CN1220636A - 用于乘员安全约束装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种约束系统,即使在撞击检测装置(1)和约束装置控制电路(2)之间通信被破坏了,也能使一侧气囊充气。在车辆正常行驶时,该撞击检测装置(1)反复地将一正常条件信号以一预定高速循环,经过一通信线路(3)发送给约束装置控制电路(2)。如果发生横向撞击时,该撞击检测装置(1)经过通信线路(3)向约束装置控制电路(2)发送一运算操作启动信号,如果碰撞数量级等于或大于一预定数量级,则撞击检测装置(1)经过通信线路(3)向约束装置控制电路(2)发送一约束启动信号,约束装置控制电路(2)然后指示乘员约束装置(4)启动来保护乘员。当发生撞击且撞击检测电路已经通过通信线路向约束装置控制电路发送了运算操作启动信号,如果车辆由于撞击而严重损坏及通信线路中断,该约束装置控制电路在接收到运算操作启动信号之后不能接收信号或收到一有缺陷信号。尽管控制电路收到无信号或者收到一有缺陷信号,约束装置控制电路(2)根据撞击已发生的条件操作,驱使乘员约束装置启动。

Description

用于乘员安全约束装置的控制装置

本发明涉及一种控制装置，其适用于诸如侧气囊的乘员安全约束装置的操纵控制。

为了保护乘员免受车辆的横向撞击，一种用于操纵车辆乘员安全约束装置的侧气囊的传统控制装置包括：各外围撞击检测电路，外围撞击检测电路又包括各撞击传感器，例如，加速度传感器，其安装在各部件上、或安装在即将面临横向撞击且最能精确检测横向撞击的的部位上；一控制器，其安装在一部件上，或安装在最不易受车辆撞击影响的部位上，诸如汽车中央地板通道上。所述的各外围撞击检测电路和所述的控制器通过通信线路相连，这样检测到一超过预定数量级撞击的一外围撞击检测电路迫使相应侧的的侧气囊启动。

对于这些用于乘员安全约束装置的传统控制装置来说，其外围撞击检测电路被选择安装在这些部件、或诸位置上，从而一次撞击中的碰撞将被很精确地检测到，且所述的撞击传感器在发生横向撞击时将受到最大的力和最大的损坏。另外，连接外围撞击检测电路和控制器的通信线路布局必须仔细设计，以便撞击不致于引起通信线路的中断。有效地保持通信线路受到撞击而不中断必须建立在经过测试基础上，即重复地进行车辆撞击和检查破碎的车身，来决定通信线路是否被中断。

因此，这样乘员安全约束装置的传统的控制装置的发展需要大量实验装置和大量时间和劳务用于测试，以便提供由于撞击而通信线路不中断所需的证据。这些因素是乘员安全约束装置的传统的控制装置具有高成本的基本原因。而且，由于这些设计原则强加在通信线路布局上，在布局设计中灵活性很少，这也增加了成本费用。

为了解决乘员安全约束装置的传统的控制装置的这些问题，本发明提出了一种乘员安全约束装置的控制装置，即使在由于撞击而通信线路中断，也能使乘员安全约束装置牢靠地操作来保证乘员安全。

乘员安全约束装置的控制装置包括一撞击检测电路，其置于一部件上、或即将面临横向撞击且能精确检测车辆横向撞击的部位上，一约束装置控制器置于另一部件上、或车辆其它部位上，而乘员约束装置可操作地由所述的约束装置控制器控制。所述的撞击检测电路和所述的约束装置控制器通过通信线路相连，其中当检测到未受撞击时，所述的撞击检测电路输出一具有预定周期的正常条件信号，当首次检测到一撞击时，输出一具有预定周期的运算操作启动信号，当检测到撞击超过一预定数量级时，则输出一具有预定周期的约束启动信号。当收到约束启动信号的同时在收到运算操作启动信号后产生通信缺陷时，则所述的约束装置控制器给乘员约束装置提供一操作指令。

在乘员安全约束装置的控制装置中，当车辆正常行驶时，撞击检测电路反复地将正常条件信号以预定高变化率的周期、经过通信线路向约束装置控制器发送。当一超过最小数量级的横向撞击发生时，所述的撞击检测电路经过通信线路将运算操作启动信号发送到约束装置控制器中，而当与撞击数量级相应的一累积值等于、或大于预定的比那个最小数量级大的数量级时，经过通信线路将约束启动信号发送到约束装置控制器中，约束装置控制器指示乘员约束装置启动来保护乘员。

发生撞击的地方，在车辆发生足够大损坏之前，从撞击检测电路来的所述的运算操作启动信号经过通信线路，发送到约束装置控制器中。相应地，如果车辆由于撞击而产生如此严重损坏，以致于导致通信线路中断，由于约束装置控制器已经收到运算操作启动信号而未收到下一个信号，或收到一有缺陷的信号，所述的约束装置控制器根据发生撞击的条件操作，指示乘员约束装置启动来保护乘员。

图1是本发明实施例的原理模块图。

图2是本发明实施例的详细原理模块图。

图3是一约束装置控制器的运作流程图。

下面结合附图详细地描述本发明。图1说明了在汽车5内的一气囊控制装置的布置图，包括各外围撞击检测电路1，用于检测在车辆左侧或右侧横向撞击；一控制器2，其由微计算机组成，且响应来自任一的外围撞击检测电路1信号，决定是否给一气囊充气；一通信线路3，其连接外围撞击检测电路1和控制器2；和左右侧的侧气囊4，其由控制器2实施控制充气。图1中的控制器2位于最不易受撞击影响的位置上，诸如汽车5的中央地板通道上。

如图2所示，每一左右侧的外围撞击检测电路1包括一加速度传感器1a；一碰撞数量级判断部分1b，其由微计算机组成，且响应加速度传感器1a输出的信号而输出三种信号(下面予以描述)；和一信号发送部分1c，其经过通信线路3，按照各种从碰撞数量级判断部分1b输出的信号将一具有预定高变化率的周期的预定型的信号传送到控制器2中。

所述的加速度传感器1a对汽车横向撞击产生响应，且输出一个与因撞击所致的数量级相一致的加速度信号。所述的碰撞数量级判断部分1b接收从加速度传感器1a来的加速度信号，且判断：

ⅰ)当来自加速度传感器1a的信号对每一预定周期(例如，1ms)不超过最小数量级时，则不存在撞击；

ⅱ)当来自加速度传感器1a的加速度信号超过所述的最小数量级时，启动运算操作；或

ⅲ)当在一定时间间隔内来自加速度传感器1a的信号累积值超过大于最小数量级的预定数量级，撞击已经发生且气囊即将充气；再对应于各个判断情况为信号发送部分1c提供一正常信号、一运算操作启动信号或约束启动信号的输出指令。信号发送部分1c响应从碰撞数量级判断部分1b的输出指令，经过通信线路3，发送至控制器2一个具有若干字节例如4个字节的代码长度、且与输出指令相适应的信号。例如，‘0101’用于正常条件信号，‘1000’用于运算操作启动信号，而‘1111’用于约束启动信号。

控制器2从每一外围撞击检测电路1接收信号，且响应其信息，当需要时来控制作为约束装置的侧气囊4充气。控制器2检查从每一外围撞击检测电路1发送来的信号的接收状态和接收的信号的信息，当接收到正常条件信号‘0101’时，则不启动气囊充气，但当在接收运算操作启动信号‘1000’后接收到约束启动信号‘1111’时，则迫使相应侧的侧气囊充气。同时，如果继收到运算操作启动信号‘1000’通信失败或通信发生毛病，控制器2控制侧气囊4迫使在其相应侧充气。

下面结合附图3描述控制器控制乘员安全约束装置的动作过程，其中处理过程以高速的处理时间间隔(例如，1ms)来周期性循环。

(对于没有撞击)

控制器2接收从左右侧外围撞击检测电路1来的通信信号S(t)且存储在寄存器(步骤S1)中，然后判断从外围撞击检测电路1来的通信信号是否已经成功接收(步骤S2)。如该通信信号被成功接收，则流向步骤4(步骤S2)。当接收的信号是正常条件信号‘1010’(没有撞击)，在步骤4判断接收的信号不是运算操作启动信号‘1000’，则流向分支NO地方，依次，一运算操作启动标记CF清零，即CF=0(步骤S5)。同时，在下一步骤6，判断接收的信号不是约束启动信号‘1111’(正常条件信号‘1010’已经接收到了)，则流向分支NO而返回。相应地，当没有撞击时，作为约束装置的侧气囊4不被充气。

(有撞击，但通信线路没有断开)

如果一撞击，大于最小数量级，发生在车辆左右任一侧时，各自的加速度传感器1a检测了这一条件，则运算操作启动信号‘1000’经过碰撞数量级判断部分1b、信号发送部分1c、和通信线路3传输到控制器2中。接收运算操作启动信号‘1000’且存储在寄存器中(步骤S1)，然后判断从外围撞击检测电路来的通信信号是否已经成功接收(步骤S2)。当该通信信号在当前处理周期中被成功接收，在步骤2中判断为YES，则流向分支到步骤4。

在步骤4，判断接收的信号是运算操作启动信号‘1000’时，则流向分支YES，一运算操作启动标记CF设为“1”，即CF=1(步骤S8)，然后返回。

在下一个处理周期中，从加速度传感器1a传来的与撞击数量级相一致的信号累积值，将增加到超过大于最小数量级的预定数量级，这样就判断有足够撞击、需要气囊充气。相应地，所述的约束启动信号‘1111’被从碰撞数量级判断部分1b送出。当通信线路3未中断时，接收约束启动信号‘1111’且存储在寄存器(步骤1)中，且流向步骤S2，当成功地接收了约束启动信号‘1111’时，流向分支YES进入步骤4。在步骤4，当接收的信号是约束启动信号‘1111’时，则流向分支NO，那里运算操作启动标记CF清零；即CF=0(步骤5)，而在步骤6，流向分支YES，驱动作为约束装置的侧气囊4的充气(步骤7)。

(在撞击时，通信线路中断)

在撞击发生在车辆左右侧的任一侧的情形下，撞击数量级是如此之大，足够产生严重破坏和中断通信线路3，则相应侧的侧气囊4按下面方式驱动充气。

控制器2周期性处理无撞击过程，其中运算操作启动标记CF设为“0”，即CF=0，直至刚刚发生超过最小数量级的撞击为止。刚好在撞击的瞬间，此时车辆处于开始损坏最初阶段，运算操作启动信号‘1000’从相应的外围撞击检测电路1经通信线路3而被传输，且在步骤4流向分支YES，那里运算操作启动标记CF设为“1”，即CF=1。

然后，车辆由于撞击而变得严重损坏，且撞击数量级是如此之大，使通信线路3中断，导致不能接收从相应的外围撞击检测电路1的信号。相应地，由于无法成功地接收从外围撞击检测电路1来的信号，在步骤2的下一个操作过程中流向分支NO。在前一操作过程中，当运算操作启动标记CF被设置为“1”时，即CF=1，则在下一个操作周期中根据步骤3的判断而流向分支NO，且直接进入步骤7，此时侧气囊4作为约束装置而被充气。

如上所述，在本实施例的乘员约束装置的控制装置中，控制器2检查从外围检测电路1发送来的各种信号，不仅依次接收一正常信号→一运算操作启动信号→一约束启动信号，而且如果接收运算操作启动信号后紧接着没有接收到一信号，或者接收到一有缺陷信号(通信中断)而没有接收到正常信号，就驱使相应侧气囊4充气。即使当发生严重横向撞击而通信线路3中断，这样也能对约束装置产生一牢靠的操作，来保护约束乘员。

本发明不局限于上述实施例和设置在一部件上、或面对横向撞击且检测车辆横向撞击部位上的每一外围撞击检测电路，它可以采用许多常规使用的手段的任一种将其作为一碰撞检测方法来实施。而且，用于检测撞击数量级的传感器不局限于如本实施例所公开的各加速度传感器，而且可以是任何能提供一与撞击数量级相适应的信号的其它传感器。

再者，一由控制器2驱动用于约束装置的侧气囊，已经作为示例描述了。然而，响应约束启动信号而操作紧固的预张紧座椅安全带或膝盖保护器可用来替代作为约束装置的侧气囊，或与作为约束装置的侧气囊一起同时采用。

本发明的许多特征和特点在上述说明中显而易见，从而，所附的权利要求覆盖落入本发明实质和范围的所有这些特征和特点。由于对本领域技术人员来说，可以产生许多修改和变化，不要将本发明局限为特定的结构和上述作为示例而说明的操作过程，在本发明范围内可以采用各种相应的修改和替换。

Claims (18)

1、一种乘员约束系统，其特征在于包括：

一撞击检测装置，其置于一车辆部位上用来检测车辆撞击，所述的车辆部位位于车辆撞击变形地方；

一约束装置，其用来当检测到撞击时，约束车辆乘员；和

一控制器，其通过通信装置与所述的撞击检测装置相连，通信装置在撞击检测装置和控制器之间提供信号，所述控制器在收到撞击检测装置的信号显示已检测到撞击及在随后的通信中通信装置发生故障时，启动约束装置。

2、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于所述的控制器监视由通信装置输送的信号，且按照监视的信号，判断通信装置的功能是否正常或出现故障。

3、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于

从撞击检测装置经过通信装置提供给所述的控制器的各信号包括：

当没有检测到撞击超过最小数量级时的一第一信号；

当检测到撞击超过最小数量级时的一第二信号；和

当检测到撞击超过大于最小数量级的预定数量级时的一第三信号；和

当接收到所述的第三信号时，所述的控制器启动所述约束装置。

4、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于

所述的撞击检测装置包括一用于检测撞击数量级的传感器，和

当一撞击数量级大于一最小数量级，撞击检测装置提供第一信号给控制器，所述的第一信号是指从传感器来的信号的运算操作。

5、如权利要求3所述的乘员约束系统，其特征在于当收到第二信号之后从撞击检测装置无信号收到或收到信号有缺陷时，控制器也启动约束装置。

6、如权利要求4所述的乘员约束系统，其特征在于

当所述运算操作结果是撞击数量级大于一比所述的最小数量级大的预定数量级时，撞击检测装置提供第二信号给控制器，及

控制器响应接收的第二信号启动约束装置。

7、如权利要求4所述的乘员约束系统，其特征在于

传感器包括一加速度传感器，所述加速度传感器对应撞击数量级输出加速度信号，和

撞击检测装置包括一碰撞数量级判断装置，其用来判断与撞击数量级相应的加速度信号是否大于最小数量级。

8、如权利要求6所述的乘员约束系统，其特征在于

传感器包括一加速度传感器，其输出一个与撞击数量级相对应的加速度信号，和

运算操作包括累积加速度信号，和当加速度信号累积值大于预定数量级时输出第二信号。

9、如权利要求4所述的乘员约束系统，其特征在于

当撞击数量级小于最小数量级时，撞击检测装置固定地提供一具有预定周期的正常条件信号，和

当接收到正常条件信号时，所述的控制器判断没有撞击和没有通信故障。

10、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于传感器置于车辆一侧的部件上。

11、如权利要求10所述的乘员约束系统，其特征在于传感器置于车辆侧门上。

12、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于所述的约束装置包括一气囊。

13、如权利要求12所述的乘员约束系统，其特征在于所述的气囊置于车辆的门上。

14、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于约束系统包括当车辆发生撞时张紧座椅安全带。

15、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于所述的约束装置置于膝盖保护器上。

16、如权利要求1所述的乘员约束系统，其特征在于控制器置于车辆一部位上，该部位免受撞击变形。

17、一种操作乘员约束系统的方法，其特征在于包括如下步骤：

连续地检测从撞击中来的碰撞，且输出给一控制器一个控制约束装置操作的

ⅰ)当检测到的撞击数量级没有超过最小数量级时的一第一信号；

ⅱ)当检测到的撞击数量级超过最小数量级时的一第二信号；和

ⅲ)当检测到的撞击数量级超过大于最小数量级的预定数量级时，在输出第二信号之后的一第三信号；和

当控制器接收到第三信号时，和当在收到第二信号之后控制器无信号接收到，或接收到一缺陷信号时，启动约束装置。

18、如权利要求17所述的方法，其特征在于再包括如下步骤：

当第二信号输出到控制器时，累积与检测到的由撞击所致的碰撞相对应的信号；和

当检测到的由撞击所致的碰撞信号的累积值超过预定数量级时，输出第三信号。

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