CN101316742B - 控制车辆中的可致动约束***的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了控制车辆(12)中的可致动约束***(14，16)的装置(10)。传感器(24)安装在车辆(12)中，输出具有指示车辆事件的特性的电信号。区分电路(42)与传感器(24)耦接并确定是否发生了预定事件。安全电路(50)与传感器(24)信号耦接并与区分电路942)隔绝，用于确定是否发生了预定事件。当区分电路(42)和安全电路(50)两者都确定发生了预定事件时，致动装置致动约束***。

Description

控制车辆中的可致动约束***的装置 

相关申请交叉参考 

本申请要求2005年10月13日提交的Munch的美国临时专利申请第60/726,683号的权益，特此全文引用以供参考。 

技术领域

本发明涉及可致动约束装置，尤其涉及在可致动约束***中提供安全功能的方法和装置。 

背景技术

像安全气囊那样用于车辆的可致动乘员约束***在现有技术中是已知的。这样的约束***包括感测车辆撞击加速度(车辆减速度)的一个或多个碰撞感测设备。安全气囊约束***进一步包括称为引爆装置(squib)的可电致动点火装置。碰撞感测设备可以是输出具有指示撞击事件的电特性的电信号的加速度计。监视电路分析来自加速度计的电信号，并确定是否正在发生展开撞击事件。如果确定正在发生展开撞击事件，让电流流过引爆装置以便点火引爆装置。正如在现有技术中已知的那样，当被点火时，引爆装置开始使充气液体从充气液体源流入安全气囊中。 

与加速度计连接的监视电路往往是像个人计算机那样，对加速度信号执行撞击算法，以便区分展开撞击事件和非展开撞击事件的控制器。当确定正在发生展开撞击事件时，致动约束装置，例如，展开安全气囊。 

区分展开撞击事件和非展开撞击事件的许多种撞击算法在现有技术中是已知的。这些算法通常适用于针对特定车辆平台检测特定类型的撞击事件。在授予McIver等人和转让给TRW公司的美国专利 第5,587,906号中讲述了这样算法的一个例子。 

安全气囊约束***可能需要不止一个传感器来检测展开撞击事件。例如，可以按表决方案布置数个传感器，在表决方案下，所有传感器必须在开始致动约束装置之前“认可”正在发生展开撞击事件。在这样的布置下，第二传感器被称为“安全传感器”。只有当第一传感器和第二传感器都指示正在发生展开撞击事件时才发生安全气囊致动。 

如果使用单个传感器，“安全功能”可以通过单个控制器对撞击加速度信号执行两种算法来实现，一种算法被指定成区分算法，另一种算法被指定成安全算法。如果两种算法确定结果都认可正在发生展开撞击事件，致动约束装置。作为一种替代，单个控制器可以对来自两个分离加速度计输出的加速度信号执行两种算法。 

发明内容

依照本发明的一个示范性实施例，提供了包含含有车辆事件信号输出端和安全功能输出端的车辆事件传感器的装置。 

依照本发明的另一个示范性实施例，提供了控制车辆中的可致动约束***的装置。该装置包含可安装在车辆中的事件传感器，一旦发生预定车辆事件，该事件传感器就输出具有可识别特性的电信号。区分电路与传感器信号耦接和确定是否发生了预定事件。安全电路与传感器信号耦接和与所述区分电路隔绝，用于确定是否发生了预定事件。该装置进一步包含致动装置，当区分电路和安全电路两者都确定发生了预定撞击事件时，致动装置致动约束***。 

依照本发明的另一个示范性实施例，提供了控制车辆中的可致动约束***的方法，该方法包含如下步骤：将车辆事件传感器安装在车辆中，一旦发生预定车辆事件，该车辆事件传感器就输出具有可识别特性的电信号。该方法进一步包括如下步骤：监视传感器输出，并利用区分算法确定监视的传感器输出是否指示发生了预定事件。该方法进一步包括如下步骤：利用安全算法确定监视的传感器输出是否指示发生了预定事件，并当利用区分算法的确定结果和利用安全算法的确 定结果两者都认可发生了预定事件时，致动约束***。 

附图说明

一旦参照附图阅读了如下描述，本发明的上述和其它特点和优点对于本领域的普通技术人员来说是明显的，在附图中： 

图1是示出依照本发明一个示范性实施例的传感器位置的车辆的示意图； 

图2是示出依照本发明一个示范性实施例的控制处理布置的示意性框图；和 

图3是示出依照本发明另一个示范性实施例的控制处理布置的示意性框图。 

具体实施方式

参照图1，图1示出了用在车辆11中、依照本发明一个示范性实施例的乘员约束***10。该***10包括像安全气囊约束***那样，含有驾驶员侧气囊14和乘客侧气囊16的可致动约束***12。尽管约束***12被显示和描述成安全气囊约束***，但本发明不局限于与安全气囊约束***一起使用。本发明可应用于含有单个或多个可致动级的任何可致动约束装置，或可应用于可以同时或依次致动的数个可致动约束装置。为了简化说明起见，本文只描述单个驾驶员和乘客安全气囊布置。本发明也可应用于含有多个可致动约束装置的车辆，这些可致动约束装置包括可致动座椅安全带、侧囊、侧帘、膝垫、翻转气囊、可致动头部约束装置、后座气囊等。 

***10包括至少一个位于中央的撞击或碰撞传感器组件20。依照一个示范性实施例，组件20包括取向为沿着在现有技术中也称为车辆X轴的车辆前后轴感测撞击加速度的加速度计24。组件20还可以包括取向为沿着与车辆前后轴垂直的车辆Y轴感测撞击加速度的加速度计26。位于中央的撞击加速度传感器24和26中的每一个都提供具有指示沿着它们相关取向轴感测的撞击加速度的特性的撞击加 速度信号。这些位于中央的撞击加速度信号可以采取在现有技术中已知的几种形式的任何一种。撞击加速度信号可以具有振幅、频率、和脉冲宽度等，随撞击加速度而变的特性。依照一个示范性实施例，撞击加速度信号具有在功能上与撞击加速度有关的频率和振幅分量。 

除了中央撞击加速度传感器24和26之外，***10还包括防撞压损区传感器30和32。这些防撞压损区传感器30和32在车辆的每个前侧各一个地分别安装在车辆12的前部。来自防撞压损区传感器30和32的输出信号也具有在功能上与车辆经受的撞击加速度有关的频率和振幅分量。防撞压损区传感器最好安装在车辆的散热器位置上，并通过在车辆中央位置上补充单点撞击传感器24和26，用于更好地区分某些类型的撞击状况。如上所述，可以使用像侧向撞击传感器、翻转传感器、侧向冲击传感器等那样的其它传感器。 

参照图2，将来自撞击加速度计24(X轴)的撞击加速度信号40提供给像，例如，微型计算机那样的控制器42。尽管本发明的一个示范性实施例使用了微型计算机，但本发明不局限于使用微型计算机。本发明预期微型计算机完成的功能可以由分立数字和/或模拟电路执行和可以汇集在一个或多个电路板上或汇集成专用集成电路(“ASIC”)。撞击加速度信号40最好经受滤波器滤波，除去未用在区分车辆撞击事件中的频率分量，例如，来源于道路噪声的频率分量。可用于撞击区分的频率通过经验测试确定。 

控制器42监视撞击加速度信号40。撞击加速度信号40在控制器42内滤波或在控制器42的外部滤波或两者，除去未指示撞击事件的电分量。控制器42执行一种或多种预选撞击算法，以区分正在发生车辆展开还是非展开撞击事件。每种区分撞击算法都从撞击加速度信号中测量和/或确定撞击事件的区分撞击值。这些值用于区分展开判定。这样测量和/或确定的区分撞击值也称为“区分撞击度量”和包括撞击加速度、撞击能量、撞击速度、撞击位移、撞击加速度率等。作为撞击事件区分的一部分，可以将这些值与预定阈值相比较。 

来自加速度计的加速度信号40还被连接到与区分控制器42分离 和有效隔离的安全逻辑电路50，以便隔绝在控制器42与安全逻辑电路之间作出的区分。安全逻辑电路50可以采取包括分离微型计算机、分立逻辑电路、布置成在单个芯片上执行所需功能的数个电路等的几种形式的任何一种。独立于区分控制器42的安全逻辑电路50对加速度信号40执行它自己的撞击算法，并通过确定安全撞击值和将那些值与阈值相比较确定是否正在发生展开撞击事件。控制器42和安全逻辑电路50是电隔离的，以便每个设备中的电问题不会影响另一个设备。区分控制器42和安全逻辑电路50通过适当电压调节器52接收由车辆电池供应的电力。 

依照一个示范性实施例，加速度计24和安全逻辑电路50可以制造在单个集成芯片56上。 

区分控制器42在输出端60上输出它的区分结果。安全逻辑电路50在输出端64上输出它的区分结果。为了致动像驾驶员侧气囊14和乘客侧气囊16那样的可致动约束装置，来自区分控制器42和安全逻辑电路50的两个输出必须认可正在发生展开撞击事件，即，对两个输出进行有效逻辑与(AND)运算。依照一个示范性实施例，区分控制器42的输出端60被连接到高侧驱动电路70。安全逻辑电路50的输出端64被连接到低侧驱动电路72。引爆装置(squib)74可操作地连接在高侧驱动电路70与低侧驱动电路72之间，高侧驱动电路70又与电源连接，而低侧驱动电路72又电接地。引爆装置74的激活将激活约束装置，例如，安全气囊14。本领域的普通技术人员应该理解，区分控制器42和安全逻辑电路50以及高侧驱动电路70和低侧驱动电路72之间的连接可以反过来。 

当然，本领域的普通技术人员还应该理解，其它输入，即，来自防撞压损区加速度计30和32、横向中央加速度计26、其它卫星加速度计(未示出)、加速度率加速度计(未示出)、翻转传感器(未示出)等的输入也可以用在区分确定和安全确定中。无论哪些信号用在两种确定中，这两种确定都是相互分离和隔绝的或电隔离的。 

参照图3，图3示出了本发明的另一个示范性实施例。依照这个 示范性实施例，中央传感器24和26与区分控制器42′内的区分功能76连接。区分功能76至少利用X轴加速度计信号24执行区分算法，确定沿着车辆的X轴是否正在发生展开撞击事件。Y轴加速度计26的输出也可以用在区分算法中。安全逻辑电路50′独立于区分控制器42′，至少监视X轴加速度计24的输出，并利用安全算法确定沿着车辆的X轴是否正在发生展开撞击事件。Y轴加速度计26的输出也可以用在安全算法中。区分功能76的输出端78与AND功能80的一个输入端连接。与图2的布置一样，安全逻辑电路50′的输出端64′与低侧驱动电路72连接。此外，安全逻辑电路50′的输出端64′还与区分控制器42′的AND功能80的第二输入端连接。 

位于车辆12前面的卫星传感器30和32与可以采取分立电路或微型计算机形式的防撞压损区确定电路连接。该确定电路监视防撞压损区传感器的输出，并且从防撞压损区传感器信号的输出中确定是否正在发生展开撞击事件。确定电路82的输出端与AND功能80的另一个输入端连接。本领域的普通技术人员应该理解，防撞压损区撞击事件的确定发生在区分控制器42′内，而不是在卫星所在地。AND功能80的输出端可操作地与高侧驱动电路70连接。与图2的布置类似，引爆装置74连接在高侧和低侧驱动电路之间，并当区分控制器和卫星传感器两者都认可正在发生展开撞击事件时，可致动地对安全气囊14充气。 

本领域的普通技术人员可以从上面对本发明的描述中感觉到一些改进、改变和修改。这样的改进、改变和修改包含在所附权利要求书内。 

Claims (5)

1.一种控制车辆中的可致动约束***的装置，包含：

可安装在车辆中的事件传感器，用于一旦发生了预定车辆事件，就输出具有可识别特性的电信号；

与传感器输出信号耦接的区分电路，用于确定是否发生了预定事件；

与传感器输出信号耦接并与所述区分电路隔绝的安全电路，用于独立地确定是否发生了预定事件；和

致动装置，用于当所述区分电路和安全电路两者都确定发生了预定事件时，致动约束***。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述事件传感器是加速度计并且所述预定事件是展开撞击事件。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，事件传感器是翻转传感器并且所述预定事件是车辆翻转。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述安全电路至少与所述区分电路逻辑隔绝。

5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括可安装至车辆并用于感测所述车辆事件的附加事件传感器，来自所述附加传感器的输出与所述区分电路和所述安全电路连接，所述区分电路和所述安全电路的所述确定进一步依赖于所述附加传感器。

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