專利名稱：車輛狀態(tài)檢測裝置及車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對車輛的正面碰撞、側面碰撞等狀態(tài)進行檢測的車輛狀態(tài)檢測裝置，以及除了車輛的正面碰撞、側面碰撞外還能檢測出車輛的側翻(日文橫転)及側滑等狀態(tài)的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)。
背景技術：
通常，在車輛安全氣囊系統(tǒng)中所使用的車輛狀態(tài)檢測裝置上裝載有加速傳感器，以在車輛的前方(發(fā)動機室內等)對車輛的正面碰撞進行檢測，或是在車輛的側面(支柱內)對側面碰撞進行檢測。因此，通過安裝部位來檢測的加速度的靈敏度軸向是確定的。
如上所述，在安全氣囊系統(tǒng)中，要求可檢測出來自車輛正面的碰撞和來自側面的碰撞，但近年來，提出了一種通過對車輛的側翻及側滑進行檢測來使安全性更高的系統(tǒng)。目前，一般來說，為了檢測側翻而需要設置陀螺傳感器(對橫搖率(roll rate)進行檢測)和兩個加速度傳感器(對左右方向和上下方向進行檢測)，而為了檢測出側滑則需要設置陀螺傳感器(對偏航角速度(yaw rate)進行檢測)和兩個加速度傳感器(對前后方向和左右方向進行檢測)。因而，當要在安全氣囊系統(tǒng)中追加對側翻和側滑的檢測功能時，必須追加共計兩個陀螺傳感器和一個加速度傳感器(不算上重復的檢測方向)。另一方面，關于從多個部位的加速度來計算出各加速度的方法，能夠從單純的物理式來求出，這在專利文獻I、專利文獻2等中已公開。另外，專利文獻3中給出了對裝置的傾斜進行修正的方法的啟示?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利特開平11 - 295335號公報專利文獻2 :日本專利特開平7 - 72165號公報專利文獻3 :日本專利特許第2878498號公報

發(fā)明內容
然而，上述專利文獻I和專利文獻2中公開的均為在多個部位安裝一個軸方向的加速度傳感器，一旦裝置是傾斜安裝的，就會產(chǎn)生檢測誤差。而專利文獻3公開的則是根據(jù)車輛的運動來相對地對裝置的傾斜進行修正的方法，因此，誤差較大。而且，上述專利文獻均是對一個軸的旋轉方向進行檢測，因而存在不能兼用于對車輛的正面碰撞、側面碰撞、側翻及側滑等的檢測這樣的技術問題。本發(fā)明為了解決上述問題而作，其目的在于提供一種能用較少的傳感器來準確地對車輛的正面碰撞和側面碰撞等進行檢測的車輛狀態(tài)檢測裝置及能在不使用陀螺傳感器的情況下對車輛的側翻和側滑等狀態(tài)進行檢測的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測裝置包括運算部，該運算部由三個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對上述安裝傾斜進行修正，從而能準確地對上述車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測裝置的三個軸中的一個軸的加速度傳感器將車輛的左右方向設定為檢測方向，且上述車輛狀態(tài)檢測裝置包括運算部，該運算部由其余兩個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對在由這兩個軸形成的平面上的、旋轉方向上的裝置安裝傾斜進行識別，并對上述車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)是將如下所述構成的車輛狀態(tài)檢測裝置安裝在車輛的左右兩側的系統(tǒng)，上述車輛狀態(tài)檢測裝置包括運算部，該運算部由三個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對上述安裝傾斜進行識別，并準確地對上述車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測，或者是上述車輛狀態(tài)檢測裝置的三個軸中的一個軸的加速度傳感器將車輛的左右方向設定為檢測方向，且包括運算部，該運算部由其余兩個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對在由這兩個軸形成的平面上的、旋轉方向上的裝置安裝傾斜進行識別，并對上述車輛的前后方向、 左右方向、上下方向的加速度進行檢測。根據(jù)本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測裝置，由于能由三個軸各自的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車輛的安裝傾斜進行修正，因此，能用較少的傳感器來對車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度準確地進行檢測。另外，根據(jù)本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測裝置，由于三個軸中的一個軸上的加速度傳感器將車輛的左右方向設定為檢測方向，且由其余兩個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車輛的安裝傾斜進行修正，因此，能用一個軸的加速度傳感器可靠地對車輛左右方向上的加速度進行檢測，并且能在不受裝置相對于車輛的安裝角度的在旋轉方向上的傾斜的影響，而對前后方向、上下方向的加速度準確地進行檢測。另外，根據(jù)本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)，由于將如下所述構成的車輛狀態(tài)檢測裝置安裝在車輛的左右兩側，上述車輛狀態(tài)檢測裝置在各個軸上設置加速度傳感器，從而能對三個軸各自方向上的加速度進行檢測，或者上述車輛狀態(tài)檢測裝置的三個軸中的一個軸的加速度傳感器將車輛的左右方向設定為檢測方向，并由其余兩個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，從而不僅能從加速度，還能從左右兩側檢測結果之差來對旋轉方向進行檢測。其結果是，除了能對車輛的正面碰撞、側面碰撞等進行檢測之外，還能對車輛的側翻及側滑等狀態(tài)進行檢測。


圖I是本發(fā)明實施方式I的車輛狀態(tài)檢測裝置的說明圖。圖2是將來自該車輛狀態(tài)檢測裝置的檢測結果輸出的通信形態(tài)圖。圖3是本發(fā)明實施方式2的車輛狀態(tài)檢測裝置的說明圖。圖4是使用圖I的車輛狀態(tài)檢測裝置的本發(fā)明車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)的說明圖。圖5是本發(fā)明又一車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)的說明圖。
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。實施方式I圖I是本發(fā)明實施方式I的車輛狀態(tài)檢測裝置的說明圖，在X、Y、Z這三個軸上分別設置能對這三個軸各自方向上的加速度進行檢測的加速度傳感器1、2、3，并包括運算部7，該運算部7由這三個軸的加速度傳感器1、2、3的檢測結果的矢量和來計算出重力方向。根據(jù)本實施方式1，通過所算出的重力方向來對車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車輛的安裝傾斜進行修正，并能用較少的傳感器來準確地對車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。另外，由于上述加速度傳感器1、2、3中的至少兩個加速度傳感器為同一結構，因此，兩個加速度傳感器的特性相近，這有利于在使用各軸的加速度傳感器1、2、3的檢測結 果的矢量和時縮小誤差。并且，由于各加速度傳感器1、2、3包括各自獨立的自我診斷功能，因此即使在一個加速度傳感器上出現(xiàn)故障，也能通過其余的加速度傳感器來進行檢測，從而能防止因一個加速度傳感器故障而導致無法檢測的情況。而自我診斷功能是眾所周知的技術，因此省略其詳細說明。另外，運算部7具有將計算出的與車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車輛的安裝傾斜相關的信息輸出至外部裝置的功能，因此，能減輕在外部裝置中由各個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向的負擔。另外，通過將車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車體安裝成其重力能施加到所有加速度傳感器I、2、3上，從而在任意一個軸X、Y、Z方向上都具有相對于重力方向的傾斜角，從而能更準確地對車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車體的安裝傾斜進行修正。各加速度傳感器1、2、3的輸出信號如圖2 (a)所示設定為在同一信號線上設置時間差來進行輸出的結構，藉此能實現(xiàn)裝置的簡單化。在這種情況下，通過在各加速度傳感器
1、2、3的輸出信號中增加可識別的觸發(fā)信號或標題信號并輸出，就能夠在接收該輸出信號的一側容易地識別各加速度傳感器1、2、3的輸出信號。除了分別配置在三個軸X、Y、Z上、將檢測結果用于計算出重力方向的加速度傳感器1、2、3之外，通過增加對車輛左右方向的碰撞進行檢測的、測量范圍大的加速度傳感器，就能準確地檢測出所要檢測的車輛的左右方向的碰撞。另外，如圖2 (b)所示，由于將各加速度傳感器1、2、3對同一信號線的輸出信號分為電位差和電流差后進行輸出，因此，能同時將多個加速度傳感器的輸出信號加載到一個信號線上，能實現(xiàn)裝置的簡單化。圖示例是同時將Z軸檢測信息以電位差輸出，并將X軸檢測信息以電流差輸出的例子。實施方式2圖3是本發(fā)明實施方式2的車輛狀態(tài)檢測裝置的說明圖，在各個軸上分別設置加速度傳感器1、2、3，以能夠對三個軸各自的方向進行檢測，這三個軸中的一個軸的加速度傳感器I將車輛的左右方向設定為檢測方向，且由其余兩個軸X、Z的加速度傳感器1、3的檢測結果的矢量和來計算出重力方向。圖示例是以使X軸、Z軸傾斜45度的方式將車輛狀態(tài)檢測裝置安裝到車體上的情況，X軸是一 0. 7G，Z軸是+ 0. 7G。另外，當將Z軸沿垂直方向安裝時，Z軸為1G，X軸為0G。根據(jù)本實施方式2，由于利用所計算出的重力方向來對車輛狀態(tài)檢測裝置的安裝傾斜進行修正，因此，能不受在由兩個軸構成的平面上的、在旋轉方向的裝置安裝傾斜的影響，而準確地對車輛的前后、左右、上下方向的加速度進行檢測。另外，將用于檢測車輛前后或左右方向加速度的加速度傳感器以靈敏度軸呈水平的方式配置，且設定為能檢測車輛碰撞的測定范圍，藉此，通過將碰撞方向的傳感器水平配置，不需要進行重力修正，就能構成適用于碰撞檢測的測定范圍，并能確保與各種用途相適應的測定精度。另外，運算部7通過將用于計算重力方向的兩個軸的檢測結果作為矢量合成后的運算值進行輸出，從而能減輕在外部裝置中由各個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算重力方向的負擔。實施方式3 圖4是采用了圖I的車輛檢測裝置的本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)的說明圖，在車輛的左右兩側安裝了車輛狀態(tài)檢測裝置11、12，這些車輛檢測裝置11、12在三個軸上分別設置有加速度傳感器1、2、3，以能夠對三個軸各自方向的加速度進行檢測，并且在車輛的前部左右安裝了具備加速度傳感器4的車輛狀態(tài)檢測裝置13、14，還在車輛的中央部安裝了具備加速度傳感器5、6的控制單元15。根據(jù)上述實施方式3的結構，不僅能檢測出加速度，還能從兩側的檢測結果之差來檢測出旋轉方向。即，與在車輛的左右兩側配置一個軸的車輛狀態(tài)檢測裝置的現(xiàn)有系統(tǒng)的方式相對的是，本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)在車輛的左右兩側安裝了車輛狀態(tài)檢測裝置
11、12，且這些車輛狀態(tài)檢測裝置11、12在三個軸上分別具有加速度傳感器1、2、3，共計增加了四個加速度傳感器。然而，利用車輛狀態(tài)檢測裝置11、12和前方的車輛狀態(tài)檢測裝置13、14以及控制單元15各自裝載的加速度傳感器I 6，除了能檢測出車輛的正面碰撞、側面碰撞等之外，還能對車輛的側翻及側滑等狀態(tài)進行檢測，因此，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，不需要設置兩個陀螺傳感器。而且，如上所述，陀螺傳感器與加速度傳感器相比價格昂貴，因此，可因省略了兩個陀螺傳感器而降低系統(tǒng)的成本。另外，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，用配置于車輛前方的車載狀態(tài)檢測裝置和配置于車輛中央的控制單元各自裝載的兩個加速度傳感器對來自前方的碰撞進行檢測，并且用配置于車輛左右兩側的車載狀態(tài)檢測裝置和配置于車輛中央的控制單元各自裝載的兩個加速度傳感器對來自側面的碰撞進行檢測，但在本發(fā)明中，將車輛狀態(tài)檢測裝置11、12配置在車輛的左右兩側，利用該車輛檢測裝置11、12和前方的車輛狀態(tài)檢測裝置13、14、或左右兩側的車輛狀態(tài)檢測裝置11、12各自裝載的加速度傳感器,就能對來自前方的碰撞和來自側面的碰撞進行檢測，因此，如圖5所示，能削減裝載于控制單元15的前方檢測用和側面檢測用這兩個加速度傳感器5、6。另外，在圖5的結構中，不需要將陀螺傳感器和加速度傳感器全部裝載在控制單元15上，因此，能使為了準確發(fā)揮這些加速度傳感器的功能而要確保足夠剛性的控制單元15的殼體結構得以簡化。此外，可消除對控制單元15因加速度傳遞和旋轉角測量的問題而配置在車輛中央具有足夠剛性的底面上這樣的、在設置部位上的制約。
另外，在圖4、圖5所示的結構中，將在各個軸方向具有加速度傳感器的車輛狀態(tài)檢測裝置11、12設置在車輛的左右兩側，因此，能在各側對三個軸方向的加速度進行運算，以進行車輛狀態(tài)檢測，因此能夠構成系統(tǒng)的雙重系統(tǒng)。如上所述，在能對車輛的正面碰撞、側面碰撞、側翻、側滑進行檢測的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，通過使用本發(fā)明的車輛狀態(tài)檢測裝置，如下表所示，具有如下很多優(yōu)點與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，能將所需要的加速度傳感器的數(shù)量減少兩個陀螺傳感器和兩個加速度傳感器，可實現(xiàn)控制單元15的殼體結構的簡化，并可提高安裝到車輛上的安裝部位的自由度。表
權利要求
1.一種車輛狀態(tài)檢測裝置，其安裝在車輛上，并在各個軸上包括加速度傳感器，從而能對三個軸各自的方向上的加速度進行檢測，其特征在于，包括運算部，該運算部從各所述加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對所述安裝傾斜進行修正，并對所述車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。
2.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，以能對三個軸各自的方向的加速度進行檢測的方式設置在各個軸上的加速度傳感器中的、至少兩個加速度傳感器為相同結構。
3.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，以能對三個軸各自的方向的加速度進行檢測的方式設置在各個軸上的加速度傳感器包括各自獨立的自我診斷功能。
4.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部具有將計算出的與重力方向相關的信息輸出至外部的功能。
5.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，三個軸的任一方向均相對于重力方向具有傾斜角。
6.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部在同一信號線上設置時間差來將各加速度傳感器的輸出信號輸出。
7.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部在各加速度傳感器的輸出信號中增加可識別的觸發(fā)信號或標題信息后輸出。
8.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，增加能對車輛的左右方向的碰撞進行檢測的加速度傳感器。
9.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部將各加速度傳感器的輸出信號分為電位差和電流差后輸出。
10.如權利要求I所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部將計算重力方向的三個軸的檢測結果作為矢量合成后的運算結果進行輸出。
11.一種車輛狀態(tài)檢測裝置，其安裝在車輛上，并在各個軸上具有加速度傳感器，從而能在同一平面上對三個軸各自的方向上的加速度進行檢測，其特征在于，所述三個軸中的一個軸上的加速度傳感器將車輛的左右方向設定為檢測方向，并且包括運算部，該運算部從其余兩個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對由這兩個軸構成的平面上的、旋轉方向上的裝置安裝傾斜進行修正，并對所述車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。
12.如權利要求11所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，將對車輛的前后、左右方向的加速度進行檢測的加速度傳感器配置成使靈敏度軸相對于車輛呈水平的狀態(tài)，從而能對車輛的碰撞進行檢測。
13.如權利要求11所述的車輛狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，運算部將計算重力方向的兩個軸的檢測結果作為矢量合成后的運算結果進行輸出。
14.一種車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于，將權利要求I或11所述的車輛狀態(tài)檢測裝置安裝在車輛的左右兩側。
15.如權利要求14所述的車輛狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于，通過對在車輛的左右兩側檢測到的三個軸方向上的加速度進行運算，能檢測出車輛狀態(tài)。
全文摘要
一種車輛狀態(tài)檢測裝置，在各個軸上設置加速度傳感器(1、2、3)，從而能夠對三個軸各自的方向上的加速度進行檢測，并且包括運算部(7)，該運算部(7)由各個軸的加速度傳感器的檢測結果的矢量和來計算出重力方向，以對車輛狀態(tài)檢測裝置相對于車輛的安裝傾斜進行修正，并對車輛的前后方向、左右方向、上下方向的加速度進行檢測。
文檔編號B60R21/00GK102782506SQ20108006512
公開日2012年11月14日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權日2010年3月10日
發(fā)明者平岡裕二 申請人:三菱電機株式會社