CN101925490B - 车辆安全系统 - Google Patents

Abstract

车辆安全系统包括：至少一个乘客安全设备(6)，用于在侧面碰撞情况下保护车辆(1)的乘客；以及控制单元(7)，可操作为用于接收来自一个或多个车辆传感器(2、3、4、5)的信息，并且提供触发信号以激活乘客安全设备(6)，其中：在正常驱动条件下，控制单元(7)使用默认部署算法以确定是否应该产生触发信号；并且如果确定车辆(1)的失控正在发生或者可能发生，并且车辆(1)的纵向速度超过第一阈值，所述控制单元(7)采用第一另外部署算法，以确定是否应该产生触发信号，所述第一另外部署算法相对于默认部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。

Description

车辆安全系统

技术领域

本发明涉及车辆安全系统，并且特别地涉及用于在多种类型的碰撞情况中保护车辆乘客的系统。

背景技术

尽管多数车辆典型地装备了安全设备，以便一旦发生侧面碰撞时保护车辆的乘客。一般而言，在车辆乘客和车辆外部之间的侧向距离很小，因为车辆的侧面很薄。所以在最早的可能阶段激活安全设备很重要，所述安全设备例如是适应于在侧面碰撞时保护乘客的内部侧气囊。

在一些情况下，例如通过使用雷达或激光雷达探测，有可能探测到侧面碰撞即将发生，并且在碰撞发生之前，激活一个或多个适当的车辆安全系统。在其它情形下，碰撞传感器被用于探测侧面碰撞，并且因此直到碰撞实际发生时才部署车辆安全系统。

根据部署算法，安全系统的部署将被车载处理器控制。然而，存在制定算法时必须要考虑的竞争优先级。一方面，如上所述，在碰撞情况发生时，必须尽可能快速地激活相关的侧面碰撞安全系统。另一方面，算法必须具有很强的抗“假阳性”确定的性能，所述“假阳性”确定会导致不必要地部署侧面碰撞安全系统。这种情况可以包括以超出平均水平的力猛然关车辆的门，以及不太可能对车辆乘客构成伤害的低强度碰撞。因此，将会理解的是，部署算法一般是这两种竞争优先级之间的折中。

发明内容

本发明的目标是寻求提供这种类型的改进的安全系统。

因此，本发明的一个方面提供了车辆安全系统，包括：至少一个乘客安全设备，用于在侧面碰撞情况下保护车辆的乘客；以及控制单元，可操作为用于接收来自一个或多个车辆传感器的信息，并且提供触发信号以激活乘客安全设备，其中：在正常驱动条件下，控制单元利用默认部署算法以确定是否应该产生触发信号；并且如果确定车辆的失控正在发生或者可能发生，并且车辆的纵向速度超过第一阈值，所述控制单元采用第一另外部署算法，以确定是否应该产生触发信号，所述第一另外部署算法相对于默认部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。

有利地，如果确定车辆正经受转向不足、转向过度、横向打滑、规避操纵（avoidance manoeuvring）、紧急制动，以及与所述车辆正在行驶的路面分离之中的一种或多种情况，则确定车辆的失控正在发生，或者可能发生。

优选地，控制单元具有用于通过一个或多个车辆传感器产生的信号判断转向不足、转向过度、横向打滑规避操纵、紧急制动，或路面分离之中的一种或多种情况是否发生的标准。

便利地，如果车辆的纵向和横向速度都超过了各自的阈值，并且确定车辆失控正在发生或者可能发生，采用第二另外部署算法。

有利地，所述第二另外部署算法相对于所述第一另外部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。

优选地，车辆速度的预设阈值在5-20km/h之间。

便利地，所述预设阈值是15km/h。

本发明的另一个方面是提供了控制车辆的乘客安全设备的方法，用于在发生侧面碰撞情况下保护车辆的乘客，所述方法包括的步骤为：接收来自一个或多个车辆传感器的信息；并且根据部署算法分析信号，并且如果确定有必要激活安全设备，则提供触发信号以激活乘客安全设备，其中，在正常驱动条件下，采用默认部署算法，以确定是否应该产生触发信号；并且如果确定车辆失控正在发生或者可能发生，并且车辆的纵向速度超过第一阈值，采用第一另外部署算法，以确定是否应该产生触发信号，所述第一另外部署算法相对于默认部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。

本发明的又一个方面提供了包含计算机程序代码的计算机程序，所述计算机程序代码适应于执行如上所述的所有步骤，其中所述程序在计算机上运行。

本发明的另一个方面提供了如上所述的计算机程序，所述计算机程序在计算机可读介质上实施。

附图说明

为使本发明可以更容易理解，参照附图通过示例的方式对其中的实施例进行描述，其中：

图1是具有实施本发明的安全系统的车辆的示意图；并且

图2是用于实施本发明的系统的决策过程的示意图。

具体实施方式

首先参照图1，示出了车辆1的示意图。如现有技术所知，车辆1具有一些适应于感知车辆1的位置、运动和控制的传感器。这些传感器包括一组加速计2，以测量车辆1在纵向x上的加速度a_x，在横向y上的加速度a_y，以及垂直方向（在图1中直接指向纸面外）上的加速度a_z。还可以从这些加速计2的输出来确定车辆1在多个方向上的速度，并且车辆的纵向速度v_x可以从速度计得到。加速计2还包括偏航传感器，以测量偏航角速度ω_z。提供GPS或其它定位系统3，以确定车辆1在地球表面的位置。进一步提供传感器4，以探测转向车轮的角度α，阀门的角度β和施加到车辆1的制动踏板上的制动压力p。

侧面碰撞传感器5沿车辆1的侧壁被装配，并且每一个侧面碰撞传感器均被配置为输出指示传感器5的横向加速度的信号。

车辆1还包括一个或多个安全设备，例如侧气囊6，以便在侧面碰撞情况下保护车辆乘客。控制单元7包括一个或多个处理器，解释传感器2、3、4、5输出的信号，并且确定安全设备是否应该被触发。

使用来自这些传感器2、3、4、5当中的一些或全部的信息，可以做出关于车辆1是否可能处于有害的侧面碰撞情况之中的确定。特别地，这样的碰撞更可能发生在车辆已经失控，或者表现为即将失控的情况下。这样的情况可以由车辆1的转向不足，车辆1的转向过度，或者车辆1的横滑（即车辆1在横向方向上打滑）指示。如果车辆1正在经历规避操纵或紧急制动，或者如果表现为车辆1已经离开其行驶的道路，则失控也可以发生或可能发生。

如果这些条件中的任意条件得到满足，车辆1陷入有害的侧面碰撞的可能性增加。此外，如果车辆1的纵向速度相对大，有害的侧面碰撞发生的可能性增加。例如，如果车辆的速度超过5km/h，并且特别地，如果速度超过15km/h，可以确定，有害碰撞的可能性大。最低极限选择为低于这个速度，即使侧面碰撞发生，车辆乘客受伤的可能性也很小。

实施本发明的车辆安全系统包括默认部署算法，所述默认部署算法适应于解释来自至少是侧面碰撞传感器5的数据，并且做出关于一个或多个安全设备是否应该被部署，以保护侧面碰撞中的车辆乘客的确定。取决于特定安全设备的类型，所述算法还可以确定所述安全设备被激活的模式。所述默认部署算法可以与传统的部署算法相似，并且如果总的横向加速度超过阈值Th₃，则可以引起安全设备的部署。

车辆控制单元7还包括至少第一另外部署算法，当确定车辆1陷入有害侧面碰撞的可能性很大时，可以使用所述第一另外部署算法。如果做出这样的确定，则对于总的横向加速度的阈值被降低至较小值Th₄，当大于该总的横向加速度的阈值时，将会发生部署。

在优选实施例中，还可以采用第二另外部署算法，当确定有害侧面碰撞的发生还有进一步增加的可能性时，采用所述第二另外部署算法。当使用第二另外部署算法时，对于总的横向加速度的阈值被进一步降低至更小的值Th₅，当大于该总的横向加速度的阈值时，将会发生部署。

如上所述，用于默认算法的阈值Th₃必须设定为，使得安全系统不太可能被任何不适合的事件触发，例如车辆1的门的猛然关闭，或者不可能对车辆1的乘客构成伤害的低强度碰撞。

然而，如果确定车辆1处于可能发生有害侧面碰撞的情况，降低与碰撞传感器5横向加速度的综合值相比的阈值是有可能的，因为从安全系统的早期触发中获得的益处，将超过被错误触发的安全系统的潜在危险。

例如，如果车辆1的驾驶员尝试高速通过急转弯，车辆1可能在道路上侧向打滑。在这种情况下，控制单元7可以通过传感器2、3、4输出的信息确定以下的一种或多种情况：转向不足情况已经发生；车辆处于横滑中；以及车辆已经离开道路。在这些情况下，车辆1可能以相对高的速度，在总体上侧向的方向上行驶，并且车辆1可能撞击电线杆、树或相似目标，以及这种碰撞伤害车辆乘客的危险更大。

在这些情况下，例如车门的猛然关闭等，将可能导致安全系统错误触发的事件的风险是非常小的。

在本发明的优选实施例中，在车辆1的失控已经发生或者可能发生，并且车辆的纵向速度超过预设的安全纵向速度阈值Th₁的情况下，采用第一另外部署算法。

在有利的实施例中，在车辆1的失控已经发生或者可能发生，并且车辆的纵向和横向速度都超过预设的安全速度阈值Th₁、Th₂的情况下，采用第二另外部署算法。

参照图2，示出了决定采用哪个部署算法的决策过程的示意图。

决策过程包括一些决策单元，所述决策因素适应于提供关于特定的车辆行为（可以指车辆失控或可能失控）是否会发生的确定。

转向过度/转向不足决策单元8可以接收来自偏航角速度传感器2、转向车轮角传感器4，以及关于车辆1纵向速度的信息之中的一个或多个的输入，以达到确定车辆1是转向不足或转向过度。

主体滑动决策单元9可以采用来自一个或多个偏航角速度传感器2、车辆1在横向方向感知的加速度，以及车辆1的纵向速度之中一个或多个的信息，以达到确定车辆1是否正在经历侧向打滑。

道路分离决策单元10接收来自定位系统4以及车辆1的垂直加速度a_z之中一个或两个的信息，以达到确定车辆1是否已经离开其行使的道路。

紧急制动决策单元11接收来自施加到车辆制动踏板上的制动压力p以及阀门角度β的改变率之中一个或两个的信息，以达到确定车辆1的驾驶员是否正在执行紧急制动操纵。

规避操纵决策单元12具有转向车轮角度α的改变率以及车辆1纵向速度之中的一个或两个作为输入，以达到确定车辆1的驾驶员是否正在执行规避操纵的过程。

可以使用这些标准中的一些的任意组合，并且本发明不限于考虑所有这些标准。

来自这些决策单元8、9、10、11、12中的每一个的输出被输入至第一“或”单元13，如果决策单元8、9、10、11、12中的任何一个提供正值输出，则单元13提供正值输出，表明与决策单元8、9、10、11、12相关的车辆条件是满意的。

此外，纵向速度决策单元14接收关于车辆1纵向速度的信息，并且将其与安全纵向速度阈值Th₁比较，以达到确定车辆1的纵向速度是否超过预设的安全水平。

横向速度决策单元15接收关于车辆偏航角速度ω_z以及车辆1在横向方向y的加速度a_y的信息，以达到确定车辆1的横向速度是否超过安全横向速度阈值Th₂。

如果确定这些速度中的任一个超出各自的安全阈值Th₁、Th₂，纵向和横向速度决策单元14、15中的每一个均给出正值输出。

来自转向不足/转向过度决策单元8、主体滑动决策单元9和道路分离决策单元10的输出被提供至第二“或”单元16。

来自纵向和横向速度决策单元14、15的输出以及来自第二“或”单元16的输出被输入到第一“与”单元17，如果这三个输入的每一个均是正值，则单元17的输出将是正值。来自纵向速度决策单元14和第一“或”单元13的输出被输入到第二“与”单元18，如果这两个输入都是正值，则第二“与”单元将再次仅提供正值输出。

来自侧面碰撞传感器5，或者来自一个或多个其它合适的传感器的综合数据被提供至三个独立的比较器19、20、21，每一个比较器均将总的横向加速度a_y与其各自的阈值相比较。第一比较器19将总的加速度与默认算法的阈值Th₃比较。第二比较器20将总的加速度与另外部署算法所使用的降低的阈值Th₄比较。第三比较器21将总的加速度与第二另外部署算法所使用的进一步降低的阈值Th₅比较。

提供具有三个输入的第三“或”单元22。如果第三“或”单元22的任一输入是正值，则第三“或”单元22将输出正值信号，该信号将触发侧气囊6的部署。

如果被第一比较器19确定的总的横向加速度a_y超过默认部署算法使用的阈值Th₃，这将向第三“或”单元22提供正值输入。由此，如果总的横向加速度a_y超过此默认阈值Th₃，则侧气囊6将被触发，而不考虑来自任何其它传感器的输出。

如果被第二比较器确定总的横向加速度a_y超过第一另外部署算法使用的阈值Th₄，则来自第二比较器20的输出将是正值。来自第二比较器20的输出被输入至第三“与”单元23，第三“与”单元还有作为第二“与”单元18输出的输入。第三“与”单元23的输出提供了向第三“或”单元22的输入。所以将会理解的是，如果总的横向加速度a_y超过第一另外部署算法使用的降低的阈值Th₄，并且车辆的纵向速度v_x超过适当的安全阈值Th₁，并且确定车辆正在经历转向不足/转向过度、主体滑动、道路分离或紧急制动或规避中的一个或多个，侧气囊6将被触发。

第三比较器21的输出被提供至第四“与”单元24，第四“与”单元还具有作为输入的来自第一“与”单元17的输出。

由此将会理解的是，如果总的横向加速度a_y超过第二另外部署算法使用的进一步降低的阈值Th₅，并且对于纵向和横向速度各自的安全阈值Th₁、Th₂都被超过，并且确定转向不足/转向过度、主体滑动或道路分离其中之一正在发生，则侧气囊6将被触发。

如上所述，当使用第一或第二另外部署算法时，与总的横向加速度a_y比较的阈值被降低，使得在效果上，另外的部署算法对潜在的侧面碰撞更加敏感，结果是安全系统将在真正的侧面碰撞中，较早被激活。

一般而言，将会理解的是，可以使用任何数量的不同的另外部署算法，其中降低的阈值被用于确定总的横向加速度（或实际上任何其它量）的等级，如果安全设备被触发，必须凭借多种附加的必须被满足的标准，探测横向加速度。

如果确定车辆1处于有害的侧面碰撞可能发生的情况，但是没有侧面碰撞发生并且车辆1安全地停车，或者以安全方式继续行驶，上面描述的条件将不再被满足，并且将会确定车辆1不再处于有害的侧面碰撞可能发生的情况。所以在这种情况下，将再次使用用于侧面碰撞安全系统的默认部署算法。

在上面描述的实施例中，通过减小与总的横向加速度a_y相比的阈值，另外的部署算法变得对潜在的侧面碰撞更加敏感。然而，本发明不限于此，并且用于评估侧面碰撞发生或可能发生的，任何适当的阈值或标准可以减少或者适应于制定对侧面碰撞更加敏感的另外的部署算法。

应该理解的是，本发明的实施例将提供灵活的系统，用于以取决于具体情况的最适当的方式触发侧面碰撞安全系统，这可以导致乘客安全的显著提高。

当用于本说明书和权利要求书时，术语“包括”及其变形意味着包括的具体的特征、步骤或整体。术语并不被解释为排除其它特征、步骤或组件的存在。

前述公开的特征，或下面的权利要求或附图，以具体形式表达或用于执行公开的功能的手段，或用于实现公开的结果的方法或过程，以合适的，也许是分别地，或者以这些特征的任意组合被利用，以多种形式实现本发明。

Claims (6)

1.汽车安全系统包括： 

至少一个乘客安全设备（6），所述安全设备用于在侧面碰撞情况下保护车辆（1）的乘客；以及 

控制单元（7），所述控制单元可操作为用于接收来自一个或多个车辆传感器（2、3、4、5）的信息，并且提供触发信号，以激活乘客安全设备（6），其特征在于： 

在正常驱动条件下，所述控制单元（7）使用默认部署算法，以确定是否应该产生触发信号；并且 

如果确定车辆失控正在发生或者可能发生，并且车辆（1）的纵向速度超过预设的安全纵向速度阈值（Th₁），所述控制单元（7）采用第一另外部署算法，以确定是否应该产生触发信号，所述第一另外部署算法相对于默认部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号； 

如果车辆（1）的纵向速度超过了所述预设的安全纵向速度阈值（Th₁）且车辆（1）的横向速度超过了预设的安全横向速度阈值（Th₂），并且确定车辆（1）的失控正在发生或者可能发生，则第二另外部署算法被采用，所述第二另外部署算法相对于所述第一另外部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。 

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：如果确定车辆（1）正经受转向不足、转向过度、横向打滑、规避操纵、紧急制动，以及与车辆（1）正在行驶的路面分离之中的一种或多种情况，则确定车辆（1）的失控正在发生，或者可能发生。 

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：控制单元（7）具有标准，所述标准用于从一个或多个车辆传感器（2、3、4、5）产生的信号估计转向不足、转向过度、横向打滑、规避操纵、紧急制动，或路面分离之中的一种或多种情况是否发生。 

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述预设的安全纵向速度阈值（Th₁）和所述预设的安全横向速度阈值（Th₂）在5-20km/h之间。 

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述预设的安全纵向速度阈值（Th₁）和所述预设的安全横向速度阈值（Th₂）是15km/h。 

6.控制车辆（1）的乘客安全设备（6）的方法，用于在侧面碰撞情况下保护车辆（1）的乘客，本方法包括步骤为： 

接收来自一个或多个车辆传感器（2、3、4、5）的信息；并且根据部署算法分析信号，并且如果确定有必要激活安全设备（6），则提供触发信号以激活乘客安全设备（6），其特征在于： 

在正常驱动条件下，采用默认部署算法，以确定是否应该产生触发信号；并且 

如果确定车辆（1）失控正在发生或者可能发生，并且车辆（1）的纵向速度超过预设的安全纵向速度阈值（Th₁），采用第一另外部署算法，以确定是否应该产生触发信号，所述第一另外部署算法相对于默认部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号； 

如果车辆（1）的纵向速度超过了所述预设的安全纵向速度阈值（Th₁）且车辆（1）的横向速度超过了预设的安全横向速度阈值（Th₂），并且确定车辆（1）的失控正在发生或者可能发生，则第二另外部署算法被采用，所述第二另外部署算法相对于所述第一另外部署算法，适应于在侧面碰撞开始后的更短时间内产生触发信号。 

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