CN101151178B - 用于在碰撞后稳定汽车的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在碰撞后稳定汽车(9)的装置，它包括具有调节算法(4)的控制仪(1)、用于记录说明不同的描述行驶状态的参量(ay、δ、dΨ/dt)的传感装置(2)和用于实施稳定干预的执行机构(3)。按照本发明，对汽车(9)的行驶状态关于出现碰撞进行监控，计算汽车运动参量(ay、dΨ/dt、β)的至少部分独立于驾驶员转向愿望的额定值(ay额定、dΨ额定/dt、β额定)，并且在碰撞的情况下将汽车(9)的汽车运动参量(ay、dΨ/dt、β)调节到所述的额定值(ay额定、dΨ额定/dt、β额定)。

Description

用于在碰撞后稳定汽车的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在碰撞后稳定汽车的装置和一种相应方法。
背景技术
由现有技术公知的汽车稳定系统如电子稳定程序(ESP)大多调节汽车的偏转比率和/或浮动角。当这些调节量与其额定值的调节偏差过大时，通过自动的对单个车轮的制动干预或借助一种主动转向系统进行的调节干预汽车运动以稳定汽车。在此，调节目的在于，使实际汽车运动适应由方向盘转角规定的额定汽车运动。另外，因为汽车减速会由驾驶员作为干扰感受到，在确定制动干预时还遵循这样的目标，即使汽车尽可能少地减速。
当汽车由于车轮可传递的最大横向力的限制过度转向或转向不足时，公开的行驶动力学调节系统在行驶动力学边界区域中支持驾驶员。但是，这种已知的系统在碰撞的情况下具有其限制。在此，尤其危险的是偏置的车尾碰撞或偏置的侧面碰撞，在这些情况下，在汽车上施加较大的旋转力矩，并且使汽车迅速置于旋转之中。与正面碰撞的情况下不同，汽车速度在此没有强制降低，这样，汽车可能以高速继续运动。因为尤其是不熟练的驾驶员面对碰撞经常作出错误的反应或过迟作出反应以及采取如强力反向转向、制动太弱等不合适的对策，所以汽车可能完全失控并且可能导致连续事故，由于速度太快这些连续事故可能具有严重的后果。
在这种情况下，常规的行驶动力学调节系统虽然干涉行驶运行，但是不能足够迅速并且以一种优化的方式稳定汽车，因为将由驾驶员决定的转向角-该转向角可能在碰撞的激动情绪下产生并且在稳定方面不合适-用于偏转比率调节或者说浮动角调节的基础。这导致调节器遵循非优化的额定值。
发明内容
因此，本发明的任务是提供稳定汽车的一种装置及一种方法，碰撞后借助于它们有效地稳定汽车，并且同时明显使汽车减速，以用于降低潜在的连续事故的危险和严重性。
根据本发明，该任务通过按本发明的用于在碰撞后稳定汽车的装置和方法解决。用于在碰撞后稳定汽车的装置包括具有调节算法的控制仪和用于记录不同汽车运动参量的传感装置，其特征在于：所述用于在碰撞后稳定汽车的装置另外包括用于识别碰撞的传感装置，并且所述调节算法在碰撞情况下使用汽车运动参量的额定值，额定值至少部分不依赖于驾驶员的转向愿望并且将汽车的运动调节到该额定值。用于在碰撞后稳定汽车的方法的特征在于：借助传感装置对汽车的行驶状态关于出现碰撞进行监控，确定汽车运动参量的至少部分独立于驾驶员转向愿望的额定值，在碰撞的情况下通过稳定干预将汽车运动参量调节到该额定值。
本发明的主要构思在于，在出现碰撞方面传感监控汽车的行驶状态，并且当识别出碰撞时，将描述汽车运动的参量(汽车运动参量)如汽车的偏转比率、浮动角或横向加速度调节到至少部分不依赖于驾驶员的转向愿望的额定值。这样具有一个重要优点，即可以在碰撞情况下降低驾驶员惊吓反应对调节的影响。这样，可以显著更有效更迅速地稳定汽车。
可以通过不同方式确定调节的额定值：按照本发明的第一实施方式，使用临近碰撞前测量的实际值如临近碰撞前存在的实际偏转比率作为额定值。如果汽车在碰撞的时间点运动经过一个弯道，那么在碰撞后也根据这个弯道来调节汽车运动。
按照本发明的一种特殊实施方式，额定偏转比率由基于当前驾驶员转向角计算出的偏转比率和临近碰撞前测量的偏转比率计算所得。
按照本发明的另一种实施方式，设置一种车道识别系统，该车道识别系统例如借助于视频摄像机拍摄汽车的周围环境并且从图像数据中提取关于车道路线的信息。在这种情况下，额定值的计算以车道路线的信息为基础得以实现。
作为选择方案，也可以设置一种系统，利用这种系统例如借助自适应巡航控制系统(ACC系统)的雷达传感器确定其它汽车的轨迹(运动轨道)。在这种情况下，以其它汽车的轨迹为基础计算额定值。这样可以按其它汽车的运动轨道调整发生事故的汽车。
按照本发明的另一种实施方式，从气体导航系统的数据中计算出额定值。如果从数码卡上获知汽车的行驶道路路线和当前位置，那么可以例如确定汽车为了跟随行驶道路路线必须具有的额定偏转比率。
按照本发明的另一种表现方式，通过在碰撞后的调节干预调整汽车，使汽车的横向速度在数值上降低。以这种方式减少一种潜在的对乘客尤其危险的侧面碰撞的严重性。
在碰撞的情况下，优选不仅仅稳定汽车，而且还要主动制动。在此，汽车纵向速度可以降低到一个预定的值或者汽车停车状态。
碰撞时测量的偏转比率可能大幅度超过汽车正常行驶运行时产生的偏转比率。为了识别错误的传感器信号，并且避免系统的错误反应，已知的行驶动力学调节系统通常实施传感器信号的可信度测试。在此，通常忽略高的偏转比率或迅速的偏转比率变化并将其视为错误信号。为了在碰撞情况下避免这种情况，提出在碰撞情况下扩大偏转比率传感器的信号的可信范围，并且由此将非常高的偏转比率或偏转比率变化视为可信的。
原则上可以借助于集成在汽车中的合适位置上的任何合适的传感装置如压力传感器或加速度传感器来识别碰撞。从现有技术中已经足够熟悉传感器的结构和设置的位置。按照本发明的一种优选实施方式，使用安全气囊系统的传感器来识别碰撞事件。这可以成本特别有利地实现，因为不需要附加的传感器。
在汽车中设置多个碰撞传感器时，尤其可以更准确地确定碰撞物体与自身汽车的碰撞位置以及必要时碰撞角度。从中可以推导出关于自身汽车强制侧滑的强度的信息。按照本发明，可以再次利用这些数值校验偏转比率传感器测量的偏转比率。这样，可以更准确以及更可靠地确定所需要的调节干预的强度。
附图说明
以下借助于附图示例性地详细解释本发明。附图示出：
图1是行驶动力学调节系统的示意图，该行驶动力学调节系统附加地使用安全气囊传感器的信号；
图2是汽车在其车道中的视图；
图3是用于示出在碰撞后用于稳定汽车的主要方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了稳定系统1-5的示意图，该稳定系统设置用于在碰撞后至少部分制动汽车，并且尤其是减少碰撞造成的侧滑。
稳定系统1-5包括一个用于记录不同行驶状态参量的传感装置2，由这些行驶状态参量求得汽车的实际状态。传感装置2特别包括横向加速度传感器、偏转比率传感器、制动压力传感器、车轮转速传感器和方向盘转角传感器。在此，系统的所有传感器集中在模块2中。在具有行驶动力学调节系统(如ESP)的汽车的情况下可以利用行驶动力学调节系统的传感器。
另外，稳定系统1-5还包括一个控制仪1和多个执行机构3，其中，在控制仪1中保存了调节算法4(FDR)，稳定系统可以通过执行机构3干预行驶运行。在本实施例中存在这种方案，即借助制动系统13、主动转向系统14和/或通过影响发动机控制系统15来干预行驶运行，以用于稳定汽车或者说使汽车减速。
为了识别碰撞，设置了一个与控制仪4相连的包括多个压力传感器和/或加速度传感器6或者说8的传感装置5(见图2)。在具有安全气囊系统的汽车中，可以利用安全气囊系统的已有的传感装置。
附图标记10表示一个提供关于行驶道路路线的数据的环境传感装置，如车道识别系统，这些数据可以为调节干预计算额定值，如额定偏转比率dψ额定/dt。所有前述组件都与控制仪1保持通讯连接。
作为替代方案，环境传感装置10也可以是一种由自适应巡航控制系统(ACC)所熟悉的雷达传感器，借助它可以识别出在前面行驶的汽车。从这些数据中可以重建汽车的轨迹，汽车的轨迹可以用于计算用于调节的额定值。
另一种方案在于，以汽车导航系统的数据为基础实施调节。为此可以使用例如来自数码卡的数据。
在碰撞情况下经常观察到，情绪激动的驾驶员作出错误的反应，并且例如过强或过弱打方向盘。所以，设置调节器4，使驾驶员决定的转向愿望-该转向愿望可能在碰撞的激动情绪下产生-不被考虑或只是部分考虑。碰撞时调节器4切换到第二模式，然后计算一个额定值，如至少部分不依赖于驾驶员的转向愿望的额定偏转比率dψ额定/dt，并且将汽车的调节量(如偏转比率)调到该额定值。作为选择方案，也可以调节汽车横向加速度ay或浮动角β。调节策略更精确的说明在下面根据图3加以解释。
图2示出了汽车9，它以速度v在其车道11中沿着箭头方向运动。汽车9包括一个具有多个压力传感器6和多个加速度传感器8的安全气囊系统，其中压力传感器6设置在汽车9的车门区域中，加速度传感器8集成在前部侧面、后部侧面和发动机舱中。为了识别碰撞，在汽车行驶时不断地监控传感器6、8的传感器信号。
图3示出了碰撞后用于稳定汽车的方法的主要方法步骤，其中实施一种偏转比率调节。在步骤20中首先分析传感器6、8的传感器信号。在碰撞(是)的情况下，另外检验汽车是否由于碰撞而置于旋转之中。为此，在步骤21中测试偏转比率dψ/dt或者说偏转比率的变化是否超过预先设定的阈值SW。
在该实施例中，由ESP传感装置2的偏转比率传感器7(图2)测量偏转比率dψ/dt。可以通过分析传感器6、8来校验偏转比率传感器7的信号。
当偏转比率dψ/dt或其变化超过阈值SW(是的情况下)时，在步骤22中选择独立于当前方向盘转角的额定值。在本实施例中使用临近碰撞前出现的偏转比率。作为选择方案，也可以由环境传感装置10的数据计算额定值。
在步骤23中，稳定算法4最后干预行驶运行并且产生反作用于碰撞造成的侧滑的旋转力矩。为此，行驶动力学调节器4操纵制动系统13的车轮制动器和/或主动转向系统14的转向盘和/或发动机管理系统15。
另外，设置行驶动力学调节算法4，使纵向制动汽车9。在此，可以部分或完全制动汽车9。由此可以有效地稳定汽车并降低连续事故的危险及其严重性。
附图标记列表
1        控制仪
2        ESP传感装置
3        执行机构
4        行驶动力学调节器
5        安全气囊传感器
6        压力传感器
7             偏转比率传感器
8             速度传感器
9             汽车
10            环境传感装置
11            车道
12            车道边界条
13            制动系统
14            主动转向系统
15            发动机管理系统
20-23         方法步骤
ay            横向加速度
dψ/dt        偏转比率
n             车轮转速
dψ额定/dt    额定偏转比率
δ            转向角
p             制动压力

Claims (13)

1.用于在碰撞后稳定汽车(9)的装置，所述用于在碰撞后稳定汽车的装置包括具有调节算法(4)的控制仪(1)和用于记录不同汽车运动参量(ay、dψ/dt)的传感装置(2)，其特征在于：所述用于在碰撞后稳定汽车的装置另外包括用于识别碰撞的传感装置(5)，并且所述调节算法(4)在碰撞情况下使用汽车运动参量(ay、dψ/dt)的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)，额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)至少部分不依赖于驾驶员的转向愿望并且将汽车(9)的运动调节到该额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)。
2.按权利要求1所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：所述用于在碰撞后稳定汽车的装置包括用于实施稳定干预的执行机构(3)。
3.按权利要求1或2所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：所调节的汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)完全独立于驾驶员打的方向盘转角(δ)。
4.按权利要求1所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：所调节的汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)基于环境传感装置(10)的数据计算得出。
5.按权利要求1所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：使用临近碰撞前存在的汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)实际值作为额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)。
6.按权利要求1所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：在识别出碰撞后实施一种用于显著降低汽车纵向速度(v)的自动制动干预。
7.按权利要求1所述的用于在碰撞后稳定汽车的装置，其特征在于：所述控制仪(1)可以采用制动系统(12)和/或主动转向系统(13)和/或发动机控制系统作为调节系统的执行机构。
8.用于在碰撞后稳定汽车(5)的方法，其特征在于：
-借助传感装置(2)对汽车(9)的行驶状态关于出现碰撞进行监控，
-确定汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)的至少部分独立于驾驶员转向愿望的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)，
-在碰撞的情况下通过稳定干预将汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)调节到该额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于：使用完全独立于驾驶员转向愿望的汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)额定值。
10.按权利要求8或9所述的方法，其特征在于：以环境传感装置(10)的数据为基础计算所调节的汽车运动参量(ay、dψ/dt、β)的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)。
11.按权利要求8或9所述的方法，其特征在于：以借助GPS系统获得的位置和数码卡为基础计算所调节的汽车运动参量(ay、dψ/dt，β)的额定值(ay额定、dψ额定/dt、β额定)。
12.按权利要求8所述的方法，其特征在于：在识别出碰撞后实施一种显著降低汽车纵向速度(v)的自动制动干预。
13.按权利要求8所述的方法，其特征在于：所调节的汽车运动参量(ay、dψ/dt)是偏转比率(dψ/dt)、横向加速度(ay)或浮动角(β)。
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