专利名称：能防止误操作和当事故发生时中断高压系统的机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车，尤其是涉及具有高压电气系统的机动车。
背景技术：
近年来，已经开发出电动车、混合动力车和燃料电池车，与安装在传统机动车辆上约12伏的电池相比，这些车的电机由具有更高压的电源驱动，从而推动车辆。对于这些具有高压电气系统的车辆的每一个，万一发生碰撞时，必须快速中断高压电力供应系统以防止车辆起火和电击事故。然而，当中断高压系统时，不能开动车辆，因此应当避免误操作。
例如，日本特开2002-354602号公开了一种使用碰撞传感器的技术，设置碰撞传感器是用来当感测到碰撞时，使气囊膨胀，从而中断高压系统。
然而，会有这样的情况，基于用于启动气囊的气囊碰撞传感器的输出来中断高压系统是不够的。换句话说，例如，由于当气囊一旦被启动时所导致的气囊修理费用较大，所以，气囊碰撞传感器配置成仅仅当只利用安全带会对乘员造成伤害时，才使气囊膨胀。
相反，当容纳在车辆前部或后部的发动机室内的高压电源系统由于碰撞而受损时，要求高压电源系统中断。因而，优选地，基于不同与使气囊膨胀条件的条件判断是否中断高压电源系统。
或者，可以提供设计专门用于判断是否中断高压电源系统的碰撞传感器。在这情况下，必须防止在诸如用锤子在碰撞传感器附近锤击的敲击的情况下碰撞传感器的误操作。作为误操作的预防措施，可以采用下列条件(1)和(2)以排除会发生敲击的情况。
(1)当档位在停车范围或在空挡范围时，高压没有被转换用来产生驱动力。因而，不进行关于车辆是否受损的判断。
(2)当车辆在低速时，不进行关于车辆是否受损的判断。
然而，当采用诸如以上(1)和(2)的条件时，会有这样一种情况，尽管优选中断高压电源系统，但高压电源不能够在被动事故中中断，即，例如，在临时停车期间，由其它车辆的碰撞而引起的事故，或在驾驶过程中将档位变至空档范围而引起的事故。
作为对诸如用锤子锤击车辆的敲击的预防措施，可以采用用于碰撞感测部的冗余系统。然而，需要附加的碰撞传感器，这造成了费用的增加，并且需要安装空间。因而，难以实施该措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够防止误操作和当事故发生时中断高压系统的机动车。
简而言之，本发明是一种具有气囊的机动车，包括气囊点火装置和第一控制单元，第一控制单元用于检测车辆的碰撞，并且指令气囊点火装置点火，第一控制单元包括半导体碰撞传感器和用于响应于半导体碰撞传感器的输出而输出高压电源中断信号和高压电源中断安全信号的第一控制部；机动车进一步包括高压电源、用于中断高压电源输出的中断部和用于控制中断部的第二控制单元。当高压电源中断信号被输出时，第二控制单元使中断部立即中断高压电源的输出，当高压电源中断安全信号被输出时和当给定的条件满足时，第二控制单元使中断部中断高压电源的输出。
优选地，第一控制单元进一步包括独立于半导体碰撞传感器感测碰撞的安全传感器。当安全传感器感测碰撞时和当半导体碰撞传感器的输出满足给定条件时，第一控制部输出高压电源中断信号。
优选地，机动车进一步包括用于独立于半导体碰撞传感器感测造成高压电源受损的碰撞的碰撞传感器。第二控制单元包括第二控制部，当高压电源中断安全信号被输出和当碰撞传感器感测碰撞时，第二控制部用于使中断部中断高压电源的输出。
更优选地，第一控制部根据与碰撞传感器对应的条件评估半导体碰撞传感器的输出，并且输出高压电源中断信号。
优选地，第一控制单元进一步包括安全传感器，第一控制部接收半导体碰撞传感器的输出，并且判断输出是否满足气囊应当膨胀的第一条件、假定有关高压电源的电路受损的第二条件和尽管第一条件没有满足，假定发生某个碰撞的第三条件。当判定输出满足第一条件或第二条件和当安全传感器感测碰撞时，第一控制部输出高压电源中断信号，当判定输出满足第三条件时，第一控制部输出高压电源中断安全信号。
根据本发明的一个方面，本发明是一种具有气囊的机动车，包括高压电源、用于响应于高压电源中断信号中断高压电源的输出的中断部、气囊点火装置和第一控制单元。第一控制单元包括用于检测车辆碰撞的半导体碰撞传感器、用于独立于半导体碰撞传感器感测碰撞的安全传感器和第一控制部，当安全传感器感测到碰撞时和当半导体碰撞传感器的输出满足给定的第一条件时，第一控制部向气囊点火装置输出点火指令，当安全传感器感测到碰撞和当半导体碰撞传感器的输出满足给定第二条件时，第一控制部输出高压电源中断信号。
根据本发明的另一个方面，本发明是一种具有气囊的机动车，包括高压电源、响应于高压电源中断确定信号而中断高压电源的输出的中断部、气囊点火装置和第一控制单元。第一控制单元包括用于检测车辆碰撞的半导体碰撞传感器、用于独立于半导体碰撞传感器感测碰撞的安全传感器和第一控制部，当安全传感器感测碰撞和当半导体碰撞传感器的输出满足给定的第一条件时，第一控制部向气囊点火装置输出点火指令，当半导体碰撞传感器的输出满足给定的第二条件时，第一控制部输出安全信号。机动车进一步包括用于独立于半导体碰撞传感器感测碰撞的碰撞传感器和第二控制单元，当碰撞传感器感测碰撞和当安全信号被输出时，第二控制单元输出高压电源中断确定信号。
因此，本发明的一个主要效果是当优选地中断高压电源时和当不要求气囊膨胀时，能够中断高压电源而不提供附加新的传感器。
本发明的另一个效果是当发生诸如用锤子锤击的敲打时，能够防止会中断高压电源的误操作。
从下面本发明详细的描述中，结合附图，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。
图1是用于描述根据本发明车辆1的高压电源系统的电路图；图2是用于描述图1中气囊ECU 22和高压供给控制单元14的方框图；图3示出图1中的气囊ECU 22的控制部44中执行的控制流程图；图4示出在图1中的高压供给控制单元14的控制部34中执行的控制流程图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细地描述本发明实施例。附图中相同或对应部分由相同的参考符号指示，其描述将不再重复。
图1是用于描述根据本发明车辆1的高压电源系统的电路图。
参照图1，机动车1包括串联连接的电池模块6和8、在串联连接电池模块6和8的路径上设置的熔断器和检修插头4、用于从电池模块6和8接收电力的车辆负载12，和用于使从电池模块6和8到车辆负载12的供电路径通电或中断的系统主继电器SMR 1-SMR 3。
电池模块6和8具有比传统12V电池高的电压，并且其构造成例如每一个具有7.2V的14个电池模块串联连接。例如，行车开关4在维护过程中检测到高压部露出了，因此中断连接到车辆负载12的电流路径。
系统主继电器SMR 2连接在电池模块6的正极和车辆负载12之间。系统主继电器SMR 1经由电阻器10连接在电池模块6的正极和车辆负载12之间。系统主继电器SMR 3连接在电池模块8的负极和车辆负载12之间。
机动车1进一步包括气囊点火装置24和气囊ECU 22。气囊点火装置24用于点燃气囊以启动气囊。气囊ECU 22用于检测车辆碰撞和向气囊点火装置24输出点火指令。
气囊ECU 22包括半导体碰撞传感器46、独立于半导体碰撞传感器46而检测碰撞的安全传感器48、用于响应于半导体碰撞传感器46和安全传感器48每一个的输出指令气囊点火装置24点火和向高压供给控制单元14输出中断信号S-CUT和安全信号S-SAFING的控制部44，和用于存储在控制部44中运行的程序的只读存储器(ROM)42。安全传感器48是以防半导体碰撞传感器46的错误感测设置的冗余传感器。当两个传感器同时检测到碰撞时，气囊点火装置24被指令点火气囊。只读存储器42不限于ROM，也可以是诸如闪存的可擦除存储器。
机动车1进一步包括针对混合动力车辆专门设计的3个传感器，即，前部碰撞传感器16、侧面碰撞传感器18和后部碰撞传感器20，用来感测可能会引起包括车辆负载12、电池模块6和8的高压系统受损的碰撞。
机动车1进一步包括高压供给控制单元14，该高压供给控制单元用于响应由气囊ECU 22提供的中断信号S-CUT和安全信号S-SAFING和从前部碰撞传感器16、侧面碰撞传感器18和后部碰撞传感器20的每一个输出而中断系统主继电器SMR-SMR3。高压供给控制单元14输出中断确定信号S-HVCUT，使得系统主继电器SMR1-SMR3被控制成导电或非导电。
高压供给控制单元14包括控制部34和只读存储器(ROM)32。控制部34用于响应于来自前部碰撞传感器16、侧面碰撞传感器18和后部碰撞传感器20中的每一个的输出以及由控制部44提供的中断信号S-CUT和安全信号S-SAFING而输出中断确定信号S-HVCUT以控制系统主继电器。只读存储器(ROM)32用于存储在控制部34中运行的程序。只读存储器32可以是诸如闪存的可擦除存储器。
当将高压供应到车辆负载12时，高压供给控制单元14首先使系统主继电器SMR1和SMR3通电，接着使系统主继电器SMR2通电，之后控制系统主继电器SMR1处于非通电状态。通过这样做，控制电流首先流过电阻器10，这样保护车辆负载12免受高压冲击电流。
当要中断电源电流时，首先是系统主继电器SMR 2，然后是系统主继电器SMR 3变得不通电，高压供给控制单元14接着检查是否可靠地中断了系统主继电器SMR 2和SMR 3。
图2是用于描述图1中的气囊ECU22和高压供给控制单元14的方框图。
参照图2，气囊ECU 22包括半导体碰撞传感器46、安全传感器48和控制部44。安全传感器48用于独立于半导体碰撞传感器46感测碰撞。控制部44用于响应于安全传感器48和半导体碰撞传感器46的每一个的输出而输出中断信号S-CUT和安全信号S-SAFING。
中断信号S-CUT是用于指令立即中断高压的信号。安全信号是指示虽然发生某种碰撞但是没有启动气囊的信号。
控制部44包括用于根据各种条件评估半导体碰撞传感器46的输出的判定部。更具体地，控制部44包括用于使气囊膨胀的判定部50、用于中断高压电源的判定部52、用于前部碰撞安全的判定部54、用于侧面碰撞安全的判定部56和用于后部碰撞安全的判定部58。用于使气囊膨胀的判定部50判定如果乘员会受伤，则使气囊膨胀。用于中断高压电源的判定部52识别会引起高压电源系统受损或露出的碰撞。用于前、侧、后部碰撞安全的判定部判定虽然在前部、侧面和后部分别发生某种的碰撞但是气囊没有膨胀。
控制部44进一步包括用于接收安全传感器48和用于使气囊膨胀的判定部50的每一个的输出的AND逻辑部60、用于接收安全传感器48和用于中断高压电源的判定部52的每一个的输出的AND逻辑部62、用于接收AND逻辑部60和62的每一个的输出和输出中断信号S-CUT的OR逻辑部64，和用于接收用于前部碰撞安全的判定部54、用于侧面碰撞安全的判定部56和用于后部碰撞安全的判定部55中的每一个的输出和输出安全信号S-SAFING的OR逻辑部66。
高压供给控制单元14包括保持部77、78和79、OR逻辑部70、AND逻辑部72和OR逻辑部74。保持部77、78和79分别将前部碰撞传感器16、侧面碰撞传感器18和后部碰撞传感器20的输出保持一给定的时间段，OR逻辑部70用于产生保持部77、78和79的输出的逻辑和，AND逻辑部72用于接收安全信号S-SAFING和OR逻辑部70的输出，OR逻辑部74用于接收AND逻辑部72的输出和中断信号S-CUT以输出用于判定高压电源系统中断的中断确定信号S-HVCUT。
由于气囊ECU22需要例如约1秒钟来评估半导体碰撞传感器46的输出以输出安全信号S-SAFING，所以需要提供保持部77-79，使得将传感器16、18和20的输出分别保持在这些保持部77-79中足够长的时间段(例如，约5秒)来适应上述时间。
按照传统的方法，除了安全传感器，半导体碰撞传感器以冗余的方式设置以防止气囊系统的误操作。
首先，除了以传统的方式防止气囊误操作，本发明通过施加独立于使气囊膨胀的条件的用于中断高压电源的条件和使用安全传感器48而防止高压电源系统无意地中断。
其次，判定部54、56和58使用半导体碰撞传感器46的输出来感测虽然发生了某种碰撞但是气囊没有膨胀。因而，气囊ECU 22能够充当用于碰撞传感器16、18和20的安全传感器。
因而，当诸如用锤子锤击的敲击发生时，能够防止碰撞传感器16、18和20的误操作。
半导体碰撞传感器46的输出是表示碰撞能量值的加速度。加速度的起伏与预先从碰撞实验中获得的各种条件相比较，使得输出也能够用来进行中断高压电源的判断，并且除了进行气囊膨胀的判断，还判断发生某种碰撞。
为了进行安全判断，实际启动针对混合动力车辆专门设计的传感器的碰撞类型通过碰撞实验识别，与其对应的输出作为映射存储在判定部的每一个中。
换句话说，实际启动前部传感器16的碰撞类型由碰撞实验识别，与其对应的半导体碰撞传感器46的输出作为映射存储在用于前部碰撞安全的判定部54中。
另外，实际启动侧面传感器18的碰撞类型由碰撞实验识别，与其对应的半导体碰撞传感器46的输出作为映射存储在用于侧面碰撞安全的判定部56中。
另外，实际启动后部传感器20的碰撞类型由碰撞实验识别，与其对应的半导体碰撞传感器46的输出作为映射存储在用于后部碰撞安全的判定部58中。
接着，当发生碰撞时，判定部的每一个的地图与半导体碰撞传感器46提供的输出相比较，由此启动安全信号S-SAFING。
图3示出在图1的气囊ECU22的控制部44中执行的控制流程图。
参照图3，在步骤S1中，判断安全传感器48是否感测到碰撞并且是否通电。如果安全传感器48感测到碰撞，则程序进行到步骤S2。如果安全传感器48没有感测到碰撞，则程序进行到步骤S6。
在步骤S2，判断半导体碰撞传感器46的输出是否满足使气囊膨胀的条件。在步骤S2中，如果判定半导体碰撞传感器46的输出满足使气囊膨胀的条件，则在步骤S3中提供对气囊进行点火的指令，然后，程序进行到步骤S5。
在步骤S2，如果判定半导体碰撞传感器46的输出不满足使气囊膨胀的条件，则程序进行到步骤S4。在步骤S4，判断半导体碰撞传感器46的输出是否满足中断高压电源的条件。
在步骤S4，如果判定半导体碰撞传感器46的输出满足中断高压电源的条件，则程序进行到步骤S5，这时，向高压控制单元14输出中断信号S-CUT。
在步骤S4，如果判定半导体碰撞传感器46的输出不满足中断高压电源的条件，则程序进行到步骤S6。
在步骤S6，判断半导体碰撞传感器46的输出是否满足前部碰撞条件。在步骤S6，如果半导体碰撞传感器46的输出满足前部碰撞条件，则程序进行到步骤S9。在步骤S6，如果半导体碰撞传感器46的输出不满足前部碰撞条件，则程序进行到步骤S7。
在步骤S7，判断半导体碰撞传感器46的输出是否满足侧面碰撞条件。在步骤S7，如果半导体碰撞传感器46的输出满足侧面碰撞条件，则程序进行到步骤S9。在步骤S7，如果半导体碰撞传感器46的输出不满足侧面碰撞条件，则程序进行到步骤S8。
在步骤S8，判断半导体碰撞传感器46的输出是否满足后部碰撞条件。在步骤S8，如果半导体碰撞传感器46的输出满足后部碰撞条件，则程序进行到步骤S9。在步骤S8，如果半导体碰撞传感器46的输出不满足后部碰撞条件，则程序完成。
在步骤S9，向高压供给控制单元14输出安全信号S-SAFING，该信号表示虽然发生了某种的碰撞但是气囊没有膨胀。当步骤S9结束时，程序完成。
执行图3中所示控制的程序存储在图1的ROM 42中，并且被控制部44读取而执行，该ROM是记录介质，控制部是计算机，。
图4示出在图1所示的高压供应控制单元14的控制部34中执行的控制流程图。
参照图4，当程序开始时，在步骤S11中判断中断信号是否从气囊ECU 22中输出。如果输出了中断信号S-CUT，则程序进行到步骤S16。如果中断信号S-CUT没有输出，则程序进行到步骤S12。
在步骤S12，判断安全信号S-SAFING是否从气囊ECU22输出。如果没有输出安全信号S-SAFING，则程序完成。
在步骤S13，判断前部碰撞传感器16是否感测到碰撞。注意，感测碰撞的结果通过指示控制部34停止工作而在感测时刻点后在控制部34中保持5秒钟。在步骤S13中，如果前部碰撞传感器16没有感测到碰撞，则程序进行到步骤S14。
在步骤S14，判断侧面碰撞传感器18是否感测到碰撞。如果感测到碰撞，则侧面碰撞传感器18的输出也通过指示控制部34停止工作而在感测时刻点后在控制部34中保持5秒钟。
在步骤S14，如果侧面碰撞传感器18感测到碰撞，则程序进行到步骤S16。在步骤S14，如果侧面碰撞传感器18没有感测到碰撞，则程序进行到步骤S15。
在步骤S15，判断后部碰撞传感器20是否感测到碰撞。如果感测到碰撞，则后部碰撞传感器18的输出也通过指示控制部34停止工作而在感测时刻点后在控制部34中保持5秒钟。
在步骤S15，如果后部碰撞传感器20感测到碰撞，则程序进行到步骤S16。在步骤S15，如果后部碰撞传感器20没有感测到碰撞，则程序完成。
如果传感器的每一个的输出在步骤S11、S13、S14中任何一个步骤中被感测到，则在步骤S16中输出判定中断高压电源系统的中断确定信号S-HVCUT。当步骤S16结束时，程序完成。
用于执行图4所示控制的程序存储在图1的ROM 32中，并且被控制部34读取用于执行，该ROM 32是记录介质，控制部34是计算机。
如以上描述，首先，本发明实施例使用含在气囊ECU中的半导体碰撞传感器的输出进行判断，也根据中断高压电源的条件，该条件不同于使气囊膨胀的条件，使得半导体碰撞传感器连同传统的安全传感器一起形成冗余系统，防止误操作。因而，当优选地中断高压电源而气囊没有要求膨胀时，能够中断高压电源。
其次，含在气囊ECU中的半导体碰撞传感器的输出用来进行安全判断，并且输出安全信号，这样就能够对于针对混合动力车辆专门设计的前部碰撞传感器16、侧面碰撞传感器18和后部碰撞传感器20形成冗余系统。因而，当诸如用锤子锤打的敲击发生时可以防止误操作。
或者，气囊ECU中的安全传感器的输出可以用作对于针对混合动力车辆专门设计的安全传感器的安全信号。
尽管已经详细描述和示出本发明，但可以明显理解到对本发明的描述和图示仅仅通过图示和示例的方法，而不是通过限制的方法，本发明的精神和范围仅仅由权利要求的条款限定。
权利要求
1.一种具有气囊的机动车(1)，包括气囊点火装置(24)；第一控制单元(22)，用于检测所述车辆发生的碰撞，并且指令所述气囊点火装置点火，其中，所述第一控制单元包括半导体碰撞传感器(46)；第一控制部(44)，用于响应于所述半导体碰撞传感器的输出而输出高压电源中断信号和高压电源中断安全信号；高压电源(6，8)；中断部(SMR1-SMR3)，用于中断所述高压电源的输出；第二控制单元(14)，用于控制所述中断部，其中，当所述高压电源中断信号被输出时，所述第二控制单元使所述中断部立即中断所述高压电源的输出，当所述高压电源中断安全信号被输出时和当给定的条件满足时，所述第二控制单元使所述中断部中断所述高压电源的输出。
2.根据权利要求1所述的机动车，其中，所述第一控制单元(22)进一步包括安全传感器(48)，所述安全传感器独立于所述半导体碰撞传感器感测碰撞，当所述安全传感器(48)感测到碰撞时和当所述半导体碰撞传感器(46)的输出满足给定条件时，所述第一控制部(44)输出所述高压电源中断信号。
3.根据权利要求1所述的机动车，进一步包括碰撞传感器(16、18、20)，所述碰撞传感器独立于所述半导体碰撞传感器感测造成所述高压电源受损的碰撞，其中，所述第二控制单元(14)包括第二控制部(34)，所述第二控制部用于当所述高压电源中断安全信号被输出时和当所述碰撞传感器感测到碰撞时，使所述中断部中断所述高压电源的输出。
4.根据权利要求3所述的机动车，其中，所述第一控制部(44)根据与所述碰撞传感器(16、18、20)对应的条件评估所述半导体碰撞传感器(46)的输出，并且输出所述高压电源中断信号。
5.根据权利要求1所述的机动车，其中，所述第一控制单元(22)进一步包括安全传感器(48)，所述第一控制部接收所述半导体碰撞传感器(46)的输出，并且判断所述输出是否满足所述气囊应当膨胀的第一条件、认为有关所述高压电源的电路受损的第二条件和认为发生了某种碰撞但是不满足所述第一条件的第三条件，当判定所述输出满足所述第一条件或所述第二条件时和当所述安全传感器感测到碰撞时，所述第一控制部输出所述高压电源中断信号，而当判定所述输出满足所述第三条件时，所述第一控制部输出所述高压电源中断安全信号。
6.一种具有气囊的机动车(1)，包括高压电源(6，8)中断部(SMR1-SMR3)，所述中断部用于响应于高压电源中断信号中断所述高压电源的输出；气囊点火装置(24)；第一控制单元(22)，其中，所述第一控制单元包括用于检测所述车辆碰撞的半导体碰撞传感器(46)，用于独立于所述半导体碰撞传感器感测碰撞的安全传感器(48)，第一控制部(44)，用于当所述安全传感器感测到碰撞时和当所述半导体碰撞传感器的输出满足给定的第一条件时，向所述气囊点火装置输出点火指令，以及用于当所述安全传感器感测到碰撞时和当所述半导体碰撞传感器的输出满足给定的第二条件时，输出所述高压电源中断信号。
7.一种具有气囊的机动车(1)，包括高压电源(6，8)；中断部(SMR1-SMR3)，所述中断部响应于高压电源中断确定信号而中断所述高压电源的输出；气囊点火装置(24)；第一控制单元(22)，其中，所述第一控制单元(22)包括用于检测所述车辆碰撞的半导体碰撞传感器(46)，用于独立于所述半导体碰撞传感器感测碰撞的安全传感器(48)，第一控制部(44)，用于当所述安全传感器感测到碰撞时和当所述半导体碰撞传感器的输出满足给定的第一条件时，向所述气囊点火装置输出点火指令，以及用于当所述半导体碰撞传感器的输出满足给定的第二条件时，输出安全信号；碰撞传感器(16、18、20)，用于独立于所述半导体碰撞传感器感测碰撞；第二控制单元(14)，用于当所述碰撞传感器感测到碰撞时和当所述安全信号被输出时，输出所述高压电源中断确定信号。
全文摘要
本发明公开了一种能够防止误操作和当事故发生时中断高压系统的机动车。利用含在气囊ECU(22)中的半导体碰撞传感器的输出，根据中断高压电源的条件进行判断，该条件不同于使气囊膨胀的条件，使得半导体碰撞传感器连同传统安全传感器一起形成冗余传感器以防止误操作。而且，利用含在气囊ECU中的半导体碰撞传感器的输出进行安全的判断，并且输出安全信号，使得能够形成用于前部碰撞传感器(16)、侧面碰撞传感器(18)和后部碰撞传感器(20)的冗余系统。因而，当诸如用锤子的锤击的敲击时，可以防止误操作。
文档编号B60R16/02GK1926004SQ20058000635
公开日2007年3月7日 申请日期2005年5月26日 优先权日2004年8月27日
发明者内田健司 申请人:丰田自动车株式会社