CN100401220C - 车辆乘客保护系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆乘客保护系统，包括气囊传感器(21)；基础信号产生单元(226)，用于产生气囊传感器异常诊断所用的基础信号；诊断信号产生单元(224)，用于产生气囊传感器所用的基于基础信号的诊断信号；异常诊断单元(228)，用于通过使用气囊传感器根据诊断信号输出的输出信号而执行异常诊断；以及条件信号产生单元(223、227)，用于产生条件以便启动产生诊断信号。此处，当条件信号满足给定条件时，诊断信号产生单元基于基础信号而产生诊断信号。

Description

车辆乘客保护系统

技术领域

本发明涉及一种车辆乘客保护系统，其能够限制气囊传感器的异常诊断中的误操作。

背景技术

专利文献1描述了一种异常诊断，例如车辆乘客保护系统的气囊传感器中的最初检查。此处，具有给定间隔的脉冲信号(诊断信号、异常诊断信号)被输入至气囊传感器，以便根据来自气囊传感器的输出信号执行异常诊断。然而，当异常诊断信号的输入端经受电噪声时，气囊传感器有时就会发生误操作。即，气囊传感器的异常诊断有时不能准确地得到执行。

另一方面，车辆乘客保护系统包括多个位于车辆的各个部分中的传感器子系统(或者传感器单元)，这些传感器子系统包括气囊传感器例如附属加速度传感器。此外，车辆乘客保护系统在车辆的中央部分中包括主控制单元，主控制单元在控制爆管的点火的同时测定传感器子系统中的异常。此处，在一种常规型车辆乘客保护系统中，主控制单元和每个传感器子系统互相直接相连。

然而，由于近来传感器子系统的数量增加，因此主控制单元与每个传感器子系统之间的连接就通过使用单独的总线来实现(参看专利文献2、3)。例如，主控制单元的接口的数量因此就能够减少以便由此减小尺寸；而且，在设计时，传感器子系统的数量能够易于改变。

在上述使用总线连接的常规型车辆乘客保护系统中，当执行异常诊断例如最初检查时，就会发生以下过程。此处，每个传感器子系统包括气囊传感器和异常诊断单元。在最初检查中，由于点火开关接通，因而主控制单元向第一传感器子系统的异常诊断单元输出异常诊断启动命令。第一传感器子系统的异常诊断单元于是启动对相应气囊传感器的异常诊断，以便随后产生异常诊断结果。第一传感器子系统的异常诊断单元随后向主控制单元输出异常诊断结果。随后，主控制单元向第二传感器子系统的异常诊断单元输出异常诊断启动命令。同样，第二传感器子系统的异常诊断单元于是启动对相应气囊传感器的异常诊断，以便随后产生异常诊断结果。第二传感器子系统的异常诊断单元随后向主控制单元输出异常诊断结果。这个过程对所有子系统重复进行，随后终止系统中的异常诊断。

因此，在车辆乘客保护系统中的异常诊断例如最初检查中，在终止了对第一传感器子系统的异常诊断之后，启动对第二传感器子系统的异常诊断。即，当常规型车辆乘客保护系统中的子系统数量增加时，就会增加进行最初检查所需的时间。

--专利文献1：JP 2001-91536 A

--专利文献2：JP 2003-285716A(US 2004/0104562 A1、US2004/0103811 A1、US 2004/0084882 A1)

--专利文献3：JP 2001-322527 A

发明内容

本发明的一个目的在于一种车辆乘客保护系统，其能够限制异常诊断中的误操作。而且，本发明的另外一个目的在于提供一种车辆乘客保护系统，在其传感器子系统通过总线连接的情况下，其能够减少所有子系统中的异常诊断所用的时间。

为了实现以上目的，提供了一种带有以下部件的车辆乘客保护系统。包括气囊传感器。包括基础信号产生单元，用于产生气囊传感器异常诊断所用的基础信号。包括诊断信号产生单元，用于产生气囊传感器所用的基于基础信号的诊断信号。包括异常诊断单元，用于通过使用气囊传感器根据诊断信号输出的输出信号而执行异常诊断。还包括条件信号产生单元，用于产生条件信号以便启动产生诊断信号。此处，当条件信号满足给定条件时，诊断信号产生单元基于基础信号而产生诊断信号。

在这种结构中，当条件信号满足给定条件时，就产生诊断信号并输出至气囊传感器。因此，即使当噪声干扰基础信号的输入端时，也能够防止气囊传感器的误操作。详细地说，即使当噪声干扰基础信号的输入端时，气囊传感器的诊断也不会在条件信号并不满足给定条件的情况下启动。

作为以上车辆乘客保护系统的另一个方面，以上车辆乘客保护系统还包括主控制单元和连接着主控制单元与多个子系统的总线。每个子系统包括气囊传感器、基础信号产生单元、诊断信号产生单元、异常诊断单元和条件信号产生单元，这些在以上已经描述。在每个子系统中，根据由主控制单元所输出的异常诊断启动命令，基础信号产生单元和条件信号产生单元分别输出基础信号和条件信号。异常诊断单元通过总线将异常诊断的结果输出至主控制单元。此处，当这些子系统中的第一子系统正在执行异常诊断时，主控制单元就向这些子系统内的不同于第一子系统的第二子系统输出异常诊断启动命令，从而引起第二子系统执行异常诊断。

在常规型系统中，当第一子系统的异常诊断终止之后，启动对第二子系统的异常诊断。然而，在以上结构中，当由于异常诊断启动命令被输出至第一子系统，因而第一子系统正在执行异常诊断时，异常诊断启动命令就被输出至第二子系统。因此，就能够并行地执行通过总线与主控制单元相连的多个子系统的异常诊断。因此，包括于车辆乘客保护系统中的多个子系统的异常诊断所需的时间就能够显著减少。

附图说明

通过阅读参看附图进行的以下详细描述，将会更加清楚本发明的以上及其它目的、特征和优点。图中：

图1为方块图，示出了根据本发明的第一实施例的车辆乘客保护系统的总体结构；

图2为根据第一实施例的各种信号的时序图；

图3的视图示出了根据本发明的第二实施例的车辆乘客保护系统的总体结构；

图4为方块图，示出了根据第二实施例的车辆乘客保护系统中的加速度传感器子系统的总体结构；

图5为方块图，示出了根据第二实施例的车辆乘客保护系统中的负载传感器子系统的总体结构；以及

图6为时序图，示出了根据第二实施例的异常诊断。

具体实施方式

(第一实施例)

如图1所示，根据本发明的第一实施例的车辆乘客保护系统包括气囊ECU 220和加速度传感器单元20。气囊传感器ECU 220在对加速度传感器21进行异常诊断(或故障诊断)的同时，根据加速度传感器21的输出信号而执行对气囊模块的点火控制。气囊ECU 220大约置于车辆的中央部分中。此处，在本实施例中，只对加速度传感器21的一种异常诊断进行说明，而省去了对气囊模块的点火控制的说明。此外，在本实施例中，只对加速度传感器21的异常诊断中的初始诊断即最初检查进行说明。

气囊ECU 220包括基础信号产生单元226、用作条件信号产生单元的计数信号产生单元227、以及异常诊断单元228。基础信号产生单元226产生基础信号，即用于诊断加速度传感器21的信号。这种基础信号为发生于从最初检查开始到最初检查结束的脉冲信号，如图2中从上面数第二条线所示。此处，最初检查通过接通点火开关而启动，并且在给定时间过去之后终止。举例来说，这段给定时间为100毫秒至200毫秒。即，基础信号的周期为100毫秒至200毫秒。

计数信号产生单元227产生计数信号，以用于产生计数次数N(条件信号)。计数信号为在最初检查启动之后产生的短周期脉冲信号，如图2中的最上线所示。详细地说，计数信号的周期短于基础信号。举例来说，计数信号的周期为10微秒。

异常诊断单元228根据加速度传感器21的输出信号对加速度传感器21执行异常诊断。即，异常诊断单元228将由加速度传感器21输出的输出信号与正常状态下的输出信号进行比较，以便由此诊断加速度传感器21是否处于正常状态。当加速度传感器21处于异常状态时，加速度传感器21就被确定为发生故障，而这就会接通警报灯。

加速度传感器单元20包括加速度传感器21和传感器控制单元22。举例来说，传感器单元20位于车辆内的前侧或右侧或左侧附近，与ECU 220相连接。加速度传感器21能够检测出现的加速度。当发生碰撞时，置于车辆前部附近的传感器21能够检测在前部附近出现的加速度。

传感器控制单元22包括基础信号输入单元221、计数信号输入单元222、计数器223、诊断信号产生单元224、以及输出信号输出单元225。基础信号输入单元221与气囊ECU 220中的基础信号产生单元226相连接以便接收由基础信号产生单元226所输入的基础信号。此处，基础信号输入单元221和计数信号输入单元222为置于传感器单元20中的输入端。

计数器223对输入至计数信号输入单元222的计数信号的出现(计数)次数N进行计数。注意，只有当基础信号正在被输入至基础信号输入单元221中时，计数器223才计数。即，当在基础信号一旦终止之后再次输入基础信号时，计数信号的计数次数N就会从起始状态重新计数。当基础信号产生单元226产生基础信号时，计数次数N就增加。计数次数N为诊断信号产生单元224启动产生诊断信号的条件起条件信号的作用。

诊断信号产生单元224确定由计数器223所计数的计数次数N是否到达先前存储的基础计数次数N t。即，确定计数次数N是否满足先前设定的条件。此处，基础计数次数Nt设定为四。当基础信号产生单元226产生基础信号时，计数信号的计数次数N就增加以便由此到达基础计数次数Nt，如图2中的最上线所示。

从计数次数N被确定为到达基础计数次数Nt时开始，诊断信号产生单元224向加速度传感器21输入被输入至基础信号输入单元221的基础信号。即，从计数次数N到达基础计数次数N t时开始到最初检查结束时为止，如图2中从上面数第三条线所示的实际异常诊断信号被输入至加速度传感器21。因此，加速度传感器21从计数次数N到达基础计数次数Nt时开始产生输出信号，然后在最初检查结束时结束产生输出信号。

此外，诊断信号产生单元224接收从加速度传感器21输出的输出信号。如图2中的第四条线，即最下线所示，来自加速度传感器21的输出信号在启动产生输出信号之后缓慢增加，到达恒定输出值并保持给定时间，然后从最初检查结束时减小。

输出信号输出单元225与气囊ECU 220中的异常诊断单元228相连接，以便将由加速度传感器21所产生的输出信号输出至气囊ECU 220中的异常诊断单元228。此处，输出信号输出单元224为置于传感器单元20中的输出端。

下面，将在下文中对以上车辆乘客保护系统经受噪声时所发生的行为进行说明。即，这种行为在基础信号产生单元226不产生基础信号并且计数信号产生单元227不产生计数信号时发生。在下文中，将对两种情况进行说明：第一种情况是短周期噪声具有与计数信号相同的周期；第二种情况是长周期噪声具有与基础信号相同的周期。

在第一种情况中，当发生具有与计数信号相同周期的短周期噪声时，短周期噪声就会干扰或者被输入至基础信号输入单元221和计数信号输入单元222。由于计数器223在基础信号被输入至基础信号输入单元221时对计数信号的计数次数N进行计数，因此计数器223就对为短周期噪声的计数信号的计数次数N进行计数。然而，由于为短周期噪声的基础信号立即停止，因此计数次数N并不增加。因此，计数次数N不会到达基础计数次数Nt的四。诊断信号产生单元224并不向加速度传感器21输出基础信号，因此就不会出现加速度传感器21的误操作。

下面，在第二种情况中，当发生具有与基础信号相同周期的长周期噪声时，长周期噪声就会干扰或者被输入至基础信号输入单元221和计数信号输入单元222。由于计数器223在基础信号被输入至基础信号输入单元221时对计数信号的计数次数N进行计数，因此计数器223就对为长周期噪声的计数信号的计数次数N进行计数。由于基础信号出现，计数就继续进行；然而，为长周期噪声的计数信号的计数次数N从不增加。当时间过去时，为长周期噪声的基础信号停止，因此计数次数N从不增加。因此，为长周期噪声的计数信号的计数次数N不会到达基础计数次数Nt的四。因此，诊断信号产生单元224并不向加速度传感器21输出基础信号，因此就不会出现加速度传感器21的误操作。

因此，即使当短周期或长周期的噪声干扰时，也能够防止异常诊断中的加速度传感器21的误操作。

在以上实施例中，作为气囊传感器，利用加速度传感器来作为实例；然而，气囊系统所用的负载传感器或压力传感器也能够代替加速度传感器。

(第二实施例)

现在将参看图3至5对根据第二实施例的车辆乘客保护系统的结构进行说明。如图3中所示，车辆乘客保护系统包括作为主控制单元的气囊ECU 100；加速度传感器子系统2a至2d；负载传感器子系统3a、3b；以及总线4a、4b。

气囊ECU 100为加速度传感器子系统2a至2d和负载传感器子系统3a、3b执行异常测定、车辆碰撞测定、或者气囊点火。在异常测定中，异常诊断启动命令被输出至相应的子系统2a至2d、3a、3b，同时利用异常诊断结果和对应的ID码来测定是否有任何子系统处于异常状态。

异常诊断启动命令用于引起每个子系统2a至2d、3a、3b启动异常诊断。车辆碰撞测定过程根据碰撞检测信号和从子系统2a至2d、3a、3b输出的对应ID来测定是否发生碰撞，并且还在测定到碰撞发生时测定车辆的碰撞方式。在气囊点火中，对应的爆管模块在其点火时受到控制，以便根据在测定到车辆发生碰撞时对车辆的碰撞方式的测定结果来膨胀对应的气囊。此外，在气囊点火中，将要膨胀的气囊的位置根据从负载传感器子系统3a、3b输出的负载信号来确定，同时改变膨胀压力。因此就使对应的气囊膨胀。异常诊断的结果、ID码、碰撞检测信号以及负载信号将在后文中进行说明。

加速度传感器子系统2a至2d按次序分别置于车辆右前部附近、车辆左前部附近、车辆右侧附近和车辆左侧附近。每个加速度传感器子系统2a至2d包括加速度传感器21、加速度传感器子系统控制单元25、ID码存储单元23、以及总线接口24。加速度传感器21检测其本身出现的加速度从而输出加速度信号。

加速度传感器子系统控制单元25执行车辆碰撞检测、异常诊断和ID码识别。在车辆碰撞检测中，控制单元25测定从加速度传感器21输入的加速度信号是否超过给定阈值。当测定到加速度信号超过给定阈值时，就确定车辆正在发生碰撞。因此碰撞检测信号被输出至ECU100。同时，在车辆碰撞检测中，将在ID码识别过程中所识别的ID码输出至ECU 100。

在加速度传感器21的异常诊断中，诊断加速度传感器21是处于正常状态还是处于异常状态。详细地说，当ECU 100输出异常诊断启动命令时，就启动异常诊断。振动附加信号被输出至加速度传感器21，以便引起加速度传感器21变成处于振动附加状态。来自加速度传感器21的结果加速度信号被输入，以便确定其是否超过给定阈值。当确定了结果加速度信号超过了给定阈值时，就确定了加速度传感器21处于正常运行。因此确定了加速度传感器21处于正常状态。相反，当确定了结果加速度信号没有超过给定阈值时，就确定了加速度传感器21没有处于正常运行。因此确定了加速度传感器21处于异常状态。关于加速度传感器21是处于正常状态还是异常状态的异常诊断结果被输出至ECU 100。此外，在加速度传感器21的异常诊断中，也将在ID码识别过程中所识别的ID码输出至ECU 100。

在ID码识别中，识别存储于ID码存储单元23中的ID码。ID码存储单元23存储着分配给相应加速度传感器子系统2a至2d的ID码。总线接口24与总线4a、4b相连接，并且通过总线4a、4b输出从控制单元25输出至ECU 100的碰撞检测信号、异常诊断结果、以及ID码。

负载传感器子系统3a、3b按次序分别置于驾驶员车座的下部中和副驾驶员车座的下部中。每个负载传感器子系统3a、3b包括负载传感器31、负载传感器子系统控制单元35、ID码存储单元33、以及总线接口34。负载传感器31检测施加于每个车座上的负载从而输出负载信号。

负载传感器子系统控制单元35执行负载信号输出、负载传感器31的异常诊断和ID码识别。在负载信号输出中，从负载传感器31输入的负载信号被输出至控制单元35。同时，在负载信号输出中，将在ID码识别过程中所识别的ID码输出至ECU 100。

在负载传感器31的异常诊断中，诊断负载传感器31是处于正常状态还是处于异常状态。详细地说，当ECU 100输出异常诊断启动命令时，就启动异常诊断。负载施加信号被输出至负载传感器31，以便引起负载传感器31变成处于负载施加状态。来自负载传感器31的结果负载信号被输入，以便确定其是否超过给定阈值。当确定了结果负载信号超过了给定阈值时，就确定了负载传感器31处于正常运行。因此确定了负载传感器31处于正常状态。相反，当确定了结果负载信号没有超过给定阈值时，就确定了负载传感器31没有处于正常运行。因此确定了负载传感器31处于异常状态。关于负载传感器31是处于正常状态还是异常状态的异常诊断结果被输出至ECU 100。此外，在负载传感器31的异常诊断中，也将在ID码识别过程中所识别的ID码输出至ECU 100。

在ID码识别中，识别存储于ID码存储单元33中的ID码。ID码存储单元33存储着分配给相应负载传感器子系统3a、3b的ID码。总线接口34与总线4a、4b相连接，并且通过总线4a、4b输出从控制单元35输出至ECU 100的碰撞检测信号、异常诊断结果、以及ID码。

总线4a、4b连接着ECU 100和相应的子系统2a至2d、3a、3b。详细地说，第一总线4a连接着ECU 100、位于车辆右前部附近的加速度传感器子系统2a、位于车辆右侧附近的加速度传感器子系统2c、以及置于驾驶员车座中的负载传感器子系统3a。第二总线4b连接着ECU100、位于车辆左前部附近的加速度传感器子系统2b、位于车辆左侧附近的加速度传感器子系统2d、以及置于副驾驶员车座中的负载传感器子系统3b。

下面，将参看图6对以上车辆乘客保护系统中的异常测定进行说明。图6示出了通过第一总线4a连接的ECU 100、加速度传感器子系统2a、2c、以及负载传感器子系统3a的异常测定的时序图。

当点火开关接通时，ECU 100输出子系统2a的异常诊断启动命令。子系统2a的控制单元25启动对加速度传感器21的异常诊断。当异常诊断结束时，将由控制单元25产生的异常诊断结果和子系统2a的ID码输出至ECU 100。此处，ECU 100执行晚于异常诊断结果和ID码的输入的过程，这时它们从子系统2a输出。晚于输入的过程用于存储彼此相关联的异常诊断结果和ID码，并且当子系统2a处于异常状态时引起异常警报灯打开。

此外，当ECU向子系统2a输出异常诊断启动命令之后，ECU 100向子系统2c输出异常诊断启动命令。即，当子系统2a执行异常诊断时，ECU 100向子系统2c输出异常诊断启动命令。子系统2c的控制单元25启动对子系统2c的加速度传感器21的异常诊断。当异常诊断结束时，将由子系统2c的控制单元25产生的异常诊断结果和子系统2c的ID码输出至ECU 100。此处，ECU 100执行晚于异常诊断结果和ID码的输入的过程，这时它们从子系统2c输出。

此外，当ECU向子系统2c输出异常诊断启动命令之后，ECU 100向子系统3a输出异常诊断启动命令。即，当子系统2c执行异常诊断时，ECU 100向子系统3a输出异常诊断启动命令。子系统3a的控制单元25启动对负载传感器31的异常诊断。当异常诊断结束时，将由控制单元35产生的异常诊断结果和子系统3a的ID码输出至ECU100。此处，ECU 100执行晚于异常诊断结果和ID码的输入的过程，这时它们从子系统3a输出。

此处，对通过第二总线4b连接的ECU 100、加速度传感器子系统2b、2d、以及负载传感器子系统3b的异常测定为与关于第一总线4a的以上过程相同的过程。

在以上实施例中，作为气囊传感器，利用加速度传感器和负载传感器来作为实例；然而，气囊系统所用的压力传感器或角度传感器也能够代替加速度传感器和负载传感器。

对于本发明所属领域的普通技术人员来说，显然，可以对本发明的上述实施例做出各种改变。然而，本发明的范围应当由以下权利要求来确定。

Claims (5)

1.一种车辆乘客保护系统，包括：

气囊传感器(21)；

基础信号产生单元(226)，用于产生气囊传感器异常诊断所用的基础信号；

诊断信号产生单元(224)，用于产生气囊传感器所用的基于基础信号的诊断信号；以及

异常诊断单元(228)，用于通过使用气囊传感器根据诊断信号输出的输出信号而执行异常诊断，

这种车辆乘客保护系统的特征在于包括：

条件信号产生单元，用于产生条件信号以便启动产生诊断信号，

其中，当条件信号满足给定条件时，诊断信号产生单元基于基础信号而产生诊断信号；

其中条件信号具有短于基础信号的周期的周期；

其中条件信号产生单元包括：

计数信号产生单元(227)，用于产生经过计数的计数信号；以及

计数器(223)，用于对计数信号的计数次数进行计数并且根据所计数的次数输出条件信号，

其中当计数次数的条件信号到达给定次数时，诊断信号产生单元根据基础信号产生诊断信号。

2.根据权利要求1所述的车辆乘客保护系统，

其中给定计数次数为产生基础信号时的计数信号的计数次数。

3.根据权利要求1所述的车辆乘客保护系统，还包括：

主控制单元；以及

连接着主控制单元与多个子系统(2a，2b，2c，2d，3a，3b，3c，3b)的总线(4a，4b)，其中每个子系统包括

气囊传感器，

基础信号产生单元，

诊断信号产生单元，

异常诊断单元，以及

条件信号产生单元，

其中，在每个子系统中，根据由主控制单元所输出的异常诊断启动命令，基础信号产生单元和条件信号产生单元分别输出基础信号和条件信号，

其中，异常诊断单元通过总线将异常诊断的结果输出至主控制单元，

其中，当这些子系统中的第一子系统正在执行异常诊断时，主控制单元就向这些子系统内的不同于第一子系统的第二子系统输出异常诊断启动命令，从而引起第二子系统执行异常诊断。

4.根据权利要求3所述的车辆乘客保护系统，

其中当点火开关接通时，主控制单元输出异常诊断启动命令同时启动初始诊断。

5.根据权利要求3所述的车辆乘客保护系统，

其中异常诊断包括ID码识别，ID码识别过程识别分配给每个子系统的ID码。

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