用于确定何时展开交通工具安全系统的系统和方法
【专利摘要】一种用于确定何时展开交通工具安全系统的系统和方法，所述系统包括处理器和惯性传感器。所述惯性传感器具有已过滤的输出以及未过滤或轻微过滤的输出。所述未过滤或轻微过滤的输出与所述处理器相连通并且能提供关于交通工具的惯性信息。所述惯性传感器的已过滤的输出与交通工具稳定控制系统相连通。所述处理器还被配置用来监测所述惯性传感器的未过滤或轻微过滤的输出，并且确定所述惯性信息是否表明所述交通工具处于碰撞中。如果所述交通工具处于碰撞中，那么所述处理器被配置为展开交通工具安全系统。
【专利说明】用于确定何时展开交通工具安全系统的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于确定何时展开交通工具安全系统的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 交通工具安全系统通常包括用于防止对交通工具乘员造成伤害的多个不同的安 全系统。一个熟知的安全系统是气囊安全系统。实质上，交通工具乘员的区域中包含一个 或多个气囊系统。这些气囊系统被配置为在交通工具遭遇撞击时能快速的充气。近年来， 气囊系统已经发展地更加先进，可在交通工具乘员区域中放置多个气囊。例如，旧的气囊系 统仅包括与交通工具方向盘相连接的单个气囊，从而在交通工具遭遇到正面撞击时，通过 将汽车方向盘处的气囊进行充气来减小驾驶员的前冲力。
[0003] 随后，较先进的气囊系统发展为还包含用于减小受到正面撞击的乘员（除了交通 工具驾驶员以外）的前冲力的气囊。此外，更先进的气囊系统还包括在交通工具受到来自 侧面或后面的撞击时用于减小乘员冲力的气囊。
[0004] 为了确定交通工具应该打开一个或几个气囊，所述交通工具通常包括位于交通工 具外部附近的多个附属传感器。实质上，当一个传感器被致动时，与所述附属传感器相连的 微处理器会确定是否发生了撞击以及撞击的严重程度。如果此次撞击非常严重，那么所述 微处理器会展开气囊。然而，为了避免微处理器的错误判断，所述微处理器通常与一个或多 个加速度计相连接。如果所述多个加速度计也表明交通工具正处于撞击中并且所述多个加 速度计提供的加速度数据与附属传感器的数据相匹配，那么微处理器能够确定交通工具确 实处于撞击中并且应该展开合适的安全系统。
[0005] 然而，来自加速度计的信息必须极其快速地提供给微处理器。将具有较长时间群 延迟的加速度计用于确定交通工具安全系统的展开是不切实际的。为了克服此问题，目前 的解决方案是针对不同的车辆用途使用不同的加速度计。例如，具有较长时间群延迟的加 速度计可被用于一些其它交通工具安全系统，如用于侧翻检测和稳定性控制等系统。
【发明内容】
[0006] -种用于确定何时展开交通工具安全系统的系统和方法，所述系统包括处理器和 惯性传感器。所述惯性传感器具有已过滤的输出以及未过滤或轻微过滤的输出。所述未过 滤或轻微过滤的输出被连通到所述处理器并向其提供关于交通工具的惯性信息。惯性传感 器的已过滤的输出被连通到交通工具稳定控制系统。所述处理器可被配置用来过滤所述未 过滤或轻微过滤的输出，从而实现惯性测量单元的目的。所述处理器还被配置为监测所述 惯性传感器的未过滤或轻微过滤的输出，并且确定所述惯性信息是否表明交通工具处于碰 撞中。如果所述交通工具处于碰撞中，那么所述处理器被配置为展开交通工具安全系统。
[0007] 这样，单个惯性传感器可被用于确定交通工具安全系统是否应该被处理器展开， 并且还用于向交通工具稳定控制系统提供信息。这就降低了与系统配置有关的成本，这是 因为仅需将现有技术中所需的多个惯性传感器替换为单个惯性传感器即可。
[0008] 此外，结合随附的且作为说明书一部分的附图和权利要求，通过下文的描述，本领 域技术人员能容易地看出本发明进一步的目标、特性和优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1示出了具有用于确定何时展开交通工具安全系统的系统的一个交通工具；
[0010] 图2更详细地示出了用于确定何时展开交通工具安全系统的所述系统；
[0011] 图3示出了用于确定何时展开交通工具安全系统的方法；以及
[0012] 图4示出了用于确定何时展开交通工具安全系统的另一方法。
【具体实施方式】
[0013] 参考图1，示出了用于确定何时展开交通工具安全系统的系统10。所述系统10通 常位于交通工具12的内部。所述交通工具12可以是具有交通工具安全系统的任何种类的 交通工具。例如，所述交通工具12可为汽车、卡车、拖拉机、施工交通工具或农用交通工具。 此外，所述交通工具未必是陆用交通工具，还可包括非陆用交通工具，诸如船舶、飞机或可 将人从一个地方运至另一个地方的其它交通工具。
[0014] 在此实施例中，交通工具12为汽车。交通工具12包括限定了交通工具12车体的 多个车身板件14。此外，交通工具12包括前保险杠16和后保险杠18。前保险杠16被用 于在交通工具12处于前碰撞事故中时减小对交通工具12的撞击和损坏。同样，后保险杠 18被用于通过吸收与交通工具12后部碰撞的物体的撞击力来减小对交通工具12的损坏。 如果交通工具12遭受到特别严重的撞击，系统10会展开交通工具安全系统。
[0015] 参考图2,更详细地示出了系统10。作为主要元件，系统10包括处理器20和惯性 传感器22。所述惯性传感器22可以是由位于德国Gerlingen(盖林根）的罗伯特?博世 有限公司（Robert Bosch Gmbh)制造的SMI540。惯性传感器22具有已过滤的输出24和未 过滤或轻微过滤的输出26。所述未过滤或轻微过滤的输出26被连通到处理器20的惯性 测量单元诊断逻辑28和碰撞逻辑30。惯性传感器22的已过滤输出24被连通到处理器20 的惯性测量单元逻辑31。
[0016] 处理器20还与交通工具稳定控制系统32相连通。交通工具稳定控制系统32可与 动力系统控制模块34相连通，动力系统控制模块34用于控制交通工具12的动力系统36。 额外地或作为替换，交通工具稳定控制系统32可与制动控制单元38相连通，制动控制单元 38用于控制交通工具10的至少一个制动器40。此外，交通工具稳定控制系统32可被合并 到处理器20的惯性测量单元逻辑31中。
[0017] 交通工具稳定控制系统32接收来自处理器20的信息，更具体地，其接收来自处理 器20的惯性测量单元逻辑31的信息。如前所述，处理器20的惯性测量单元逻辑31接收 来自惯性传感器22的已过滤的输出24的信息。通常，已过滤的输出24的数据的群延迟近 似为9毫秒。这个延迟对于与交通工具稳定控制相关的应用来说是可接受的。交通工具稳 定控制系统32通过检测交通工具的打滑动作并使交通工具的打滑最小化，可以提高交通 工具12的安全性。当交通工具稳定控制系统32检测到交通工具12的转向控制失效时，所 述交通工具稳定控制系统32会自动制动并且/或者调整动力系统36来计算转向过度或转 向不足。
[0018] 系统10还包括至少一个交通工具安全系统42。交通工具安全系统42可为任意种 类的主动安全系统或被动安全系统（诸如，气囊）。处理器20的碰撞逻辑30会接收到来自 惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26的数据。这种来自惯性传感器22的未过滤 或轻微过滤的输出26不像已过滤的输出24那样已经被过滤了，因此群延迟通常比已过滤 的输出24短很多。例如，未过滤或轻微过滤的输出26的群延迟可以仅为2毫秒或更小的 值。此夕卜，未过滤或轻微过滤的输出的传输函数为out = in*(z°+4z<+8zi+10z3+8z4+4z4+ z_6)，此传输函数具有线性相位和近似2毫秒的恒定的群延迟。
[0019] 处理器20的碰撞逻辑30接收来自惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26 的信息，并且确定交通工具是否处于碰撞中。如果交通工具12处于碰撞中，那么处理器20 的碰撞逻辑30会展开交通工具安全系统42 (如前所述，所述交通工具安全系统42可以是 气囊）。
[0020] 系统10还可选地包括一个或多个附属传感器44和46。所述附属传感器44和46 通常位于汽车12的外部。例如，参见图1，附属传感器44和46可位于前保险杠16、后保险 杠18或任一车身板件14上，或者位于前保险杠16、后保险杠18或任一车身板件14的附 近。如果发生了物理撞击，那么附属传感器44和46将与处理器20的碰撞逻辑30进行通 信。通过查看由惯性传感器22提供的来自未过滤或轻微过滤的输出26的信息，碰撞逻辑 30对来自传感器44和46的信息进行校验。如果传感器44和46指示发生了碰撞，并且从 惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26接收到的信息也表明发生了碰撞，那么将会 展开合适的安全系统42。
[0021] 系统10还包括与处理器20的碰撞逻辑30相连通的加速度计48。所述加速度计 48向处理器20的碰撞逻辑30提供额外的碰撞信息。例如，该加速度计48可以作为碰撞逻 辑30的主要的输入。还可以包括其它输入，其它输入用作对从加速度计48检测到的数据 进行确认。如果存在传感器44和46,那么传感器44和46将优先于未过滤或轻微过滤的输 出26,这是因为传感器44和46被安装于交通工具的外部，因此其早于未过滤或轻微过滤的 输出26而产生输出信号。因此，未过滤或轻微过滤的输出26可以被用作冗余信息，以防止 传感器44和46失效。
[0022] 参考图3,不出了一种确定何时展开交通工具安全系统的方法52。对图3中方法 52的描述使用了图2中的附图标记。所述方法52从步骤54开始，其中处理器20接收来自 惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26的信号。在步骤56中，所述方法52确定未 过滤或轻微过滤的信号是否表明交通工具处于碰撞中。在步骤58中，如果未过滤或轻微过 滤的信号指示交通工具碰撞，那么方法52将展开交通工具安全系统46。否则，所述方法52 返回至步骤54。
[0023] 参考图4,示出了确定何时展开交通工具安全系统的另一方法60。如前所述，对图 4中方法60的描述使用了图2中的附图标记。所述方法60从步骤62开始，其中处理器20 接收来自附属传感器44和46之一的数据。在步骤64中，处理器20确定附属传感器44或 46是否指示交通工具处于碰撞中。如果步骤64的答案为否，方法60则返回至步骤62。
[0024] 然而，如果步骤64的答案为是，那么所述方法继续转到步骤66,其中处理器20接 收来自惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26的信号。此后，在步骤68中，处理器 确定未过滤或轻微过滤的信号是否表明交通工具处于碰撞中。如果步骤68的答案为否，所 述方法则返回至步骤62。然而，如果步骤68的答案为是，处理器20则展开交通工具安全系 统42,如步骤70所示。
[0025] 参考图5,示出了确定何时展开交通工具安全系统的另一方法72。如前所述，对图 5中方法72的描述使用了图2中的附图标记。所述方法72从步骤74开始，其中处理器20 接收来自加速度计48的数据。在步骤76中，处理器20确定加速度计48是否指示交通工 具处于碰撞中。如果步骤76的答案为否，所述方法72则返回到步骤74。
[0026] 然而，如果步骤76的答案为是，那么所述方法继续到达步骤78,其中处理器20处 理来自惯性传感器22的未过滤或轻微过滤的输出26的信号。此后，在步骤80中，处理器 确定该未过滤或轻微过滤的信号是否表明交通工具处于碰撞中。如果步骤80的答案为否， 所述方法则返回到步骤74。然而，如果步骤80的答案为是，处理器20则展开交通工具安全 系统42,如步骤82所示。
[0027] 在其它实施例中，可以构造专用硬件设备，诸如专用集成电路、可编程逻辑阵列和 其它硬件设备，以实现此处所描述的一个或多个方法。包含多个实施例的设备和系统的应 用大体上可包括多个电子和计算机系统。此处描述的一个或多个实施例可通过使用两个或 更多个具体的相互连接的硬件模块或设备来实现多个功能，所述的硬件模块或设备具有可 在两个或更多个模块之间进行通信的相关的控制和数据信号，或者所述的硬件模块或设备 可以作为专用集成电路的一部分。因此，本系统包括软件、固件程序和硬件设备。
[0028] 根据本公开内容的多个实施例，可通过由计算机系统执行的软件程序来实施此处 描述的多个方法。此外，在一个示例性的而非限制性的实施例中，实现方式可包括分布式处 理、组件/对象的分布式处理和并行处理。可选地，可以构造虚拟计算机系统处理以实现此 处描述的一个或多个方法或功能。
[0029] 此外，此处描述的方法可被包含在计算机可读媒体中。术语"计算机可读媒体"包 括单个媒体或多个媒体（如集中式或分布式数据库）、和/或相关的高速缓存器以及存储了 一组或多组指令的服务器。术语"计算机可读媒体"还应包括能够存储、解码或传送一组由 处理器执行的指令的任何媒体，或者包括使计算机系统执行此处描述的一种或多种方法或 操作的任何媒体。
[0030] 本领域技术人员可理解的是，以上描述是对本发明原理的示例性描述。此描述不 欲限制本发明的技术范围或应用，在本发明的技术范围内，正如权利要求所限定的，可不脱 离本发明的精神对本发明进行各种修改、变更和改变。
【权利要求】
1. 一种用于确定何时展开交通工具安全系统的系统，包括： 处理器； 惯性传感器，所述惯性传感器具有已过滤的输出以及未过滤或轻微过滤的输出，其中 所述未过滤或轻微过滤的输出被连通到所述处理器，并且提供关于交通工具的惯性信息， 并且所述已过滤的输出与交通工具稳定控制系统相连通； 其中，所述处理器被配置为使用所述已过滤的输出，从而实现惯性测量单元的目的； 其中，所述处理器被配置用来监测惯性传感器的所述未过滤或轻微过滤的输出，从而 确定所述惯性信息是否表明所述交通工具处于碰撞中；以及 其中，所述处理器被配置为在所述惯性信息表明所述交通工具处于碰撞中时展开交通 工具安全系统。
2. 如权利要求1所述的系统，其中，所述交通工具安全系统是气囊。
3. 如权利要求1所述的系统，还包括： 至少一个附属传感器，所述至少一个附属传感器被安装为与交通工具的保险杠相邻接 并且与所述处理器相连通，其中，所述至少一个附属传感器向所述处理器输出交通工具撞 击信息； 其中，所述处理器被配置为在所述惯性信息表明所述交通工具处于碰撞中并且所述至 少一个附属传感器表明所述交通工具处于碰撞中时展开交通工具安全系统。
4. 如权利要求1所述的系统，还包括： 制动控制模块，所述制动控制模块与所述交通工具稳定控制系统相连通； 至少一个交通工具制动器，所述至少一个交通工具制动器与所述制动控制模块相连 通； 其中，所述交通工具稳定控制系统被配置为在所述惯性信息表明所述交通工具处于不 稳定状态时通过所述制动控制模块来控制所述至少一个交通工具制动器。
5. 如权利要求1所述的系统，还包括： 动力系统控制模块，所述动力系统控制模块与所述交通工具稳定控制系统相连通； 交通工具动力系统，所述交通工具动力系统与所述动力系统控制模块相连通； 其中，所述交通工具稳定控制系统被配置为在所述惯性信息表明所述交通工具处于不 稳定状态时通过所述动力控制系统来控制所述动力系统。
6. 如权利要求1所述的系统，其中，所述惯性传感器利用传输函数（z°+4夕+8厂2+10厂3 +8厂4+4厂5+厂6)来产生所述未过滤或轻微过滤的输出。
7. 如权利要求1所述的系统，其中，所述未过滤或轻微过滤的输出的群延迟为约2毫秒 或更短的时间。
8. -种用于确定何时展开交通工具安全系统的方法，所述方法包括以下步骤： 接收来自惯性传感器的未过滤或轻微过滤的输出，其中，所述未过滤的输出提供了关 于所述交通工具的惯性信息，并且所述已过滤的输出与交通工具稳定控制系统相连通； 对所述未过滤或轻微过滤的输出进行过滤，从而实现惯性测量单元的目的； 监测所述惯性传感器的所述未过滤或轻微过滤的输出，从而确定所述惯性信息是否表 明所述交通工具处于碰撞中；以及 当所述惯性信息表明所述交通工具处于碰撞中时，展开交通工具安全系统。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述交通工具安全系统是气囊。
10. 如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：在所述惯性信息表明所述交通工具处 于碰撞中并且至少一个附属传感器表明所述交通工具处于碰撞中时，展开交通工具安全系 统。
11. 如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：当所述惯性信息表明所述交通工具处 于不稳定状态时，通过制动控制模块来控制至少一个交通工具制动器。
12. 如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：当所述惯性信息表明所述交通工具处 于不稳定状态时，通过动力系统控制模块来控制动力系统。
13. 如权利要求8所述的方法，其中，所述惯性传感器利用传输函数（ζ°+?8ζ-2+1〇 ζ_ 3+8f4+4f5+ζ，来产生所述未过滤或轻微过滤的输出。
14. 如权利要求8所述的方法，其中，所述未过滤或轻微过滤的输出的群延迟为约2毫 秒或更短的时间。
【文档编号】G06F17/10GK104067271SQ201280054871
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2011年11月22日
【发明者】D·博尔托林 申请人:奥托里夫Asp股份有限公司