碰撞感测设备

摘要

本发明涉及一种碰撞感测设备。一种设备，包括限定中间室于其中的中间组件以及分别限定第一室和第二室于其中的第一侧组件和第二侧组件。第一侧组件和第二侧组件耦接至中间组件相对的端部，第一室和第二室与中间室流体连通。中间组件、第一侧组件和第二侧组件配置成实质上横跨车辆的宽度延伸。设备进一步包括分别连通至第一室、第二室和中间室的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器。

权利要求

1.一种碰撞感测设备，包含：

在其中限定中间室的中间组件；

分别限定第一室和第二室于其中的第一侧组件和第二侧组件，所述第一侧组件和所述第二侧组件耦接至所述中间组件相对的端部，所述第一室和所述第二室与所述中间室流体连通，所述中间组件、所述第一侧组件和所述第二侧组件配置成实质上横跨车辆的宽度延伸；

第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器分别与所述第一室、所述第二室和所述中间室连通；

所述设备设置于前护板组件和能量吸收器之间，所述设备与所述能量吸收器在垂直方向上不重叠。

2.根据权利要求1所述的设备，进一步包含在所述中间组件和所述第一侧组件之间延伸的第一通道，所述第一通道流体耦接所述中间室和所述第一室。

3.根据权利要求2所述的设备，进一步包含在所述中间组件和所述第二侧组件之间延伸的第二通道，所述第二通道流体耦接所述中间室和所述第二室。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述中间组件、所述第一侧组件和所述第二侧组件，以及所述第一通道和所述第二通道构成一体式主体。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述一体式主体包括吹塑塑料材料。

6.一种前保险杠总成，包含：

保险杠，其配置成实质上横跨车辆的宽度延伸；

能量吸收器，其耦接至所述保险杠并沿所述保险杠延伸；

感测设备，其耦接至所述保险杠和所述能量吸收器，所述感测设备实质上横跨所述车辆的宽度延伸，所述感测设备包括限定中间室于其中的中间组件以及分别限定第一室和第二室于其中的第一侧组件和第二侧组件，所述第一侧组件和所述第二侧组件耦接至所述中间组件相对的端部，所述第一室和所述第二室与所述中间室流体连通，所述感测设备进一步包括分别连通至所述第一室、所述第二室和所述中间室的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器；以及前护板组件，其覆盖所述感测设备、所述能量吸收器和所述保险杠，实质横跨所述车辆的宽度，所述感测设备设置于所述前护板组件和所述能量吸收器之间，所述感测设备与所述能量吸收器在垂直方向上不重叠。

7.根据权利要求6所述的总成，其中所述感测设备进一步包括在所述中间组件和所述第一侧组件之间延伸的第一通道，所述第一通道流体耦接所述中间室和所述第一室。

8.根据权利要求7所述的总成，其中所述感测设备进一步包括在所述中间组件和所述第二侧组件之间延伸的第二通道，所述第二通道流体耦接所述中间室和所述第二室。

9.根据权利要求6所述的总成，其中所述感测设备的所述中间组件配置成实质上横跨所述车辆宽度的30％。

10.根据权利要求9所述的总成，其中所述感测设备的所述第一侧组件和所述第二侧组件分别配置成实质上横跨所述车辆宽度的35％。

说明书

碰撞感测设备

背景技术

[0001] 例如汽车这样的种车辆可以包括用于减缓碰撞的影响的设备，例如，乘客和乘客舱中的乘客安全气囊和侧帘式安全气囊。然而，这种碰撞缓冲设备的最佳展开取决于撞击模式。例如，与其他撞击事件相比，在斜向撞击模式中，一车辆可以与另一车辆以大约15°倾斜角接触，并且以车辆宽度的大约35％重叠，以及生成较大的旋转力。在另一示例中，为了缓冲与行人的碰撞，车辆可以包括例如在车辆外部可固定在保险杠或发动机罩上的安全气囊和/或发动机罩提升系统。为了控制并利用这些设备，车辆需要检测到相应的撞击——例如，区分斜向撞击或行人撞击与其他撞击事件，以及区分彼此其他。当前用于检测车辆碰撞的机制不能足够充分区分撞击事件，和/或承受着例如相对较高的复杂性和成本这样的缺陷。

发明内容

[0002] 根据本发明，提供一种设备，包含：

[0003] 限定中间室于其中的中间组件；

[0004] 分别限定第一室和第二室于其中的第一侧组件和第二侧组件，第一侧组件和第二侧组件耦接至中间组件相对的端部，第一室和第二室与中间室流体连通，中间组件、第一侧组件和第二侧组件配置成实质上横跨车辆的宽度延伸；

[0005] 第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器分别与第一室、第二室和中间室连通。

[0006] 根据本发明的一个实施例，设备进一步包含在中间组件和第一侧组件之间延伸的第一通道，第一通道流体耦接中间室和第一室。

[0007] 根据本发明的一个实施例，设备进一步包含在中间组件和第二侧组件之间延伸的第二通道，第二通道流体耦接中间室和第二室。

[0008] 根据本发明的一个实施例，中间组件、第一侧组件和第二侧组件，以及第一通道和第二通道构成一体式主体。

[0009] 根据本发明的一个实施例，一体式主体包括吹塑塑料材料。

[0010] 根据本发明的一个实施例，中间组件配置成实质上横跨车辆宽度的30％。

[0011] 根据本发明的一个实施例，第一侧组件和第二侧组件分别配置成实质上横跨车辆宽度的35％。

[0012] 根据本发明的一个实施例，第一侧组件和第二侧组件配置成横跨车辆宽度的实质相等的部分。

[0013] 根据本发明的一个实施例，中间组件、第一侧组件和第二侧组件分别包括前表面，其配置成互补地接合至车辆前护板组件的内表面。

[0014] 根据本发明的一个实施例，中间组件、第一侧组件和第二侧组件分别包括后表面，其配置成互补地耦接至车辆的一个或更多能量吸收器和保险杠。

[0015] 根据本发明，提供一种总成，包含：

[0016] 保险杠，其配置成实质上横跨车辆的宽度延伸；

[0017] 能量吸收器，其耦接至保险杠并沿保险杠延伸；

[0018] 感测设备，其耦接至保险杠和能量吸收器，感测设备实质上横跨车辆的宽度延伸，感测设备包括限定中间室于其中的中间组件以及分别限定第一室和第二室于其中的第一侧组件和第二侧组件，第一侧组件和第二侧组件耦接至中间组件相对的端部，第一室和第二室与中间室流体连通，感测设备进一步包括分别连通至第一室、第二室和中间室的第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器；以及

[0019] 前护板组件，其覆盖感测设备、能量吸收器和保险杠，实质横跨车辆的宽度。

[0020] 根据本发明的一个实施例，感测设备进一步包括在中间组件和第一侧组件之间延伸的第一通道，第一通道流体耦接中间室和第一室。

[0021] 根据本发明的一个实施例，感测设备进一步包括在中间组件和第二侧组件之间延伸的第二通道，第二通道流体耦接中间室和第二室。

[0022] 根据本发明的一个实施例，感测设备的中间组件配置成实质上横跨车辆宽度的30％。

[0023] 根据本发明的一个实施例，感测设备的第一侧组件和第二侧组件分别配置成实质上横跨车辆宽度的35％。

[0024] 根据本发明的一个实施例，感测设备的第一侧组件和第二侧组件配置成横跨车辆宽度的实质相等的部分。

[0025] 根据本发明的一个实施例，感测设备的中间组件、第一侧组件和第二侧组件分别包括前表面，其互补于前护板组件的内表面。

[0026] 根据本发明的一个实施例，感测设备的中间组件、第一侧组件和第二侧组件分别包括后表面，其互补于一个或更多能量吸收器和保险杠。

[0027] 根据本发明，提供一种系统，包含车辆中的计算机，计算机包含处理器和存储器，其中计算机配置成：

[0028] 从分别耦接至左室、中间室和右室的左压力传感器、中间压力传感器和右压力传感器接收信号，左室、中间室和右室在接近车辆前端处实质横跨车辆；

[0029] 确定左压力传感器和右压力传感器的至少一个信号至少满足储存于存储器中的处理阀值；

[0030] 计算左压力传感器和右压力传感器的至少一个信号与来自中间压力传感器的信号的差值；

[0031] 确定该差值至少满足储存于存储器中的斜向撞击阀值；

[0032] 确定左压力传感器和右压力传感器的信号中的至少一个标识左侧斜向撞击模式和右侧斜向撞击模式之中的一个；

[0033] 为车辆的至少一个碰撞缓冲系统选择与左侧斜向撞击模式和右侧斜向撞击模式之中的一个相对应的操作参数；以及

[0034] 向至少一个碰撞缓冲系统的操作提供选择的操作参数。

[0035] 根据本发明的一个实施例，计算机进一步配置成：

[0036] 将来自左压力传感器、中间压力传感器和右压力传感器的信号与储存于存储器中的正向撞击阀值进行比较；以及

[0037] 确定来自左压力传感器、中间压力传感器和右压力传感器中的至少一个信号至少满足正向撞击阀值。

附图说明

[0038] 图1是包括示例性感测设备的车辆的示例性前端的部分分解透视图；

[0039] 图2是图1所示的包括示例性感测设备的车辆的示例性前端的部分俯视示意图；

[0040] 图3是示例性车辆系统的框图；

[0041] 图4说明了用于在碰撞检测和评估中利用示例性感测设备的示例性过程。

具体实施方式

[0042] 图1是带有前端12的车辆10的示例性说明。车辆10包括前保险杠总成14，在图1中以分解视图来说明。前保险杠总成14包括保险杠22、能量吸收组件或能量吸收器24、以及前护板组件26，还有设置在能量吸收器24和前护板26之间的多腔感测装置(multi-cavity sensing apparatus)28。

[0043] 保险杠22包括弯曲形状的前表面30，其实质上横跨车辆10前端12的宽度。保险杠22还可以包括向后延伸的部分32和34，其配置成耦接至车辆10的车架总成。保险杠22是由例如钢这样的材料制成的相对刚性的组件。

[0044] 能量吸收组件24包括按照保险杠22的前表面30来制定尺寸和形状的后表面36，并且其被固定至保险杠22。能量吸收组件24进一步包括带有多个凸起40的前表面38。与保险杠22相比，能量吸收组件24相对有弹性。例如，能量吸收组件24是塑料或泡沫组件，并且凸起40可以适于变形、挤压、或变平，以便吸收车辆10的前端12的碰撞或撞击事件中的动能。

[0045] 前护板组件26与保险杠22、能量吸收组件24和感测设备28的总成重叠并与之接合，并且附接至车辆10的前端12。感测设备28具有与能量吸收器24的前表面38尺寸对应的整体宽度。感测设备28横跨能量吸收器24的前表面38延伸，并与之固定接合。感测设备28被加工成与能量吸收器24的前表面38以及前护板组件26内部互补的形状。

[0046] 前护板组件26与能量吸收组件24和感测设备28相比相对较薄，并且前护板组件26与保险杠22相比有弹性。前护板组件26可以包括例如塑料这样的材料。感测设备28被制成与前护板组件26内部互补的形状，并且与之机械接合。因此，施加在相对较薄的的前护板组件26的外部上与感测设备28重叠或另外机械地接合至感测设备28的位置的力被转移至感测设备28。

[0047] 进一步参照图2，感测装置28包括左腔或室50、中间腔或室52以及右腔或室54。左腔50和中间腔52通过在其之间延伸的左通道部分56耦接。中间腔52和右腔54通过至在其之间延伸的右通道部分58耦接。在一个示例性实施例中，左室50和右室54的长度分别约为保险杠22长度的25～35％，以及中间室52的长度约为保险杠22长度的30～50％。

[0048] 左腔50，中间腔52和右腔54的每一个实质上分别封闭有流体容积60、62、64。左通道部分56和右通道部分58流体地耦接至容积60、62、64，并且因此使容积60、62、64内的压力能够随着时间实质上相等。在一些实施例中，感测设备28可以被增压至比其容积外部高的压力。左腔50，中间腔52和右腔54的每一个包括分别用附图标记66、68、70来表示的前表面，分别用附图标记72、74、76来表示的后表面。感测设备28可以由各种适合的材料形成，包括，例如，汽车级管材和吹塑塑料，并且可以作为这样的合适的材料制成的一体式主体而形成，例如吹塑塑料。

[0049] 感测设备28进一步包括分别耦接至左腔50，中间腔52和右腔54，并且分别与容积60、62、64连通的左压力传感器80，中间压力传感器82和右压力传感器84。压力传感器80、
82、84可以是任何用于汽车应用的合适的压力传感器。如图1-2所述，感测设备28的压力传感器可以在其各自的室的外部，例如左压力传感器80和右压力传感器84，或者集成于室的形状，例如中间压力传感器82。在其他实施例中，本发明的感测设备的压力传感器可以设置在室的容积内部。

[0050] 保险杠22被耦接至左车架纵梁90和右车架纵梁92，并且压力传感器80、82、84与车辆10的车辆计算装置或计算机105通信。应当理解的是，依据本发明的感测设备可以在配置上有变化，伴随横跨其宽度的形状和/或材料构成上的变化，单独的或结合在此描述的配置、尺寸或厚度的变化。例如，依据本发明的感测设备可以具有多种横截面形状，包括例如，圆形、椭圆形和矩形。

[0051] 参照图3，与感测设备28的压力传感器80、82、84通信的车辆计算装置或计算机105总体包括处理器和存储器，存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且储存处理器执行的用于执行各种操作的指令，包括这里所描述的。车辆10的计算机105从与车辆10的各种组件或条件相关的一个或更多数据采集器110接收例如采集到的数据这样的信息，各种组件例如制动系统、转向系统、动力传动系统等，和/或条件例如车辆10的速度、加速度、俯仰、横摆或侧倾等。计算机105总体包括约束控制模块106，其包含用于操作碰撞缓冲系统或设备120的指令。进一步地，计算机120可以包括多于一个计算装置，例如，控制器或诸如此类，其包括于车辆10内，用于监控和/或控制各种车辆组件，例如约束控制模块106、发动机控制单元(ECU)、变速器控制单元(TCU)等。计算机总体配置用于在控制器局域网络(CAN)总线或诸如此类上通信。计算机还具有与车载诊断连接器(OBD-II)的连接。通过CAN总线、OBD-II、和/或其他有线或无线的机制，计算机将消息传递至车辆中的各种装置，和/或接收来自各种装置的消息，例如控制器、驱动器、传感器等，包括感测设备28的压力传感器80、82、84和操作碰撞缓冲系统或设备120。可选地或附加地，如果计算机实际包含多个装置，CAN总线或诸如此类可以被用于在构成车辆计算机的多个装置之间通信。另外，计算机可以配置用于使用网络通信，其包含各种有线的和/或无线的网络技术，例如，蜂窝、蓝牙、有线的和/或无线的分组网络等。

[0052] 约束控制模块106总体包括于指令中，该指令储存于计算机105并由计算机105执行。使用计算机105中接收到的数据，例如来自包括压力传感器80、82、84的数据采集器110，并且包括作为储存的参数116的数据等，模块106可以控制各种车辆10的碰撞缓冲系统或设备120。例如，模块105可以响应斜向撞击事件而展开设备，例如侧帘式安全气囊，和/或响应于行人撞击事件而展开设备，如保险杠或发动机罩安装的安全气囊和/或发动机罩提升系统。进一步地，模块106可以包括用于评估计算机105中接受的关于车辆10操作者特性的信息的指令，例如来自压力传感器80、82、84和/或数据采集器110。

[0053] 数据采集器110可以包括各种装置。例如，车辆中的各种控制器可以作为数据采集器110来操作，以通过CAN总线提供数据115，例如，与车辆速度、加速度等相关的数据115。数据采集器110可以包括传统的碰撞或撞击检测器，例如加速度计。又一其他数据采集器110可以包括例如压力传感器80、82、84这样的撞击传感器。另外，数据采集器110可以包括传感器，以检测车辆10组件的的位置、位置的变化、位置的变化速率等，该组件例如方向盘、制动踏板、加速度计、变速杆等。

[0054] 计算机105的存储器总体储存采集到的数据115。采集到的数据115可以包括车辆10中采集到的多种数据。以上提供了采集到的数据115的实例，以及此外，通常使用一个或更多数据采集器110来采集数据115，并且数据115可以进一步包括计算机105和/或服务器(未显示)由此计算出来的数据。通常，采集到的数据115可以包括任何可以被数据采集器
110收集和从这种数据中计算出的任何数据。因此，采集到的数据115可以包括与车辆10的操作和/或性能相关的各种数据，从与另一车辆接收的数据、以及与环境状况、道路状况相关的数据等。例如，采集到的数据115可以包括与车辆10的速度、加速度、俯仰、横摆、侧倾、制动、存在或不存在降水、轮胎气压、轮胎状况等相关的数据。

[0055] 计算机105的存储器可以进一步储存参数116。参数116总体管理车辆10的系统或组件的控制。这些参数116可以依据环境状况、道路状况、车辆10的状况或诸如此类而变化。在一个实施例中，参数116通常可以指定用于确定正面撞击的阀值，并用于从其他正面撞击中识别斜向正面撞击，并且以此作为撞击缓冲系统展开的条件，例如特别为这种撞击定制的乘客安全气囊和座椅安全带预紧系统。在另一实施例中，参数116可以为识别与行人的撞击而指定预定撞击阀值，并且以此作为行人撞击缓冲系统展开的条件，例如可安装在保险杠或发动机罩上的安全气囊和/或发动机罩提升系统。

[0056] 感测设备28提供对施加在车辆10的前端12上的冲击力的响应范围，以感测并识别车辆10的前端12的碰撞或撞击。左腔50，中间腔52和右腔54可以发生弹性变形来回应相对低的撞击力，例如车辆10与行人发生的撞击，以便使一个或更多容积60、62、64的压力基于撞击位置和量级发生变化，这可以分别由压力传感器80、82、84检测到。压力传感器80、82、84发出压力信号，车辆计算机105可以从信号中辨别撞击位置和量级，以便进一步控制碰撞缓冲设备和系统的操作。例如，在紧接着车辆10在前端12左侧经历斜向撞击之后的时间，左室50的左压力传感器80感测比中间室52的中间压力传感器82更强大的压力变化，并且右室
54的右压力传感器84感测到很小的压力变化或没有压力变化。通过比较三个传感器之间的压力差，可以从斜向撞击区分各种正面撞击模式，例如完全正面撞击模式。在一些实施例中，这种压力信号之间的区别可以由感测设备28和计算机105在20毫秒或更短的时间内执行。在较长的一段时间，在没有永久变形的感测设备28中，压力通过通道56，58来均衡。

[0057] 另外，在感测设备28相对于其容积外部增压的实施例中，计算机105可以使用来自压力传感器80、82、84的信号用于故障模式的预防，例如识别感测设备28的渗漏。例如，如果容积60、62、64的压力随时间的过去而降低，而非在此所述的均衡，计算机105可以产生识别该渗漏的通信或信号。

[0058] 图4是用于利用依据本发明的示例性感测设备(例如，感测设备28)以识别对于车辆10的斜向正面撞击的示例性过程400的图表。应该理解的是，除了示例性过程400或作为对示例性过程400的替代，本发明的示例感测设备，例如感测设备28，可以被用在各种感测应用中，例如用于识别与行人的撞击和用于识别与其他车辆的迎面撞击。

[0059] 过程400起始于框405，在该框中，车辆10的计算机105从左压力传感器80、中间压力传感器82和右压力传感器84接收信号。接下来，在框410，计算机分别将来自左压力传感器80、中间压力传感器82和右压力传感器84的信号与储存的参数116中的正向撞击阀值进行比较。例如，正向撞击阀值可以与在车辆10的前端12与其他车辆或刚性物体发生碰撞的事件中由感测设备28的任何部分所经受的最小值相对应，需要为此使乘员保护措施激活。因此，接下来，在框415中，如果没有一个来自于压力传感器80、82、82的压力信号满足或超出正向撞击阀值，过程400返回框405。另一方面，如果任何来自于压力传感器80、82、82的压力信号满足或超出正向撞击阀值，过程400继续至框420。

[0060] 在框420中，计算机105将来自左压力传感器80和右压力传感器84的信号与储存的参数116中的处理阀值进行比较。例如，如果在感测设备28要么左侧要么右侧的撞击满足或超出了处理阀值的确定的严重程度，相对于正向撞击阀值识别出的正向撞击可以进一步被识别为至少涉及与提供超出处理阀值的信号的压力传感器80和84之一对应的一侧。

[0061] 如果，正像框425所确定的，压力传感器80和84中的一个或二者提供了超出处理阀值的信号，接下来在框430，计算机105从提供了超出处理阀值的信号的压力传感器80和84中的一个或二者中减去来自中间压力传感器82的信号。接下来，在框435和440，计算机105将结果的差和储存的参数116中的斜向撞击阀值进行比较。例如，在通过将压力传感器80、82、84的信号和正向撞击阀值和/或处理阀值进行比较识别出的至少偏移的正向撞击中，如伴随着车辆间的斜向撞击，撞击力足够集中于车辆10的一侧，并且因此集中于感测设备28的一侧时，在框430计算出的差可以满足或超出斜向撞击阀值。

[0062] 如果在框440中，已经确定已经满足或超出斜向撞击阀值，随后在框442，基于框435和440的输出，计算机105确定斜向撞击是左侧或右侧斜向撞击。在框445，计算机105从储存的参数116中为撞击缓冲系统120选择操作参数，用于识别左侧斜向撞击或右侧斜向撞击，并应用这些参数，例如通过约束控制模块106。在斜向撞击被识别的事件中，例如，斜向撞击特定撞击对策，例如侧帘式安全气囊，可以被展开。一旦那些参数被应用，过程400结束。

[0063] 如果在框425，没有来自左压力传感器或右压力传感器的信号满足或超出处理阀值，或者，如果在框440，在框435计算出来的差不满足或超出斜向撞击阀值，过程400继续至框450，在框450可以识别其他撞击模式和用于碰撞缓冲系统120的相应的参数。在框450之后，过程400结束。

[0064] 计算机可执行的指令可以从使用多种程序设计语言和/或技术建立的计算机程序中被编译或解读，这些程序设计语言和/或技术，非为限制，包括JavaTM，C，C++，Visual Basic，Java Script，Perl，HTML等中单独一个或结合。通常，处理器(如微处理器)如从存储器，计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本发明中所述过程的一个或多个。这样的指令和其它数据可以被存储且使用多种计算机可读介质传送。计算装置中的文件通常是存储在计算机可读介质(例如存储介质，随机存取存储器等)中的数据集。

[0065] 计算机可读介质包括参与提供计算机可读数据(如指令)的任何介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质，易失性介质等。非易失性介质包括，例如光盘或磁盘以及其他持续内存。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其典型地构成主存储器。计算机可读介质的普遍形式包括，例如软盘(floppy disk)，可折叠磁盘(flexible disk)，硬盘，磁带，其它磁性介质，CD-ROM,，DVD，其它光学介质，穿孔卡片，纸带，其它具有孔排列模块的物理介质，RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)，其它存储芯片或磁片盒，或其它计算机可读的介质。

[0066] 在附图中，相同的附图标记指示相同元件。进一步地，这些元件中的一些或全部可以被改变。因此，应当理解的是，上述说明旨在说明而不是限制。除了提供的例子，在阅读上述说明基础之上许多实施例和应用对本领域技术人员来说是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明来确定，而是应该参照权利要求连同这些权利要求所享有的全部等效范围确定。需要理解的是，这里所使用的示例性是指说明说明或样本，说明性的或者典型的。可以预见和预期未来的发展将会发生在本发明讨论的领域，且本发明所公开的系统和方法将会被结合到这些未来的实施例中。总之，应当理解的是，本发明能够进行修改和变化并且仅被以下权利要求限定。

[0067] 在权利要求中使用的所有术语旨在被给予它们最宽泛的合理解释和它们如本领域中技术人员理解的通常含义，除非在此作出明确相反的指示。特别是单数冠词如“一”，“该”，“所述”等的使用应被理解为叙述一个或多个所示元件，除非权利要求中叙述了明确相反的限制。