用于確定何時展開交通工具安全系統的系統和方法
【專利摘要】一種用于確定何時展開交通工具安全系統的系統和方法，所述系統包括處理器和慣性傳感器。所述慣性傳感器具有已過濾的輸出以及未過濾或輕微過濾的輸出。所述未過濾或輕微過濾的輸出與所述處理器相連通并且能提供關于交通工具的慣性信息。所述慣性傳感器的已過濾的輸出與交通工具穩定控制系統相連通。所述處理器還被配置用來監測所述慣性傳感器的未過濾或輕微過濾的輸出，并且確定所述慣性信息是否表明所述交通工具處于碰撞中。如果所述交通工具處于碰撞中，那么所述處理器被配置為展開交通工具安全系統。
【專利說明】用于確定何時展開交通工具安全系統的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于確定何時展開交通工具安全系統的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 交通工具安全系統通常包括用于防止對交通工具乘員造成傷害的多個不同的安 全系統。一個熟知的安全系統是氣囊安全系統。實質上，交通工具乘員的區域中包含一個 或多個氣囊系統。這些氣囊系統被配置為在交通工具遭遇撞擊時能快速的充氣。近年來， 氣囊系統已經發展地更加先進，可在交通工具乘員區域中放置多個氣囊。例如，舊的氣囊系 統僅包括與交通工具方向盤相連接的單個氣囊，從而在交通工具遭遇到正面撞擊時，通過 將汽車方向盤處的氣囊進行充氣來減小駕駛員的前沖力。
[0003] 隨后，較先進的氣囊系統發展為還包含用于減小受到正面撞擊的乘員（除了交通 工具駕駛員以外）的前沖力的氣囊。此外，更先進的氣囊系統還包括在交通工具受到來自 側面或后面的撞擊時用于減小乘員沖力的氣囊。
[0004] 為了確定交通工具應該打開一個或幾個氣囊，所述交通工具通常包括位于交通工 具外部附近的多個附屬傳感器。實質上，當一個傳感器被致動時，與所述附屬傳感器相連的 微處理器會確定是否發生了撞擊以及撞擊的嚴重程度。如果此次撞擊非常嚴重，那么所述 微處理器會展開氣囊。然而，為了避免微處理器的錯誤判斷，所述微處理器通常與一個或多 個加速度計相連接。如果所述多個加速度計也表明交通工具正處于撞擊中并且所述多個加 速度計提供的加速度數據與附屬傳感器的數據相匹配，那么微處理器能夠確定交通工具確 實處于撞擊中并且應該展開合適的安全系統。
[0005] 然而，來自加速度計的信息必須極其快速地提供給微處理器。將具有較長時間群 延遲的加速度計用于確定交通工具安全系統的展開是不切實際的。為了克服此問題，目前 的解決方案是針對不同的車輛用途使用不同的加速度計。例如，具有較長時間群延遲的加 速度計可被用于一些其它交通工具安全系統，如用于側翻檢測和穩定性控制等系統。
【發明內容】
[0006] -種用于確定何時展開交通工具安全系統的系統和方法，所述系統包括處理器和 慣性傳感器。所述慣性傳感器具有已過濾的輸出以及未過濾或輕微過濾的輸出。所述未過 濾或輕微過濾的輸出被連通到所述處理器并向其提供關于交通工具的慣性信息。慣性傳感 器的已過濾的輸出被連通到交通工具穩定控制系統。所述處理器可被配置用來過濾所述未 過濾或輕微過濾的輸出，從而實現慣性測量單元的目的。所述處理器還被配置為監測所述 慣性傳感器的未過濾或輕微過濾的輸出，并且確定所述慣性信息是否表明交通工具處于碰 撞中。如果所述交通工具處于碰撞中，那么所述處理器被配置為展開交通工具安全系統。
[0007] 這樣，單個慣性傳感器可被用于確定交通工具安全系統是否應該被處理器展開， 并且還用于向交通工具穩定控制系統提供信息。這就降低了與系統配置有關的成本，這是 因為僅需將現有技術中所需的多個慣性傳感器替換為單個慣性傳感器即可。
[0008] 此外，結合隨附的且作為說明書一部分的附圖和權利要求，通過下文的描述，本領 域技術人員能容易地看出本發明進一步的目標、特性和優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1示出了具有用于確定何時展開交通工具安全系統的系統的一個交通工具；
[0010] 圖2更詳細地示出了用于確定何時展開交通工具安全系統的所述系統；
[0011] 圖3示出了用于確定何時展開交通工具安全系統的方法；以及
[0012] 圖4示出了用于確定何時展開交通工具安全系統的另一方法。
【具體實施方式】
[0013] 參考圖1，示出了用于確定何時展開交通工具安全系統的系統10。所述系統10通 常位于交通工具12的內部。所述交通工具12可以是具有交通工具安全系統的任何種類的 交通工具。例如，所述交通工具12可為汽車、卡車、拖拉機、施工交通工具或農用交通工具。 此外，所述交通工具未必是陸用交通工具，還可包括非陸用交通工具，諸如船舶、飛機或可 將人從一個地方運至另一個地方的其它交通工具。
[0014] 在此實施例中，交通工具12為汽車。交通工具12包括限定了交通工具12車體的 多個車身板件14。此外，交通工具12包括前保險杠16和后保險杠18。前保險杠16被用 于在交通工具12處于前碰撞事故中時減小對交通工具12的撞擊和損壞。同樣，后保險杠 18被用于通過吸收與交通工具12后部碰撞的物體的撞擊力來減小對交通工具12的損壞。 如果交通工具12遭受到特別嚴重的撞擊，系統10會展開交通工具安全系統。
[0015] 參考圖2,更詳細地示出了系統10。作為主要元件，系統10包括處理器20和慣性 傳感器22。所述慣性傳感器22可以是由位于德國Gerlingen(蓋林根）的羅伯特?博世 有限公司（Robert Bosch Gmbh)制造的SMI540。慣性傳感器22具有已過濾的輸出24和未 過濾或輕微過濾的輸出26。所述未過濾或輕微過濾的輸出26被連通到處理器20的慣性 測量單元診斷邏輯28和碰撞邏輯30。慣性傳感器22的已過濾輸出24被連通到處理器20 的慣性測量單元邏輯31。
[0016] 處理器20還與交通工具穩定控制系統32相連通。交通工具穩定控制系統32可與 動力系統控制模塊34相連通，動力系統控制模塊34用于控制交通工具12的動力系統36。 額外地或作為替換，交通工具穩定控制系統32可與制動控制單元38相連通，制動控制單元 38用于控制交通工具10的至少一個制動器40。此外，交通工具穩定控制系統32可被合并 到處理器20的慣性測量單元邏輯31中。
[0017] 交通工具穩定控制系統32接收來自處理器20的信息，更具體地，其接收來自處理 器20的慣性測量單元邏輯31的信息。如前所述，處理器20的慣性測量單元邏輯31接收 來自慣性傳感器22的已過濾的輸出24的信息。通常，已過濾的輸出24的數據的群延遲近 似為9毫秒。這個延遲對于與交通工具穩定控制相關的應用來說是可接受的。交通工具穩 定控制系統32通過檢測交通工具的打滑動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。當交通工具穩定控制系統32檢測到交通工具12的轉向控制失效時，所 述交通工具穩定控制系統32會自動制動并且/或者調整動力系統36來計算轉向過度或轉 向不足。
[0018] 系統10還包括至少一個交通工具安全系統42。交通工具安全系統42可為任意種 類的主動安全系統或被動安全系統（諸如，氣囊）。處理器20的碰撞邏輯30會接收到來自 慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26的數據。這種來自慣性傳感器22的未過濾 或輕微過濾的輸出26不像已過濾的輸出24那樣已經被過濾了，因此群延遲通常比已過濾 的輸出24短很多。例如，未過濾或輕微過濾的輸出26的群延遲可以僅為2毫秒或更小的 值。此夕卜，未過濾或輕微過濾的輸出的傳輸函數為out = in*(z°+4z<+8zi+10z3+8z4+4z4+ z_6)，此傳輸函數具有線性相位和近似2毫秒的恒定的群延遲。
[0019] 處理器20的碰撞邏輯30接收來自慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26 的信息，并且確定交通工具是否處于碰撞中。如果交通工具12處于碰撞中，那么處理器20 的碰撞邏輯30會展開交通工具安全系統42 (如前所述，所述交通工具安全系統42可以是 氣囊）。
[0020] 系統10還可選地包括一個或多個附屬傳感器44和46。所述附屬傳感器44和46 通常位于汽車12的外部。例如，參見圖1，附屬傳感器44和46可位于前保險杠16、后保險 杠18或任一車身板件14上，或者位于前保險杠16、后保險杠18或任一車身板件14的附 近。如果發生了物理撞擊，那么附屬傳感器44和46將與處理器20的碰撞邏輯30進行通 信。通過查看由慣性傳感器22提供的來自未過濾或輕微過濾的輸出26的信息，碰撞邏輯 30對來自傳感器44和46的信息進行校驗。如果傳感器44和46指示發生了碰撞，并且從 慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26接收到的信息也表明發生了碰撞，那么將會 展開合適的安全系統42。
[0021] 系統10還包括與處理器20的碰撞邏輯30相連通的加速度計48。所述加速度計 48向處理器20的碰撞邏輯30提供額外的碰撞信息。例如，該加速度計48可以作為碰撞邏 輯30的主要的輸入。還可以包括其它輸入，其它輸入用作對從加速度計48檢測到的數據 進行確認。如果存在傳感器44和46,那么傳感器44和46將優先于未過濾或輕微過濾的輸 出26,這是因為傳感器44和46被安裝于交通工具的外部，因此其早于未過濾或輕微過濾的 輸出26而產生輸出信號。因此，未過濾或輕微過濾的輸出26可以被用作冗余信息，以防止 傳感器44和46失效。
[0022] 參考圖3,不出了一種確定何時展開交通工具安全系統的方法52。對圖3中方法 52的描述使用了圖2中的附圖標記。所述方法52從步驟54開始，其中處理器20接收來自 慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26的信號。在步驟56中，所述方法52確定未 過濾或輕微過濾的信號是否表明交通工具處于碰撞中。在步驟58中，如果未過濾或輕微過 濾的信號指示交通工具碰撞，那么方法52將展開交通工具安全系統46。否則，所述方法52 返回至步驟54。
[0023] 參考圖4,示出了確定何時展開交通工具安全系統的另一方法60。如前所述，對圖 4中方法60的描述使用了圖2中的附圖標記。所述方法60從步驟62開始，其中處理器20 接收來自附屬傳感器44和46之一的數據。在步驟64中，處理器20確定附屬傳感器44或 46是否指示交通工具處于碰撞中。如果步驟64的答案為否，方法60則返回至步驟62。
[0024] 然而，如果步驟64的答案為是，那么所述方法繼續轉到步驟66,其中處理器20接 收來自慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26的信號。此后，在步驟68中，處理器 確定未過濾或輕微過濾的信號是否表明交通工具處于碰撞中。如果步驟68的答案為否，所 述方法則返回至步驟62。然而，如果步驟68的答案為是，處理器20則展開交通工具安全系 統42,如步驟70所示。
[0025] 參考圖5,示出了確定何時展開交通工具安全系統的另一方法72。如前所述，對圖 5中方法72的描述使用了圖2中的附圖標記。所述方法72從步驟74開始，其中處理器20 接收來自加速度計48的數據。在步驟76中，處理器20確定加速度計48是否指示交通工 具處于碰撞中。如果步驟76的答案為否，所述方法72則返回到步驟74。
[0026] 然而，如果步驟76的答案為是，那么所述方法繼續到達步驟78,其中處理器20處 理來自慣性傳感器22的未過濾或輕微過濾的輸出26的信號。此后，在步驟80中，處理器 確定該未過濾或輕微過濾的信號是否表明交通工具處于碰撞中。如果步驟80的答案為否， 所述方法則返回到步驟74。然而，如果步驟80的答案為是，處理器20則展開交通工具安全 系統42,如步驟82所示。
[0027] 在其它實施例中，可以構造專用硬件設備，諸如專用集成電路、可編程邏輯陣列和 其它硬件設備，以實現此處所描述的一個或多個方法。包含多個實施例的設備和系統的應 用大體上可包括多個電子和計算機系統。此處描述的一個或多個實施例可通過使用兩個或 更多個具體的相互連接的硬件模塊或設備來實現多個功能，所述的硬件模塊或設備具有可 在兩個或更多個模塊之間進行通信的相關的控制和數據信號，或者所述的硬件模塊或設備 可以作為專用集成電路的一部分。因此，本系統包括軟件、固件程序和硬件設備。
[0028] 根據本公開內容的多個實施例，可通過由計算機系統執行的軟件程序來實施此處 描述的多個方法。此外，在一個示例性的而非限制性的實施例中，實現方式可包括分布式處 理、組件/對象的分布式處理和并行處理。可選地，可以構造虛擬計算機系統處理以實現此 處描述的一個或多個方法或功能。
[0029] 此外，此處描述的方法可被包含在計算機可讀媒體中。術語"計算機可讀媒體"包 括單個媒體或多個媒體（如集中式或分布式數據庫）、和/或相關的高速緩存器以及存儲了 一組或多組指令的服務器。術語"計算機可讀媒體"還應包括能夠存儲、解碼或傳送一組由 處理器執行的指令的任何媒體，或者包括使計算機系統執行此處描述的一種或多種方法或 操作的任何媒體。
[0030] 本領域技術人員可理解的是，以上描述是對本發明原理的示例性描述。此描述不 欲限制本發明的技術范圍或應用，在本發明的技術范圍內，正如權利要求所限定的，可不脫 離本發明的精神對本發明進行各種修改、變更和改變。
【權利要求】
1. 一種用于確定何時展開交通工具安全系統的系統，包括： 處理器； 慣性傳感器，所述慣性傳感器具有已過濾的輸出以及未過濾或輕微過濾的輸出，其中 所述未過濾或輕微過濾的輸出被連通到所述處理器，并且提供關于交通工具的慣性信息， 并且所述已過濾的輸出與交通工具穩定控制系統相連通； 其中，所述處理器被配置為使用所述已過濾的輸出，從而實現慣性測量單元的目的； 其中，所述處理器被配置用來監測慣性傳感器的所述未過濾或輕微過濾的輸出，從而 確定所述慣性信息是否表明所述交通工具處于碰撞中；以及 其中，所述處理器被配置為在所述慣性信息表明所述交通工具處于碰撞中時展開交通 工具安全系統。
2. 如權利要求1所述的系統，其中，所述交通工具安全系統是氣囊。
3. 如權利要求1所述的系統，還包括： 至少一個附屬傳感器，所述至少一個附屬傳感器被安裝為與交通工具的保險杠相鄰接 并且與所述處理器相連通，其中，所述至少一個附屬傳感器向所述處理器輸出交通工具撞 擊信息； 其中，所述處理器被配置為在所述慣性信息表明所述交通工具處于碰撞中并且所述至 少一個附屬傳感器表明所述交通工具處于碰撞中時展開交通工具安全系統。
4. 如權利要求1所述的系統，還包括： 制動控制模塊，所述制動控制模塊與所述交通工具穩定控制系統相連通； 至少一個交通工具制動器，所述至少一個交通工具制動器與所述制動控制模塊相連 通； 其中，所述交通工具穩定控制系統被配置為在所述慣性信息表明所述交通工具處于不 穩定狀態時通過所述制動控制模塊來控制所述至少一個交通工具制動器。
5. 如權利要求1所述的系統，還包括： 動力系統控制模塊，所述動力系統控制模塊與所述交通工具穩定控制系統相連通； 交通工具動力系統，所述交通工具動力系統與所述動力系統控制模塊相連通； 其中，所述交通工具穩定控制系統被配置為在所述慣性信息表明所述交通工具處于不 穩定狀態時通過所述動力控制系統來控制所述動力系統。
6. 如權利要求1所述的系統，其中，所述慣性傳感器利用傳輸函數（z°+4夕+8廠2+10廠3 +8廠4+4廠5+廠6)來產生所述未過濾或輕微過濾的輸出。
7. 如權利要求1所述的系統，其中，所述未過濾或輕微過濾的輸出的群延遲為約2毫秒 或更短的時間。
8. -種用于確定何時展開交通工具安全系統的方法，所述方法包括以下步驟： 接收來自慣性傳感器的未過濾或輕微過濾的輸出，其中，所述未過濾的輸出提供了關 于所述交通工具的慣性信息，并且所述已過濾的輸出與交通工具穩定控制系統相連通； 對所述未過濾或輕微過濾的輸出進行過濾，從而實現慣性測量單元的目的； 監測所述慣性傳感器的所述未過濾或輕微過濾的輸出，從而確定所述慣性信息是否表 明所述交通工具處于碰撞中；以及 當所述慣性信息表明所述交通工具處于碰撞中時，展開交通工具安全系統。
9. 如權利要求8所述的方法，其中，所述交通工具安全系統是氣囊。
10. 如權利要求8所述的方法，還包括以下步驟：在所述慣性信息表明所述交通工具處 于碰撞中并且至少一個附屬傳感器表明所述交通工具處于碰撞中時，展開交通工具安全系 統。
11. 如權利要求8所述的方法，還包括以下步驟：當所述慣性信息表明所述交通工具處 于不穩定狀態時，通過制動控制模塊來控制至少一個交通工具制動器。
12. 如權利要求8所述的方法，還包括以下步驟：當所述慣性信息表明所述交通工具處 于不穩定狀態時，通過動力系統控制模塊來控制動力系統。
13. 如權利要求8所述的方法，其中，所述慣性傳感器利用傳輸函數（ζ°+?8ζ-2+1〇 ζ_ 3+8f4+4f5+ζ，來產生所述未過濾或輕微過濾的輸出。
14. 如權利要求8所述的方法，其中，所述未過濾或輕微過濾的輸出的群延遲為約2毫 秒或更短的時間。
【文檔編號】G06F17/10GK104067271SQ201280054871
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年11月16日 優先權日:2011年11月22日
【發明者】D·博爾托林 申請人:奧托里夫Asp股份有限公司