CN101426668A - 在考虑附着系数情况下控制乘员保护设施的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制乘员保护设施(RHS)的装置和方法，其中，根据滚翻过程来控制乘员保护设施(RHS)。通过一接口接收一标志附着系数(摩擦系数)的信号。设置一求值电路，该求值电路根据所述信号和一稳定系数控制所述乘员保护设施，其中，该求值电路根据至少一个运动学参量来确定所述稳定系数。

Description

在考虑附着系数情况下控制乘员保护设施的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于控制乘员保护设施的装置及方法。
背景技术
由DE 103 03 149 A1公开了，在滚翻过程中根据运动学参量如车辆横向加速度和旋转率来控制乘员保护设施。由DE 698 24 412 T2公开了，设置一种制动系统，根据滚翻信号来控制该制动系统。
发明内容
根据本发明的用于控制乘员保护设施的装置及方法具有的优点是，通过使用经本发明装置的一接口读入的附着系数，能够在滚翻过程中更精确地并且时间更准确地触发乘员保护设施。尤其通过很精确地计算附着系数的其它车辆系统例如制动系统、发动机系统，或者通过车轮传感装置，可以获得更高精度的附着系数。通过和稳定系数作比较，则也可以通过预计或评价当前附着系数和当前稳定系数而在车辆滚翻时进行乘员保护设施的启动。为此该装置具有实施该比较的求值电路。该求值电路例如构造成微控制器。稳定系数涉及支承点到车辆重心的垂直距离和水平距离的比值。该支承点是轮胎。滚动运动的特征尤其在于旋转率，通过滚动运动，支承点到车辆重心之间的垂直距离和水平距离的比值发生变化。由于驻车时的静止状态是已知的，可以根据至少一个运动学参量如旋转率来确定稳定系数。
通过在从属权利要求中列举的措施和其它构型可以有利地改善在独立权利要求中给出的装置及方法。
尤其有利的是，设置有一控制电路，该控制电路是所述装置的一部分并且被用于根据附着系数与稳定系数之间的比较来选择或闭锁乘员保护设施。为了确定稳定系数，优选使用摆动率和另一运动学参量，例如在车辆纵向、车辆横向和/或车辆垂直方向上的减速度。传感装置可以位于用于控制乘员保护设施的控制器的内部或外部。尤其可以将用于控制乘员保护设施的装置设置在一个自己的控制器中，或者是另一例如用于维护主动安全性的控制器的一部分，如用于行驶动态调节的控制器。根据本发明的接口则在控制器的内部。如果存在用于控制乘员保护设施的自己的控制器，则当由一用于行驶动态调节的控制器生成附着系数并通过车辆总线例如CAN总线传输给用于控制乘员保护设施的控制器时，该接口是向外的，例如总线控制器。
求值电路尤其设置成用于预测，即用于预计附着系数。在此可以使用专业人员常用的用于预测的算法。尤其可以通过与所存储的数据的比较而从一种状况推断一种将来状况。这时可以使用所谓拟合的常用方法。
附图说明
附图示出了本发明的一些实施例并在下面的说明中详细阐述。
附图示出：
图1本发明装置的方框图，
图2另一方框图，
图3第三方框图及
图4原理说明。
具体实施方式
来自美国的数据证明了在车辆滚翻时被动安全性的意义。在1998年，所有死亡单车事故中的一半归因于滚翻。在全部事故中，车辆滚翻占大概20％的份额。
根据本发明，当前附着系数作为一个重要的影响因素被在车辆滚翻动态中，用于在滚翻过程中控制乘员保护设施。通过下面的公式确定摆动率随时间的变化：
d / d t ω x ( t ) = h eff J [ 1 - SSF eff μ ( t ) ] F y ( t )
在此，ωx是在车辆滚翻期间车辆绕支承点的当前旋转率，d/dt ωx是旋转率的当前变化。Fy(t)是由于车辆横向运动而在横向上作用的力。当前作用的横向力或者对可借助加速度传感器测量或预计的还作用的力的估算仅是一个对于车辆滚翻预计重要的判据。如果当前的或将来的附着系数低于车辆的有效稳定系数SSF(Static Stability Factor，静态稳定系数)，则预期不会发生车辆滚动运动。J是相应的已知的车辆转动惯量并且heff是在滚翻点上的当前车辆重心高度。车辆的有效SSF是车辆重心41到当前支承点40的垂直距离(a)和横向距离(b)的在滚翻过程中连续变化的比值(SSF＝b/a)，如图4所示。支承点是车辆的旋转中心。有效SSF通常随着滚动角增大而减小。重心位置通过车辆生产厂家借助称量装置测定并因此作为数据存在。当车辆侧倾时，变化的重心位置开始可以近似地由弹簧特性曲线来估算，在通过车轮的滚翻过程开始时根据滚动角和车轮最大弹性挠度来估算。可以通过将由旋转率ωx得到的当前作用转矩与由加速度ay和az得到的当前作用的重心加速度相比较来验证所估算的位置：M＝F*r。M与转动加速度成比例，F与y和z方向上的线性加速度成比例。r是到支承点的距离。
附着系数μ(t)例如根据DE 41 34 831 A1的教导来确定。在那里，附着系数被称为摩擦系数。摩擦系数信息根据多测定的驱动力矩的量值来产生。然而也有其它用于测定附着系数的方法。例如包括借助雷达观察道路表面或者其它公知方法。通过本发明所解释的使用附着系数，这些附着系数例如由其它车辆系统通过所述接口以明显更高的精度提供，可以基于更高的信息质量来改善车辆滚翻传感系统的触发性能。
通过分析计算当前摆动运动及车辆在x-和/或y-和/或z-方向上的加速度来确定车辆的有效稳定系数SSF(静态稳定系数)。根据下面关系式确定是否存在滚翻过程：
SSFeff(t)<μ(t)
如果有效SSF高于当前的或近期预期的附着系数，则根据当前的旋转率和/或转角限制和/或闭锁激活相应的用于车辆滚翻的安全带回拉设施和保护系统。
图1以第一方框图示出本发明的一种实施方式。用于行驶动态调节的操控器ESP被连接到安全气囊控制器ABSG上。用于行驶动态调节的操控器ESP将由该控制器测定的附着系数传递给安全气囊控制器ABSG。该连接可以是点对点连接，但也可设置总线连接，例如通过CAN总线。此外，一个传感装置S连接到安全气囊控制器ABSG上，该传感装置感测车辆在空间方向上的运动学参量，但也感测旋转运动，如摆动率ωx。传感器也可以位于安全气囊控制器ABSG内部或至少部分地位于控制器中。控制器ESP也可以包括这些传感器的一部分。根据附着系数和与传感装置S的量值相关地测定的稳定系数SSF，安全气囊控制器ABSG控制乘员保护设施RHS、安全气囊、翻车保护弓架或安全带拉紧器。在控制时也可以考虑其它的传感器参量，如乘客传感装置例如环境传感装置的力传感器的传感器参量，或者其它碰撞参量。
图2示出本发明装置的另一方框图。此时所有重要的部件位于一个控制器SG中。这里设置微控制器μC作为求值电路。微处理器μP将附着系数提供给微控制器μC。该附着系数根据例如车轮传感装置的数据或其它数据来确定。该附着系数根据例如雷达传感装置的数据与偏转率传感装置和/或加速度传感装置和/或转向角传感装置相组合和/或与发动机转矩信息和变速器信息相组合来确测定。基于所述数据来确定附着系数的基础是已知的、一般通用的车辆模型。
也可以使用其它类型处理器来代替微控制器μC或微处理器μP。微控制器μC作为求值电路控制乘员保护设施，具体说通过控制电路FLIC，即点火电路控制装置。为了该控制，微控制器μC通过一软件，即触发算法，也使用一传感装置20的数据，该传感装置用于感测运动参量如在车辆纵向、车辆横向和/或车辆垂直方向上的减速度以及摆动率ωx。据此，微控制器μC通过控制电路FLIC闭锁或限制要启动的乘员保护设施的数量和种类。在此，触发决定也可以基于其它数据例如飘动角和车辆横向加速度或车辆横向速度或仅仅旋转率ωx或转角αx来确定。图2中所描述的部件的一部分在此可以位于控制器SG的外部或内部。
图3以另一方框图示出本发明方法的流程。在方法步骤30中，根据旋转率和加速度，例如也根据绕车辆横轴线或车辆垂直轴线的旋转率，确定稳定系数SSF。在方框31中，数据32被引入，用来确定车轮与地面之间的附着系数。为此可以使用车轮速度、发动机转矩和制动力及其它数据。在方框33中，根据附着系数和稳定系数SSF进行比较，需要时也可以预测未来的车辆滚翻过程或究竟是否会发生车辆滚翻。由此，在方框34中执行触发决定的可信性判定或者说激活触发算法或更多算法。最后发生激活决定35。

Claims (9)

1.用于控制乘员保护设施(RHS)的装置，其中，该装置根据滚翻过程来控制乘员保护设施(RHS)，其特征在于，该装置具有一接口，通过该接口，该装置接收一标志附着系数(μ)的信号，并且，该装置具有一求值电路(μC)，该求值电路(μC)根据所述信号和一稳定系数(SSF)控制所述乘员保护设施，其中，该求值电路(μC)根据至少一个运动学参量来确定所述稳定系数。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，该装置还具有一控制电路(FLIC)，该控制电路根据所述求值电路的控制信号对所述乘员保护设施进行选择或闭锁。
3.根据权利要求1或2的装置，其特征在于，设置有用于感测运动学参量的传感装置，该传感装置与所述求值电路连接，其中，该传感装置被配置成用于感测摆动率(ωx)和至少一个另外的参量。
4.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于，该求值电路是这样配置的：该求值电路借助所述信号和所述稳定系数对所述参量进行预计。
5.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于，所述接口设置在控制器中并且建立与行驶动态调整装置的连接。
6.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于，所述接口构造为总线控制器。
7.用于控制乘员保护设施的方法，其中，根据滚翻过程来控制所述乘员保护设施，其特征在于，通过一接口接收一标志附着系数的信号，根据该信号和一稳定系数来控制所述乘员保护设施，该稳定系数根据至少一个运动学参量来确定。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，根据控制信号来选择和/或闭锁乘员保护设施。
9.根据权利要求7或8的方法，其特征在于，根据所述信号和所述稳定系数来预计所述参量。
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