目标对象120和验证回路130依次相通；

所述主回路110用于发出控制信号；所述控制信号用于触发所述目标对象120，且进一步传输至所述验证回路130中；

所述采集装置用于获取所述目标对象的完全触发时间；

所述验证回路130用于验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。

进一步地，所述验证回路包括整流电路131、第一分流电阻132、控制电路和显示变换器，所述整流电路131、第一分流电阻132、控制电路和所述显示变换器依次相通，所述控制电路的导通控制所述显示变换器的显示状态，且所述显示变换器与所述采集装置相连。具体地，所述整流电路131包括四个二极管组成的全桥电路，所述全桥电路在接入所述主回路的过程中无需分正负极。

其中，所述第一分流电阻132与所述全桥电路串联连接；所述控制电路包括光耦开关器件133；所述显示变换器包括闪光灯134，所述采集装置包括高速摄像机，所述高速摄像机用于通过对所述闪光灯134亮灭状态的检测获取所述完全触发时间，所述所述高速摄像机获取到的时间能够精确到ms级。

具体地，如图1所示，所述目标对象包括气囊或安全带，触发所述目标对象就是指将所述气囊或安全带进行点爆；所述主回路为ACU点火回路，所述验证回路就是用于验证ACU点火时刻的回路，通过在ACU点火回路处外接验证ACU点火时刻的回路，来测量气囊或安全带的点爆时间(触发时间)。

其中，当ACU识别到一个碰撞类型做出点火决定，会先点爆安全带，把乘员拉回到设计位置。这个时候点爆气囊，当气囊完全展开时候，乘员由于惯性向前冲，正好在气囊充满的时候接触气囊。

其中，所述目标对象具有由自身电阻产生的第二分流电阻；所述第一分流电阻与所述第二分流电阻相比，所述第二分流电阻的分流作用较小。具体地，如图1所示，R2为所述第一分流电阻132，为300Ω；R1为所述第二分流电阻，约为2.5Ω。通过选择合适的R2/R1的比值，使得第二分流电阻的分流作用较小，不影响所述主回路的电流，且能够保证所述验证回路中光耦开关器件133的导通。

作为一种优选的实施方式，所述装置还包括重力传感器和超声波传感器，所述重力传感器和超声波传感器均与所述主回路中的ACU气囊控制器111相通。所述重力传感器用于获取车辆座椅上的重量，具体地是感知是否有人，是大人还是小孩；所述超声波传感器通过发射超声波，然后分析遇到的物体后的反射波探明乘员的存在和位置。

其中，超声波传感器还可以用其他传感器代替，比如：电子区域传感器，能在驾驶室中产生一个低能量的电子区域，测量通过该区域的电流测定乘员的存在和位置；或者红外线传感器，根据热量探测人的存在，以区别于无生命的东西；或者光学传感器，所述光学传感器获取座椅范围内人体的位置图像，并与存储的空座椅的图像进行比较，以判别人体的存在和姿势。

进一步地，所述装置还包括存储器，用于存储所述采集装置的采集数据和所述验证回路的验证信息。

需要说明的是，本实施例中所述的碰撞信号包括撞击的角度和力度，进一步根据需要决定是展开主驾气囊、副驾气囊，还是侧气囊，从而及时且准确的点爆对应的气囊，保护对应座椅位置上的乘客安全。

实施例二：

本实施例提供的另一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置，如图2所示，所述装置除了包括实施例一中提供的装置部件外，还包括第一检测器和第二检测器，所述第一检测器用于检测外部是否存在碰撞信号，所述第二检测器用于在外部存在碰撞信号的情况下，依据所述碰撞信号判断是否发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号；其中，所述主回路110包括ACU(Airbag Control Unit)气囊控制器111。

作为一种具体的实施方式，所述装置还包括第三检测器，所述第三检测器用于判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则所述控制电路导通，所述显示变换器开始变换显示状态，同时所述采集电路进行完全触发时间的获取。

其中，所述控制电路的流经信号包括所述光耦开关器件133两端的电压，若设定所述预设阈值为3V，则在光耦开关器件133的电压大于3V的情况下，所述光耦开关器件133导通，所述闪光灯134由原始的灭的状态变换为亮的状态，同时，所述高速摄像机采集所述闪光灯134亮灭状态的转换，进行目标对象的完全触发时间的检测和获取。

实施例三：

本实施例提供了一种利用上述装置进行碰撞后车辆安全系统触发时刻测量的方法，如图3所示，包括：

S101.根据主回路发出的控制信号触发目标对象，并将所述控制信号传输至验证回路；

进一步地，所述根据主回路发出的控制信号触发目标对象，之前还包括：

通过第一检测器检测外部是否存在碰撞信号，若是，则通过第二检测器判断分析是否要所述主回路发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号，并利用所述控制信号触发所述目标对象。

S102.通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间；

进一步地，所述通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间；包括：

通过第三检测器判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则导通所述控制电路，变换所述显示变换器的显示状态，同时驱动所述采集电路依据所述显示变换器获取所述完全触发时间。

S103.利用所述验证回路验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。

具体地，所述利用所述验证回路对所述完全触发时间进行验证中，所述验证回路包括整流电路、第一分流电阻、控制电路和显示变换器，所述整流电路、第一分流电阻、控制电路和所述显示变换器依次相通，所述显示变换器与所述采集装置相连。

其中，若验证得到的所述完全触发时间与所述理论触发时间相比，所述完全触发时间明显大于所述理论触发时间，则对ACU气囊控制器重新进行标定进行测试。

下面，根据具体的对象进行相关说明，如图4所示，

(1)当外部发生碰撞，ACU感知碰撞信号，ACU内部分析判断是否发出碰撞信号，如无，则系统判定结束；

(2)当ACU发出点火指令时，点火回路(主回路)发出恒流电信号，点爆气囊或安全带，此时验证ACU点火时刻回路感知恒流电信号，经过整流二极管直至光耦开关；

(3)当光耦开关判断回路中电压信号是否大于3V，大于3V则光耦开关导通，闪光灯闪烁，通过高速摄像观测闪光灯闪烁时间，该时间即为气囊或安全带点爆时间(触发时间)。

本发明的带来的有益效果是：

本发明在外部收到碰撞信号后，通过ACU气囊控制器点爆气囊或安全带，其中所述气囊或安全带被点爆过程中具有点爆时间，本发明通过高速摄像能够直观准确地检测出气囊或安全带的点爆时间，获取方式简单便捷。

本发明通过验证电路将检测出的点爆时间与之前计算得到的理论点爆时间进行验证，进而使设计人员进一步获知检测出的点爆时间是否合格，作为安全系统进一步优化的基础，从而保证乘车人员的安全；所述验证电路简单，制作成本较低，且不影响ACU气囊控制器所在回路的工作运行。

总之，本发明的能够精确且直观地获取车辆在碰撞后，其安全系统的触发时刻；且整体测量装置制作简单，制作成本低。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明中的技术方案中的各个模块均可通过计算机终端或其它设备实现。所述计算机终端包括处理器和存储器。所述存储器用于存储本发明中的程序指令/模块，所述处理器通过运行存储在存储器内的程序指令/模块，实现本发明相应功能。

本发明中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本发明中所述模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块/单元来达到实现本发明方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各模块/单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于碰撞后车辆安全系统触发时刻的测量装置，其特征在于，包括主回路(110)、目标对象(120)、验证回路(130)和采集装置；所述目标对象(120)包含在所述主回路(110)中，且包含在所述验证回路(130)中；

所述主回路(110)用于发出控制信号；所述控制信号用于触发所述目标对象(120)，且进一步传输至所述验证回路(130)中；

所述采集装置用于获取所述目标对象的完全触发时间；

所述验证回路(130)用于验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系；

所述验证回路包括控制电路和显示变换器，所述控制电路的导通控制所述显示变换器的显示状态，且所述显示变换器与所述采集装置相连；

所述显示变换器包括闪光灯(134)，所述采集装置包括高速摄像机，所述高速摄像机通过对所述闪光灯亮灭状态的检测获取所述完全触发时间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一检测器和第二检测器，

所述第一检测器用于检测外部是否存在碰撞信号，

所述第二检测器用于在外部存在碰撞信号的情况下，依据所述碰撞信号判断是否发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述验证回路还包括整流电路(131)和第一分流电阻，所述整流电路(131)、第一分流电阻、控制电路和所述显示变换器依次相通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三检测器，

所述第三检测器用于判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则所述控制电路导通，所述显示变换器开始变换显示状态，同时所述采集电路进行完全触发时间的获取。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述整流电路(131)包括四个二极管组成的全桥电路；所述第一分流电阻与所述全桥电路串联连接；所述控制电路包括光耦开关器件(133)。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主回路包括ACU气囊控制器(111)；所述目标对象包括气囊或安全带，所述目标对象具有由自身电阻产生的第二分流电阻。

7.一种利用权利要求1-6中任一所述装置进行碰撞后车辆安全系统触发时刻测量的方法，其特征在于，包括：

根据主回路发出的控制信号触发目标对象，并将所述控制信号传输至验证回路；

通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间；

利用所述验证回路验证得到所述完全触发时间与理论触发时间的关系。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据主回路发出的控制信号触发目标对象的步骤，之前还包括：

通过第一检测器检测外部是否存在碰撞信号，若是，则通过第二检测器判断分析是否要所述主回路发出控制信号，若是，则触动所述主回路发出控制信号，并利用所述控制信号触发所述目标对象。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述验证回路对所述完全触发时间进行验证中，所述验证回路包括整流电路、第一分流电阻、控制电路和显示变换器，所述整流电路、第一分流电阻、控制电路和所述显示变换器依次相通，所述显示变换器与所述采集装置相连。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过所述采集装置获取所述目标对象的完全触发时间的步骤，包括：

通过第三检测器判断所述控制电路的流经信号是否大于预设阈值，若是，则导通所述控制电路，变换所述显示变换器的显示状态，同时驱动所述采集电路依据所述显示变换器获取所述完全触发时间。

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