CN101233019A - 用于控制安全带拉紧器的方法和带有安全带拉紧器的安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制汽车中的可逆式安全带拉紧器的方法，该方法具有以下方法步骤：(S1)检测汽车的速度和转向角度，(S2)由速度和转向角度计算出汽车关于其垂直轴线的预期的转动速率，并基于该预期的转动速率计算出转动速率的上限值和下限值，(S3)检测汽车关于其垂直轴线的实际转动速率和(S5，S7)当实际转动速率大于转动速率上限值或小于转动速率下限值时，激活安全带拉紧器。本发明还进一步涉及一种用于实施按本发明方法的安全装置。

Description

用于控制安全带拉紧器的方法和带有安全带拉紧器的安全装置

本发明涉及一种用于控制汽车中的可逆式安全带拉紧器的方法。本发明还涉及一种用于汽车的、带有可逆式安全带拉紧器的安全装置。

现有技术中公开了不同的、用于汽车的安全装置。这些装置通常包括一个用于自动围绕带圈(Gurtspule)拉紧安全带的拉紧机构。通过自动拉紧实现所使用的安全带松驰地并且舒适地贴靠在乘客的身体上，并且在安全带不被使用时，安全带被缠绕在带圈上。安全带在被戴上时可轻易地拉紧，因此保证了车内乘客的运动自由度。

此外，在公知的安全装置上设置有所谓的安全带拉紧器。该安全带拉紧器导致安全带的拉紧，使得相对汽车座位的靠背拉紧车内乘客，因此在汽车与另一汽车或交通障碍物相碰撞的情况下减小受伤的危险。此外，公知的安全带拉紧器可以分为不可逆的和可逆式安全带拉紧器。不可逆式安全带拉紧器仅在事故已经发生的情况下激活，例如与另一汽车相碰撞时。碰撞传感器检测碰撞，并且为不可逆式安全带拉紧器发出一个相应的激活信号。不可逆式安全带拉紧器始终只能在确定无疑地发生一次交通事故时被激活或触发一次。与之相反，可逆式安全带拉紧器可多次，也可以快速连续地，基于信号触发，该信号表明即将来临的碰撞的可能性。也就是说，当碰撞可能或几乎肯定要发生，但还没发生或被检测到时，可逆式安全带拉紧器就应可以被激活。

在可逆式安全带拉紧器时，紧急的行驶状况不是通过仅仅检测实际已发生的碰撞的碰撞传感器，而是通过动态行驶传感器检测，该传感器提供汽车的运动状态的即时信息。例如，包括检测汽车的纵向加速度，横向加速度和垂直方向的加速度。如果所测得的值超过边界值，那么进行预防性地激活可逆式安全带拉紧器。如果测得的值重新低于边界值，并且实际上没有发生碰撞，那么该可逆式安全带拉紧器重新被去激活，因此安全带可以重新放回其正常位置，在该位置上车内的乘客有更大的运动自由度。在下一次紧急行驶状况时，可逆式安全带拉紧器可重新被激活。

DE 199 61 799 B4记载了一种带有可逆式安全带拉紧器的安全带系统。公开的可逆式安全带拉紧器通过电机驱动，该电机根据由传感器信号得出的事故状况的可能性将安全带以一定的拉力可逆地预拉紧在安全的中间位置。由没有详细说明的预碰撞-传感技术检测的紧急行驶状况导致安全带拉紧器的激活，这些状况例如可以是打滑，全制动等等。

DE 103 45 726A1记载了一种用于将乘客拉止在汽车内的自动拉止系统。公开的自动拉止系统具有一由控制装置控制的、可逆式安全带拉紧器。该控制装置与用于动态检测汽车行驶状况数据，例如汽车的横向加速度的行驶状况-检测装置，以及用于动态检测乘客-参数-数据，例如乘客体重的乘客-参数-检测装置相连接。安全带拉紧器根据测得的汽车行驶状况数据和乘客-参数-数据控制。

DE 102 30 483A1记载了一种用于控制两级的、不可逆式安全带拉紧器的方法。在公开的方法中，检测汽车的纵向加速度，并经过积分，其中，将加速度的积分与触发边界值相比较。如果加速度的积分超过触发边界值，不可逆式安全带拉紧器就被激活。

DE 103 32 024A1记载了一种用于控制可逆式安全带拉紧器的方法，所述安全带拉紧器用于解锁可由加速度传感器激活的汽车拉止带的带抽出限制器(Gurtauszugssperre)。带抽出限制器的解锁时刻确定为这样的时刻，即，在该时刻测得的加速度低于加速度的边界值。

各公知的、用于控制可逆式安全带拉紧器的方法是经受过考验的，然而在危险的转向操作过程时，安全带拉紧器没有合适的控制，因此，在危险的转向操作时汽车乘客的安全性是值得改进的。

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种控制汽车中的可逆式安全带拉紧器的方法，该方法可以在危险的转向操作时恰当的控制安全带拉紧器，因此提高了汽车乘客的安全性。本发明进一步所要解决的技术问题在于，提供一种带有可逆式安全带拉紧器的安全装置，通过该装置可实施按本发明的方法。

该技术问题权利要求1或8给出的特征解决。本发明有利的实施形式是各从属权利要求的主题。

按本发明的、用于控制汽车中的可逆式安全带拉紧器的方法具有以下方法步骤。首先检测汽车的速度和汽车的转向角度。接着根据所测得的速度和转向角计算汽车关于其垂直轴线的预期的转动速率。在此，例如可以假设为理想情况，其中转向角精确地转至预期的转弯走向，而没有引起转向过量或转向不足。预期的转动速率例如可以为围绕垂直轴线转动的角速度。接着根据所计算出的预期的转动速率计算出转动速率上限值和下限值。该计算例如可以借助于用于转动速率上限值或转动速率下限值的公差系数进行。接着检测汽车围绕其垂直轴线的实际转动速率。现在进行实际转动速率和转动速率上限值或下限值的比较。如果实际的汽车转动速率大于转动速率的上限值或小于转动速率的下限值，那么就激活安全带拉紧器。

按本发明的方法导致一种在危险的转向操作时与状况相适应的安全带拉紧器的控制。因此，汽车的转向过量或转向不足通过超过或低于转向速率的上限值或下限值可靠地检测，并且导致安全带拉紧器的激活。

在按本发明的方法的一种优选实施形式中，仅当汽车实际的转动速率以预定的持续时间大于或小于转动速率的上限值或下限值时，才进一步进行激活安全带拉紧器。以这种方式保证，安全带仅在确实危险的转向操作时进行拉紧。这是因为，在仅短时间超过或低于转向速率极值时通常不存在这种危险的转向操作。

在按本发明的方法的一种有利的实施形式中规定，预定的持续时间取决于汽车的速度。通过该措施可以进行进一步预选，是否确实存在危险的转向操作。

在按本发明的方法的一种尤其有利的实施形式中，汽车的速度越大，预定的持续时间越小。由此考虑这样的事实，即，在汽车高速时的短时间转向过量或转向不足比低速时的短时间转向过量或转向不足更危险。例如，预定的持续时间可以在速度增大时以线性或逐级下降。

因为在汽车低速时转向过量或转向不足通常不会产生危险的状况，在本发明的方法的一种尤其优选的实施形式中，仅当汽车的速度高于预定的速度极值时，才进一步进行激活安全带拉紧器。这个速度极值例如可以规定为40km/h。

在按本发明的方法的一种尤其优选的实施形式中，转动速率的上限值或下限值通过预期的转动速率与第一或第二公差系数相乘计算出，其中，第一公差系数大于1，并且第二公差系数小于1。因此，第一公差系数可例如规定为1.6，同时第二公差系数例如规定为0.75。

在按本发明的方法的一种有利的实施形式中设有另一种方法步骤，该方法步骤在汽车的实际转动速率重新小于转动速率的上限值或大于转动速率的下限值时，去激活已激活的安全带拉紧器。

接下来将说明按本发明的安全装置，其中，上述按照本发明的方法的优点同样适用于按本发明的安全装置。

按本发明的、用于汽车的安全装置具有安全带，一个可逆式安全带拉紧器，一个用于检测汽车的速度、转向角和汽车的实际转动速率的检测装置以及一个控制装置，借助于该控制装置可激活或去激活安全带拉紧器。安全带拉紧器的激活或去激活相应地理解为触发或触发操作的取消。此外，该安全装置设置有一计算装置，借助于该计算装置可由速度和转向角计算出汽车围绕其垂直轴线的预期的转动速率，并且根据预期的转动速率可计算出转动速率的上限值和下限值。该控制装置这样地与安全带拉紧器共同作用，即，当汽车的实际转动速率大于转动速率上限值或小于下限值时激活该安全带拉紧器。

在按本发明的安全装置的一种优选的实施形式中，控制装置这样地与安全带拉紧器共同作用，即，仅当汽车的转动速率在一定的持续时间大于或小于转动速率的上限值或下限值时，才进一步激活安全带拉紧器。

在按本发明的安全装置的另一种优选的实施形式中，预定的持续时间根据汽车的速度改变。

在按本发明的安全装置的一种有利的实施形式中，预定的持续时间可以随着速度的汽车的增大而减小。

在按本发明的安全装置的另一种有利的实施形式中，控制装置这样地与安全带拉紧器共同作用，即，仅当汽车的速度高于预定的速度极值时，才进一步激活安全带拉紧器。

在按本发明的安全装置的一种优选的实施形式中，借助于计算装置，通过将预期的转动速率与第一或第二公差系数相乘计算出转动速率的上限值或下限值，其中，第一公差系数大于1，并且第二公差系数小于1。

在按本发明的安全装置的另一有利的实施形式中，当汽车的实际转动速率重新小于转动速率的上限值或大于转动速率的下限值时，可以去激活已激活的安全带拉紧器。

接下来将根据示例的实施形式借助附图详细说明本发明。图中：

图1表示按本发明的安全装置的一种实施形式的示意图，

图2表示用于说明按本发明的方法的实施形式的流程图和

图3表示用于说明按本发明的方法在特定行驶状况下的图表。

图1示出了按本发明的安全装置2的一种实施形式的示意图。该安全装置2具有一没有详细示出的安全带。该安全带可通过一个可逆式安全带拉紧器4可逆地拉紧。可逆式安全带拉紧器4与控制装置6有效连接，因此，可逆式安全带拉紧器4可由控制装置6激活和去激活。

此外，安全装置2具有用于检测汽车的速度、转向角和实际转动速率的检测装置8。出于这个目的，检测装置8与用于检测汽车速度的速度传感器10、用于检测汽车的转向角的转向角传感器12和一个用于检测汽车的实际转动速率的转动速率传感器14相连接。速度传感器10总归可以使用在汽车中存在的速度传感器。转向角传感器12例如可以检测方向盘的位置或汽车车轮的位置。

此外，该安全装置设有计算装置16，所测得的速度，转向角和实际转动速率可以输入该计算装置。一方面，计算装置16可以基于测得的转向角和速度计算出汽车的预期的转动速率。另一方面，计算装置16可以根据预期的转动速率计算出转动速率上限值和下限值。在此，计算装置16使用所谓的公差系数。

因此，测得的和计算得出的数据可以传送至控制装置6，数据在该控制装置进行评估。仅当汽车的速度高于预定的速度极限值，汽车的实际转动速率大于转动速率上限值或小于转动速率下限值和汽车的实际转动速率在预定的持续时间大于或小于转动速率上限值或下限值时，安全带拉紧器4才通过控制装置6激活。因此，汽车的速度越大，预定的持续时间越小。

接下来借助附图2说明按本发明的、基于前述安全装置2的方法。

在第一个方法步骤S1中，检测装置8通过速度传感器10和转向角传感器12检测汽车的速度和转向角。

在接下来的方法步骤S2中，计算装置16计算汽车围绕其垂直轴线的预期的转动速率。该计算可简单地基于测得的转向角度以及测得的汽车速度。因此，在计算预期的转动速率时假设为理想情况，也就是说汽车按照预期的转向方向，没有转向过量或转向不足。现在，根据算出的预期的转动速率确定转动速率的上限值和下限值。转动速率上限值通过预期的转动速率与大小为1.6的第一公差系数相乘算出，并且转动速率的下限值通过预期的转向速率与大小为0.75的第二公差系数相乘算出。以这种方式形成与时间相关的、围绕所述预期的转动速率的包络线将在后面参考图3进一步详细说明。

在下一个方法步骤S3中，检测装置8通过转动速率传感器14检测汽车的实际转动速率。要提到的是，不仅实际的转动速率，而且汽车的转向角和速度也被连续地检测，以便计算出相应的上述各值。

在方法步骤S4进行判断所测得的汽车速度是否高于预定的速度极限值，该速度极限值在当前的例子中规定为40km/h。如果条件不成立，将重新从步骤1开始。然而，如果测得的速度大于速度极限值，那么将继续至方法步骤S5。

现在，在方法步骤S5进行判断，汽车实际的转动速率是否大于转动速率的上限值或者小于转动速率的下限值。如果条件不成立，程序重新从方法步骤S1开始。否则，继续至方法步骤S6。

在方法步骤S6中重新进行判断，并进一步检查汽车的实际转动速率是否在预定的持续时间大于或小于转动速率的上限值或下限值。如果条件不成立，那么首先重复步骤S1至S5，以便接着-重新经过一定时间后-重新在步骤S6中检查是否在达到预定的持续时间的同时越过转动速率极限值。如果达到或超过预定的持续时间，那么继续方法步骤S7。

在方法步骤S7中，控制装置6向安全带拉紧器4发出一个相应的信号，于是安全带拉紧器被该信号激活，因此安全带被拉紧。在方法步骤S8中检查汽车的实际转动速率是否重新小于转动速率的上限值或大于转动速率的下限值。如果条件不成立，安全带拉紧器4保持激活状态，否则在程序重新从方法步骤S1开始之前，在方法步骤S9中去激活安全带拉紧器。

接下来借助图3根据典型的行驶状况说明图1所示的安全装置以及图2所示的方法的工作原理。

在图3中，横轴X是行驶时间，纵轴Y1是实际的转动速率以及转动速率的上限值、下限值和预期的转动速率，并且纵轴Y2是转向角，其中，附图标记18表示实际的转向速率的变化曲线，附图标记20表示预期的转向速率的变化曲线，附图标记22或24表示转动速率上限值或下限值的变化曲线，以及附图标记26表示转向角的变化曲线。在此假设汽车在整个时间段内以大于预定速度边界值的速度行驶。

在时间段t₀至t₁间驾驶员没有进行转向操作。从时刻t₁开始，驾驶员转动方向盘，直至方向盘在t₂时刻达到预期的转向位置。如图3所示，因此汽车的预期的转动速率也上升，其中，汽车的预期转动速率20的曲线始终被一包络线包围，该包络线由转动速率的上限值22和转动速率下限值24组成。在时刻t₃和t₄之间汽车转向非常不足-例如由于转向的车轮在路面滑动，因此，实际的转动速率18小于转动速率下限值24。然而，时刻t₃和t₄之间的持续时间小于预定的持续时间，因此安全带拉紧器4没有被激活。在时刻t₅和t₆之间，驾驶员将方向盘从转向位置又转回原始位置，并且直至时刻t₇一直直线行驶，没有转动方向盘。

在时刻t₇和t₁₃之间，驾驶员进行如时刻t₁和t₆之间一样的转向运动。然而，这次由于路面情况或类似因素，汽车转向过量，因此其车尾甩出。这就导致在时刻t₉和t₁₁之间的实际转动速率18大于转动速率上限值22。在时刻t₁₀，超过了预定的、允许实际的转动速率大于转动速率的上限值的持续时间，也就是说，在时刻t₁₀安全带拉紧器4被激活。

当实际转动速率18重新小于转动速率上限值22时，在此如时刻t₁₁，安全带拉紧器重新被去激活。

附图标记

2安全装置

4安全带拉紧器

6控制装置

8检测装置

10速度传感器

12转向角传感器

14转动速率传感器

16计算装置

18实际的转动速率

20预期的转动速率

22转动速率上限值

24转动速率下限值

26转向角

t₁-t₁₃时刻

Claims (14)

1.一种用于控制汽车中的可逆式安全带拉紧器的方法，其具有以下方法步骤：

检测汽车的速度和转向角，

由速度和转向角计算汽车围绕其垂直轴线的预期的转动速率，

根据该预期的转动速率计算转动速率的上限值和下限值，

检测汽车围绕其垂直轴线的实际转动速率，

当汽车的实际转动速率大于转动速率上限值或小于转动速率下限值时，激活安全带拉紧器。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，另外仅当所述汽车的实际转动速率以预定的持续时间大于或小于转动速率的上限值或下限值时，才激活所述安全带拉紧器。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的持续时间根据汽车的速度确定。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，汽车速度越大，所述预定的持续时间越短。

5.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，另外仅当汽车的速度大于预定速度极限值时，才进一步激活安全带拉紧器。

6.按权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述转动速率的上限值或下限值通过预期的转动速率与第一或第二公差系数相乘计算得出，其中，所述第一公差系数大于1，并且所述第二公差系数小于1。

7.按权利要求1至6之一所述的方法，包括另外的步骤：

当汽车的实际转动速率重新小于转动速率上限值或大于转动速率下限值时，去激活已激活了的安全带拉紧器。

8.一种用于汽车的安全装置，其具有一安全带，一可逆式安全带拉紧器(4)，一用于检测速度、转向角(26)和汽车的实际转动速率(18)的检测装置(8)，以及一控制装置(6)，所述安全带拉紧器(4)可借助于该控制装置激活和去激活，其特征在于，设有一计算装置(16)，借助于该计算装置可由速度和转向角(26)计算出汽车围绕其垂直轴线的预期的转动速率(20)，并且可根据该预期的转动速率(20)计算出转动速率的上限值和下限值(22，24)，其中，所述控制装置(6)这样地与所述安全带拉紧器(4)共同作用，即，当汽车的实际转动速率(18)大于转动速率的上限值(22)或小于转动速率的下限值(24)时，可激活所述安全带拉紧器(4)。

9.按权利要求8所述的安全装置，其特征在于，另外仅当汽车的实际转动速率(18)以预定的持续时间大于或小于转动速率的上限值或下限值(22，24)时，才可激活所述安全带拉紧器(4)。

10.按权利要求9所述的安全装置，其特征在于，所述预定的持续时间可根据汽车的速度而变化。

11.按权利要求10所述的安全装置，其特征在于，所述预定的持续时间可由于汽车速度的升高而减小。

12.按权利要求8至11之一所述的安全装置，其特征在于，另外仅当汽车的速度高于一预定的速度极限值时，才可激活所述安全带拉紧器(4)。

13.按权利要求8至12之一所述的安全装置，其特征在于，所述转动速率的上限值或下限值(22，24)可通过预期的转动速率(20)与第一或第二公差系数相乘计算出，其中，第一公差系数大于1，并且第二公差系数小于1。

14.按权利要求8至13之一所述的安全装置，其特征在于，当汽车的实际转动速率(18)重新小于转动速率上限值(22)或大于转动速率下限值(24)时，可去激活已激活的所述安全带拉紧器(4)。

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