专利名称：气囊启动事件辨别系统和方法
技术领域：
本发明涉及车辆的气囊系统，并且尤其涉及车辆气囊系统和用于辨别在对于展开气囊的事件之间的方法。
相关技术的背景信息和描述气囊系统在技术上已经公知。通常的，这样的系统含有一个提供信号的传感器，该信号代表各种车辆动态的条件，例如加速度，以及含有一个控制单元，其评估从传感器来的信号并且当保证的情况相信已经出现时展开气囊。该气囊被安装在车辆的驾驶舱内以减少这种可能性，即在车辆经历高程度的减速时乘员与车辆驾驶舱产生有力的接触的可能性。
集中在气囊系统上的一个问题是需要多个系统来辨别在应该和不应该导致一个或者多个气囊展开的事件。一个展开的事件一般包含预定严重程度的减速，在该程度下希望能够展开气囊，例如高于一定的阈值速度的快速减速。一个不展开的事件可以包含相对低的速度减速，或者外来的事件，例如当驶进一个停车位时与一个货车相撞。在这两种情况下，不希望展开气囊。因此需要提供一个车辆气囊系统，其能够辨别展开事件和不展开事件，并且相应地展开气囊。
发明简述本发明是启动一个或者多个车辆气囊的系统和方法，其中在展开事件和不展开事件之间进行辨别，一部分是通过识别不展开事件相比于展开事件是相对短的期间。本发明利用了由控制单元提供的此特征，该控制单元在检测预定的传感器信号特征值之后抑制展开一个或者多个气囊决定一预定的期间，例如超出一预定的阈值水平的减速信号。在确定的时间周期满足以及控制单元决定展开的条件已经被满足之后，展开气囊的决定被释放。另外，如果传感器信号特征值超出一中断阈值水平，展开决定在预定的时间周期期间可以被释放。
此车辆气囊系统含有一个传感器，其适合于提供表示车辆动态条件的传感器信号，该传感器信号根据预定的车辆动态条件提供了一启动特征值，和一个气囊，其适合于根据一个启动信号的出现被展开，和一个耦合到传感器和气囊的控制模块，该控制模块评估传感器信号并且根据在传感器信号中的启动特征值的检测产生启动信号，在检测传感器信号中的阈值特征值之后，该控制模块在预定的时间周期期间禁止启动信号的产生。
本发明还提供了启动一个气囊的方法，包括如下的步骤从传感器信号检测车辆动态条件；首先评估该传感器信号以检测是否传感器信号超出第一阈值水平；在检测到传感器信号超出第一阈值水平之后禁止该展开决定一预定的期间，和然后评估传感器信号以检测该传感器信号是否超出了第二阈值水平，并且如果该传感器信号超出第二阈值水平预定的时间期间，启动该气囊。
几个附图的简述本发明参考下面的结合附图的说明会被最好地理解。
图1示出了具有气囊的车辆气囊系统的元件的方框图；图2是一个图表，示出了不展开事件和展开事件的加速度信号；图3是一个示出了展开事件的图表；图4是一个示出了不展开事件的图表；图5是一个流程图，示出了根据本发明使气囊展开的步骤。
发明详述本发明是一个具有一个或者多个改进的气囊的系统，并且具有一个控制模块，其辨别展开事件和不展开事件并且能够相应地展开。展开事件一般含有相对大的力量车辆动态事件，例如高于阈值速度快速的减速，其中可以希望展开气囊。不展开事件一般含有相对小的力量车辆动态事件或者最小时间的较高的力量动态事件。
此车辆气囊系统是关于一个侧面气囊系统进行描述。然而，本发明的该原则也同样适用于许多其他的系统，该系统含有通过启动信号进行展开或者启动的装置，例如前面气囊系统或者座位安全带系统，该安全带根据启动信号进行拉紧。
参考图1，车辆气囊系统10含有侧面传感器16和17。有利的，每一个传感器被安装在车辆的一个结构交叉件上并且含有一个加速度测量计24、26，其提供一个表示传感器所经历的侧面加速度的信号。替换的，侧面传感器16、17可以安装在B柱上，车门上或者车辆的其他的侧面。这种其他的安装位置在技术上是已知的并且在此不详细讨论。每一个传感器分别含有一个微处理器25、27，其评估侧面的加速度信号并且确定是否一个或者多个气囊20-23应该展开。根据侧面加速度信号的评估，每一个侧面传感器16、17提供一个展开信号到抑制控制模块12。
抑制控制模块12被耦合到侧面传感器16、17和气囊20-23。抑制控制模块12含有微控制器13、加速度测量计14和爆发驱动器15。当控制模块12从一个侧面传感器16、17接收一个展开使能信号时，微控制器13评估加速度测量计14的输出以在将一个展开信号传输到爆发驱动器15之前证实出现展开条件。从爆发驱动器15的输出点燃一个或者多个与选定的一个或者多个气囊20-23相关的爆发。可以欣赏的是从侧面加速度测量计24、26来的信号可以被除了微控制器25、27或者代替的微控制器13进行评估。另外也可以根据需要添加另外的传感器用于检测前面和有角的车辆动态。
希望控制模块12只根据展开事件而不是根据不展开事件展开气囊20-23。车辆气囊系统10通过识别该不展开事件相比于展开事件具有相对短的时间来完成这个目的。在此关系中，微控制器13被编程以在指定的事件发生之后一预定的时间期间内禁止用于侧面气囊22和23的展开决定。微控制器13使用本领域的技术人员所熟知的方法进行编程。在此实施形式中，指定的事件表示了从一个或者多个加速度测量计14、24和26的侧面的加速度信号已经超出了阈值加速度水平。尽管从加速度测量计14、24和26的信号的评估在预定的时间周期内可以连续，微控制器13在此时间周期期间抑制用于侧面气囊22和23的展开决定。在此预定的时间周期期间的用于侧面气囊22和23的展开决定阻止了根据不展开事件、以及任何其他相对短的事件所产生的短时间高加速度水平的不希望的展开，以不展开该侧面气囊。也能够知道不同的车辆可以需要不同的时间周期。在此实施形式中，大约7.5ms的周期被发现用于提供所需要的结果。
在预定的时间周期满足之后，侧面的气囊22和23能够被展开，并且微控制器13根据展开标准的评估展开侧面气囊。
相应的，如果加速度信号或者从加速度信号中导出的信号超出了中断阈值水平，本发明不考虑在预定的时间周期期间的展开决定的禁止。在此实施形式中，从加速度信号产生的速度信号被与预定的中断阈值进行比较。该中断阈值水平被选择用于表示严重的车辆动态事件，该事件需要气囊的快速展开。
图2示出了从不展开事件和展开事件得到的加速度信号，其中不展开事件信号通常用参考数字32表示，而展开事件信号通常用参考数字34表示。当加速度信号快速增加时，展开算法的计算在大约10ms时开始。如图2所示，在10-12ms之间，不展开事件信号信号32通常在开始时比展开事件信号34具有较大的峰值。在此时间期间本发明抑制侧面气囊的展开决定；在此，如果延迟时间周期被设置在7.5ms，展开决定被抑制在从10ms到17.5ms。
当事件及时发展时，关于减速的展开事件信号34的峰值超出了不展开事件信号32。在大约17.5ms处，展开决定的禁止特征值被终止并且重新启动展开决定。展开决定在大约18ms处根据展开标准的评估产生。
图3示出了本发明对于一个展开事件的响应，在此情况下，在一个测试车辆和一个侧柱之间产生11mph的冲撞。算法的计算开始在大约10ms。从加速度信号44中计算展开阈值信号40和展开标准信号42并且相互进行比较。在本实施形式中，展开标准信号42相应于含有加速度信号44的速度信号。当展开标准信号42超出展开阈值信号40时，展开决定禁止特征值终止在约17.5ms处并且侧面气囊展开决定发生在18ms处。
图4示出了本发明对不展开事件信号的响应，在此情况下，摇锤球被摇动并且撞击车门。并且从加速度信号49计算展开阈值信号46和展开标准信号48并且进行比较以确定是否气囊应该展开。展开标准信号48开始时具有一个高的峰值，但是非常快地经历了较低保持的峰值。在展开阈值信号46和展开标准48之间具有非常早的交叉，但是侧面气囊被抑制展开，因为展开决定在7.5ms的抑制时间内被禁止，在此是从196ms到203.5ms。该展开决定禁止特征值在约204ms处被终止，但是展开标准信号48从这个时间开始下降并且之后一直保持低于展开阈值46。因此，能够看到本发明根据展开事件能够展开侧面气囊并且根据不展开事件禁止展开决定。
本发明可以通过包含在微控制器中的软件编码实现。在一个简单的实现中，一个计算器通过一个阈值加速度被初始化，以设置预定的时间周期。该计算器在每一个循环之后被消耗。在每一个循环期间，如果计算器大于零并且从加速度信号中计算出的速度信号没有超出中断阈值，那么根据展开标准评估的展开气囊的决定被跳过。当计算器达到零时，能够实现关于展开标准的气囊的展开。这个步骤下面另外参考图5进行描述。
根据本发明辨别展开事件和不展开事件信号的步骤示出在图5中。该程序开始在步骤52(和重新启动，如后面所述的)，其中步骤54-70含有一个展开算法以及与本发明有关的禁止特征值。当检测的加速度水平超出在步骤54中的预定的阈值时，微控制器13在步骤56中开始该算法以确定是否该气囊需要被展开。在步骤58，微控制器13初始化该禁止计算器。该禁止计算器被用于确定触发决定被禁止的时间长度。在步骤60，微控制器13持续用于特定的周期时间的展开算法的计算或者多个根据展开标准要求的计算。因为本发明没有直接涉及用于展开的标准，非常简单地示出本领域的普通技术人员可以使用他们所选择的展开标准。在步骤62，微控制器13确定是否展开决定应该持续地被抑制。如果禁止计算器大于零并且计算的速度小于中断的阈值速度，抑制程序在步骤68继续，否则抑制程序在步骤64中断。在步骤64，禁止计算器被设置在零。在步骤66，气囊的展开被启动并且如果根据分开的展开标准的评估是需要的话，微控制器13展开气囊。在步骤68，确定了是否禁止计算器大于零。如果禁止计算器达到了零，那么禁止周期已经届满并且该程序返回到步骤60。如果禁止计算器仍旧大于零，那么在抑制时间周期中还留有一些时间。该禁止计算器在步骤70通过一预定的量被消耗。
在步骤52，如果需要可以进行启动/重新启动。根据超出加速度/减速度阈值(步骤54)的第一次的加速度检测，之前描述的决定步骤抑制气囊的展开一固定的时间周期。然而，步骤52可以替换地提供给展开抑制的一个移动窗口，其中如果加速度超出一个重新启动的阈值，该吃亏被重新启动。重新参考图2，不展开信号32具有正的和负的加速度。如果加速度变为正的(即该信号不再减少，并且它通过了重新启动阈值的零点)，可以希望重新启动该抑制计时器。相似的，重新启动的阈值能够根据情况的需要被设置在高于零的加速度水平，例如+5g。通过这种方法，如果加速度信号呈现出明显的正或者负的加速度，该展开决定可以有效地抑制较长周期的时间。
尽管本发明已经参考了特殊的实施形式进行描述，也应该理解在所描述的本发明精神和范围内可以进行无数的改变。相应的，本发明也不受所描述的实施形式的限制，但是它还包含在随后的权利要求书的精神内的所有的修改。
权利要求
1.一个气囊系统，含有至少一个适合于提供一个传感器信号的传感器；至少一个适合于根据一个展开信号被展开的气囊；和至少一个与所述的传感器和所述的气囊相联系的控制模块，所述的控制模块评估所述的传感器信号并且在所述的传感器信号的检测值超出第一个阈值之后在预定的时间周期期间抑制所述的展开信号，并且在所述的预定的时间周期届满之后停止抑制所述的展开信号。
2.如权利要求1的系统，其中，所述的传感器含有一个加速度测量计。
3.如权利要求1的系统，其中，所述的控制模块另外将所述的传感器信号与第二个阈值在所述的预定的时间周期期间进行比较，所述的第二阈值的幅值大于所述的第一阈值，其中如果所述的传感器信号超出所述的第二阈值，所述的控制模块在所述的预定的时间期间届满之前停止抑制所述的展开信号。
4.如权利要求1和3的系统，其中，所述的控制模块作为所述的传感器信号的函数确定了一个展开标准信号，并且其中当所述的传感器信号超出所述的展开标准信号时，该所述的展开信号被传输到所述的气囊。
5.在一个系统中有选择地抑制一个气囊启动的方法，该系统具有至少一个气囊，具有至少一个传感器用于提供一个传感器信号，和具有至少一个控制模块用于评估传感器信号和用于有选择地使能或者抑制一个气囊展开信号，其中当所述的气囊接收到所述的展开信号时，其被启动，所述的方法含有如下的步骤检测一个用于传感器信号的值；将检测的传感器信号值与第一个阈值进行比较；如果检测的传感器信号值已经超出了该第一个阈值，抑制该展开信号一预定的时间周期；和在预定的时间周期届满之后停止展开信号的抑制。
6.如权利要求5的方法，其中另外含有如下的步骤检测该传感器信号值并且将检测的传感器信号值与第二个阈值进行比较；和如果检测的传感器信号值超出第二个阈值，在预定的时间周期届满之前停止抑制展开信号。
7.如权利要求5和6的方法，其中另外含有如下的步骤从检测的传感器信号中得到一展开标准信号；将检测的传感器信号值与该展开标准信号进行比较；如果检测的传感器信号值超出展开标准信号，将展开信号传输到该气囊。
全文摘要
根据一个传感器信号的值有选择地抑制气囊的展开一定周期时间的系统和方法。
文档编号B60R21/01GK1348418SQ00802634
公开日2002年5月8日 申请日期2000年1月7日 优先权日1999年1月7日
发明者R·M·安德雷斯 申请人:美国西门子汽车公司