CN1989027A - 一种用于启动车辆安全设备的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于启动车辆安全设备的装置。接近传感器(1)提供与相对于物体的距离和/或物体与该传感器之间的相对速度有关的输出。一主加速度计(2)在预定方向对加速度敏感。还提供一辅助加速度计(3)。第一处理装置(4)执行主算法，并被连接以从接近传感器和从主加速度计接收输入，并向启动信号发生器(5)提供输出。具有第二处理装置(7)，该第二处理装置从所述主加速度计(2)以及从所述辅助加速度计(3)接收信号。所述第二处理装置也提供与所述信号发生器(5)连接的输出从而产生启动信号。

Description

一种用于启动车辆安全设备的装置
技术领域
本发明涉及一种用于启动车辆安全设备的装置，该车辆安全设备例如安全气囊或预紧器(pretensioner)。
背景技术
为了避免无意中启动安全设备，已经提议利用两个单元，也就是保险单元(arming unit)和撞击单元，以分别产生保险信号和撞击信号，仅当保险信号和撞击信号同时出现时该安全设备才会启动。这种装置目的在于降低由于单个机械或电子错误可能导致无意启动该安全设备的风险。
所述保险单元可以包括简单的加速度传感器，如果加速度超出预定标准，该加速度传感器会产生保险信号。可选地，该保险单元可以包括一个或多个传感器以及处理单元，根据从所述传感器或每一传感器接收的信号，该处理单元执行预定算法，保险算法，来提供适当的输出。
所述撞击单元也可以包括简单的加速度传感器，如果加速度超出预定标准，该加速度传感器会产生信号，而该撞击单元还可以包括一个或多个与一处理器相关联的传感器，根据从所述传感器或每一传感器接收的信号，该处理单元用以执行算法，撞击算法，来提供适当的输出。
所述撞击单元典型地包括对方向敏感的传感器，加速度计的敏感方向与将被传感器检测的撞击方向一致(aligned)。可由加速度计检测到的加速度，加速度“a”或其积分值，Δv是否超出预定阈值，从而确定撞击算法。
已提议利用来自接近传感器例如雷达的信号，来提高辨别各种潜在撞击的能力，例如，辨别潜在危险撞击和潜在非危险撞击，该传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与该传感器之间的相对速度有关的输出。如果使用多普勒雷达，能够容易得到一个输出，该输出为该传感器和附近障碍物之间的相对速度Vrel，如果使用脉冲雷达，反射脉冲的时间延迟将提供相对于物体的距离的指示。重复短时间间隔测量该距离能够计算出相对速度Vrel，例如，通过对所测距离进行时间微分。
例如，在US 5835007中已建议利用雷达式预期撞击传感器结合加速度计，根据来自预期撞击传感器的信号计算加速度阈值。
已发现使用接近传感器并不能产生所需的冲击预报。如果设置一种用于启动车辆安全设备的装置，而其中来自接近传感器的信号是产生启动信号的基础，那么如果该接近传感器不能提供适当的信号(例如，如果该接近传感器不能“看到”物体)，就不会产生相应的启动信号。这是明显的不足。
发明内容
本发明目的在于提供一种用以启动车辆安全设备的改进装置。
根据本发明，提供一种用以启动车辆安全设备的装置，该装置包括：接近传感器、在预定方向对加速度敏感的主加速度计、以及辅助加速度计，所述接近传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与该传感器之间的相对速度有关的输出，其中具有用以执行算法即主算法的第一处理装置，该第一处理装置被连接以从所述接近传感器和从主加速度计接收输入，从而向启动信号发生器提供输出，具有第二处理装置，连接所述第二处理装置以接收来自所述主加速度计和来自所述辅助加速度计的信号，所述第二处理装置设有与所述信号发生器连接的输出端从而产生启动信号。
便利地，所述接近传感器配置为提供与距离或相对速度有关的输出，该距离或相对速度在所述预定方向上确定。
在一实施例中，所述预定方向与安装有所述装置的车辆的纵轴基本平行。
在另一实施例中，所述预定方向与安装有所述装置的车辆的横轴基本平行。
便利地，所述接近传感器是雷达。
在一实施例中，所述雷达可以是多普勒雷达。
有利地，所述第一处理装置配置为执行第一撞击算法和第一保险算法，并配置为只有从所述第一撞击算法和第一保险算法同时产生信号时才向所述信号发生器传递信号。
便利地，所述第一撞击算法至少根据从所述接近传感器接收的信号执行，而所述第一保险算法至少根据来自主加速度计的信号执行。
在一实施例中，所述第一撞击算法也根据从所述主加速度计接收的信号执行，而所述第一保险算法也根据来自所述接近传感器的信号执行。
优选地，所述处理装置设置为独立硬件单元以执行所述第一撞击算法和第一保险算法。
可选地，所述处理装置设置为一个或多个软件控制的处理器以执行所述算法。
有利地，所述第二处理装置配置为执行第二撞击算法和第二保险算法，并配置为只有从所述第二保险算法和第二撞击算法同时产生信号时才向所述信号发生器传递信号。
便利地，所述装置还包括另一传感器(further sensor)，该另一传感器配置为产生表示实际车辆速度的信号，其中根据来自另一加速度计的信号执行所述第二保险算法；并且其中至少根据来自所述主加速度计的信号执行所述第二撞击算法。
在一实施例中，所述第二撞击算法也根据来自另一传感器的信号执行。
优选地，所述第二保险算法也根据从所述主加速度计接收的信号执行。
有利地，提供独立硬件单元以执行所述第二保险算法和第二撞击算法。
可选地，提供一硬件单元以执行所述第一和第二撞击算法，而提供另一硬件单元以执行所述第一和第二保险算法。
便利地，所述独立硬件单元安装在各自独立印刷电路板上。
可选地，提供一个或多个软件控制的处理器以执行所述算法。
附图说明
为了可以更加容易地理解本发明，从而进一步理解其特征，现将参考附图说明本发明实施例，其中：
图1是本发明一实施例的方块图；
图2是本发明第二实施例的方块图；
图3是本发明第三实施例的方块图；以及
图4是本发明第四实施例的方块图。
具体实施方式
在本发明所描述的实施例中，有多种处理器和逻辑门。所述处理器和门执行特定处理或逻辑功能，但在可选实施例中这些功能可利用分离组件、集成电路、或一个或多个由适当软件控制的处理器通过不同的方法实现。因而每一所述处理器或门是提供必要功能的处理器或逻辑设备的一个示例。
首先参考附图中图1，一种用以启动车辆安全设备的装置包括：接近传感器1，该接近传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或所述物体与该传感器之间的相对速度有关的输出。该接近传感器1可以是光学传感器或声音传感器，而在本发明的优选实施例中该接近传感器1是雷达，并可以是脉冲雷达或多普勒雷达。该接近传感器1优选配置为提供在一预定方向测得的相对速度的距离输出，该预定方向与预期事故的预期方向一致。该方向可以是车辆纵轴的方向。
该装置还包括第一主加速度计2，在该实施例中，该第一主加速度计在预定方向对加速度尤其敏感的加速度计，因而该主加速度计被安装在车辆上以使所述预定方向与预期事故的敏感方向一致。因此，当有前方冲击时，如果该装置即将启动将被触发的车辆安全设备，该加速度计2将被定向以使其敏感方向与该车辆纵轴平行。
在受侧方冲击时，如果该装置即将启动将被触发的车辆安全设备，那么接近传感器1和加速度计2将被安装到位以使预定方向与该车辆横轴平行延伸。
所述装置包括第二辅助加速度计3。在本实施例中该第二加速度计3无需具有特殊敏感方向。然而，该第二加速度计可以是具有特殊敏感方向的加速度计，安装该加速度计以使其敏感方向与主加速度计2的敏感方向垂直，该主加速度计的敏感方向与将被检测的撞击方向一致。因而，第二加速度计的敏感方向相对将被检测的撞击方向为横向。
便利地，应该理解第二辅助加速度计3可以是一种主要提供检测不同类型撞击的加速度计。因而，在一个示例中，主加速度计2可以是定位以检测前方撞击的加速度计，而辅助加速度计3可以是主要提供检测侧向撞击的加速度计。
在此应该明白，可以具有特殊方向敏感性的加速度计也会响应另一个方向的冲击，因为该冲击将在具有组件的车辆内的各个方向引起振动。
该装置包括第一处理单元4。该第一处理单元4从接近传感器1接收信号，并且也从主加速度计2接收信号。
处理单元4被设置或编程以根据从接近传感器接收的输入和从主加速度计2接收的输入执行算法，即“主算法”，并且产生提供给或-门5的输出。
或-门5的输出是用于启动车辆安全设备的启动信号6。
提供第二处理单元7，其被编程以执行算法，即“备用算法”。连接该第二处理单元7以接收来自主加速度计2的输入信号，以及来自辅助加速度计3的信号。连接该第二处理单元7的输出作为对或-门5的输入。
在所述实施例中，第一处理单元4和第二处理单元7形成完全独立的硬件单元，而这些单元优选安装在独立的分离印刷电路板上。
应该明白，当第一处理单元4从接近传感器1接收合适的输入信号，并也从主加速度计2接收合适的信号时，执行主算法时，该输出提供给或-门5。该输出将经过或-门，该或-门作为信号发生器响应来自处理单元4的输入从而产生输出启动信号6。
在遇到事故状况时，因为某些原因如果接近传感器1不能适当运行，将不能在适当的时间产生启动信号6。但是，如果发生事故，主加速度计2和辅助加速度计3会产生输出信号。当这些信号被第二处理单元7接收时，该第二处理单元执行备用算法，并从该第二处理单元7向或-门5传递信号，而或-门5通过产生启动信号6响应该信号。因而，虽然比最佳时刻有点延迟但仍然产生了启动信号6。
在所述实施例中，处理单元4、7是安装在独立印刷电路板上的独立单元，因而可最小化因个别错误而导致整个系统故障的风险。
图1中所述实施例相对简单而易懂。图2说明一更复杂的装置。
在图2的装置中，接近传感器1是多普勒雷达，在该实施例中，该多普勒雷达指向车辆侧面以确定潜在的侧向冲击。多普勒雷达产生输出信号Vyrel，该信号表示一物体例如即将产生侧向冲击的另一车辆的相对速度。
在该实施例中，主加速度计2安装在车辆的B柱上而响应横向加速度ay。
辅助加速度计3是安装在中心的加速度计，其对与车辆纵轴平行的加速度ax尤其敏感。然而，该辅助加速度计也可响应横向加速度ay。
在图2的实施例中，主处理单元4包括两个子处理器单元8、9以及与-门10。第一子处理器单元8根据从多普勒雷达接收的输入信号执行算法，即“第一撞击算法”。当该撞击算法产生输出时，该输出作为输入提供给与-门10。
第二子处理器单元9从加速度计2接收输入并根据该输入信号执行算法，即“第一保险算法”。当通过子处理器单元9产生一输出时，该输出被提供给与-门10。当与-门10收到各子处理器单元8、9的输入时，产生一传递给或-门5的输出。
同样，第二处理单元7包括第一子处理器单元11、第二子处理器单元12以及与-门13。第一子处理器单元11从辅助加速度计3接收输入信号并执行算法，即“第二保险算法”，从而产生提供给与-门13的输出信号。第二子处理器单元12从加速度计2接收输入信号并执行算法，即“第二撞击算法”，从而提供一输出，该输出也提供给与-门13。当与-门13收到子处理器单元11和子处理器单元12的信号时，产生传递给或-门5的输出信号。
在该实施例中，尽管保险和撞击子处理器单元8和9可以是单个组合单元，而保险和撞击子处理器单元11和12可以是单个组合单元，优选每一子处理器单元8、9、11、12形成为独立硬件单元。可以证明优选将每一分离单元安装在各自印刷电路板上，从而降低因个别错误而导致失误的风险。
图3说明的实施例各方面与图2中的类似。在图3的实施例中，再次有一个多普勒雷达形式的接近传感器1和响应横向加速度ay的加速度计形式的主加速度计2。还有一个辅助加速度计3，其对加速度ax尤其敏感，但也响应横向加速度ay。
在图3的实施例中有一个主处理单元4。该主处理单元4包括执行第一撞击算法的第一子处理器单元8和执行第二撞击算法的子处理器单元12。该处理器单元8和12从雷达1和主加速度计2接收信号。
有第二处理器单元7，其包括执行第一保险算法的第一子处理器单元9，和执行第二保险算法的第二子处理器单元12。子处理器单元9和11从主加速度计2和辅助加速度计3接收信号。
主处理器单元4和第二处理器单元7可以形成独立处理器单元或可以是安装有集成独立子处理器单元的印刷电路板。
如在图2的实施例中，执行第一撞击算法和第一保险算法的子处理器单元输出，如上所述的子处理器单元8和9，连接于第一与-门10，而形成第二保险算法和第二撞击算法的子处理器单元输出，如子处理器单元11和12，作为输入连接于第二与-门13。与-门10和13的输出又与或-门5连接。
应该明白，如果执行第一撞击算法和第一保险算法的子处理器单元8和9分别产生一输出信号，与-门10将产生一输出信号，该输出信号将传递给或-门5以产生启动信号6。同样，如果执行第二保险算法和第二撞击算法的子处理器单元11和12均产生一输出信号，与-门13将产生一输出信号，该输出信号将传递给或-门5以产生启动信号6。因而，不管哪一对子处理器单元产生输出，都会产生启动信号6。当然，如果两对子处理器单元都产生输出，从而每一个与-门10和13都有输出，仍会产生启动信号6。
应该理解，两种算法中每一种都不会仅因为一个错误而发生无意启动。因而，撞击和保险算法置于独立硬件单元中。
现在转向参看图4，说明另一实施例。在该实施例中，接近传感器1为多普勒雷达，该雷达安装在车辆前方以检测车辆前方的任何物体的相对速度Vxrel。
在该实施例中，主加速度计2是安装在中心的加速度计，而响应与车辆纵轴方向一致的加速度ax。辅助加速度计3是主要响应与车辆横轴平行的加速度的加速度计，更确切地说是主要响应侧向冲击的加速度计。
在该实施例中，提供另一传感器14，该传感器从车辆的控制器局域网(CAN)确定车辆相对于道路的实际速度Vact，并产生代表Vact的信号。
在图4的实施例中，与图2的实施例一样，第一处理器单元4包括第一子处理器单元8、第二子处理器单元9和与-门10。然而，该第一子处理器单元8不仅从多普勒雷达1接收信号，而且也从主加速度计2接收信号。同样子处理器单元9不仅从主加速度计2接收信号，而且也从雷达1接收信号。
如图2的实施例中的一样，第二处理器单元7包括第一子处理器单元11、第二子处理器单元12和与-门13。该第一子处理器单元11从辅助加速度计3接收信号，但可选地，如虚线15所示，可从主加速度计2接收第二信号。
第二子处理器单元12从主加速计2接收输入信号，但在该实施例中，也从另一传感器14接收表示车辆实际速度Vact的信号。
与上述实施例中一样，子处理器单元8、9、11、12可以是安装在不同印刷电路板上的单独硬件单元。然而，可用许多不同的方法将多个单独单元组合为具有组合单元的装置，例如用与图3中类似的方式。
应该明白，在本发明实施例中，多种子处理器单元8、9、11、12可使用精密复杂的算法。
如由子处理器单元8执行的第一保险算法可以为这种算法：只要所检测的加速度ax超出预定阈值，并且所检测的相对速度Vxrel超出预定阈值，就会产生输出信号。但该算法优选为：只有所检测的加速度ax超出第一阈值a1但不超出第二阈值a2，并且所检测的相对速度超出第一阈值V1，但不超出第二阈值V2，子处理器单元8才会产生信号。
同样，如由子处理器单元11执行的第二保险算法可以为这种算法：只要来自辅助加速度计3加速度ay超出第一阈值，而可选地只要来自主加速度计2的加速度也超出第二阈值，就会产生输出。然而，优选地，只有来自辅助加速度计3的加速度超出第一阈值但不超出第二阈值，而只有来自主加速度计2的加速度超出第三阈值，但不超出第四阈值，执行第二保险算法的辅助处理器单元11才会产生信号。
如由子处理器单元9执行的第一撞击算法可以为：通过雷达1所测的相对速度函数，和通过主加速度计2所测的加速度ax应该超出一常量。
如由子处理器单元12执行的第二撞击算法可以为：通过主加速度计所测的加速度函数和车辆的实际速度应该超出一常量。这种撞击算法的一个例子可以为(∫axdt)-f(Vact)＞0。
在图3的实施例中，如果通过雷达1确定合适的相对速度Vxrcl而通过主加速度计2检测合适的加速度ax，那么由子处理器单元8执行的第一撞击算法和由子处理器9执行的第一保险算法将产生传递给与-门10的输出。因为与-门10同时接收两个信号，所以与-门10将产生传递给或-门5的输出。因而该或-门5将作为信号发生器产生启动信号6。
如果因为某种原因雷达1出故障，而在实际发生事故时没有产生任何信号，那么设想主加速度计2和辅助加速度计3将产生信号。这些信号结合表示车辆实际速度的输入将通过子处理器单元11和12处理。如果子处理器单元11和12均产生一输出，这两个输出将被传递给与-门13。然后该与-门13将产生传递给或-门5的输出。而后该或-门5将作为信号而产生启动信号6。
在词“包括”及其变化用于本说明书和权利要求书中时，其含义是包括具体特征、步骤或整体。这些词不应被解释为排除其他特征、步骤或组件的存在。

Claims (19)

1.一种用以启动车辆安全设备的装置，该装置包括：接近传感器(1)、在预定方向对加速度敏感的主加速度计(2)、以及辅助加速度计(3)，所述接近传感器配置为提供与相对于物体的距离和/或物体与该传感器之间的相对速度有关的输出，其特征在于：所述装置具有用以执行算法即主算法的第一处理装置(4)，该第一处理装置被连接以从所述接近传感器(1)和从主加速度计(5)接收输入，从而向启动信号发生器提供输出；具有第二处理装置(7)，该第二处理装置被连接以接收来自所述主加速度计(2)和来自所述辅助加速度计(3)的信号，所述第二处理装置(7)设有与所述信号发生器(5)连接的输出端从而产生启动信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述接近传感器配置为提供与距离或相对速度有关的输出，该距离或相对速度在所述预定方向上确定。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述预定方向与安装有所述装置的车辆的纵轴基本平行。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述预定方向与安装有所述装置的车辆的横轴基本平行。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于：所述接近传感器(1)是雷达。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述雷达是多普勒雷达。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于：所述第一处理装置(4)配置为执行第一撞击算法(8)和第一保险算法(9)，并配置为只有从所述第一撞击算法和第一保险算法同时产生信号时才向所述信号发生器(5)传递信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述第一撞击算法(8)至少根据从所述接近传感器(1)接收的信号执行，而所述第一保险算法(9)至少根据来自主加速度计(2)的信号执行。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述第一撞击算法(8)也根据从所述主加速度计(2)接收的信号执行，而所述第一保险算法(9)也根据来自所述接近传感器的信号执行。
10.根据权利要求7到9中任意一项所述的装置，其特征在于：所述处理装置设置为独立硬件单元以执行所述第一撞击算法(8)和第一保险算法(9)。
11.根据权利要求7到9中任意一项所述的装置，其特征在于：所述处理装置设置为一个或多个软件控制的处理器以执行所述算法(8，9)。
12.根据权利要求7到9中任意一项所述的装置，其特征在于：所述第二处理装置(7)配置为执行第二撞击算法(12)和第二保险算法(11)，并配置为只有从所述第二保险算法和第二撞击算法同时产生信号时才向所述信号发生器(5)传递信号。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：所述装置还包括另一传感器(14)，该另一传感器配置为产生表示实际车辆速度的信号，其中根据来自另一加速度计(3)的信号执行所述第二保险算法(11)；并且其中至少根据来自所述主加速度计(2)的信号执行所述第二撞击算法(12)。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述第二撞击算法(12)也根据来自另一传感器(14)的信号执行。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于：所述第二保险算法(11)也根据从所述主加速度计(2)接收的信号执行。
16.根据权利要求12到15任意一项所述的装置，其特征在于：所述装置提供独立硬件单元以执行所述第二保险算法和第二撞击算法(11，12)。
17.根据权利要求12到15任意一项所述的装置，其特征在于：所述装置提供一硬件单元(4)以执行所述第一和第二撞击算法，而提供另一硬件单元(7)以执行所述第一保险算法和第二保险算法。
18.根据权利要求8或权利要求17或权利要求17所述的装置，其特征在于：所述独立硬件单元安装在各自独立印刷电路板上。
19.根据权利要求12到15任意一项所述的权利要求，其特征在于：
所述装置提供一个或多个软件控制的处理器以执行所述算法(9，11)。
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