專利名稱：氣囊啟動(dòng)事件辨別系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的氣囊系統(tǒng)，并且尤其涉及車輛氣囊系統(tǒng)和用于辨別在對于展開氣囊的事件之間的方法。
相關(guān)技術(shù)的背景信息和描述氣囊系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)公知。通常的，這樣的系統(tǒng)含有一個(gè)提供信號的傳感器，該信號代表各種車輛動(dòng)態(tài)的條件，例如加速度，以及含有一個(gè)控制單元，其評估從傳感器來的信號并且當(dāng)保證的情況相信已經(jīng)出現(xiàn)時(shí)展開氣囊。該氣囊被安裝在車輛的駕駛艙內(nèi)以減少這種可能性，即在車輛經(jīng)歷高程度的減速時(shí)乘員與車輛駕駛艙產(chǎn)生有力的接觸的可能性。
集中在氣囊系統(tǒng)上的一個(gè)問題是需要多個(gè)系統(tǒng)來辨別在應(yīng)該和不應(yīng)該導(dǎo)致一個(gè)或者多個(gè)氣囊展開的事件。一個(gè)展開的事件一般包含預(yù)定嚴(yán)重程度的減速，在該程度下希望能夠展開氣囊，例如高于一定的閾值速度的快速減速。一個(gè)不展開的事件可以包含相對低的速度減速，或者外來的事件，例如當(dāng)駛進(jìn)一個(gè)停車位時(shí)與一個(gè)貨車相撞。在這兩種情況下，不希望展開氣囊。因此需要提供一個(gè)車輛氣囊系統(tǒng)，其能夠辨別展開事件和不展開事件，并且相應(yīng)地展開氣囊。
發(fā)明簡述本發(fā)明是啟動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)車輛氣囊的系統(tǒng)和方法，其中在展開事件和不展開事件之間進(jìn)行辨別，一部分是通過識別不展開事件相比于展開事件是相對短的期間。本發(fā)明利用了由控制單元提供的此特征，該控制單元在檢測預(yù)定的傳感器信號特征值之后抑制展開一個(gè)或者多個(gè)氣囊決定一預(yù)定的期間，例如超出一預(yù)定的閾值水平的減速信號。在確定的時(shí)間周期滿足以及控制單元決定展開的條件已經(jīng)被滿足之后，展開氣囊的決定被釋放。另外，如果傳感器信號特征值超出一中斷閾值水平，展開決定在預(yù)定的時(shí)間周期期間可以被釋放。
此車輛氣囊系統(tǒng)含有一個(gè)傳感器，其適合于提供表示車輛動(dòng)態(tài)條件的傳感器信號，該傳感器信號根據(jù)預(yù)定的車輛動(dòng)態(tài)條件提供了一啟動(dòng)特征值，和一個(gè)氣囊，其適合于根據(jù)一個(gè)啟動(dòng)信號的出現(xiàn)被展開，和一個(gè)耦合到傳感器和氣囊的控制模塊，該控制模塊評估傳感器信號并且根據(jù)在傳感器信號中的啟動(dòng)特征值的檢測產(chǎn)生啟動(dòng)信號，在檢測傳感器信號中的閾值特征值之后，該控制模塊在預(yù)定的時(shí)間周期期間禁止啟動(dòng)信號的產(chǎn)生。
本發(fā)明還提供了啟動(dòng)一個(gè)氣囊的方法，包括如下的步驟從傳感器信號檢測車輛動(dòng)態(tài)條件；首先評估該傳感器信號以檢測是否傳感器信號超出第一閾值水平；在檢測到傳感器信號超出第一閾值水平之后禁止該展開決定一預(yù)定的期間，和然后評估傳感器信號以檢測該傳感器信號是否超出了第二閾值水平，并且如果該傳感器信號超出第二閾值水平預(yù)定的時(shí)間期間，啟動(dòng)該氣囊。
幾個(gè)附圖的簡述本發(fā)明參考下面的結(jié)合附圖的說明會被最好地理解。


圖1示出了具有氣囊的車輛氣囊系統(tǒng)的元件的方框圖；圖2是一個(gè)圖表，示出了不展開事件和展開事件的加速度信號；圖3是一個(gè)示出了展開事件的圖表；圖4是一個(gè)示出了不展開事件的圖表；圖5是一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明使氣囊展開的步驟。
發(fā)明詳述本發(fā)明是一個(gè)具有一個(gè)或者多個(gè)改進(jìn)的氣囊的系統(tǒng)，并且具有一個(gè)控制模塊，其辨別展開事件和不展開事件并且能夠相應(yīng)地展開。展開事件一般含有相對大的力量車輛動(dòng)態(tài)事件，例如高于閾值速度快速的減速，其中可以希望展開氣囊。不展開事件一般含有相對小的力量車輛動(dòng)態(tài)事件或者最小時(shí)間的較高的力量動(dòng)態(tài)事件。
此車輛氣囊系統(tǒng)是關(guān)于一個(gè)側(cè)面氣囊系統(tǒng)進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明的該原則也同樣適用于許多其他的系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有通過啟動(dòng)信號進(jìn)行展開或者啟動(dòng)的裝置，例如前面氣囊系統(tǒng)或者座位安全帶系統(tǒng)，該安全帶根據(jù)啟動(dòng)信號進(jìn)行拉緊。
參考圖1，車輛氣囊系統(tǒng)10含有側(cè)面?zhèn)鞲衅?6和17。有利的，每一個(gè)傳感器被安裝在車輛的一個(gè)結(jié)構(gòu)交叉件上并且含有一個(gè)加速度測量計(jì)24、26，其提供一個(gè)表示傳感器所經(jīng)歷的側(cè)面加速度的信號。替換的，側(cè)面?zhèn)鞲衅?6、17可以安裝在B柱上，車門上或者車輛的其他的側(cè)面。這種其他的安裝位置在技術(shù)上是已知的并且在此不詳細(xì)討論。每一個(gè)傳感器分別含有一個(gè)微處理器25、27，其評估側(cè)面的加速度信號并且確定是否一個(gè)或者多個(gè)氣囊20-23應(yīng)該展開。根據(jù)側(cè)面加速度信號的評估，每一個(gè)側(cè)面?zhèn)鞲衅?6、17提供一個(gè)展開信號到抑制控制模塊12。
抑制控制模塊12被耦合到側(cè)面?zhèn)鞲衅?6、17和氣囊20-23。抑制控制模塊12含有微控制器13、加速度測量計(jì)14和爆發(fā)驅(qū)動(dòng)器15。當(dāng)控制模塊12從一個(gè)側(cè)面?zhèn)鞲衅?6、17接收一個(gè)展開使能信號時(shí)，微控制器13評估加速度測量計(jì)14的輸出以在將一個(gè)展開信號傳輸?shù)奖l(fā)驅(qū)動(dòng)器15之前證實(shí)出現(xiàn)展開條件。從爆發(fā)驅(qū)動(dòng)器15的輸出點(diǎn)燃一個(gè)或者多個(gè)與選定的一個(gè)或者多個(gè)氣囊20-23相關(guān)的爆發(fā)?？梢孕蕾p的是從側(cè)面加速度測量計(jì)24、26來的信號可以被除了微控制器25、27或者代替的微控制器13進(jìn)行評估。另外也可以根據(jù)需要添加另外的傳感器用于檢測前面和有角的車輛動(dòng)態(tài)。
希望控制模塊12只根據(jù)展開事件而不是根據(jù)不展開事件展開氣囊20-23。車輛氣囊系統(tǒng)10通過識別該不展開事件相比于展開事件具有相對短的時(shí)間來完成這個(gè)目的。在此關(guān)系中，微控制器13被編程以在指定的事件發(fā)生之后一預(yù)定的時(shí)間期間內(nèi)禁止用于側(cè)面氣囊22和23的展開決定。微控制器13使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方法進(jìn)行編程。在此實(shí)施形式中，指定的事件表示了從一個(gè)或者多個(gè)加速度測量計(jì)14、24和26的側(cè)面的加速度信號已經(jīng)超出了閾值加速度水平。盡管從加速度測量計(jì)14、24和26的信號的評估在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)可以連續(xù)，微控制器13在此時(shí)間周期期間抑制用于側(cè)面氣囊22和23的展開決定。在此預(yù)定的時(shí)間周期期間的用于側(cè)面氣囊22和23的展開決定阻止了根據(jù)不展開事件、以及任何其他相對短的事件所產(chǎn)生的短時(shí)間高加速度水平的不希望的展開，以不展開該側(cè)面氣囊。也能夠知道不同的車輛可以需要不同的時(shí)間周期。在此實(shí)施形式中，大約7.5ms的周期被發(fā)現(xiàn)用于提供所需要的結(jié)果。
在預(yù)定的時(shí)間周期滿足之后，側(cè)面的氣囊22和23能夠被展開，并且微控制器13根據(jù)展開標(biāo)準(zhǔn)的評估展開側(cè)面氣囊。
相應(yīng)的，如果加速度信號或者從加速度信號中導(dǎo)出的信號超出了中斷閾值水平，本發(fā)明不考慮在預(yù)定的時(shí)間周期期間的展開決定的禁止。在此實(shí)施形式中，從加速度信號產(chǎn)生的速度信號被與預(yù)定的中斷閾值進(jìn)行比較。該中斷閾值水平被選擇用于表示嚴(yán)重的車輛動(dòng)態(tài)事件，該事件需要?dú)饽业目焖僬归_。
圖2示出了從不展開事件和展開事件得到的加速度信號，其中不展開事件信號通常用參考數(shù)字32表示，而展開事件信號通常用參考數(shù)字34表示。當(dāng)加速度信號快速增加時(shí)，展開算法的計(jì)算在大約10ms時(shí)開始。如圖2所示，在10-12ms之間，不展開事件信號信號32通常在開始時(shí)比展開事件信號34具有較大的峰值。在此時(shí)間期間本發(fā)明抑制側(cè)面氣囊的展開決定；在此，如果延遲時(shí)間周期被設(shè)置在7.5ms，展開決定被抑制在從10ms到17.5ms。
當(dāng)事件及時(shí)發(fā)展時(shí)，關(guān)于減速的展開事件信號34的峰值超出了不展開事件信號32。在大約17.5ms處，展開決定的禁止特征值被終止并且重新啟動(dòng)展開決定。展開決定在大約18ms處根據(jù)展開標(biāo)準(zhǔn)的評估產(chǎn)生。
圖3示出了本發(fā)明對于一個(gè)展開事件的響應(yīng)，在此情況下，在一個(gè)測試車輛和一個(gè)側(cè)柱之間產(chǎn)生11mph的沖撞。算法的計(jì)算開始在大約10ms。從加速度信號44中計(jì)算展開閾值信號40和展開標(biāo)準(zhǔn)信號42并且相互進(jìn)行比較。在本實(shí)施形式中，展開標(biāo)準(zhǔn)信號42相應(yīng)于含有加速度信號44的速度信號。當(dāng)展開標(biāo)準(zhǔn)信號42超出展開閾值信號40時(shí)，展開決定禁止特征值終止在約17.5ms處并且側(cè)面氣囊展開決定發(fā)生在18ms處。
圖4示出了本發(fā)明對不展開事件信號的響應(yīng)，在此情況下，搖錘球被搖動(dòng)并且撞擊車門。并且從加速度信號49計(jì)算展開閾值信號46和展開標(biāo)準(zhǔn)信號48并且進(jìn)行比較以確定是否氣囊應(yīng)該展開。展開標(biāo)準(zhǔn)信號48開始時(shí)具有一個(gè)高的峰值，但是非?？斓亟?jīng)歷了較低保持的峰值。在展開閾值信號46和展開標(biāo)準(zhǔn)48之間具有非常早的交叉，但是側(cè)面氣囊被抑制展開，因?yàn)檎归_決定在7.5ms的抑制時(shí)間內(nèi)被禁止，在此是從196ms到203.5ms。該展開決定禁止特征值在約204ms處被終止，但是展開標(biāo)準(zhǔn)信號48從這個(gè)時(shí)間開始下降并且之后一直保持低于展開閾值46。因此，能夠看到本發(fā)明根據(jù)展開事件能夠展開側(cè)面氣囊并且根據(jù)不展開事件禁止展開決定。
本發(fā)明可以通過包含在微控制器中的軟件編碼實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)簡單的實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)計(jì)算器通過一個(gè)閾值加速度被初始化，以設(shè)置預(yù)定的時(shí)間周期。該計(jì)算器在每一個(gè)循環(huán)之后被消耗。在每一個(gè)循環(huán)期間，如果計(jì)算器大于零并且從加速度信號中計(jì)算出的速度信號沒有超出中斷閾值，那么根據(jù)展開標(biāo)準(zhǔn)評估的展開氣囊的決定被跳過。當(dāng)計(jì)算器達(dá)到零時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于展開標(biāo)準(zhǔn)的氣囊的展開。這個(gè)步驟下面另外參考圖5進(jìn)行描述。
根據(jù)本發(fā)明辨別展開事件和不展開事件信號的步驟示出在圖5中。該程序開始在步驟52(和重新啟動(dòng)，如后面所述的)，其中步驟54-70含有一個(gè)展開算法以及與本發(fā)明有關(guān)的禁止特征值。當(dāng)檢測的加速度水平超出在步驟54中的預(yù)定的閾值時(shí)，微控制器13在步驟56中開始該算法以確定是否該氣囊需要被展開。在步驟58，微控制器13初始化該禁止計(jì)算器。該禁止計(jì)算器被用于確定觸發(fā)決定被禁止的時(shí)間長度。在步驟60，微控制器13持續(xù)用于特定的周期時(shí)間的展開算法的計(jì)算或者多個(gè)根據(jù)展開標(biāo)準(zhǔn)要求的計(jì)算。因?yàn)楸景l(fā)明沒有直接涉及用于展開的標(biāo)準(zhǔn)，非常簡單地示出本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以使用他們所選擇的展開標(biāo)準(zhǔn)。在步驟62，微控制器13確定是否展開決定應(yīng)該持續(xù)地被抑制。如果禁止計(jì)算器大于零并且計(jì)算的速度小于中斷的閾值速度，抑制程序在步驟68繼續(xù)，否則抑制程序在步驟64中斷。在步驟64，禁止計(jì)算器被設(shè)置在零。在步驟66，氣囊的展開被啟動(dòng)并且如果根據(jù)分開的展開標(biāo)準(zhǔn)的評估是需要的話，微控制器13展開氣囊。在步驟68，確定了是否禁止計(jì)算器大于零。如果禁止計(jì)算器達(dá)到了零，那么禁止周期已經(jīng)屆滿并且該程序返回到步驟60。如果禁止計(jì)算器仍舊大于零，那么在抑制時(shí)間周期中還留有一些時(shí)間。該禁止計(jì)算器在步驟70通過一預(yù)定的量被消耗。
在步驟52，如果需要可以進(jìn)行啟動(dòng)/重新啟動(dòng)。根據(jù)超出加速度/減速度閾值(步驟54)的第一次的加速度檢測，之前描述的決定步驟抑制氣囊的展開一固定的時(shí)間周期。然而，步驟52可以替換地提供給展開抑制的一個(gè)移動(dòng)窗口，其中如果加速度超出一個(gè)重新啟動(dòng)的閾值，該吃虧被重新啟動(dòng)。重新參考圖2，不展開信號32具有正的和負(fù)的加速度。如果加速度變?yōu)檎?即該信號不再減少，并且它通過了重新啟動(dòng)閾值的零點(diǎn))，可以希望重新啟動(dòng)該抑制計(jì)時(shí)器。相似的，重新啟動(dòng)的閾值能夠根據(jù)情況的需要被設(shè)置在高于零的加速度水平，例如+5g。通過這種方法，如果加速度信號呈現(xiàn)出明顯的正或者負(fù)的加速度，該展開決定可以有效地抑制較長周期的時(shí)間。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考了特殊的實(shí)施形式進(jìn)行描述，也應(yīng)該理解在所描述的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行無數(shù)的改變。相應(yīng)的，本發(fā)明也不受所描述的實(shí)施形式的限制，但是它還包含在隨后的權(quán)利要求書的精神內(nèi)的所有的修改。
權(quán)利要求
1.一個(gè)氣囊系統(tǒng)，含有至少一個(gè)適合于提供一個(gè)傳感器信號的傳感器；至少一個(gè)適合于根據(jù)一個(gè)展開信號被展開的氣囊；和至少一個(gè)與所述的傳感器和所述的氣囊相聯(lián)系的控制模塊，所述的控制模塊評估所述的傳感器信號并且在所述的傳感器信號的檢測值超出第一個(gè)閾值之后在預(yù)定的時(shí)間周期期間抑制所述的展開信號，并且在所述的預(yù)定的時(shí)間周期屆滿之后停止抑制所述的展開信號。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述的傳感器含有一個(gè)加速度測量計(jì)。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述的控制模塊另外將所述的傳感器信號與第二個(gè)閾值在所述的預(yù)定的時(shí)間周期期間進(jìn)行比較，所述的第二閾值的幅值大于所述的第一閾值，其中如果所述的傳感器信號超出所述的第二閾值，所述的控制模塊在所述的預(yù)定的時(shí)間期間屆滿之前停止抑制所述的展開信號。
4.如權(quán)利要求1和3的系統(tǒng)，其中，所述的控制模塊作為所述的傳感器信號的函數(shù)確定了一個(gè)展開標(biāo)準(zhǔn)信號，并且其中當(dāng)所述的傳感器信號超出所述的展開標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)，該所述的展開信號被傳輸?shù)剿龅臍饽摇?br> 5.在一個(gè)系統(tǒng)中有選擇地抑制一個(gè)氣囊啟動(dòng)的方法，該系統(tǒng)具有至少一個(gè)氣囊，具有至少一個(gè)傳感器用于提供一個(gè)傳感器信號，和具有至少一個(gè)控制模塊用于評估傳感器信號和用于有選擇地使能或者抑制一個(gè)氣囊展開信號，其中當(dāng)所述的氣囊接收到所述的展開信號時(shí)，其被啟動(dòng)，所述的方法含有如下的步驟檢測一個(gè)用于傳感器信號的值；將檢測的傳感器信號值與第一個(gè)閾值進(jìn)行比較；如果檢測的傳感器信號值已經(jīng)超出了該第一個(gè)閾值，抑制該展開信號一預(yù)定的時(shí)間周期；和在預(yù)定的時(shí)間周期屆滿之后停止展開信號的抑制。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中另外含有如下的步驟檢測該傳感器信號值并且將檢測的傳感器信號值與第二個(gè)閾值進(jìn)行比較；和如果檢測的傳感器信號值超出第二個(gè)閾值，在預(yù)定的時(shí)間周期屆滿之前停止抑制展開信號。
7.如權(quán)利要求5和6的方法，其中另外含有如下的步驟從檢測的傳感器信號中得到一展開標(biāo)準(zhǔn)信號；將檢測的傳感器信號值與該展開標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行比較；如果檢測的傳感器信號值超出展開標(biāo)準(zhǔn)信號，將展開信號傳輸?shù)皆摎饽摇?br> 全文摘要
根據(jù)一個(gè)傳感器信號的值有選擇地抑制氣囊的展開一定周期時(shí)間的系統(tǒng)和方法。
文檔編號B60R21/01GK1348418SQ00802634
公開日2002年5月8日 申請日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月7日
發(fā)明者R·M·安德雷斯 申請人:美國西門子汽車公司