專利名稱：用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的方法
技術領域：
本 發明從根據獨立權利要求I的分類的用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的方法、根據獨立權利要求7的分類的用于實施用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的相應的分析與控制單元以及根據獨立權利要求9的分類的具有這種分析與控制單元的乘客保護系統出發。
背景技術：
在公開文獻DE 102004058814A1中例如描述了一種用于將乘客約束在車輛座椅上的方法和設備。所描述的方法在識別到臨界行駛狀態時通過安全帶拉緊器用力將乘客約束到車輛座椅中并且隨后以保持力使乘客保持在拉回位置中。所描述的用于在臨界行駛狀態期間將乘客約束在車輛座椅上的設備包括安全帶、用于預先識別危險行駛狀態的單元以及乘客位置識別裝置，其中在識別到危險行駛狀態時向安全帶拉緊器施加力并且由此將乘客拉到車輛座椅中，其中以保持力將拉回位置中的乘客保持在車輛座椅上。在此，通過監視轉向角、物體的距離、相對速度、車輛延遲、偏航角、偏航速度、偏航加速度、自身速度、轉向角、強方向變化和/或傾斜角或這些參數的任意組合來識別臨界行駛狀態。
發明內容
與之相比，根據本發明的具有獨立權利要求I的特征的用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的方法具有以下優點求得車輛已經離開道路的方向角，并且根據所求得的方向角來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置。通過求得車輛已經離開道路的方向角可以通過有利的方式改進隨后激活的可逆的約束裝置的選擇和觸發。與之相比，根據本發明的具有獨立權利要求7的特征的用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的分析與控制單元具有以下優點在對傳感器信號的分析處理得出車輛已經離開道路時，分析與控制單元識別這樣的危險狀況，其中分析與控制單元求得車輛已經離開道路的方向角，其中分析與控制單元根據所求得的方向角來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置。根據本發明的用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的分析與控制單元例如可以用在具有至少一個用于檢測與事故有關的信息的傳感器單元以及至少一個可逆的約束裝置的乘客保護系統中。本發明的實施方式將所求得的角度信息尤其用于相應地觸發前部或側面的乘客保護系統。由此可以有針對性地根據碰撞情形最優地使用可逆的約束系統。在將離開道路時的角度相關性包含到判定中時，觀察車輛的在車輛縱向與道路邊界(例如，路邊石)之間的方向角。在此在方向角小于或等于優選45°的預給定的閾值時得出第一典型范圍。所述范圍代表典型的縱向離開情形。在方向角大于優選45 °的預給定的閾值時得出第二典型范圍。所述范圍代表典型的垂直離開情形。為了進行角度分析，存在不同的分析處理可能性。此外，在一種基本變型中，使用符合標準的碰撞傳感機構并且可以由作用于各個車輪的個體事件的相應時間分析處理推斷出車輛離開或者已經離開道路的方向角。替代的實施方式包括附加地充分利用車輛的車輪的可能安裝的輪胎壓力傳感機構。
如果車輛離開道路，則預防性地通過至少一個可逆的約束裝置保護乘客。至少一個可逆的約束裝置例如包括電動機式安全帶拉緊器或基于座椅的致動器。至少一個可逆的約束裝置可供用于潛在的二次事故(例如，樁碰撞、翻車等等)或者在發生二次事故之前發揮其作用。這意味著例如消除安全帶松弛、乘客的定位或者可逆的填充物從車輛座椅或車輛內飾部件中移出。由此，根據本發明的方法能夠使乘客盡可能地遠離侵入結構。通過已知的方向角，可以在座椅具有基于座椅的致動器時在所求得的方向角小于優選45°的閾值的情況下填充例如座椅的側面墊枕或者車身襯里部件中的墊枕，而在所求得的方向角大于優選45°的閾值的情況下，可以觸發傳統的座椅調節功能并且例如實施座椅高度調節。由此還得到以下優點可以使用現有的基于加速度的碰撞傳感器，以便激活至少一個可逆的約束裝置。此外，與現有技術相比，可以在充分利用標準傳感器單元的情況下顯著地擴展至少一個可逆的約束裝置的作用范圍。通過在從屬權利要求中列舉的措施和擴展方案可以有利地改進在獨立權利要求I中說明的用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的方法以及在獨立權利要求7中說明的用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的分析與控制單元以及在獨立權利要求9中說明的乘客保護系統。特別有利地，為了檢測角度信息，在時間上分析處理涉及車輛的各個車輪的個體事件。因此，為了檢測角度信息，例如可以求得或者測量和在時間上分析處理作用于車輛的行駛機構的力作用。在此，分別檢測車輪上的所求得的力作用或者將所求得的力作用分配給車輪，以便識別作用于車輛的相繼的各個事件的時間順序，以便獲得關于方向角的信息。另外，為了檢測角度信息，可以在時間上分析處理例如通過輪胎壓力傳感機構求得或者測量的輪胎壓力信息。例如，可以將駛過路邊石識別為離開道路的指標。在駛過路邊石時，在車輛縱向上在中央控制設備中測量到的加速度的相應時間信號示出非常大的信號，所述信號甚至可能超過在碰撞期間記錄的信號。由在車輪駛過路邊石時分別檢測到的多個這樣的信號的時間順序可以推斷出車輛離開道路的方向角。與代表碰撞的加速度信號的窗積分不同，代表駛過路邊石的加速度信號的窗積分在一短時間后再次下降，從而可以通過分析處理加速度信號的積分來識別相應的駛過路邊石。積分保持在較小的值或者返回并且因此同樣可以用于進行區分。這意味著現有算法中幾乎不產生額外開銷，因為基本上必須使用類似典型的誤用特征曲線的特征曲線。一般而言，在嚴重的誤用信號(其閾值是可用的，并且其尤其由行駛試驗已知，并且其表示離開道路)的情況下，激活尤其是座椅中的至少一個可逆的約束裝置。在根據本發明的方法的構型中，在所求得的方向角小于或等于優選45°的預給定的閾值時激活防護側面沖擊的約束裝置。在根據本發明的方法的另一構型中，在所求得的方向角大于優選45°的預給定的閾值時激活主要防護前部沖擊的約束裝置。在根據本發明的分析與控制單元的構型中，設有信號處理裝置，其在分析處理之前通過低通濾波器和/或平方器和/或積分器來預處理檢測到的傳感器信號。可以通過例如由振蕩(如其在較差路段上出現)產生的強激勵或者通過例如由駛過路邊石產生的強加速度峰值來觸發至少一個可逆的約束裝置。為了識別這樣的事件，可以例如使用經低通濾波的加速度信號以及經取平方或整流的加速度信號的積分或窗積分作為識別算法的合適的輸入量。在根據本發明的乘客保護系統的構型中，至少一個可逆的約束裝置包括安全帶拉緊功能和/或座椅調節功能和/或墊枕填充功能和/或墊枕移出功能和/或頭枕調節功能。在附圖中示出并且在以下描述本發明的有利實施方式。在附圖中，相同的附圖標記表示執行相同或者類似功能的組件或元件。
圖I示出具有根據本發明的乘客保護系統和根據本發明的用于實施用于激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置的方法的分析與控制單元的車輛的示意圖。圖2示出具有根據本發明的分析與控制單元的根據本發明的乘客保護系統的示意性框圖。圖3示出具有車輛的街道網絡的一部分，所述車輛在小于優選45°的預給定的閾值的方向角下離開道路。圖4示出具有車輛的街道網絡的另一部分，所述車輛在大于優選45°的預給定的閾值的方向角下離開道路。圖5示出在碰到路邊石時車輪的示意圖。圖6示出在時間上表示在車輛縱向上測量到的加速度信號的示意性信號變化曲線。圖7示出在衰減的速度(DV)上表示在車輛縱向上測量到的加速度a的示意性信號圖。
具體實施例方式主動的和被動的乘客保護系統在車輛發展過程中起著越來越大的作用。為了能夠實現最優的保護效果，需要非常早的事故識別。傳感器系統構成這樣的事故識別和乘客保護系統激活的基礎，所述傳感器系統包括一個或多個例如組成一個或多個傳感器單元的傳感器，并且所述傳感器的信號被分析處理以識別與物體的碰撞和/或以識別車輛的側翻，以便隨后激活乘客保護裝置，所述乘客保護裝置可以實施為不可逆的約束系統(例如安全氣囊或煙火式安全帶拉緊器)和/或可逆的約束系統(例如電動機式安全帶拉緊器)。對于各個傳感器可以使用不同的傳感器原理(例如加速度傳感器、壓力傳感器、固體聲傳感器、壓電傳感器和/或光傳感器等等)。此外，預見性的傳感器系統(所謂的預碰撞傳感器系統)是已知的，其例如具有視頻傳感器或雷達傳感器，以便識別與物體的即將發生的接觸以及實施物體分類。嚴重的直至極其嚴重的事故的常見原因在于脫離道路包括隨后的二次碰撞。在脫 離道路時，相對頻繁地發生與相應的街道設施(例如護欄、照明燈桿、銘牌、柱子等等)或者與土地邊界(例如圍欄或墻)的碰撞。這些二次碰撞可能導致乘客的非常嚴重的損傷。
通常，根據標準安裝的碰撞傳感機構已經可以記錄和探測或多或少不固定的地帶上或多或少平坦的街道/表面的過渡帶。通常，不是以銳角而是以鈍角(即，或多或少與道路平行地)離開道路。在機動車中的乘客安全性領域中，具有在緊急制動的情形中或者在車輛打滑過程中觸發安全帶拉緊器以便減少可能存在的安全帶松弛(即，沒有貼緊的安全帶)。附加地，激活用于在必要時在縱向上加速的舒適座椅調節、坐墊傾斜和座椅靠背的標準電動機，以便將乘客置于對于可能的事故而言安全的位置中。此外，可以通過有利的方式觸發多輪廓座椅或具有基于靠背和/或座椅面的側向支撐的碰撞激活的座椅，以便改善側向支撐。由此在發生碰撞時使車輛和乘客更好地做好準備。如果事故消失，則激活的系統可以被重置到基本狀態中，因為其是完全可逆的。由已知系統、例如由制動輔助系統或ESP系統(ESP:Elektronischen StabilitiitSProgramm :電子穩定程序)的傳感器提供用于采取這些措施的信息，這些傳感器能夠及早地記錄臨界行駛狀況，如打滑或緊急制動。如從圖I和圖2中可以看到的，在示出的實施例中，為了實施根據本發明的用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置16的方法，車輛I包括分析與控制單元12。至少一個可逆的約束裝置16通過接口 12. I與分析與控制單元12耦合。分析與控制單元12通過分析處理由多個具有多個傳感器的傳感器單元14、15提供的傳感器信號來預先識別危險狀況，在這些傳感器中示例性地示出了 8個傳感器14. 1,14. 2、14. 3,14. 4,15. 1,15. 2,15. 3,15. 4。傳感器單元 14,15 或者各個傳感器 14. 1,14. 2,14. 3、14. 4、15. I、15. 2、15. 3、15. 4通過至少一個另外的接口 12. 2、12. 3與分析與控制單元12耦合 ο除作為中央控制設備10的一部分的分析與控制單元12以外，所屬的乘客保護系統I還包括用于檢測與事故有關的信息的傳感器單元14、15以及可逆的約束裝置16。第一傳感器單元14代表多個加速度傳感器14. I、14. 2、14. 3、14. 4的集合，在這些加速度傳感器中例如設置在中央控制設備10中的傳感器14. I檢測沿車輛縱軸線和沿車輛橫軸線的加速度。例如設置在中央控制設備10中的另一個傳感器14. 2同樣檢測沿車輛縱軸線的加速度。兩個另外的、例如設置在B柱中的傳感器14. 3,14. 4檢測沿車輛橫軸線的加速度。第二傳感器單元15代表多個輪胎壓力傳感器15. I、15. 2、15. 3、15. 4的集合，這些輪胎壓力傳感器分別檢測相應的車輪5. 1,5. 2,5. 3,5. 4中的壓力。分析與控制單元12通過分析處理由傳感器單元 14,15 或者傳感器 14. 1,14. 2,14. 3,14. 4,15. 1,15. 2,15. 3,15. 4 通過接口 12. 2、12. 3提供的傳感器信號來預先識別危險狀況。至少一個可逆的約束裝置16包括例如電動機式安全帶拉緊器和/或基于座椅的致動器，所述致動器例如可以執行安全帶拉緊功能和/或座椅調節功能和/或墊枕填充功能和/或頭枕調節功能。如果車輛I離開道路42，則可以通過至少一個可逆的約束裝置16預防性地保護乘客。至少一個可逆的約束裝置16可供用于潛在的二次事故或者在二次事故之前發揮其作用。這意味著消除安全帶松弛、乘客的定位或者可逆的填充物的移出。由此，本發明的實施方式能夠使乘客盡可能地遠離侵入結構。如從圖2中可以進一步看到的，分析與控制單元12包括信號處理裝置18，所述信號處理裝置在分析處理之前通過低通濾波器18. I和/或平方器18. 2和/或積分器18. 3來預處理檢測到的傳感器信號。替代所示實施例，信號處理裝置18也可以設置在分析與控制單元12外部，例如作為控制設備10中的獨立結構單元或者作為傳感器單元14、15或者傳感器14. 1,14. 2,14. 3,14. 4,15. 1,15. 2,15. 3,15. 4中和/或分析與控制單元12中和/或控制設備10中的多個分布式結構單元。此外，分析與控制單元12包括用于實施傳感器信號的分析處理的計算塊和/或邏輯塊12. 4。
如果傳感器信號的分析處理得出車輛I已經離開或者離開道路42，分析與控制單元12識別這樣的危險狀況，其中分析與控制單元12求得車輛I已經離開或者離開道路42的方向角α。分析與控制單元12根據所求得的方向角α來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置16。圖3和圖4分別示出街道網絡40的一部分以表示兩個不同情景，其中車輛I在不同的方向角α下離開道路42。圖3例如示出第一情景，其中車輛I在小于或等于優選45°的預給定的閾值的方向角α下離開道路42。圖4例如示出第二情景，其中車輛I在大于優選45°的預給定的閾值的方向角α下離開道路42。為了檢測角度信息，在時間上分析處理涉及車輛I的各個車輪5、5. 1、5.2、5.3、5. 4的個體事件。以下參照附圖5至7來描述駛過路邊石作為離開道路42的示例。圖5示例性地示出在車輪5碰到路邊石42時車輛I的行駛機構7上的力作用，由此引起振動8，所述振動可以由傳感器14. 1,14. 2,14. 3,14. 4,15. 1,15. 2,15. 3,15. 4中的至少一個傳感器檢測以及由分析與控制單元12分析處理。此外，車輪5駛過路邊石42也可以由所屬的輪胎壓力傳感器15. 1,15. 2,15. 3,15. 4探測到，因為輪胎壓力在車輪5碰到路邊石42上時會短時間地升高。圖6示出對于碰撞Κ2和駛過路邊石Kl在車輛縱向上在中央控制設備中測量到的加速度a的兩個時間信號K1、K2。如從圖6中可以看到的，駛過路邊石示出非常大的信號K1，所述信號甚至超過代表碰撞的信號K2。根據圖7，也可以從在速度衰減DV上描繪的加速度a中讀取駛過路邊石事件。圖7中的a/DV圖同樣示出代表駛過路邊石的大信號ΚΓ，但是駛過路邊石的加速度的積分ΚΓ在短時間后再次下降，而碰撞的加速度的積分K2'繼續存在。因此，可以由圖7中的a/DV圖推導出離開道路事件。這意味著在現有算法中幾乎不產生額外開銷，因為基本上必須使用類似典型的誤用特征曲線的特征曲線。一般而言，在嚴重的誤用信號的情況下，激活至少一個可逆的約束裝置16，尤其是座椅中的致動機構。附加地或替代地，可以通過強激勵來觸發至少一個可逆的約束裝置16，如其例如通過由較差路段引起的振蕩或者通過強加速度峰值引起的那樣。因此，可以使用在框18. I中經低通濾波的加速度信號以及在框18. 2中經取平方或整流的信號的在框18. 3中形成的積分或窗積分作為識別算法的合適的輸入量，以便識別離開道路42。根據本發明，在判定時一起考慮離開道路時的角度相關性。在此將在車輛縱向與道路邊界44(例如路邊石)之間得到的那個角度稱作方向角a。在方向角α小于或等于優選45°的預給定的閾值的情況下得到第一典型范圍，所述第一典型范圍代表典型的縱向離開情形。在方向角α大于優選45°的預給定的閾值的情況下得到第二典型范圍。所述范圍代表典型的垂直離開情形。為了進行角度分析，存在不同的分析可能性。此外，在一種基本變型中，使用符合標準的碰撞傳感機構14并且由對作用于各個車輪5、5. 1,5. 2,5. 3,5. 4的個體事件的相應時間分析處理可以得出車輛I離開或者已經離開道路42的方向角a。替代的實施方式包括附加地充分利用車輛I的車輪5、5. 1,5. 2,5. 3,5. 4的可能安裝的輪胎壓力傳感機構15。角度信息尤其對于相應地觸發前部的或側面的可逆的約束裝置16是重要的。由此可以有針對性地根據碰撞情形最優地使用可逆的約束裝置16。當求得小于或等于優選45°的閾值的方向角α時，通過已知的方向角α可以在座椅具有基于座椅的致動器的情況下例如填充或移出座椅的側面墊枕。相反，在所求得的方向角α大于優選45°的閾值時，可以觸 發傳統的座椅調節功能并且例如實施座椅高度調節。
權利要求
1.用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置(16)的方法，其中，所述危險狀況通過分析處理由至少一個傳感器單元(14，15)提供的傳感器信號預先識別，其特征在于，在通過分析處理所述傳感器信號確定車輛(I)已經離開道路(42)時識別出這樣的危險狀況，其中，求得所述車輛(I)已經離開所述道路(42)的方向角(α)，其中，根據所求得的方向角(α)來激活和/或觸發所述至少一個可逆的約束裝置(16)。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，為了檢測角度信息，在時間上分析處理涉及所述車輛(I)的各個車輪(5，5. 1,5.2,5.3,5. 4)的個體事件。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，為了檢測角度信息，在時間上分析處理所求得的、所述車輛(I)的行駛機構(7)上的力作用。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，為了檢測角度信息，在時間上分析處理輪胎壓力信息。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的方法，其特征在于，在所求得的方向角(α)小于或等于優選45°的預給定的閾值時，激活防護側面沖擊的約束裝置(16)。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的方法，其特征在于，在所求得的方向角(a)大于優選45°的預給定的閾值時，激活主要防護前部沖擊的約束裝置(16)。
7.用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置(16)的分析與控制單元，其尤其用于實施根據權利要求I至6中任一項所述的方法，其中，所述至少一個可逆的約束裝置(16)通過接口(12. I)與所述分析與控制單元(12)耦合，其中，所述分析與控制單元(12)通過分析處理由至少一個通過至少一個另外的接口(12.2，12.3)與所述分析與控制單元(12)耦合的傳感器單元(14，15)提供的傳感器信號來預先識別所述危險狀況，其特征在于，在對所述傳感器信號的分析處理得出車輛(I)已經離開道路(42)時，所述分析與控制單元(12)識別出這樣的危險狀況，其中，所述分析與控制單元(12)求得所述車輛(I)已經離開所述道路(42)的方向角(α)，其中，所述分析與控制單元(12)根據所求得的方向角(α)來激活和/或觸發所述至少一個可逆的約束裝置(16)。
8.根據權利要求7所述的分析與控制單元，其特征在于，所述分析與控制單元包括信號處理裝置(18)，所述信號處理裝置(18)在所述分析處理之前通過低通濾波器(18. I)和/或平方器(18. 2)和/或積分器(18. 3)來預處理所檢測的傳感器信號。
9.乘客保護系統，其具有至少一個用于檢測與事故相關的信息的傳感器單元(14，15)、至少一個可逆的約束裝置(16)以及一個用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發所述至少一個可逆的約束裝置(16)的分析與控制單元(12)，其中，所述至少一個可逆的約束裝置(16)通過接口(12. I)與所述分析與控制單元(12)耦合，其中，所述分析與控制單元(12)通過分析處理由所述至少一個傳感器單元(14，15)通過至少一個另外的接口(12.2,12. 3)提供給所述分析與控制單元(12)的傳感器信號來預先識別所述危險狀況，其特征在于，所述分析與控制單元(12)是根據權利要求7或8實現的。
10.根據權利要求9所述的乘客保護系統，其特征在于，所述至少一個可逆的約束裝置(16)執行安全帶拉緊功能和/或座椅調節功能和/或墊枕填充功能和/或墊枕移出功能和/或頭枕調節功能。
全文摘要
本發明涉及一種用于根據預先識別的危險狀況來激活和/或觸發至少一個可逆的約束裝置(16)的方法，其中，所述危險狀況通過分析處理由至少一個傳感器單元(14，15)提供的傳感器信號預先識別，本發明還涉及一種用于實施所述方法的分析與控制單元(12)和一種具有這樣的分析與處理單元(12)的乘客保護系統(3)。根據本發明，在通過分析處理所述傳感器信號確定車輛已經離開道路時識別出這樣的危險狀況，其中，求得所述車輛已經離開所述道路的方向角，其中，根據所求得的方向角來激活和/或觸發所述至少一個可逆的約束裝置(16)。
文檔編號B60R21/0132GK102639366SQ201080054688
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月30日 優先權日2009年12月2日
發明者G·A·德阿德塔, H·弗賴恩施泰因, T·利希 申請人:羅伯特·博世有限公司