SE0950843A1 - Metod och apparat för ett tredimensionellt bränsleavstängningssystem - Google Patents

Abstract

Ett tredimensionellt bränsleavstängningssystem för fordon och metod för att åstadkomma detsamma.

Description

att fordonet är bortom förutbestämda trösklar för krängning och krängningshastighet, tippning och tippningshastighet, lateral eller longitudinell använder företrädesvis åtminstone en av acceleration. Algoritmen fordonstippning och tippningshastighet, fordonskrängning och krängningshastighet eller longitudinella och laterala accelerationer för att bestämma bränsleavstängning. När en av trösklarna för bränsleavstängning är noll är bränsleavstängning inte återställningsbart (reset able). Algoritmen är hemmahörande i en kontroller, företrädesvis en begränsningskontrollmodul och kan använda kartor eller tabeller inom minne, besatta med datapunkter med förutbestämda longitudinella, laterala, tippnings- och krängningsriktningar för fordonet tillsammans med en ekvation för en sådan definierad tredimensionell modell. Mer företrädesvis använder bränsleavstängningssystemet en uppslagstabell besatt baserat på förutbestämda longitudinella, laterala, vertikala riktningar, tippnings- och krängningsriktningar hos fordonet tillsammans med ekvationer för de tre dimensionerna definierade därvid.

I en annan utföringsform kan algoritmen för bränsleavstängningssystemet data accelerationssensor för att bekräfta att ett fordonskraschtillstånd har inträffat. använda mottagit från en longitudinell och en lateral När en kraschhändelse har upptäckts som överstiger de förutbestämda trösklarna, tillåter bränsletillförseln, via en elektroniskt kontrollerad bränslepump som har en kontroller med minne och bränsletillförselsdata hemmahörande däri, varierande grader eller intensitet av bränsleavstängning att inträffa baserat på sensorindata härrörande från en uppfattad kraschhändelse. Algoritmen är särskilt lämplig för användning med en som kontrollerar en begränsningscentralmodul signalutdata till en fordonsbränslepump när kraschsensorer känner av en fordonskraschhändelse som möter eller överstiger en tröskel för bränsleavstängning använd av algoritmen, vari tröskeln för bränsleavstängning generellt är tredimensionell. 10 15 20 25 30 I en annan utföringsform är en kraschhändelse uppfattad när åtminstone en av tippning och tippningshastlgheterna överstiger ett förutbestämt tröskelvärde från normalplanet, krängning och krängningshastighet överstiger tröskelvärde från normalplanet, laterala accelerationer överstiger ett förutbestämt tröskelvärde eller longitudinella accelerationer överstiger ett förutbestämt tröskelvärde. I en annan utföringsform använder algoritmen för att kontrollera bränsleavstängningen indata för Iaterala, vertikala, tippnings- och krängningsriktningar och jämför dem med de förutbestämda trösklarna för att bestämma huruvida bränsieavstängning ska ske. Generellt använder datakarta tredimensionella indata tillsammans med ekvationer för att definiera sagda algoritmen en eller uppslagstabell besatt baserat på tre dimensioner. l en annan utföringsform härrör skriften till en metod för att kontrollera bränsletillförsel och signalutdata till en fordonsbränslepump. I en utföringsform innefattar metoden ett användande av en algoritm i en begränsningscentralmodul hos fordonet, algoritmen sprider en bränsleavstängningssignal när kraschsensorer känner av ett fordonskraschtillstånd som möter eller överstiger en tröskel för bränsieavstängning använd av algoritmen, vari tröskeln för bränsieavstängning är tredimensionell.

I en annan utföringsform kan algoritmen anropa en uppslagstabell besatt med data baserat på förutbestämda minsta och största förändringar i hastighet och rotationshastigheter i den tredimensionella modell definierad av Iaterala, vertikala, tippnings- och krängningsriktningar tillsammans med ekvationer för en tredimensionell modell.

Dessa och andra utföringsformer kommer att bli uppenbara vid läsning av följande beskrivning av uppfinningen som framställd nedan. 10 15 20 25 30 BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 är en schematisk representation av apparaten för ett tredimensionellt bränsleavstängningssystem enligt en utföringsform av uppfinningen; Fig. 2A är en vy uppifrån av en schematisk representation av ett fordon visande laterala och longitudinella färdriktningar tillsammans med en ellips definierad därvid som är indelad i kvadranter; Fig. 2B är en perspektivvy av ett fordon överlagrad över ett koordinatsystem specificerande vertikala, longitudinella, laterala riktningar tillsammans med tippnings- och krängningsvektorer; mellan Fig. 3 är ett relationen bränsleavstängningslogiken för överkrängning, högnivåflödesschema visande överrullning och FSRI- kraschsituationer (Front, Side and Rear Impact).

Fig. 4A är en schematisk representation av en del av ett mjukvaruflödesschema specificerande bränsleavstängningsbestämningar baserade på krängningshastighet och krängningsvinkel.

Fig. 4B är en schematisk representation av en del av mjukvaruflödesschemat i en av utföringsformerna i den aktuella skriften specificerande bränsleavstängningsbestämningar baserade på tippningshastighet och tippningssvinkel.

Fig. 4C är en schematisk representation av en del av mjukvaruflödesschemat i en av utföringsformerna i den aktuella skriften specificerande bränsleavstängningsbestämningar baserade på longitudinell acceleration och lateral acceleration.

Fig. 5 är en ritning representerande en förenklad modell visande fordonsrotation. 10 15 20 25 30 Fig. 6 är en ritning representerande förhållandet mellan vinkel och vinkelhastighet.

FlGURBESKRlVNlNG Med hänvisning till figurerna vari liknande nummer refererar till liknande strukturer, och särskilt till Fig. 1, visas där en schematisk representation av en apparat illustrerande en utföringsform av systemet enligt den föreliggande skriften.

Specifikt, apparat eller system 10 innefattar en kraftkontrollmodul 12 och en begränsningskontrollmodul 14 i elektronisk kommunikation med varandra genom Controller Area Network (CAN) 16. Kraftkontrollmodulen och begränsningskontrollmodulen har minne med körinstruktioner inneboende däri. Kraftkontrollmodulen är i elektronisk kommunikation med den smarta bränslereläpumpen 22, som är en reläpump utrustad med ett mikrochip som har minne och instruktioner för att kontrollera tillförseln av bränsle enligt signaler mottagna från antingen Kraftkontrollmodulen eller, i fallet med en uppfattad kraschhändelse, från begränsningskontrollmodulen på ett sätt som är beskrivet nedan. inneboende i begränsningskontrollmodulen är en bränsleavstängningsalgoritm 26. Begränsningskontrollmodulen mottar indata från fordonssensorerna genom CAN och jämför den mottagna signalen från fiärrsensorer med de lagrade tröskeldata i minne för att bestämma huruvida en kraschhändelse har inträffat. Fordonskraschsensorerna sänder data härrörande från laterala, longitudinella och vertikala accelerationer samt deceleration så väl som färdriktning, samtliga enligt kända tekniker. Systemet inkluderar satellitsensorer 24 som tillhandahåller sensorindata härrörande från longitudinella och laterala accelerationer, fordonets tippnings- och krängningshastighet härrörande från fordonets tippnings- och krängningsläge till begränsningskontrollmodulen. Om åtminstone en, företrädesvis mer än en 10 15 20 25 30 indata från sensorerna överstiger förutbestämda trösklar i minne i begränsningskontrollmodulen, sänds en händelsenotifieringssignal (event notification signal, ENS) av varierande intensitet via elektronisk koppling 18 till det smarta bränslepumpsreläet, och mikrokontrollern i det smarta bränslepumpsreläet kan utföra en bränsleavstängning av varierande beroende avkända fordonstillstånden. l andra intensitet, på de utföringsformer kan en redundant signal också sändas från kraftkontrollmodulen till det smarta bränslepumpsreläet.

Fig. 2A är en vy ovanifrån av ett fordon visande de laterala och longitudinella riktningarna och ellipsen som formas därav. I detta avseende är hela samtidigt pågående US Patent Publication Application 2007/0203615 A genom referens införlivad häri i sin helhet som om den till fullo vore framställd häri. På det hela taget innefattar systemet avstängning av bränsletillförseln baserat på graden av allvarlighet hos en kraschhändelse som är fastställt genom elliptiska trösklar som använder accelerationer utmed fordonets longitudinella och laterala riktningar. Systemet använder vidare tippning och krängning hos fordonet vilket är en förbättring av systemet beskrivet i US 2007/0203615 A, genom tillägget att förutom en tvådimensionell modell innefattar systemet information om krängnings- och tippningsvinklar för att kontrollera bränsleavstängning enligt en tredimensionell modell.

Specifikt, med hänvisning till Fig 2B, är en förenklad modell för både fordonets 28 krängnings- och tippningsrotationer avbildad. Överlagrat är vertikal axel 44, lateral axel 46 och longitudinell axel 48. Tippning 49 är utmed den laterala axeln och tyngdpunkten 51 är vid skärningspunkten mellan de tidigare beskrivna axlarna och krängning 50 är utmed den longitudinella axeln 48. Som visas i Fig. 5 är rotationsaxeln, eller vridningsaxeln, i det nedre vänstra hörnet, istället för vid tyngdpunkten CG.

Genom att ta både Fig. 2B och Fig. 5 i beaktande kan det förstås att fordonet roterar a grader av en vägbank som har lutningsvinkel ß grader. Generellt kan ett fordons kritiska vinkel uppskattas av 10 15 20 25 ö' = arctaní-â-J (1) där A är lika med halva fordonets bredd för överkrängningshändelse, och ett avstånd mellan den främre kofångaren och tyngdpunkten (CG) för övertippningshändelse. B är lika med avståndet från marken till CG och från den nedre kanten av den främre kofångaren till CG för respektive överkrängnings- och övertippningshändelser.

Krängnings- och tippningshastigheterna uppmätta av rotationssensorer, kan användas för beräkna krängnings- och tippningsvinklar. Tröskelberäkningen är baserad på principen om energin konserverande som, KE = PE (2) där KE indikerar rotationskinetisk energi och där PE står för potentiell energi.

Den rotationskinetiska energin kan uttryckas i termer av dess tröghetsmoment. Med N punktmassor mi som rör sig med farterna v; är den rotationskinetiska energin lika med i=l där co är den vanliga vinkelhastigheten.

Tröghetsmomentet bör flyttas till läget för rotation från CG som ekvation I =1 pivol center +m(A2 +32) (4) 10 15 20 där lcente, byts ut mot IXX och lyy för motsvarande krängnings- och tippningsmoment.

Den potentiella energin hos fordonet är given av relationen PE = mg -Ah (5) där m är massan, g står för jordens gravitationsacceleration. Ah är skillnaden mellan fordonets stabilitetskritiska tyngdpunktsläge CG och nuvarande läge för CG som kan uttryckas genom Ah = t/AZ +32 ~s1n(a+ß+§)\/A2 +32 =(1-sin(a+ß+§))-\/A2 +32 (6) Från ett stabilt jämviktsläge överväganden att använda ekvationer 2 till 6, kan sambandet mellan krängningsvinkel och krängningshastighet uttryckas som . 1 (1 -slfma +ß +ß))- M + H2 -mg = štawm + m - (A2 + Bzlhí <7> Om vi låter wx = O, am = (90 - ß)- ß <8) Om vi låter a = 0, (1 -Sin(ß + §))- \/A2 + BZ -mg + m - (A2 + 32 mfiX (9) 10 15 20 25 Ekvationen ovan kan vidare förenklas till ett förstagradspolynom genom att applicera regressionstekniker. Förstagradspolynomekvationen kan uttryckas som a+ß=a-w+b Där, a = -(amax + ß)/ wmax och (1 O) b=amax+ß Ekvation 10 framställs som linje 27 i Fig. 6, vilken visar sambandet mellan vinkel och vinkelhastighet.

Algoritmen för kontroll av bränsleavstängning är konstruerad att koppla ur bränsletillförseln endast när fordonet undergår en allvarlig kraschhändelse.

Den är konstruerad att vänta ytterligare till den fångar relevanta starka signaler som indikerar inträffandet av en allvarlig kraschhändelse, vid jämförelse med en algoritm för fordonsöverkrängning för skydd av personer i fordonet. För att kunna skilja ut svaga signaler är en ytterligare koefficient introducerad i den förenklade formeln för att garantera att fordonet ska kränga eller tippa över när algoritmen triggas. Den modifierade formeln uttrycks som, a+ß=a-cumax +bc där c är en varierbar koefficient.

Den modifierade relationen mellan vinkel och vinkelhastighet visas som en 29 i Fig. 6. fordonsövertippningssituationer, där A är lika med ett avstånd mellan främre Liknande situation och beräkningar tillämpas på 10 15 20 25 30 kofångare och CG och B är lika med avståndet mellan den nedre kanten på främre kofångaren till CG, krängningshastigheten wx är ersatt med fordonets tippningshastighet o), och IXX är ersatt med lyy i ekvationerna 3 till 11.

Fig. 3 är ett blockdiagram för den tredimensionella algoritmen 96 för bränsleavstängning. Signalprocessorer 100 behandlar signalerna mottagna från sensorerna 98 genom att använda varierande numeriska medel. Sedan, är signalerna skickade till nästa steg för att bedöma om respektive trösklar är överskridna för överkrängningskrascher 102, övertippningskrascher 104 och FSRI-krascher 106. Logikloop 108 hanterar allt beslutsfattande genom att använda sig av information från tidigare steg 102, 104 och 106. Slutligen, utför koppla ur bränsletillförseln 110 det slutliga beslutet. det är Med hänvisning till Fig. 4A till 4C vari mjukvaruflödesschema specificerande en icke-begränsande metod enligt en representerat ett utföringsform av skriften. Vart och ett av mjukvaruflödesdiagrammen förekommer samtidigt med varandra, så att begränsningskontrollmodulen och kraftkontrollmodulen kan bestämma om eller huruvida de ska aktivera en händelsenotifieringssignal till den smarta bränslereläpumpen baserat på indata härrörande från longitudinella, laterala, vertikala, krängnings- eller tippningsindata erhållna från kraschsensorer. Fig. 4A hänför sig till 102 i Fig. 3, Fig. 4B hänför sig till 104 och Fig. 4C hänför sig till 106 i Fig. 3.

Uttryckligen, som visas i Fig. 4A börjar metod 52 med steg 54 bestämmande krängningshastighet och steg 56 bestämmande krängningsvinkel och införande av dessa bestämningar till begränsningskontrollmodulen eller kraftkontrollmodulen. Steg 58 bestämmer huruvida krängningsvinkeln eller krängningshastigheten överstiger en förutbestämd tröskel för krängningsvinkel/krängningshastighet. Om nej, fortsätter steg 60 med normal bränsletillförsel. Om ja, flyttas kontrollen till steg 72. Samtidigt som steg 54 och 56, bestämmer steg 68 den laterala accelerationen för fordonet och steg 10 15 20 25 30 70 bestämmer den vertikala accelerationen hos fordonet. Steg 72 bestämmer huruvida den laterala eller den vertikala accelerationen överstiger en förutbestämd tröskel för lateral eller vertikal acceleration. Om ja, fortsätter mjukvaran till steg 66 som är avbryt tillförsel med förutbestämd nivå av intensitet. Om nej, loopar mjukvaran tillbaka till steg 60.

Samtidigt som händelserna beskrivna med avseende på Fig 4A inträffar, bestämmer, som visas i Fig. 4B, steg 69 fordonets tippningshastighet och steg 71 bestämmer fordonets tippningsvinkel. Steg 73 bestämmer om fordonets tippningshastighet eller tippningsvinkel överstiger en förutbestämd tröskel för tippningshastighet/tippningsvinkel. Om nej, fortsätter steg 60 med normal bränsletillförsel. Om ja, överförs kontrollen till steg 82. Samtidigt med händelserna beskrivna häri, bestämmer steg 78 tillståndet för fordonets fjädring, och steg 80 bestämmer fordonets vertikala acceleration. Steg 82 bestämmer huruvida tillståndet för fordonets fjädring och/eller fordonets vertikala acceleration överstiger en förutbestämd tröskel för vertikalt fjädringstillstånd eller vertikal acceleration. Om nej, loopar mjukvaran till steg 60. Om ja, loopar mjukvaran till steg 66.

Med hänvisning till Fig. 4C, bestämmer steg 84 den longitudinella accelerationen och steg 86 bestämmer den laterala accelerationen. Steg 88 bestämmer huruvida den longitudinella och laterala accelerationen överstiger en förutbestämd elliptisk tröskel. Om nej, loopar mjukvaran tillbaka till steg 60. Om ja, fortsätter mjukvaran till steg 94. Samtidigt, med inträffandet av stegen 84 och 86, bestämmer steg 90 vågformen för satellitaccelerometer från fordonets longitudinella axel, och steg 92 bestämmer vågformen för satellitaccelerometer från fordonets laterala axel. Steg 94 bestämmer huruvida vågformen från fordonets longitudinella axel eller laterala axel överstiger en förutbestämd tröskel. Om ja, loopar mjukvaran tillbaka till steg 66. Om nej, loopar mjukvaran tillbaka till steg 60.

Medan varierande utföringsformer har ställts fram, känner fackmannen igen att de använda orden är beskrivande ord, och inte begränsande ord. Många variationer och modifieringar kommer att förekomma utan att det avviks från uppfinningens omfattning eller ande som ställs fram i de tillhörande kraven.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 PATENTKRAV Vad som yrkas på som nytt och som önskas skyddas av Letters Patent of the United States är: 1. Ett bränsleavstängningssystem, innefattande: åtminstone en longitudinell och lateral accelerationssensor; åtminstone en krängningshastighets- och en tippningshastighetssensor; åtminstone en satellitlongitudinell- och en satellitlateralsensor (satellite longitudinal and lateral sensor); mottar data från en begränsningskontrollmodul som accelerationssensorerna, krängningshastighets- och tippningshastighetssensorerna och sateIIitaccelerationssensorerna; en algoritm använd av begränsningskontrollmodulen för att sprida (deploy) bränsleavstängningssignaler av varierande intensitet när sensorerna indikerar att fordonet är bortom förutbestämda trösklar för tippning och tippningshastighet, krängning och krängningshastighet, laterala eller longitudinella accelerationer. Systemet enligt krav 1, där sagda algoritm använder åtminstone en av tippning tippningshastighet eller longitudinella och laterala accelerationer för att fordonets krängning och krängningshastighet, och bestämma bränsleavstängning. Bränsleavstängningssystemet enligt krav 1, där algoritmen använder en uppslagstabell (look-up table) besatt (populated) med datapunkter baserat på förutbestämda longitudinella, laterala, tippnings- och 10 15 20 25 30 krängningsriktningar hos fordonet tillsammans med ekvationer för de tre dimensionerna definierade därav. . Bränsleavstängningssystemet enligt krav 1, där algoritmen begagnar sig av data från en longitudinell och lateral accelerationssensor för att bestämma att ett fordonskraschtillstånd har inträffat. . Bränsleavstängningssystemet enligt krav 1, där bränsle tillförs genom en elektroniskt kontrollerad pump som har en kontroller med minne och bränsletillförseldata inneboende däri. .Bränsleavstängningssystemet enligt krav 1, där sagda bränsleavstängning varierar i intensitet baserat på sensorindata härrörande från en uppfattad kraschhändelse. . En algoritm för användning med en begränsningscentralmodul (restraint central module) som kontrollerar signalutdata till en fordonsbränslepump när fordonskraschsensorer känner en fordonskraschhändelse som möter eller överstiger en bränsleavstängningströskel begagnad av algoritmen där tröskeln för bränsleavstängning generellt är tredimensionell. . Algoritmen från krav 7, där sagda tröskel för bränsleavstängning innefattar lateral acceleration, longitudinell acceleration, tippning och tippningshastighet, krängning och krängningshastighet. .Algoritmen i krav 8, där sagda longitudinella och laterala accelerationströsklar är definierade av en elliptisk tröskel. 10.Algoritmen i krav 1, användande en uppslagstabell (look-up table) besatt (populated) baserat på tredimensionella indata tillsammans med ekvationer för att definiera sagda tre dimensioner. 10 15 20 25 30 11.En metod för att kontrollera bränsletillförsel och signalutdata till en fordonsbränslepump, där metoden innefattar: användande av en algoritm i en begränsningscentralmodul hos fordonet, algoritmen sprider (depioying) en bränsleavstängningssignal när kraschsensorer känner ett fordonskraschtillstånd som möter eller överstiger en tröskel för bränsleavstängning begagnad av algoritmen, där tröskeln för bränsletillförsel är tredimensionell. 12.Metoden i krav 11, där algoritmen anropar en uppslagstabell (look-up table) besatt (populated) med data baserade på en förutbestämd minsta och största förändringar i hastighet och rotationshastigheter i den tredimensionella modellen definierad av respektive laterala, longitudinella, tippnings- och krängningsriktningar hos ett fordon, tillsammans med ekvationer för en tredimensionell modell. 13.Metoden i krav 11, där bränsleavstängningssignalen har varierande intensitet baserat på data från kraschsensorer. 14. En metod för att kontrollera bränsletillförsel och signalutdata i en fordonsbränslepump innefattande bestämmande av fordonets krängningshastighet och krängningsvinkel; bestämmande huruvida krängningshastigheten eller krängningsvinkeln överstiger en förutbestämd tröskel för krängningshastighet eller krängningsvinkel; bestämmande av lateral acceleration; bestämmande av vertikal acceleration; bestämmande huruvida lateral eller den vertikal acceleration överstiger en förutbestämd tröskel; bestämmande av fordonets tippningshastighet; bestämmande av fordonets tippningsvinkel; bestämmande huruvida tippningshastighet eller tippningsvinkel överstiger en förutbestämd tröskel för tippningshastighet eller tippningsvinkel; bestämmande av fordonets 10 15 20 25 fjädringstillstånd; bestämmande av vertikal acceleration; bestämmande huruvida fordonets fjädringstillstånd eller fordonets acceleration överstiger förutbestämda trösklar för vertikal acceleration eller vertikalt fjädringstillstånd; bestämmande longitudinell acceleration; bestämmande huruvida longitudinell eller lateral acceleration överstiger förutbestämd tröskel; bestämmande av vågform för satellitaccelerometer från fordonets longitudinella axel; bestämmande av vågform för satellitaccelerometer från sagda fordons sida; bestämmande huruvida vågformer från fordonets longitudinella axel eller fordonets sida överstiger en förutbestämd tröskel; avbrytande av tillförsel med en förutbestämd intensitet. 15.Metoden i krav 15, där fordonet bibehåller normal tillförsel om antingen krängningsvinkel eller krängningshastighet inte överstiger en förutbestämd tröskel, eller lateral acceleration eller vertikal acceleration inte överstiger en förutbestämd tröskel; eller om fordonets tippningshastighet eller tippningsvinkel inte överstiger en förutbestämd tröskel, eller om fordonets fjädringstillstånd eller fordonets vertikala acceleration inte överstiger förutbestämda trösklar för fjädringstillstånd eller vertikal acceleration, eller om lateral eller longitudinell acceleration inte överstiger förutbestämda trösklar eller om satellitvågformer från fordonets longitudinella axel eller fordonets sida inte överstiger förutbestämda trösklar.