诊断车身结构中的压力传感器的制作方法

本公开涉及车身结构中的压力传感器以及用于诊断压力传感器的相关控制和电源策略。

背景技术：

车辆中的约束系统可以检测来自多个方向的车辆碰撞。基于碰撞的方向，约束系统可使用不同的传感器来检测碰撞。例如，可使用加速度计基于车辆加速度的突然改变来检测前向碰撞或后向碰撞。气压传感器可位于车门的内饰中，用以基于车门中气压的突然改变而检测侧面碰撞。由气压传感器检测到的气压的突然改变可以触发约束控制模块使侧面安全气囊充气。

如果气压传感器的入口或端口被阻塞，那么这些气压传感器可能(havethepotentialto)输出不准确的压力读数。气压传感器端口阻塞的一个潜在原因是灰尘、虫子或外部颗粒留在传感器的壳体内。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种车辆包括气压传感器和连接到气压传感器的控制器。气压传感器被配置为检测车辆的车门的车门腔体内的压力。控制器被配置为响应于在车门打开或车门关闭事件期间由所述传感器检测到的车门腔体压力没有与大气压力相差超过预期量而输出指示气压传感器存在故障的警报以进行显示。

根据另一个实施例，提供一种通过控制器诊断传感器的方法。所述方法包括：从压力传感器接收指示车辆的车门板内的气压的第一信号，并从大气压力传感器接收指示大气压力的第二信号。所述方法还包括：响应于在车门打开或车门关闭事件期间车门板内的气压没有与大气压力相差超过预期量而显示指示压力传感器存在故障的警报。

根据本发明，提供一种诊断传感器的方法，所述方法包括通过控制器：从压力传感器接收指示车辆的车门板内的气压的第一信号；从大气压力传感器接收指示大气压力的第二信号；响应于在车门打开或车门关闭事件期间车门板内的气压没有与大气压力相差超过预期量而显示指示压力传感器存在故障的警报。

根据本发明的一个实施例，所述预期量是随着大气压力的变化而变化的预定的量。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：接收指示车门微开的第三信号；接收指示车门关闭的第四信号，其中，车门打开或车门关闭事件基于接收到第三信号或第四信号。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：从遥控钥匙接收请求车辆起动或车门解锁的第三信号；基于接收到第三信号而开始第一信号和第二信号的输出。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于接收到第三信号而将第一信号和第二信号存储在车载计算机可读存储单元上；响应于接收到指示车门关闭且车门板内的气压没有与大气压力相差超过预期量的第四信号而显示警报。

根据本发明的一个实施例，显示的步骤包括点亮车辆的仪表板上的警告标志。

根据本发明的一个实施例，显示的步骤包括将压力传感器错误信号发送到与车辆上的车载诊断(obd)端口连接的obd连接器，以使诊断工具显示警报。

在又一个实施例中，一种车辆包括车门、车门微开传感器以及被配置为检测车门内的气压的压力传感器。接收器被配置为从遥控钥匙接收起动或解锁车辆的请求。控制器被配置为：(1)响应于所述请求而存储所述气压；(2)在来自车门微开传感器的信号改变之后，基于在信号改变之前存储的气压发出警报。

根据本发明，提供一种车辆，包括：车门；车门微开传感器；压力传感器，被配置为检测车门内的气压；接收器，被配置为从遥控钥匙接收起动或解锁车辆的请求；控制器，被配置为：响应于所述请求而存储所述气压；在来自车门微开传感器的信号改变之后，基于在信号改变之前存储的气压发出警报。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括：大气压力传感器，连接到控制器并被配置为检测大气压力，其中，控制器被进一步配置为：响应于在信号改变之前车门内的气压没有与大气压力相差超过预期量而发出警报。

根据本发明的一个实施例，所述预期量是随着大气压力的变化而变化的预定的量。

根据本发明的一个实施例，车门限定腔体并且压力传感器至少部分地设置在所述腔体内。

根据本发明的一个实施例，压力传感器是安全气囊展开系统的一部分，在该安全气囊展开系统中，安全气囊响应于腔体中的气压超过阈值而展开。

根据本发明的一个实施例，控制器被进一步配置为：通过将压力传感器错误信号发送到与车辆上的车载诊断(obd)端口连接的obd连接器来发出警报，以使诊断工具显示警报。

附图说明

图1是车辆的车门的半分解透视图，示出了拆开的两个单独的板。

图2是图1的组装的车门的透视图。

图3是根据一个实施例的车门板内的腔体以及腔体内的气压传感器的截面图。

图4是根据一个实施例的图3的气压传感器的透视图。

图5是根据一个实施例的通过控制器诊断气压传感器所执行的算法的流程图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采取各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征会被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中说明的特征结合，以产生未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。

术语“内”、“外”、“内部”和“外部”贯穿本公开使用。这些术语意在将具有方向性的上下文带给车门、车门板和气压传感器的周围环境。这些术语意在给出各种部件相对于车辆中央内部的示例性环境。例如，“内板”意在被理解为该板比相应的“外板”更朝向车辆的内部。无论如何，这些术语(及其它类似的术语)并非意在限制本公开的范围，而是意在给出各种部件之间的方向相关性的示例。

气压传感器被用于包括发动机控制和安全系统的许多汽车系统中。气压传感器的一个应用是预测与车辆的侧面的碰撞(诸如与侧车门的碰撞)。侧车门组件可采用内板和外板(或外部板)的结构。在车门的内板与外板之间可存在腔体。腔体可以不是气密的并可包括开口以允许空气在腔体与车门外侧之间通过。该开口可允许少量空气在腔体与所述外侧之间自由地通过，以允许车门内的气压与大气压力的改变相匹配。在发生车辆的侧面碰撞的情况下，诸如在车辆碰撞中，外部板的快速变形可使腔体内的气压产生突然大的变化。开口通常没有大到足以补偿气压的这种突然大的变化。

由气压传感器检测的腔体内的气压可以触发控制器激活侧面碰撞安全气囊。例如，气压传感器可被配置为测量腔体内的压力并将信号输出到包括处理器的控制器或约束控制模块(rcm)。控制器可基于由气压传感器测量的压力或压力的变化而使诸如侧帘式安全气囊(sidecurtainairbag)的安全气囊展开到车辆的乘客厢中。

车辆的操作者或技术人员应该充分了解气压传感器的状态，以及气压传感器是否正在输出准确的压力读数。根据本公开的各个实施例，不需要任何外部设备或移开车门板以检查气压传感器自身，就可在气压传感器上运行自动的、持续可用的诊断测试。

图1是车门组件10的侧部透视图，示出了车门的内部。车门组件10包括车门内板12(也被称为车门骨架)和车门外板14(也被称为车门外部板)。这些板12和14可由钢制成，或者可由轻质材料(诸如铝合金、镁合金或复合材料)制成。内板12包括面向车厢的内侧16以及面向外板14的外侧18。同样地，外板14包括面向内板12的内侧20以及面向车辆外部环境的外侧22。车门内板12被连接到车门外板14，以在车门内板12与车门外板14之间限定腔体。换句话说，腔体由内板12的外侧和外板14的内侧限定并位于内板12的外侧与外板14的内侧之间。将参照图3进一步描述该腔体。在一个实施例中，内板12和外板14在板的外周(outerperiphery)附近彼此结合。

图1还示出了气压传感器26，其在图4中被更详细地示出。气压传感器26可被安装到车门内板或车门外板，并具有能够检测车门内以及板之间的压力变化以展开(作为安全气囊展开安全系统的一部分的)安全气囊的入口。

如上所述，本公开提供可以在气压传感器26上运行的自动诊断测试。如将在下文中更详细描述的，在车门打开或关闭时可以通过气压传感器26监测压力。图2示出了完全组装的车门组件10。箭头28指示车门朝向车辆关闭的方向。在关闭车门的这段时间期间可以运行气压传感器26的诊断测试。还可以在车门打开时应用下文描述的诊断过程。

图3是车门组件10的截面侧视图，示出了具有端口或入口32的气压传感器26。入口32设置在限定在内板12与外板14之间的腔体34内。虽然气压传感器26被示出为设置在腔体34的外侧上并具有向腔体34内突出的入口，但这仅为一个实施例。例如，气压传感器26可设置在内板12的内侧16上，并具有穿过内板12向腔体34突出的空气入口32。可替代地，气压传感器26可设置在内板12的外侧18上且空气入口32和气压传感器26位于腔体34内。此外，气压传感器26可设置在腔体34内的由内板12和外板14中的任一者或两者支撑的结构上。然而，在任意实施例中，优选地，气压传感器26的入口32被设置在腔体34中或者至少在内板12与外板14之间的某个腔体内。

为了更清楚，图4提供了气压传感器26的一个实施例的透视图。空气入口32被设置在从平坦表面38延伸的护罩(shield)36内。凸缘40设有用于容纳紧固件的孔42，以将气压传感器26安装到板12和板14之一或腔体34内的结构。随着车门关闭(再次如图2中的箭头28所示)，腔体34内的气压相对于大气压力改变。这引起空气入口32内的压力改变以及由气压传感器26感测的压力改变。携带关于气压改变的数据的电信号经由电线46被发送到车辆内的控制器。数据可通过诸如处理器或控制器50(图1)的特别配置的处理器进行处理，以运行诸如图5所示的诊断算法。例如，控制器50可以是从气压传感器26和其它碰撞传感器接收信号以确定是否已存在碰撞的约束控制模块(rcm)，并且控制器50被特别配置为响应于从那些传感器接收数据而展开安全气囊并完成其它安全措施。

图5是被配置到处理器或控制器50上的示例性算法100，其使用由气压传感器26获得的关于在车门关闭时腔体34内的压力变化的数据在气压传感器26上运行诊断测试。该算法100的构思为：在车门关闭时，气压传感器26应检测气压的变化。例如，测试可在车辆上运行并且在车门关闭或车门打开事件期间气压变化的校准值可存储在车辆内的存储器上。这些校准值表示当车门以各种速度关闭或打开时压力变化应为多少。如将在下面进一步描述的，为了诊断气压传感器26，控制器从气压传感器26接收检测到的气压并将检测到的气压与校准气压和/或大气压力作比较。

算法100始于102。步骤102代表确定何时使车辆内的控制器开始并准备运行诊断的示例性步骤。在102处，经由车辆内的无线接收器从遥控钥匙(keyfob)或其它类似的装置接收解锁车门或启动发动机的请求。基于这个接收到的信号，可以推断出车辆的驾驶员将很快进入车辆，在该车辆中车门打开和车门关闭事件将发生，因此届时可以运行诊断测试。另外，响应于该信号，车辆内的电池可以使送到确定车门是否打开或关闭的车门微开传感器(door-ajarsensor)的电力初始化。

在104处，在从遥控钥匙接收请求之后，控制器接收车门已打开的信号。更具体地，车门微开传感器被放置在车门处或车门附近。该传感器可以是物理位置传感器、雷达传感器或确定车门是否微开或关闭的任何其它已知的传感器。在信号变为“微开”时，指示车门已从关闭变为打开，方法进行到106。

在106处，监测车辆的点火状态。如果车辆的操作者在进入车辆时已接通点火开关(turntheignition)，或者如果来自遥控钥匙的请求为远程起动请求，则算法进行到108，在108中激活电源模块和控制模块。在一个具体示例中，在108处，电池能量控制模块(becm)或电子控制模块(ecm)给约束控制模块(rcm)或其它这样的控制器供电。这为控制器接收来自气压传感器26的信号以监测车门内的气压做准备。

一旦控制器准备妥当，控制器便在112处从安装到车辆的大气压力传感器接收信号。该大气压力传感器被配置为确定大气压力(p∞)，即，车辆周围的气压。这可因海拔、温度和其它因素的变化而变化。控制器还从车门的腔体34中的气压传感器26接收信号以确定车门腔体压力(p0)。

在114处，控制器首先确定车门腔体内的气压(p0)与本地大气压力(p∞)是否相同。如果车门静止(要么打开要么关闭)，则车门腔体压力(p0)应与本地大气压力(p∞)相同。控制器可确定车门腔体内的气压(p0)是否在大气压力的某个预先可配置的公差(δptol)内。所述公差可以是被表示为大气压力的某个分数(somefractionofatmosphericpressure)的压力值，并且可基于车辆特性而预先配置。

换句话说，如在114处所表示的，确定∣p0∣≤∣p∞±δptol∣是否成立。如果车门腔体压力在预先可配置的公差之内，则算法进行到116。在116处，控制器确定是否已从车门微开传感器接收到信号改变。信号的改变指示车门要么打开要么关闭。在一个实施例中，信号的改变是从车门打开到车门关闭的改变(指示车门已关闭)。与此同时，控制器在该车门关闭事件期间测量车门中的气压改变。

在118处，在车门关闭事件期间控制器检索横向加速度和g力(rcm_gs)。例如，这可以通过接收来自车门中的速度传感器的信号来确定。在120处，控制器确定车门关闭事件是否具有足够大的力来引起车门腔体中的压力改变，该压力改变可以被适当地分析并与预期的压力改变作比较。在车门关闭事件期间校准的g力和加速度(δgslam)可存储在车辆的内存或存储器中，代表车门关闭事件期间的预期的力。如果在车门关闭时接收到的加速度和g力信号大于或等于存储的校准的加速度和g力，则控制器推断车门以足够的力被关闭，可以适当地诊断气压传感器26，以在车门关闭期间读取并分析气压传感器26的压力改变。如果车门未以足够的力被关闭，则算法返回。

如果车门以足够大的力被关闭，则算法进行到122，在122中诊断气压传感器。在之前的车门关闭事件期间偏离大气压力(p∞)的校准的压力改变范围(δpslam)可存储在车辆的内存或存储器中。这些校准的压力改变代表在车门关闭事件期间相对于大气压力的预期的压力改变。在车门关闭时，预计气压会稍微偏离大气压力，并且该压力改变作为相对于大气压力的预期的气压改变被存储在车辆的内存或存储器中。在该特定的车门关闭事件期间的当前压力改变与这些值作比较。具体地，在122处，控制器将车门关闭事件期间来自气压传感器26的气压数据(∣p0∣)与车门关闭事件期间偏离大气压力的校准的预期值(∣p∞±δpslam∣)作比较。

如果在122处确定车门腔体内的气压与大气压力及其校准偏差(∣p∞±δpslam∣)没有不同(例如，车门腔体内的气压没有降低到大气压力及其校准偏差(∣p∞±δpslam∣)以下)，则推断出气压传感器26未正常运转。这可能归因于上面描述的阻塞或其它问题。在124处，控制器发送质量因素消息，并运行另一诊断以确认气压传感器26的问题。在该步骤中，控制器还可显示向操作者或服务技术人员指示气压传感器26存在故障的警报。该警报可包括显示在车辆的车载屏幕上的消息、仪表板上的灯光或可视地指示需要服务的其它已知方式。控制器还可以连接到车载诊断(obd或obd-ⅱ)端口；在obd(或obd-ⅱ)诊断工具连接到obd(或obd-ⅱ)端口时，控制器可在诊断工具的屏幕上显示向技术人员指示气压传感器有故障的警报。在其他实施例中，通过扬声器播放的音频警报向操作者或技术人员指示对气压传感器26的服务是适宜的。

控制器还可基于步骤114处的比较结果来显示该警报。如上所述，在114处控制器可确定车门腔体内的气压(p0)是否在大气压力(p∞)的某个预先可配置的公差(δptol)内。如果车门腔体内的气压(p0)不在该公差内(即使在116处车门微开状态改变之前)，则推断出气压传感器的运转存在故障，并且显示警报。

在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，处理、方法或算法可按照许多形式被存储为可由控制器或计算机执行的数据和指令，所述形式包括但不限于：永久地存储在不可写入的存储介质(诸如rom装置)上的信息和可改变地存储在可写入的存储介质(诸如软盘、磁带、cd、ram装置和其它磁性和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法还可被实施为软件可执行对象。可选地，所述处理、方法或算法可利用合适的硬件组件(诸如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、控制器或者其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前所述，可组合各个实施例的特征以形成本发明的可能未明确描述或说明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，多个实施例可能已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。因此，在某种程度上，任何实施例被描述为在一个或更多个特性上不如其它实施例或现有技术的实施方式合意，这些实施例并不在本公开的范围之外，并且对特定的应用来讲会是满足期望的。