用于测试车辆气囊控制单元的装置和方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于测试车辆气囊控制单元的装置和方法。背景技术 多数车辆都配备有气囊及其控制单元。 气囊控制单元包括碰撞变形传感器和微型 计算机 ( 未示出 )。 碰撞变形传感器设置在车辆的前、 后、 左及右侧， 并感测频率信号， 即， 在 车辆发生碰撞或车体变形时产生的最大值为 20kHz 的频率信号。微型计算机接收来自碰撞 变形传感器的传感信号以分析频率信号， 从而识别车辆事故的发生， 以及决定气囊是否工 作。碰撞变形传感器的频率信号的传感性能在气囊系统中非常重要。因此， 测试和评估根 据频率变化的传感性能， 并将评估内容反映到制造优质的碰撞变形传感器中。
为了测试和评估碰撞变形传感器的性能， 相关技术利用振动器对车辆的碰撞状态 取样产生一个与车辆碰撞或车体变形时所产生的频率信号类似的小于约 1kHz 的频率。
因此， 碰撞变形传感器感测随机产生的频率以产生输出信号， 并利用输出信号来 输出用来决定产生气囊操作的决定信号， 以及评价从测试单元输出的决定信号。
图 1a 示出解释碰撞变形传感器的车辆变形感测原理的方框图， 而图 1b 示出用于 测试碰撞变形传感器的常规测试器结构的一个例子。
将碰撞变形传感器等测试产品 3 安装并固定在测试板 4 上。振动器 1 和测试板 4 通过摆动杆 2 连接。振动器 1 使测试板 4 往复摆动， 产生碰撞变形传感器的输出信号。测 试所产生的输出信号。
常规测试器具有一定缺点。如上所述， 在车辆碰撞或变形的情况下产生的频率信 号具有最大 20kHz 的带宽。然而， 在测试器中取样的频率只具有小于 1kHz 的带宽。也就是 说， 不能取样 1kHz-20kHz 频带范围内的碰撞状态。
本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明背景的理解， 因此可能 包含不构成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术信息。
发明内容 一方面， 本发明提供一种用于测试车辆的气囊控制单元的系统。 该系统包括 ： 振动 器控制单元， 其产生第一信号和对应于第一信号的同步开始信息 ； 振动器， 其根据第一信号 的频率振动气囊控制单元 ； 信号控制单元， 其利用同步开始信息使第二信号与第一信号时 间同步， 并将第二信号传送给气囊控制单元 ； 以及气囊控制单元， 其产生来自第一信号和第 二信号的总感测信号， 根据总感测信号产生关于气囊是否工作的决定信号， 并将所产生的 决定信号传送给信号控制单元。
再一方面， 本发明提供一种用来测试车辆气囊控制单元的信号控制装置。该装置 包括 ： 振动器控制单元， 其感测用来操作振动器的第一信号 ； 通信模块， 其从振动器控制单 元接收关于第一信号的同步开始信息 ； 同步模块， 其利用同步开始信息使第二信号与第一 信号时间同步 ； 以及控制模块， 其将第二信号传送给气囊控制单元， 以使气囊控制单元根据
从第一信号和第二信号获得的总感测信号， 输出关于气囊是否工作的决定信号。
另一方面， 本发明提供一种用于车辆的气囊控制单元。 该控制单元包括 ： 传感器模 块， 其感测与通过振动器产生的第一信号的频率相应的振动信号 ； 以及微型计算机， 其接收 与第一信号时间同步的第二信号， 利用第一信号和第二信号产生总感测信号， 将总感测信 号与预设的气囊工作参考值进行比较， 并输出决定气囊是否工作的决定信号。
又一方面， 本发明提供一种测试车辆气囊控制单元的方法， 该方法包括 ： (a) 通过 振动器控制单元产生第一信号和对应于第一信号的同步开始信息 ； (b) 根据第一信号频率 通过振动器振动气囊控制单元 ； (c) 通过信号控制单元， 利用同步开始信息使第二信号与 第一信号时间同步， 并且将第二信号传送给气囊控制单元 ； 以及 (d) 通过气囊控制单元， 从 第一信号和第二信号中产生总感测信号， 根据总感测信号产生关于气囊是否工作的决定信 号， 并将决定信号传送给信号控制单元。
又一方面， 本发明提供一种产生用于测试车辆气囊控制单元的信号的方法， 该方 法包括 ： (a) 通过振动器控制单元产生第一信号和对应于第一信号的同步开始信息 ； (b) 利 用同步开始信息使第二信号与第一信号时间同步 ； 以及 (c) 将第二信号传送给气囊控制单 元， 使得气囊控制单元通过由第一信号和第二信号获得的总感测信号， 输出决定气囊是否 工作的决定信号。
在还有的一方面中， 本发明提供一种处理用于测试车辆气囊控制单元的信号的方 法。该方法包括 ： (a) 感测对应于由振动器产生的第一信号的频率的振动信号 ； (b) 接收与 第一信号时间同步的第二信号 ； (c) 从第一信号和第二信号产生总感测信号 ； 以及 (d) 将总 感测信号与预设的气囊工作参考值进行比较， 并输出决定气囊是否工作的决定信号。
利用本发明， 可以方便地、 高精度地测试气囊控制单元。 附图说明
通过下面的详细说明并结合附图， 本发明目的、 特征和优点将会更加显而易见， 其中： 图 1a 是示出碰撞变形传感器的车辆变形感测原理的方框图 ；
图 1b 是示出用来测试碰撞变形传感器的常规测试器结构的一个例子的侧视图 ；
图 2 是根据本发明一个实施方式的用来测试车辆气囊控制单元的系统的图 ；
图 3 是示出根据本发明一个实施方式的气囊控制单元结构的方框图 ；
图 4 是示出根据本发明一个实施方式的信号控制装置的结构的方框图 ；
图 5 是示出根据本发明一个实施方式的通过信号控制装置使第一信号与第二信 号时间同步的图示 ； 和
图 6 是示出根据本发明一个实施方式的用于测试车辆气囊控制单元的方法的流 程图。
附图中各元件的附图标记
10 ： 振动器控制单元
20 ： 振动器
30 ： 气囊控制单元
32 ： 传感器模块
34 ： 微型计算机 40 ： 负载箱 50 ： 信号发生单元 60 ： 信号控制单元 70 ： 测试单元具体实施方式
参考附图详细描述本发明的示例性实施例。 同样的附图标记在整个附图中用来代 表相同或相似的部件。 在此省略对已知功能和结构的详细描述， 以避免模糊本发明的主题。
应当理解， 在本文中所使用的术语 “车辆” 或 “车辆的” 或其它类似术语包括一般的 机动车辆 ( 诸如包括运动型多用途车 (SUV)、 公共汽车、 卡车、 各种商务车辆在内的客车 )、 包括各种艇和船在内的水运工具、 飞行器等， 并且包括混合动力车、 电动车、 插电式混合电 动车、 氢动力车以及其它替代燃料车 ( 例如从除石油之外的能源中获得的燃料 )。 如本文所 提及的， 混合动力车是指具有两种或者多种动力源的车辆， 例如既有汽油动力又有电动力 的车辆。
图 2 是示出根据本发明一个实施方式的用于测试车辆气囊控制单元的系统的图示。 根据本发明的一个实施方式， 用于测试车辆的气囊控制单元的系统 100， 包括 ： 振 动器控制单元 10、 振动器 20、 气囊控制单元 30、 负载箱 40、 信号发生单元 50、 信号控制单元 60， 以及测试单元 70。
振动器控制单元 10 产生 1kHz 或更低带宽的第一信号， 其对车辆的碰撞状态进行 取样， 并将其传送给振动器 20， 以及对第一信号产生同步开始信息， 并将其传送给信号控制 单元 60。
振动器 20 根据从振动器控制单元 10 提供的第一信号的频率来振动气囊控制单元 30。
气囊控制单元 30 感测通过振动器 20 振动的第一信号， 并接收来自信号控制单元 60 的高频带的第二信号 ( 碰撞声音感测脉冲 )。另外， 气囊控制单元 30 产生与第一信号和 第二信号相关的总感测信号。气囊控制单元 30 通过利用所产生的总感测信号， 产生决定气 囊是否工作的模拟信号， 并将所产生的模拟决定信号传送给负载箱 40。
负载箱 40 将模拟决定信号转换成决定气囊是否工作的数字信号， 并将数字决定 信号传送给信号控制单元 60。
信号发生单元 50 产生大于 1kHz 且不大于 20kHz 的频带的第二信号， 其对车辆的 碰撞状态进行取样， 并将第二信号传送给信号控制单元 60。
信号控制单元 60 从振动器控制单元 10 接收关于第一信号的同步开始信息， 以及 来自信号发生单元 50 的第二信号。另外， 通过利用同步开始信息， 信号控制单元 60 使第二 信号与第一信号时间同步， 将所得到的第二同步信号置入振动器 20。同时， 信号控制单元 60 将来自负载箱 40 的数字决定信号传送给测试单元 70。
测试单元 70 获取与振动器控制单元 10 和信号控制单元 60 关联的第一信号、 第二 同步信号和数字决定信号。而且， 测试单元 70 利用第一信号、 第二同步信号以及数字决定
信号的工作特性， 来测试气囊控制单元 30 的工作特性， 例如通过第一和第二信号生成决定 信号的产生次数， 以及根据频率特征生成决定信号的发生情况等等。
下文中将更详细地说明根据本发明的用于测试车辆气囊控制单元的系统 10。
振动器控制单元 10
振动器控制单元 10 产生频带为 1kHz 或更低的第一信号， 其对车辆的碰撞状况进 行取样， 并产生第一信号的同步开始信息。在此， 同步开始信息 ( 时间同步信息 ) 包含第一 信号的开始时间信息。 即， 同步开始信息表示相对的开始时间信息， 其中碰撞状态的频率在 第一信号中随其波形变化而开始 ( 例如， 方波从 0 到 1 的变化时间 )。例如， 当频率在第一 信号中的 40ms 的时间点开始产生时， 就将 40ms 的时间点表示成开始时间。因此， 同步开始 信息的获取使第一信号开始的相对开始时间信息可以被识别。振动器控制单元 10 可操作 地与测试单元 70 相连， 以使测试单元 70 获取第一信号。
振动器 20
振动器 20 通过摆动杆 21 与测试板 31 连接。气囊控制单元 30 安装并固定到测试 板 31 上。振动器 20 根据来自振动器控制单元 10 的第一信号的频率， 使测试板 31 往复摆 动， 从而产生振动信号。 气囊控制单元 30
图 3 是示出气囊控制单元 30 的结构的一个实施例的方框图。气囊控制单元 30 包 括传感器模块 32 和微型计算机 34。传感器模块 32 优选地由碰撞变形传感器构成， 并感测 与由振动器 20 产生的第一信号的频率相对应的振动信号。另外， 传感器模块 32 将感测到 的振动信号转换回到第一信号， 并将第一信号传送给微型计算机 34。
微型计算机 34 接收来自传感器模块 32 的第一信号， 以及来自信号控制单元 60 的 与第一信号时间同步的第二信号。另外， 微型计算机 34 将第一信号与第二信号相加产生总 感测信号。在此， 由于第二信号与第一信号时间同步， 因此微型计算机 34 可以容易地将低 频带的第一信号与高频带的第二信号相加。 也就是说， 1kHz 或更低的低频带与大于 1kHz 且 不超过 20kHz 的高频带在总感测信号中共存。
微型计算机 34 将总感测信号与预设的气囊工作参考值进行比较， 输出用于决定 气囊是否工作的决定信号。例如， 利用总感测信号， 微型计算机 34 将每个预定时间的频率 信号转换为能量值 ( 碰撞量 )。 当经转换的能量值等于或大于预设的气囊工作参考值时， 微 型计算机 34 输出用来决定气囊是否工作的模拟信号， 并将模拟决定信号传送给负载箱 40。 相反地， 当经转换的能量值小于预设的气囊工作参考值时， 微型计算机 34 优选地不输出信 号。
负载箱 40
负载箱 40 实际上是取样的车辆气囊环境。负载箱 40 将模拟决定信号转换为数字 信号 ( 例如， 数字气囊电流 )， 用于决定气囊是否工作。 在典型车辆的情况下， 负载箱接收来 自通用气囊控制单元的模拟决定信号， 并且操作气囊。在此， 负载箱 40 执行作为典型车辆 的角色。即， 负载箱 40 不像典型车辆那样操作气囊， 而是将模拟决定信号转换为数字决定 信号， 并将数字决定信号传送给信号控制单元 60。因此， 信号控制单元 60 可接收数字决定 信号， 并分析数字决定信号的产生时间。
信号发生单元 50
信号发生单元 50 产生大于 1kHz 且不大于 20kHz 的频带的第二信号， 其对车辆的 碰撞状态进行取样， 并将第二信号传送给信号控制单元 60。
信号控制单元 60
图 4 示出信号控制单元 60 结构的一个实施例的方框图。
信号控制单元 60 包括通信模块 62、 同步模块 64， 以及控制模块 66。
通信模块 62 接收来自信号发生单元 50 的第二信号， 并且接收来自振动器控制单 元 10 关于第一信号的时间同步信息， 该时间同步信息用来操作振动器。
图 5 示出信号控制单元 60 利用与第一信号相关的时间同步信息， 使第二信号与第 一信号时间同步的程序的图。
同步模块 64 使第二信号的频率开始时间与第一信号的频率开始时间同步。即， 时 间同步信息包含与第一信号的频率相关的开始时间信息 ( 例如， 40ms 时间点 )。因此， 同步 模块 64 可通过利用例如时移法， 使得与第二信号的频率相关的开始时间和与第一信号的 频率相关的开始时间同步 ( 参照时间轴 )。即， 与第二信号的频率相关的实际开始时间为 20ms， 而第二信号的频率被时移 20ms， 使得第二信号的频率的开始时间变成 40ms。因此， 与 第一信号和第二信号的频率相关的开始时间都变成 40ms。 控制模块 66 利用通信模块 62 将与第一信号时间同步的第二信号传送给气囊控制 单元 30。另外， 控制模块 66 将由负载箱 40 提供的数字决定信号通过通信模块 62 传送给测 试单元 70。此外， 控制模块 66 将与第一信号时间同步的第二信号传送给测试单元 70。
测试单元 70
测试单元 70 可操作地与振动器控制单元 10 连接以获取第一信号， 并可操作地与 信号发生单元 50 连接以获取与第一信号时间同步的第二信号。第一信号与第二信号成为 用于确认关于数字决定信号产生时间的参考。即， 测试单元 70 可知道关于第一信号频率和 第二信号频率的开始时间， 使用作为参考时间的开始时间来代替决定信号的产生时间 ( 通 过传送的时间来识别 )， 从而在决定信号产生时间之前识别第一信号和第二信号的频率信 号特征。
例如， 在 60ms 和 80ms 时间点的能量值超过预设的气囊工作参考值的情况下， 气囊 控制单元 30 在 90ms 时间点输出决定信号。在此情况下， 测试单元 70 可以将响应时间 ( 决 定信号的产生时间 ) 确定为 10ms。
同时， 测试单元 70 可以决定气囊控制单元 30 是否产生决定信号， 即， 可利用通过 振动器控制单元 10 与信号发生单元 50 实际提供的第一信号与第二信号频率特性之间的关 系根据在第一信号与第二信号的任意实际频率中的频率来评价响应特征， 以及决定信号的 产生。
在下文中， 将参考附图 6 来描述根据本发明一个实施方式的用来测试气囊控制单 元 30 的方法。
首先， 振动器控制单元 10 产生 1kHz 或更低频率的第一信号， 其对车辆的碰撞状态 进行取样， 并将所产生的第一信号传送给振动器 20， 并产生关于第一信号的同步开始信息 以及将所产生的同步开始信息传送给信号控制单元 60(S100)。
然后， 振动器 20 根据来自振动器控制单元 10 的第一信号的频率来振动气囊控制 单元 30(S102)。
接着， 信号发生单元 50 产生大于 1kHz 且不大于 20kHz 的频率的第二信号， 其对车 辆碰撞状态进行取样， 并将所产生的第二信号传送给信号控制单元 60(S104)。
接下来， 信号控制单元 60 利用同步开始信息使第二信号与第一信号时间同步， 并 将第二时间同步信号传送给气囊控制单元 30(S106)。
然后， 气囊控制单元 30 接收来自信号控制单元 60 的第二信号， 感测在振动器 20 中产生的振动信号， 将振动信号转换为第一信号， 并将第一信号和第二信号相加来生成总 感测信号 (S108)。
随后， 气囊控制单元 30 将总感测信号与预设的气囊工作参考值进行比较， 输出模 拟决定信号， 并将该输出的模拟决定信号传送给负载箱 40(S110)。
接下来， 当负载箱 40 将模拟决定信号转换成数字决定信号时， 通过信号控制单元 60 将数字决定信号传送给测试单元 70。 可操作地与振动器控制单元 10 和信号发生单元 50 连接的测试单元 70， 获取第一信号和第二信号， 并根据所获取的第一信号与第二信号的频 率特征来分析数字决定信号的产生时间， 以评价响应特征 ( 例如， 取决于频率的气囊控制 单元 30 的响应时间 )(S112)。
尽管上面已经参考示例性实施方式对本发明进行详细的描述， 然而本领域普通技 术人员应当知道， 对在此所教导的基本发明原理的各种变型和修改仍然落在本发明的精神 和范围内， 本发明的保护范围由所附的权利要求来限定。