CN109890664B - 用于运行机动车的安全系统的方法和设备以及安全系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(1)的安全系统(2)、尤其是气囊系统的方法，该安全系统具有至少一个传感器装置，该传感器装置具有用于检测碰撞的测量传感器(3‑6)和至少一个温度传感器(11)，其中，根据通过温度传感器(11)测得的当前的温度值修正测量传感器(3‑6)的输出信号。规定，确定测量传感器(3‑6)的通过测量传感器(3‑6)的运行产生的自发热，并且根据确定的自有热量修正测得的温度。

Description

用于运行机动车的安全系统的方法和设备以及安全系统

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的安全系统、尤其是气囊系统的方法，该安全系统具有传感器装置，该传感器装置具有用于检测碰撞的至少一个测量传感器和至少一个温度传感器，其中，根据通过温度传感器实际测得的温度值修正测量传感器的输出信号。

本发明还涉及一种用于运行机动车的安全系统的设备，构造该设备以实施上述方法。此外，本发明涉及一种计算机程序以及一种机器可读的存储介质和一种安全系统。

背景技术

由现有技术已知用于运行机动车的安全系统的方法和设备以及相应的安全系统。为了提高车辆乘客以及其他交通参与者的安全，已知机动车配备有安全系统，其在碰撞时自动引入安全措施。在此，最为人所知的安全系统中的一种是气囊系统。气囊系统具有一个或多个气囊装置，其在检测到碰撞的情况下被触发，以防止车辆乘员受到伤害。

为了识别出正面碰撞，目前使用加速度传感器作为测量传感器。其优选地布置在中央控制器中和/或沿着机动车的抗弯横梁布置。为了识别出侧面碰撞，目前使用压力传感器或加速度传感器。它们通常位于(对于加速度传感器来说)机动车的B、C或D柱处或位于(对于压力传感器来说)车门中。相应的测量传感器的相应检测到的输出信号的幅度尤其取决于在碰撞时所撞击的对象的质量和速度。

为了探测行人事故，已知在车辆保险杠中使用传感器装置，其通常具有两个或多个加速度传感器。还已知设置基于压力软管的传感系统。

由传感器装置检测到的碰撞信号或由相应的测量传感器输出的输出信号例如与阈值相比较，以便通过比较决定触发或不触发安全装置，尤其是主动的约束器件，例如气囊。

为了避免错误触发，还已知在运行中尤其根据当前的温度修正或补偿相应的测量传感器的测量信号。为此，例如公开文献DE 10 2004 030 972 A1提出，将测量传感器的最重要的参数存储在存储器中，并且考虑用其修正测量传感器的温度特征曲线。此外，由公开文献DE 42 28 893 A1已知，为了补偿测量传感器的输出信号的非线性性，尤其为了补偿传感器信号的温度相关性，除了测量传感器之外，设置温度传感器或温度检测器，其检测在测量传感器的周围的环境中的温度。

发明内容

根据本发明的方法的优点是，特别精确地在进行的运行中进行温度修正或者说补偿，并且因此保证安全系统的一个或多个约束器件的可靠的触发或未触发。为此，根据本发明规定，确定测量传感器的通过测量传感器的运行产生的自发热，并且根据所确定的自发热修正测得的温度。因此，本发明规定，在进行的运行中确定、尤其计算测量传感器的自发热。这具有的优点是，除了所测得的温度值之外，估计测量传感器本身的温度，由此考虑到了由温度传感器确定的温度不一定恰好相当于测量传感器的温度。这种情况例如是，温度传感器远离在机动车上的测量传感器地布置，从而通过温度传感器不能检测到并且在温度测量时不能考虑测量传感器本身的热量。因此，通过确定自发热保证更精确的温度检测，并且由此保证更精确地补偿测量传感器的测量信号。优选地，温度传感器尤其在测量传感器的壳体中靠近测量传感器地布置，从而使得由温度传感器测得的温度值受到测量传感器的自发热的影响。此时如优选地设置的那样，通过将测量传感器的确定的自发热从测得的温度值中减去，可确定测量传感器的实际的环境温度，并且因此例如可高精度地实施用于触发或不触发安全装置的阈值调整。计算或校正/补偿测量传感器的输出信号优选地通过测量传感器本身或具有测量传感器的传感器模块和/或通过设备、比如像控制器实施，该控制器与测量传感器至少通过信号技术连接。因此，通过该方法按以下方式估计传感器周围的温度，即，所测得的温度通过测量传感器的确定的自发热得到补偿或修正。

根据本发明的优选的改进方案规定，根据测量传感器的运行电压确定自发热。运行电压例如可处于4V和12V之间，尤其处于4.8V和11.0V之间。根据给测量传感器施加多大的运行电压，自发热增加(伴随增大的运行电压)或减少(伴随减小的运行电压)。因此，通过观察运行电压确定、尤其计算或估计测量传感器的自发热。

此外，优选地规定，根据测量传感器的运行电流确定自发热。同样，运行电流直接影响温度或测量传感器本身的温度特性。因此，通过考虑运行电流可进一步修正自发热。为了确定运行电压和/或运行电流，通常不需要附加的器件，因为为此无论如何通常已经存在相应的传感机构或评估电路。由此可简单且成本低廉地改善安全系统的运行。

尤其规定，自发热根据通信系统或协议确定，测量传感器借助于该通信系统或协议运行。根据设置哪些通信系统或协议以便评估测量传感器的数据，来改变测量传感器的运行电流并且必要时改变其运行电压。因此，在了解了所使用的通信系统和/或协议的情况下，能够以简单的方式改善确定自发热的精度。

根据本发明的优选的改进方案规定，自发热根据测量传感器的壳体确定。尤其根据壳体的几何形状上的和/或材料技术上的特性影响测量传感器的自发热。尤其根据壳体的导热效率得到测量传感器本身的可识别的温度特性。例如，如果测量传感器具有导热能力很低的壳体，则这意味着测量传感器本身更快地加热或达到更高的运行温度。相反，如果壳体具有很好的导热能力，则热量从测量传感器导出，使得其得到冷却，并且测量传感器的固有温度达到更低的最大值。因此，在了解了壳体的特性的情况下，能够以高的精度确定测量传感器的自发热。

此外，优选地规定，根据测量传感器的传感器类型确定自发热。根据测量传感器的所使用的传感器类型，即，根据测量传感器的检测器的构造，同样得到自身的自发热。因此，通过考虑传感器类型，可有利地确定自发热。适宜地，将传感器类型、传感器壳体、通信系统、运行电压和/或运行电流特性值存储在传感器装置的非易失性的存储器中，从而已经在传感器装置中以简单、节省资源且快速的方式有利地补偿测量传感器的测量信号。

根据本发明的优选的改进方案规定，将经修正的温度和确定的自发热发送给一设备、尤其是安全系统的控制器。因此，所述设备或控制器或者获得已经修正的温度或者获得温度值和确定的自发热，以便自己修正温度，从而保证安全系统的至少一个安全装置的更精确的触发。

因此，根据本发明的设备的特征在于，其适合于在按规定使用时实施根据本发明的方法。在此得到已经提到的优点。控制器为根据本发明的设备的优选的实施方式。

本发明的另一方面为计算机程序，其尤其适合于在按规定使用时实施根据本发明的方法的所有步骤。

本发明的另一方面为机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有根据本发明的计算机程序。

根据本发明的用于机动车的安全系统的突出之处在于根据本发明的设备。在此同样得到已经提到的优点。尤其规定，测量传感器具有壳体，温度传感器还布置在该壳体中。由此保证测量传感器的测量信号的最佳的温度补偿。优选地，在壳体中还布置有根据本发明设备，其实施根据本发明的方法。测量传感器或者说具有测量传感器、温度传感器、壳体以及设备的传感器模块实施方法本身，并且因此已经输出经修正的测量信号，其尤其被传递给尤其是安全系统的控制器，以供进一步使用。替代地，优选地规定，所述设备作为单独的控制器与传感器模块连接，尤其与测量传感器和/或温度传感器连接。

附图说明

尤其从上文的说明以及权利要求中得到其他的优点和优选的特征以及特征组合。下面借助附图进一步阐述本发明。

其中：

图1以简化的图示示出了具有安全系统的机动车；

图2示出了安全装置的测量传感器的温差特征曲线；并且

图3示出了用于运行安全系统的方法。

具体实施方式

图1以简化的俯视图示出了机动车1，其具有有利的安全系统2。该安全系统2在此是气囊系统，其具有多个测量传感器3、4、5、6、一控制器7以及多个以气囊装置的形式存在的安全装置8、9。

测量传感器3至6以及安全装置8和9分别与控制器7连接，其中，该连接可理解成电气连接或信号连接，借助于该连接，一方面由测量传感器3至6产生的输出信号由控制器7检测和评估，并且能够根据所检测到的输出信号通过控制器7触发安全装置8和9。就此而言，控制器7是气囊控制器。

根据该实施例，测量传感器3和6布置在机动车1的车门中，并且构造为压力传感器模块。测量传感器4和5构造在机动车1的前侧的保险杠10中，并且构造为加速度传感器模块。它们尤其用于探测在机动车1处的行人事故。具有转速率传感器的另一可选的传感器模块尤其布置在控制器7处或布置在控制器7上。

由现有技术已经已知相应的安全系统，从而在此不再详细阐述整个系统2的具体使用和设计。还应理解，安全系统2可具有更多或更少的测量传感器3至6以及更多或更少的安全装置8至9。

传感器装置还具有温度传感器11，其根据该实施例布置在前侧的保险杠10中，以便检测测量传感器4、5的环境温度。为此，温度传感器11分别配属于测量传感器4、5中的一个，即，在相应的测量传感器4、5的壳体中分别布置有一温度传感器11。因此，相应的温度传感器11检测相应的测量传感器4、5的周围或相应的测量传感器4、5附近的环境温度。由温度传感器11实际检测到的温度值同样通过控制器7一起评估。在此已经已知的是，根据所检测的温度值调整与由测量传感器4、5检测或输出的测量信号相比较的阈值，以便保证安全装置8、9的最佳的触发行为。

因此有利地规定，在有利的方法中，确定测量传感器的在测量传感器的运行中产生的自发热，以便确定在测量传感器4、5处或在测量传感器4、5中存在的实际的温度值。

为了阐述该方法，图2示出了示例性的温差特征曲线Kl，其可在测量传感器其中之一的运行中得到。温差特征曲线示出了测量传感器的温度与在传感器的环境中测得的温度ΔΤ关于时间t的偏差。在该实施例中，测量传感器的自发热例如为140K/W。

为此，在此根据确定的自发热修正所测得的温度值，其中，尤其根据下文说明的关系确定自发热。

根据相应的测量传感器的几何形状上的和材料技术上的条件，尤其根据测量传感器4、5的相应的壳体，得到在壳体中的测量传感器的不同的温度特性。因此规定，自发热根据壳体、尤其是根据壳体的材料技术上的或几何形状上的设计确定。为此尤其将修正系数存储在优选相应的测量传感器4、5的非易失性的存储器中。修正系数尤其为修正值和/或修正特征曲线，其例如根据相应的壳体显示出关于时间的温度特性。

此外，替代地或附加地规定，相应的测量传感器4、5的自发热根据施加给测量传感器的运行电压确定。如在此说明的那样，在具有气囊装置的安全系统中，所施加的运行电压能够为在约4.8V和11.0V之间的电压。根据所施加的电压，测量传感器的温度或多或少地增加。同样的情况适用于相应的测量传感器4、5的运行电流，其优选地同样用于修正或补偿测得的温度值，并且用于确定相应的测量传感器4、5的自发热。在此，运行电流尤其取决于使用的通信协议，借助于该通信协议寻址相应的测量传感器4、5。在此尤其规定，测量传感器3至6通过所谓的PSI5协议与控制器7通信。由此得到已知的运行电流，其在确定相应的测量传感器的自发热时予以考虑。

所说明的影响因素直接影响测得的温度，其例如借助于温度二极管在相应的测量传感器4、5附近被测得。温度二极管尤其是已经说明的温度传感器。因此，由于测量传感器的自发热，测得的温度值偏离测量传感器周围的实际的环境温度。为了补偿下面说明的测得的温度值，尤其对与相应的测量传感器4、5的输出信号相比较的阈值进行调整，以避免安全装置8、9的误触发或错误未触发。

用于有待考虑的不同参数(例如尤其是运行电压、运行电流、通信协议/系统、壳体和/或所测得的温度值)的时间常数T优选地在制造时通过试验确定，并且存储在相应的测量传感器4、5的非易失性的存储器中。然后，相应的测量传感器4、5的温度曲线利用相应的时间常数借助于数学公式进行说明，其获得作为输入变量的运行电压、通信模块、壳体和/或运行电流，并且根据输入变量提供用于相应的测量传感器4、5的高精度的补偿温度。数学公式或各温度曲线优选地存储在测量传感器4、5的例如作为软件和/或硬件的存储器中，并且允许随时算出在相应的测量传感器4、5中的补偿温度。

自发热T_E或自发热份额尤其通过以下公式算出：

T_E＝Rth*P_eff

其中，Rth为应确定的热阻抗，Peff为测量传感器的有效功率消耗，即，尤其是运行电压并且优选地是平均的运行电流，其从选择的通信模块尤其根据PSI5协议得到。其中，适用于：

此时，补偿的温度值T_K由所测得的温度T_g减去确定的自有热量T_E得到：

T_K＝T_g-T_E

适宜地，通过模拟技术、试验和/或计算方式确定用于自加热的运行电压、运行电流、传感器类型和壳体的份额。

在通过借助于测量传感器的自有热量进行修正高精度地确定温度以后，将温度借助于PSI5通信传递给控制器7，并且在那里用于根据温度的阈值调整。还可考虑在计算在测量传感器内的经补偿的、修正的温度时实施插值(Interpolation)，以便简化计算。此时，通过该有利的方法可借助于与相应的测量传感器相关的自发热确定用于控制器7的精确的阈值调整。根据替代的实施方式规定，将相应的测量传感器4、5和相应的温度传感器11的原始数据传递给控制器7，并且在此如上文说明的那样进行评估。虽然本实施例仅仅参考测量传感器4、5进行了详细阐述，尤其规定，测量传感器3、6相应地分别配备有温度传感器11，并且实施测量传感器3、6的测量信号的如上文所描述的补偿，以便保证安全装置8、9的高精度的触发。

图3再次以流程图概括地示出了有利的方法的主要步骤。在第一步S1中，运行安全系统或具有安全系统的机动车。紧接着在步骤S2中运行或者触发测量传感器3至6中的至少一个测量传感器，以便检测加速度或压力变化，以便如上文已经说明的那样检测机动车与在机动车1的环境中其他的交通参与者或对象的碰撞。在步骤S3中，尤其同时借助于相应的温度传感器11检测尤其在相应的壳体内的相应的测量传感器3至6的当前的环境温度。

在运行相应的测量传感器3至6期间，在步骤S4中如之前说明的那样、尤其根据其运行电压、其运行电流、通信系统和/或通信协议、相应的测量传感器3至6的壳体和/或相应的测量传感器3至6的传感器类型确定其自发热。在此，过程尤其如上文说明的那样进行。

紧接着，在步骤S5中，如上文说明的那样，借助于相应的测量传感器3至6的确定的自有热量修正由相应的温度传感器11检测的环境温度，该测量传感器3至6配备有相应的温度传感器11。

然后，在接下来的步骤S6中，借助于所修正的温度修正或校正由相应的测量传感器3至6提供的输出信号。替代地，优选地规定，借助于尤其相应的测量传感器的输出信号与之相比的一个或多个阈值的修正的温度在控制器7中进行调整，以保证安全装置8、9的最佳的触发。因此，在接下来的步骤S7中提供修正的输出信号或一个或多个修正的阈值，安全系统2借助于该阈值运行。

Claims (11)

1.一种用于运行机动车(1)的安全系统(2)的方法，该安全系统具有至少一个传感器装置，该传感器装置具有用于检测碰撞的测量传感器(3-6)和至少一个温度传感器(11)，其中，根据通过所述温度传感器(11)测得的当前的温度值修正所述测量传感器(3-6)的输出信号，其中，确定所述测量传感器(3-6)的通过所述测量传感器(3-6)的运行所产生的自发热，并且还根据所确定的自有热量修正所述输出信号，其特征在于，根据所述测量传感器(3-6)的运行电压和/或运行电流确定所述自发热，所述温度传感器(11)在测量传感器的壳体中靠近测量传感器地布置，从而使得由所述温度传感器(11)测得的温度值受到测量传感器的自发热的影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全系统(2)是气囊系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了修正所述输出信号，根据所确定的自有热量修正所测得的温度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据通信系统和/或协议确定所述自发热，所述测量传感器(3-6)借助于该通信系统和/或协议运行。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据相应的测量传感器(3-6)的壳体确定所述自发热。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述测量传感器(3-6)的传感器类型确定所述自发热。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，将修正的温度以及所确定的自发热发送给所述安全系统(2)的一设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设备是安全系统的控制器(7)。

9.一种用于运行机动车(1)的安全系统(2)的设备，所述安全系统具有至少一个传感器装置，该传感器装置具有用于检测所述机动车(1)的碰撞的至少一个测量传感器(3-6)以及至少一个温度传感器(11)，其中，所述设备根据通过所述温度传感器(11)所实际测得的温度值修正所述测量传感器的输出信号，其特征在于，所述设备作为控制器(7)适合于在按规定使用时实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种机器可读的存储介质，在其上面存储有适合于在按规定使用时实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤的计算机程序。

11.一种用于机动车(3)的安全系统(2)，其具有至少一个能触发的安全装置(8、9)和至少一个传感器装置，该传感器装置具有用于检测机动车的碰撞的至少一个测量传感器(3-6)和至少一个温度传感器(11)，其特征在于，其还包括根据权利要求9所述的设备。

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