CN115210114A - 利用压力管传感器的增强前碰撞检测 - Google Patents

利用压力管传感器的增强前碰撞检测 Download PDF

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Abstract

一种用于控制用于帮助保护车辆乘员的可致动安全装置(110)的方法包括经由压力管传感器(18)感测左前压力值和右前压力值。所述方法还包括：执行评估所述左前压力值和所述右前压力值的压力管度量；和响应于所述压力管度量选择切换的撞击阈值。所述方法还包括：感测车辆加速度参数(99)；和执行评估所述车辆加速度参数以确定是否超过切换的撞击阈值的一个或多个撞击度量。所述方法进一步包括响应于确定出超过所述切换的撞击阈值来控制所述可致动安全装置(110)的展开。一种车辆安全系统(100)实施所述方法。

Description

利用压力管传感器的增强前碰撞检测
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆的可致动乘员保护装置的方法和设备，具体地，涉及一种用于检测车辆前碰撞事件并辨别若干类型的车辆前碰撞事件的方法和设备。该方法和设备利用前压力管传感器来增强对这些前碰撞事件的检测和辨别。
背景技术
可致动的车辆乘员保护系统或“车辆安全系统”包括可致动的约束装置，诸如可致动的安全带卷收器和安全气囊。这些车辆安全系统包括多个事件传感器，诸如加速度计，以及称为安全气囊控制单元(“ACU”)的电子控制单元。ACU监视传感器提供的信号，并确定是否致动可致动的约束装置。
对于车辆安全系统，期望辨别车辆可能涉及的各种冲撞或碰撞事件(“撞击事件”)。应认识到现实生活撞击场景是无限的，已经开发了撞击测试来模拟撞击类型和撞击严重程度方面最常见的现实生活撞击场景。如果车辆安全系统可以识别和辨别各种撞击测试并响应于此致动可致动的约束装置，则车辆安全系统也将在现实生活撞击事件中执行。
撞击测试可能涉及多种碰撞类型，诸如前碰撞、侧面碰撞、偏移碰撞，以及斜向或角向碰撞，每种碰撞都以规定速度执行。车辆撞击事件可能涉及各种碰撞结构，诸如电线杆或可变形障碍物，可变形障碍物可以是静止的或移动的。这些碰撞结构中的每一个都是专门设计用于代表在现实生活撞击场景中遇到的结构。例如，电线杆撞击测试可以实施被设计成代表典型电话或交通信号杆的电线杆，而可变形障碍物可以被设计成代表冲撞时涉及的另一车辆。
车辆安全系统可以被配置或适应成将期望对可致动的约束装置致动的那些撞击事件与不期望对可致动的约束装置致动的那些撞击事件区辨别开。因此，撞击辨别使得需要确定撞击类型，例如，前面、侧面、偏移、斜角等。撞击辨别还使得需要确定碰撞结构类型，例如，电线杆或可变形障碍物。撞击辨别还使得需要确定撞击严重程度。撞击辨别进一步使得需要误用条件，诸如车辆越野驾驶，以及其它条件，诸如动物碰撞，其中可以检测到车辆碰撞，但不保证对可致动的约束装置的致动。
因此，车辆安全系统必须确定事件是点火(MF)事件、不点火(NF)事件还是误用事件。点火事件是必须展开安全气囊的那些撞击事件。正是对于这些撞击事件，期望进一步辨别，因为这种进一步分类允许针对特定分类事件定制安全气囊展开。不点火事件是其幅度不保证安全气囊展开的事件。误用事件是以非传统方式使用车辆的事件，诸如越野驾驶，并且不期望安全气囊展开，即使检测到的撞击事件的幅度可能另有指示。
美国国家公路交通安全管理局(“NHTSA”)是美国管理车辆安全并经由其新车评估计划(US-NCAP)评估新车安全的政府机构。通过US-NCAP，NHTSA建立撞击测试来确定新车的耐撞性，并对那些车辆进行星级评定，其中五星级是最好的。这些测试的标准以联邦机动车辆安全标准(FMVSS)的形式发布，NHTSA发布该标准是为了实施国会通过的安全法案。FMVSS标准详细描述了用于确定US-NCAP评级的精确测试程序，这些评级是根据测试时位于车辆中的撞击测试假人测量的度量确定的。
美国不是唯一拥有自己的新车评估计划的国家。其它国家，诸如中国、日本和澳大利亚，以及其它国家集团，诸如欧洲和拉丁美洲，都有自己的NCAP。虽然这些机构发布的新车评级相似，但有些采用的撞击测试方法略有不同。
多年来，在机动车安全方面，安全标准不断修改和更新，以“突破极限”。因此，为了跟上标准，机动车制造商被迫不断提高其产品的安全性。随着标准变得更加严格，安全系统会适应并变得更加复杂和强大。通过车辆安全系统的演进，人们发现撞击分类是确定系统有效性的关键因素之一。如果安全系统能够准确、稳健地识别安全标准所定义的撞击场景，则可以采取定制的措施为涉及标准为其设计的事故的乘员产生最佳结果。
虽然车辆安全系统已经被开发成具有辨别各种撞击事件的能力，但仍然需要进一步分类和辨别撞击事件，以便车辆安全系统能够采取适当的响应动作。在期望辨别的撞击事件中，有不同类型的车辆前碰撞撞击事件。刚性前障碍物是固定且不可变形的，表示道路上的刚性障碍物，诸如混凝土障碍物。
一种特殊的前撞击测试是高速刚性障碍物前撞击测试，其中，车辆以56kph(近似35mph)碰撞刚性障碍物。由于该测试涉及车辆以高速率移动到刚性、不可变形的障碍物上，因此撞击事件发展迅速。因此，期望尽可能快地辨别这种撞击场景，以便为安全系统提供尽可能多的时间来展开必要的安全装置。
发明内容
一种用于帮助保护车辆乘员的可致动安全装置的控制方法，包括经由压力管传感器感测左前压力值和右前压力值。方法还包括：执行评估左前压力值和右前压力值的压力管度量；和响应于压力管度量选择切换的撞击阈值。方法还包括：感测车辆加速度参数；和执行评估车辆加速度参数以确定是否超过切换的撞击阈值的一个或多个撞击度量。方法进一步包括响应于确定超过切换的撞击阈值来控制可致动安全装置的展开。
根据一个方面，切换的撞击阈值可以包括不点火阈值和误用方框。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，压力管度量可以包括压力管传感器差分辨别度量和压力管传感器不对称拆分度量中的至少一个。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，压力管传感器差分辨别度量可以评估左前压力值和右前压力值中的至少一个的变化率。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，压力管传感器差分辨别度量可以相对于最前传感器加速度移动平均值评估前压力差分移动平均值绝对值。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，压力管不对称拆分度量可以评估左前压力值和右前压力值的相移，以确定前碰撞是对称的、左不对称的还是右不对称的。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，压力管不对称拆分度量可以相对于右前压力移动平均值评估左前压力移动平均值。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，响应于压力管度量选择切换的撞击阈值可以包括响应于下列条件中的至少一个来选择切换的撞击阈值：左前压力值和右前压力值中的任一个压力值的压力管传感器差分辨别度量超过OR阈值。左前压力值和右前压力值两者的压力管传感器差分辨别度量均超过AND阈值，其中，AND阈值的幅度小于OR阈值的幅度。左前压力值的压力管传感器差分辨别度量超过OR ASYM阈值，并且压力管不对称拆分度量指示左不对称的前碰撞，右前压力值的压力管传感器差分辨别度量超过OR ASYM阈值，并且压力管不对称拆分度量指示右不对称的前碰撞。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，方法也可以包括响应于下列条件确定发生高速刚性障碍物冲撞：响应于压力管度量选择切换的撞击阈值。左前压力值和右前压力值两者的压力管传感器差分辨别度量均超过第二AND阈值。压力管不对称拆分度量指示对称的前碰撞。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，车辆是电动车辆、混合动力车辆或配备有高电压设施的车辆，并且方法可以进一步包括响应于下列条件停用高电压连接：左前压力值和右前压力值两者的压力管传感器差分辨别度量均超过AND HV阈值。左前压力值和右前压力值两者的长移动平均值度量均超过FLAT阈值。左低速刚性障碍物抑制度量和右低速刚性障碍物抑制度量中的至少一个超过HV阈值。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，左低速刚性障碍物抑制度量可以包括左压力管传感器差分辨别度量，左压力管传感器差分辨别度量相对于CCU X轴加速度移动平均值和从左最前加速度传感器获得的加速度值中的一个来评估左前压力差分移动平均值绝对值。右低速刚性障碍物抑制度量可以包括右压力管传感器差分辨别度量，右压力管传感器差分辨别度量相对于CCU X轴加速度移动平均值和从右最前加速度传感器获得的加速度值中的一个来评估右前压力差分移动平均值绝对值。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，车辆安全系统包括一个或多个车辆安全装置和控制器，控制器被配置成执行上文阐述的方法以致动一个或多个车辆安全装置。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，车辆安全系统包括压力管传感器(PTS)，压力管传感器被配置成安装在车辆的前部。车辆安全系统也可以包括安全气囊控制单元(ACU)，安全气囊控制单元被配置成安装在车辆的仪表板中。控制器可以在安全气囊控制单元中实施，并且压力管传感器可以被配置成与ACU通信。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，车辆安全系统可以包括左最前传感器(LT_UFS)和右最前传感器(RT_UFS)，左最前传感器被配置成安装在车辆的左前拐角处，右最前传感器被配置成安装在车辆的右前拐角处。左最前传感器和右最前传感器可以被配置成与ACU通信。
根据一个方面，单独或与任何其它方面结合，一个或多个车辆安全装置可以包括前安全气囊和安全带预紧器中的至少一个。
附图说明
通过考虑以下对本发明的描述和附图，本发明的上述和其它特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：
图1是示出根据本发明的一个方面的车辆安全系统的示意图。
图2是描绘由车辆安全系统执行的信号调节的示意性块图。
图3A至图3C示出了可以由车辆安全系统实施的压力管传感器度量。
图4示出了可以由车辆安全系统实施的确定和比较函数。
图5至图7示出了可以由车辆安全系统实施的辨别逻辑。
具体实施方式
[车辆安全系统]参考图1，车辆10包括车辆安全系统100。安全系统100可以包括以110示意性示出的多个可致动车辆安全装置。可致动安全装置110可以例如包括安全气囊(例如，前安全气囊、侧面碰撞安全气囊、帘式安全气囊等)和安全带，例如，安全带预紧器。
系统100进一步包括可操作地连接到安全气囊控制单元(“ACU”)120的多个基于车辆的传感器。ACU 120通常安装在车辆10的前座之间，但也可以安装在替代性的位置。保护装置110也可操作地连接到ACU 120。基于车辆的传感器用于感测车辆条件和撞击指示。由于基于车辆的传感器提供模拟信号，因此ACU 120执行传感器信号的模数(A/D)转换。ACU120包括控制器，控制器被编程以从基于车辆的传感器接收数字化信号，以基于来自基于车辆的传感器的信号确定车辆条件诸如撞击条件并响应于确定的车辆条件控制安全装置110的致动。
基于车辆的传感器包括集成到ACU 120中的ACU传感器122。ACU传感器122包括双轴加速度计，以测量车辆在X轴(XVEH)和Y轴(YVEH)方向上的加速度，并确定指示这些感测到的车辆加速度的值。CCU_X是指示在ACU 120位置沿车辆X轴方向测量的车辆加速度的值。CCU_Y是指示在ACU 120位置沿车辆Y轴方向测量的车辆加速度的值。ACU 120可以使用这些信号来确定撞击并辨别不同的撞击类型。
基于车辆的传感器还包括前压力管传感器140(在本文中称为PTS)。PTS 140被安装在车辆前端，位于前车辆保险杠18的饰板后方。PTS 140包括与压力管144流体连接的两个压力换能器142。压力换能器142分别被安装在车辆10的左前(FR_LT)拐角和右前(FR_RT)拐角处。
压力管144由柔性、可变形材料诸如氯乙烯或聚氯乙烯(PVC)材料构成。与车辆的前碰撞使压力管144变形，导致管内压力增大。压力换能器142感测压力变化并产生相应于压力变化的左和右压力信号(分别为PIS_LP和PIS_RP)。PIS_LP和PIS_RP信号被发送到ACU120，ACU 120可以使用压力信号来帮助感测或确定与车辆10发生的前碰撞/撞击，并基于压力信号辨别不同类型的前碰撞/撞击。
基于车辆的传感器还可以包括安装在车辆10的左前(FR_LT)拐角处或附近的左最前传感器146和安装在车辆10的右前(FR_RT)拐角处或附近的右最前传感器148。最前传感器146、148是测量车辆在X轴方向上的加速度的加速度计传感器。最前传感器146、148可操作，以分别产生被提供给ACU 120的左和右最前X轴加速度信号LT_UFS和RT_UFS。ACU 120可以使用这些信号来确定撞击并辨别不同的撞击类型。
[信号调节]图2是块图，示出了在本文公开的度量和算法中实施之前一些传感器数据经历的信号调节。例如，来自压力管传感器140的压力换能器142的压力信号(PIS_LP、PIS_RP)经由若干不同的函数调节，以产生可以由本文公开的度量和算法实施的三个不同的经调节信号。另外，来自ACU 120的中心Y轴加速度(CCU_Y)经由若干不同的函数进行调节，以产生由本文公开的度量和算法实施的经调节信号。
如图2中所示，压力信号PIS_LP、PIS_RP可以经历差值计算(1-z-1块152)，以确定当前和先前数据样本之间的差值。绝对值确定(Abs块154)为传感器信号产生正值。具有不同窗口大小的低通滤波器(LPF)计算可用于平滑压力信号。
例如，在图2中，存在三个LPF块，每个块都有不同的窗口大小。LPF 1块156计算预定窗口大小上的移动平均值，并产生移动平均值PIS_LP MA和PIS_RP MA。LPF 2块158计算具有更宽窗口大小的移动平均值，并产生长移动平均值PIS_LP MA Long和PIS_RP MALong。LPF 3块160计算具有更短窗口大小的移动平均值。因为LPF 3块160从1-z-1块152和Abs块154接收其输入，所以短MA块160产生移动平均值PIS_LP Diff Abs MA和PIS_RP DiffAbs MA。MA块156、158、160中的每一个的采样时间可以是可调的。
另外，如图2中所示，加速度信号CCU_Y经历低通滤波(LPF块164)，低通滤波可以用于从CCU_Y加速度信号消除高频噪声。具有可调窗口大小的加速度移动平均值(AMA块166)计算可以用于平滑经滤波的加速度信号。绝对值确定(Abs块168)为经调节的信号CCU_YAMA Abs产生正值。
[压力管数据和相应的度量]压力管传感器140产生压力数据，ACU 120可以解释这些数据以对车辆10的前碰撞做出早期/快速确定。因为压力换能器142位于压力管144的相对端，所以可以通过评估随着时间从换能器接收的压力数据，并比较该数据与其它数据，诸如从ACU 120收集的加速度数据(ACU_X、ACU_Y)，确定车辆的前碰撞的某些特征。
这在图3A至图3C中示出，其中每幅图都示出响应于前碰撞，针对左和右压力换能器142两者的压力相对于时间的关系的示例曲线。在图3A至图3C中，哪个压力换能器(即，左或右)由哪个曲线(即，实线或虚线)表示并不重要。图3A至图3C也示出了可以与压力相对于时间的关系曲线中的每个相关联的度量的示例实施方式。
参考图3A中左侧的曲线，可以通过比较左和右压力换能器142随时间的压力信号来确定的一个特征是振幅。压力信号(PIS_RP、PIS_LP)的振幅指示感测到的前碰撞的幅度或严重程度。因为前碰撞在压力管144中产生高幅度的压力升高，所以传感器削波可能由所有类型的事件导致，包括点火、不点火和误用事件。因此，压力信号(PIS_RP,PIS_LP)的振幅本身并不能很好地用于撞击确定辨别。然而，压力信号的移动平均值(MA)可以用于辨别短的前碰撞与持续时间更长的前碰撞。图3A中的右侧示出了与该振幅压力相对于时间的关系曲线相关联的度量的示例实施方式。
如图3A中右侧所示的度量所示，一定阈值幅度和持续时间的前撞击可以使用压力信号的长移动平均值(PIS_LP Long MA、PIS_RP Long MA)来辨别。虚线所示的撞击持续时间阈值表示为了辨别前撞击条件而必须随时间保持的长MA信号的幅度，即振幅。必要的持续时间可以是可调的(例如，经由移动平均窗口)，以便经辨别的前撞击条件可以匹配预定的标准。
参考图3B中左侧的曲线，可以通过比较左和右压力换能器142随时间的压力信号来确定的另一特征是信号之间的相移。作用在压力管传感器140上的前碰撞产生了压力波，压力波通过压力管144传播。如果碰撞集中在车辆10上，因而集中在压力管传感器140上，则压力波将穿过压力管并同时到达压力换能器142。在这种情况下，压力信号(PIS_RP、PIS_LP)将是并发的，即它们将在图3B中左侧的压力相对于时间的关系曲线中相互重叠。如果是这种情况，则信号之间将不会有相移。
然而，如果碰撞移位到车辆10的一侧或另一侧，由于压力波到达换能器142的时间差，所以压力上升和产生的压力信号将相移。这是图3B中左侧的示例曲线中所示的情况，其中，相移的幅度大致由双箭头示出。因而，应明白，朝向车辆10左侧发生的碰撞将产生相移，其中左压力信号在时间上首先出现，随后是右压力信号。相反，应明白，朝向车辆10右侧发生的碰撞将产生相移，其中右压力信号在时间上首先出现，然后是左压力信号。因此，信号之间的移位量可以指示车辆与冲撞车辆/物体之间的偏移程度。图3B中的右侧示出了与该相移压力相对于时间的关系曲线相关联的度量的示例实施方式。
如图3B右侧所示的不对称拆分度量中所示，压力换能器142之间的相移可以用于识别前冲撞的对称性。对称的前冲撞使碰撞物体以车辆为中心，左/右不对称的前冲撞使碰撞物体在车辆上向左或向右移位。非对称拆分度量利用左和右压力的移动平均值(PIS_LPMA、PIS_RP MA)来做出这些确定。
图3B的非对称拆分度量实现了用于确定前撞击的对称性的区域。在图3B中，这些区域包括对称(SYM)区域、左不对称(L_ASYM)区域和右不对称(R_ASYM)区域。比较图3B的非对称拆分度量中的PIS_LP MA和PIS_RP MA，如果度量落在SYM区域中，则确定前撞击是对称的。如果度量落在L_ASYM区域，则确定前撞击是左不对称的。如果度量落在R_ASYM区域，则确定前撞击是右不对称的。通过这种方式，不对称拆分度量可以辨别对称、左不对称和右不对称前撞击，并且该确定可以用于进一步辨别前车辆撞击。
由于前撞击在压力管144中产生高幅度的压力升高，所以传感器削波可能由所有类型的事件引起，包括点火(MF)、不点火(NF)和误用事件。因此，压力信号(PIS_RP、PIS_LP)的振幅本身并不能很好地用于撞击辨别。然而，压力信号的变化率在点火的前碰撞事件相对于不点火的前碰撞事件的情况下会有所不同。因此，可以使用变化率来辨别那些事件。
参考图3C左侧的曲线，可以随时间比较压力信号以确定来自压力换能器142的压力信号(PIS_RP、PIS_LP)的变化率。压力信号的变化率(在削波之前)可以指示前碰撞的动态。曲线越陡，即压力变化率越高，前碰撞的幅度越大。因而，压力变化率可以用于产生能够辨别点火(MF)事件与不点火(NF)事件的度量。图3C右侧示出了与该压力变化率相对于时间的关系曲线相关联的度量的示例实施方式。
如图3C的右侧所示，PTS差分辨别度量实施了各种阈值，由实线指示，以辨别点火事件与不点火事件。图3C中所示的不同阈值用于辨别特定事件，因此每个阈值都可以具有与其它阈值不同的阈值幅度。例如，OR阈值的幅度可以小于AND阈值。PTS差分辨别度量的阈值指示在控制算法(如下所述)中实施，控制算法可操作以做出关于车辆的各种确定。
PTS差分辨别度量利用PIS_LP Diff Abs MA和PIS_RP Diff Abs MA信号，如上所述，这些信号是当前和先前压力样本之间的差值(参见图2的1-z-1块152)。与这些阈值交叉的差分信号PIS_LP Diff Abs MA和PIS_RP Diff Abs MA确定即使满足与事件相关的其它条件，也保证点火事件的条件。与这些确定相关联的布尔逻辑在下面的PTS阈值切换算法的描述中进行了描述。
[确定和比较函数]图4示出了在ACU 120中实施的确定和比较函数170。确定和比较函数170响应于与车辆碰撞相关联的度量做出点火/不点火确定。“点火”确定是确定冲撞度量已经超过用于致动或“点火”车辆安全装置110的阈值。“不点火”确定是确定冲撞度量没有超过点火阈值，因而，不必点火安全装置110。
如图4中所示，加速度信号ACU_X(由ACU传感器122提供)具有指示车辆在基本平行于车辆12的X轴的方向上的加速度的特征(例如，频率和振幅)。加速度信号ACU_X被提供给在ACU 120中实施的低通滤波器(LPF)函数172。LPF函数172对加速度信号ACU_X滤波，以消除外来信号分量，诸如由外来车辆操作事件和/或道路噪声引起的频率。通过滤波去除的信号分量是被确定为在辨别下列事件时无用的那些信号分量：1)是否正在发生车辆撞击事件；和2)检测到的车辆撞击事件是否是期望致动车辆安全装置110的事件，即，点火事件。
车辆架构因模型而异，因此通过滤波去除的信号分量也因模型而异。经验测试或计算可以用于确定用于辨别感兴趣的特定车辆中的车辆撞击条件和/或确定检测到的车辆撞击事件是否是期望致动车辆安全装置110的事件的信号分量。LPP函数172输出以进行进一步处理的正是那些指示车辆撞击事件和/或在确定检测到的车辆撞击事件是否是期望致动车辆安全装置110的事件时有用的信号分量。
来自LPF函数172的经滤波的输出信号被提供给在ACU 120中实施的模数(A/D)转换器函数174。A/D转换器函数174将经模拟滤波的撞击加速度信号转换为数字信号。A/D转换器函数174的输出可以用附加滤波器函数(未示出)进行滤波，以消除与A/D转换相关联的小漂移和偏移。该附加滤波器函数可以在ACU 120内以数字方式实现。
在ACU 120中实施的确定和比较函数170根据经滤波的撞击加速度信号ACU_X确定两个撞击度量值VEL_REL_X和DISPL_REL_X。更具体地，确定和比较函数170通过对经滤波的撞击加速度信号ACU_X进行积分来确定VEL_REL_X，VEL_REL_X是基本平行于X轴的方向上的速度。确定和比较函数170还通过对经滤波的撞击加速度信号ACU_X进行双积分来确定DISPREL X，DISP REL X是基本平行于X轴的方向上的位移。
在一个示例实施方式中，撞击位移值和撞击速度值可以使用Foo等人的美国专利号6,156,539和Foo等人的美国专利号6,036,225中完全描述的虚拟撞击感测过程，使用乘员的弹簧质量模型来解释弹簧力和阻尼力而确定。弹簧质量模型的详细解释可以在Foo等人的美国专利号5,935,152中找到。确定和比较函数170将值VEL_REL_X与至少一个撞击辨别阈值进行比较，该比较用于辨别是否正在发生撞击事件。
根据图4中所示的本发明的示例实施方式，确定和比较函数170将作为DISPL_REL_X值的函数的VEL_REL_X值与在图4中被识别为不点火阈值180的辨别阈值进行比较。如果作为DISPL_REL_X的函数的VEL_REL_X超过不点火阈值180，则确定安全装置110的“点火”或“致动”条件。确定和比较函数170可以包括锁存函数(未示出)，锁存函数在预定时间段内对已经满足点火/致动条件的确定进行时间锁存。
作为将作为DISPL_REL_X值的函数的VEL_REL_X值与不点火阈值进行比较的一部分，确定和比较函数170还在发起任何比较之前确保VEL_REL_X值位于安全免疫或误用方框184之外。误用方框184的目的是滤除误用事件，并防止在撞击速度和/或撞击位移值处于误用方框值内时致动安全装置100。误用事件包括锤击、道路颠簸、关门和从撞击加速度传感器产生输出信号的其它事件，这些输出信号不是车辆撞击事件的结果。
误用方框184由确定的撞击速度和撞击位移值表示，低于该值则不应致动安全装置110。只有在确定的撞击速度VEL_REL_X值和/或撞击位移DISPL_REL_X值超过误用方框184表示的速度和位移之后，即在误用方框之外，通常才允许响应于撞击度量确定来致动安全装置110。
误用方框184定义了以VEL_REL_X和DISPL_REL_X的预定上限值为界的区域。当VEL_REL_X的确定值在误用方框184的区域内时，安全函数为OFF或处于数字LOW条件下，因此，对安全装置110的致动被禁止且不能发生。如果值VEL_REL_X在误用方框184之外，则安全函数为ON或处于数字HIGH条件下，因此可以致动安全装置110。
如果值VEL_REL_X在误用方框184之外，然后进入或重新进入误用方框，则可以延长或增强安全函数为ON或保持ON的时间段。这被称为锁存时间段。而且，虽然图4中仅示出了一个误用方框，但是每个不点火阈值都可以有相关联的误用方框。
由确定和比较函数170实施的不点火阈值180可以是固定的或可变的。另外，确定和比较函数170可以包括超过一个不点火阈值。多个不点火阈值可以用于为不同的安全装置提供不同的不点火阈值。例如，一个不点火阈值可以用于安全气囊，而不同的不点火阈值可以用于安全带预紧器。另外或替代性地，可以基于从其它车辆安全传感器/系统感测和/或确定的条件来选择或“切换”多个不点火阈值。以这种方式，不点火阈值可以进一步适应在车辆撞击时感测到的车辆条件。
[PTS阈值切换算法]利用上文参考图3A至图3C所述的度量，从压力管传感器140获得的PTS压力数据可以允许早期和快速辨别前撞击场景。这种早期和快速的辨别允许切换，即，降低确定和比较函数170(图4)的不点火阈值和误用方框，以便确定和比较函数可以更快地响应某些已辨别的前撞击。在图4中示出了这些切换的阈值的示例实施方式。
如图4中所示，除了不点火阈值180之外，确定和比较函数170还包括切换的不点火阈值182。切换的不点火阈值182是这样的不点火阈值，其中，产生点火条件所需的度量的幅度从未切换的不点火阈值180减小。确定和比较函数170响应于在车辆撞击时感测到的车辆条件而实施切换的不点火阈值182。在没有那些感测到的车辆条件的情况下，确定和比较函数170实施不点火阈值180。
而且，除了误用方框184之外，图4的确定和比较函数170也包括切换的误用方框186。切换的误用方框186是这样的误用方框，其中，指示车辆误用并禁止点火条件所需的度量的幅度从误用方框184的幅度减小。
根据本发明的一个方面，确定和比较函数170是否实施不点火阈值180和误用方框184，或者是否切换到切换的不点火阈值182和切换的误用方框186，是响应于从压力管传感器140导出的度量确定的。图5中示出了说明其一个示例实施方式的PTS阈值切换算法200。PTS阈值切换算法200实施了图3C的PTS差分辨别度量和图3B的非对称拆分度量。如图5中所示，满足OR块208处的任何条件将触发使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，如220指示的。在以下段落中阐述这些条件。
如果满足PIS_LP差分辨别度量202的OR阈值，则将满足OR块208。这里，当PIS_LPDiff Abs MA与度量202的OR阈值线交叉时满足OR阈值。OR阈值指示高幅度压力差分，这指示高压力变化率。感测到这种高压力变化率保证了使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，由此可以引起更快地辨别点火前碰撞事件。
类似地，如果满足PIS_RP差分辨别度量204的OR阈值，则也将满足OR块208。这里，当PIS_RP Diff Abs MA与度量204的OR阈值线交叉时满足OR阈值。OR阈值指示高幅度压力差分，这指示高压力变化率。感测到这种高压力变化率保证了使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，由此可以引起更快地辨别点火前碰撞事件。
如果满足AND块206，则也将满足OR块208。在满足PIS_LP差分辨别度量202和PIS_RP差分辨别度量204两者的AND阈值时，满足AND块206。当PIS_LP/RP Diff Abs MA与对应度量202、204的AND阈值线交叉时，满足AND阈值。AND阈值指示高幅度压力差分，这指示高压力变化率。AND阈值压力差分的幅度可以低于OR阈值。因而，必须满足两个AND阈值才能触发切换。满足两个AND阈值保证了使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，由此可以引起更快地辨别点火前碰撞事件。
如果满足AND块214，也将满足OR块208。在满足PIS_LP差分辨别度量210的OR ASYM阈值并且不对称拆分度量212指示左不对称(L_ASYM)前碰撞时，满足AND块214。当PIS_LPDiff Abs MA与度量210的OR ASYM阈值线交叉时，满足OR ASYM阈值。OR ASYM阈值指示高幅度压力差分，这指示高压力变化率。OR ASYM阈值压力差分的幅度可以低于OR和AND阈值。因此，OR ASYM通过在AND块214处来自不对称拆分度量212的L_ASYM指示的存在来验证。当PIS_LP MA与PIS_RP MA之间的相移指示左不对称前碰撞时触发L_ASYM(参见图3B)。来自度量210和212的OR ASYM指示和L_ASYM指示的存在保证了使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，由此可以引起更快地辨别点火前碰撞事件。
类似地，如果满足AND块218，也将满足OR块208。在满足PIS_RP差分辨别度量216的OR ASYM阈值并且不对称拆分度量212指示右不对称(R_ASYM)前碰撞时，满足AND块218。当PIS_RP Diff Abs MA与度量216的OR ASYM阈值线交叉时，满足OR ASYM阈值。OR ASYM阈值指示高幅度压力差分，这指示高压力变化率。OR ASYM阈值压力差分的幅度可以低于OR和AND阈值。因此，OR ASYM通过在AND块218处来自不对称拆分度量212的R_ASYM指示的存在来验证。当PIS_RP MA与PIS_LP MA之间的相移指示右不对称前碰撞时触发R_ASYM(参见图3B)。来自度量212和216的OR ASYM指示和R_ASYM指示的存在保证了使用切换的不点火阈值182和切换的误用方框186(参见图4)，由此可以引起更快地辨别点火前碰撞事件。
通过上文应明白，车辆安全系统100可以实施控制算法以确定何时致动安全装置110。控制算法可以通过切换不点火阈值和误用方框实现更快地辨别某些类型的前碰撞，实施利用来自压力管传感器140的数据来提高系统响应性的度量。
[高速刚性障碍物检测]由从压力管传感器140获得的PTS压力数据促进的早期和快速辨别还允许早期检测到高速刚性障碍物前碰撞。例如，高速刚性障碍物可以是与56kph刚性障碍物标准(例如，US-NCAP标准)相称的前碰撞。
在图6中示出了高速刚性障碍物碰撞检测算法230。高速刚性障碍物碰撞检测算法230实施图3C的PTS差分辨别度量、图3B的不对称拆分度量，并使用图5的切换的阈值和误用方框。如图6中所示，满足AND块238处的所有条件将触发高速刚性障碍物检测块240。这些条件在以下段落中阐述。
如果满足下列条件，将满足AND块238：满足PIS_LP差分辨别度量232的第二AND阈值。满足PIS_RP差分辨别度量234的第二AND阈值。不对称拆分度量236指示对称(SYM)前碰撞。满足使用切换的阈值和误用方框块220(参见图5)。
满足使用切换的阈值和误用方框块220指示满足OR块208处的条件中的至少一个条件。如上文关于图5所述的，引起使用切换的阈值和误用方框块220得到满足的条件基于经由压力管传感器140感测的压力。
利用压力管传感器140有利于早期辨别前车辆冲撞，尤其是高速前车辆冲撞，因为传感器物理上位于发生碰撞的车辆的最前面。因此，压力管传感器140极其快速地响应冲撞导致的车辆变形，因此可以在其它传感器(诸如加速度计)之前提供前车辆冲撞的快速可靠的指示。
PIS_LP/RP差分辨别度量232、234分别将PIS_LP Diff Abs MA和PIS_RP Diff AbsMA与LT_UFS_MA和RT_UFS_MA进行比较。LT_UFS_MA和RT_UFS_MA分别是经由左最前传感器146和右最前传感器148测量的移动平均加速度值。当PIS_LP Diff Abs MA和PIS_RP DiffAbs MA两者都与它们对应的度量232和234的第二AND阈值线交叉时，满足PIS_LP/RP差分辨别度量232、234的第二AND阈值。
第二AND阈值指示高幅度的压力差分，这指示与高速刚性障碍物前碰撞相关联的高压力变化率。来自非对称拆分度量236的SYM指示指示对称前碰撞。感测车辆的左前和右前的高压力变化率(经由PIS_LP/RP差分辨别度量232和234)并通过来自不对称拆分度量236的SYM指示将它们验证为对称，保证了在块240处检测到高速刚性障碍物碰撞的指示。
通过上文应明白，车辆安全系统100可以实施控制算法以确定何时致动安全装置110。控制算法可以通过实现更快地辨别高速刚性障碍物前碰撞，实施利用来自压力管传感器140的数据来提高系统响应性的度量。
[高电压(HV)停用]通过由从压力管传感器140获得的PTS压力数据促进的早期和快速辨别还允许早期检测前碰撞，为此要保证停用高电压(HV)车辆中的电气系统。本文中使用的HV车辆可以包括电动车辆、混合动力车辆或配备有高电压设施的任何其它车辆。例如，HV停用可以通过例如使开关或断路器跳闸来切断或隔离车辆电池与车辆的其余部分。
在图7中示出了HV停用算法250。HV停用算法250实施不点火/点火(NF/MF)辨别度量252、碰撞误用抑制辨别度量260和低速刚性障碍物抑制辨别度量270。如图7中所示，满足AND块278处的所有条件将触发HV停用块280。AND块278处的条件由辨别度量252、260和270确定。在以下段落中阐述这些条件。
NF/MF辨别度量252确定PIS_LP/RP差分辨别度量254、256是否指示PIS_LP DiffAbs MA和PIS_RP Diff Abs MA两者与其对应的AND HV阈值线交叉。AND HV阈值指示高幅度的压力差分，这指示与HV停用相关联的高压力变化率。必须满足差分辨别度量254和256两者的AND HV阈值，以便触发AND块278和HV停用块280。
碰撞误用抑制辨别度量260确定可能期望HV停用的车辆误用。如图所示，碰撞误用抑制辨别度量260包括随着时间监视PIS_LP MA Long的度量262，和随着时间监视PIS_RPMA Long的度量264。两个度量262和264都包括在对应的PIS_LP/RP MA Long值超过预定阈值时触发的FLAT阈值。必须满足两个度量262和264的FLAT阈值，以便触发AND块278和HV停用块280。
低速刚性障碍物抑制辨别度量270确定可能期望HV停用的刚性障碍物碰撞。例如，刚性障碍抑制辨别可以辨别与27kph刚性障碍物标准(例如，US-NCAP标准)相称的前碰撞。如图所示，刚性障碍物抑制辨别度量270包括左HV PTS/X辨别度量272和右HV PTS/X辨别度量274。这些度量中的每一个将PIS_LP Diff Abs MA与CCU_X AMA或LT/RT_UFS AMA进行比较。必须满足任一度量272和274的HV阈值(参见OR块276)，以便触发AND块278和HV停用块280。
通过上文应明白，车辆安全系统100可以实施控制算法以确定何时致动安全装置110。控制算法可以通过实现更快地辨别HV停用事件，实施利用来自压力管传感器140的数据来提高系统响应性的度量。
通过以上对本发明的描述，本领域技术人员应感知到改进、改变和修改。例如，附图示出了可以在所公开的车辆安全系统中实施的各种度量。这些度量中示出的阈值，即识别阈值的线的形状，仅作为示例。本领域技术人员应明白，这些度量的特征，即识别阈值的线的形状，可以根据多种因素而变化，诸如其中实施安全系统的特定车辆的配置和设计安全系统的设计标准。本领域技术范围内的这些改进、改变和/或修改旨在由所附权利要求涵盖。

Claims (15)

1.一种用于控制可致动安全装置的方法，所述可致动安全装置用于帮助保护车辆乘员，所述方法包括：
经由压力管传感器感测左前压力值和右前压力值；
执行压力管度量，所述压力管度量评估所述左前压力值和所述右前压力值；
响应于所述压力管度量来选择切换的撞击阈值；
感测车辆加速度参数；
执行一个或多个撞击度量，所述撞击度量评估所述车辆加速度参数以确定是否超过所述切换的撞击阈值；以及
响应于确定出超过所述切换的撞击阈值来控制所述可致动安全装置的展开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换的撞击阈值包括不点火阈值和误用方框。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压力管度量包括压力管传感器差分辨别度量和压力管传感器不对称拆分度量中的至少一个度量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压力管传感器差分辨别度量评估所述左前压力值和所述右前压力值中的至少一个压力值的变化率。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压力管传感器差分辨别度量相对于最前传感器加速度移动平均值来评估前压力差分移动平均值绝对值。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压力管不对称拆分度量评估所述左前压力值和所述右前压力值的相移，以确定前碰撞是对称的、左不对称的还是右不对称的。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压力管不对称拆分度量相对于右前压力移动平均值来评估左前压力移动平均值。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于所述压力管度量来选择切换的撞击阈值包括响应于下列条件中的至少一个来选择所述切换的撞击阈值：
所述左前压力值和所述右前压力值中的任一个压力值的所述压力管传感器差分辨别度量超过OR阈值；
所述左前压力值和所述右前压力值两者的所述压力管传感器差分辨别度量都超过AND阈值，其中，所述AND阈值的幅度小于所述OR阈值的幅度；
所述左前压力值的所述压力管传感器差分辨别度量超过OR ASYM阈值，并且所述压力管不对称拆分度量指示左不对称的前碰撞；
所述右前压力值的所述压力管传感器差分辨别度量超过OR ASYM阈值，并且所述压力管不对称拆分度量指示右不对称的前碰撞。
9.根据权利要求3所述的方法，进一步包括响应于下列条件来确定发生高速刚性障碍物冲撞：
响应于所述压力管度量来选择切换的撞击阈值；
所述左前压力值和所述右前压力值两者的所述压力管传感器差分辨别度量都超过第二AND阈值；和
所述压力管不对称拆分度量指示对称的前碰撞。
10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述车辆是电动车辆、混合动力车辆或配备有高电压设施的车辆，并且所述方法进一步包括响应于下列条件来停用高电压连接：
所述左前压力值和所述右前压力值两者的所述压力管传感器差分辨别度量都超过ANDHV阈值；和
所述左前压力值和所述右前压力值两者的长移动平均值度量都超过FLAT阈值；以及
左低速刚性障碍物抑制度量和右低速刚性障碍物抑制度量中的至少一个低速刚性障碍物抑制度量超过HV阈值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中：
所述左低速刚性障碍物抑制度量包括左压力管传感器差分辨别度量，所述左压力管传感器差分辨别度量相对于CCU X轴加速度移动平均值和从左最前加速度传感器获得的加速度值中的一个来评估左前压力差分移动平均值绝对值；并且
所述右低速刚性障碍物抑制度量包括右压力管传感器差分辨别度量，所述右压力管传感器差分辨别度量相对于CCU X轴加速度移动平均值和从右最前加速度传感器获得的加速度值中的一个来评估右前压力差分移动平均值绝对值。
12.一种车辆安全系统，包括：
一个或多个车辆安全装置；和
控制器，所述控制器被配置成执行根据权利要求1所述的方法，并响应于此来致动所述一个或多个车辆安全装置。
13.根据权利要求12所述的车辆安全系统，进一步包括：
压力管传感器(PTS)，所述压力管传感器被配置成安装在所述车辆的前部处；和
安全气囊控制单元(ACU)，所述安全气囊控制单元被配置成安装在所述车辆的仪表板中，
其中，所述控制器在所述安全气囊控制单元中实施，并且
其中，所述压力管传感器被配置成与所述ACU通信。
14.根据权利要求13所述的车辆安全系统，进一步包括左最前传感器(LT_UFS)和右最前传感器(RT_UFS)，所述左最前传感器被配置成安装在所述车辆的左前拐角处，所述右最前传感器被配置成安装在所述车辆的右前拐角处，
其中，所述左最前传感器和所述右最前传感器被配置成与所述ACU通信。
15.根据权利要求12所述的车辆安全系统，其中，所述一个或多个车辆安全装置包括前安全气囊和安全带预紧器中的至少一个。
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