CN102470815A - 车辆安全带系统 - Google Patents

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Abstract

车辆安全带系统具有可逆的安全带拉紧器(12)、控制安全带拉紧器(12)的控制单元(16)和优选为导航系统形式的检测车辆前方道路变化(S1，S1)并识别车辆前方转弯路段的装置(18)，安全带拉紧器能以多个预定水平将安全带拉力(F)施加到安全带的皮带(14)上。在道路变化中在刚驶过的转弯路段后一定距离处又有另一转弯路段的情况下，控制单元(16)使安全带拉力(F)保持在提高后的水平上。

Description

车辆安全带系统
技术领域
本发明涉及一种具有可逆的安全带拉紧器的车辆安全带系统，安全带拉紧器可以以一个或多个预定水平将安全带拉力施加到安全带的皮带上。
背景技术
皮带的可逆的拉紧器不仅用于在事故前尽可能消除皮带松动以及尽可能防止车上乘客前移，而且还可以实现舒适性能以及在特定行驶状态下通过使该皮带更紧而为车辆乘客提供更高的安全性。
为此而使用的安全带拉紧器可以通过适当的控制而实现该皮带在身体上相对柔和并且几乎感觉不到的佩带，其中安全带拉力可以不断地提高和降低。这样的控制尤其是在驶过转弯路段时是感兴趣的，在转弯路段处，舒适地拉紧该皮带就在出现横向加速度时将驾驶者更好地固定在座椅中并且相应地提供更好的侧向支撑。
发明内容
本发明的任务在于提供一种改进的车辆安全带系统。
为此，车辆安全带系统具有可逆的安全带拉紧器和用于控制安全带拉紧器的控制单元以及用于检测车辆前方的道路变化并识别车辆前方的转弯路段的装置，安全带拉紧器可以以多个预定的水平将安全带拉力施加到安全带的皮带上。安全单元使得在道路变化中在刚驶过的转弯路段后一定距离处又有另一转弯路段的情况下将安全带拉力保持在提高的水平上。其中，这个力水平高于安全带拉紧器通常在直线路段的情况下所施加的力水平。以该方式实现了：拉紧即使在弯道很多的路段中也始终给车辆乘客提供更安全的感觉。
由于这种前瞻性的控制，例如可以基本上避免沿着弯道很多的路段安全带拉力水平的波动，这为车辆乘客提供更安全的感觉。
利用根据本发明的系统，即使在运动性地驶过转弯路段的情况下也还可以在侧向支撑非常小的车辆座椅中实现车辆乘客的充分固定。
控制单元因此可以被构造为使得其根据所确定的道路变化在车辆驶入转弯路段之前就已经促使安全带拉紧器开始工作以提高安全带拉力。以该方式，车辆乘客在车辆进入转弯路段之前就已经被更牢固地固定在座椅中，并且乘客由于横向加速度而导致的侧向移动马上被最小化。相反，传统的被激活的安全带系统在车辆中的传感器确定达到阈值时才被激活。但是在那时车辆已经驶入转弯路段中了。
如果由安全带拉紧器所施加的力始终变化，则对于车辆乘客的舒适性而言是有利的。在这种情况下，安全带拉力的水平能在最小值和最大值之间任意地设置。
可选地，可以根据用于检测道路变化的装置的数据确定刚驶过的转弯路段或进一步的道路变化中下一转弯路段的最大曲率。在知道这个最大曲率(也就是相关转弯路段的最小半径)的情况下，可以确定安全带拉力的最佳值以及相适应的安全带拉力的增长率，并且在进入到转弯路段之前就已经开始安全带拉力的缓慢上升。
有利地，用于检测道路变化的装置具有GPS接收器和正在行驶的路段的地图数据(例如已知导航系统的形式)。代替GPS数据或信息，也可以使用另一GNSS(全球导航卫星系统：GlobalesNavigations-Satelliten System)系统的相应数据，例如伽利略系统。因此可以以简单的方式实现对道路变化的前瞻性分析。
替代地或附加地，用于检测道路变化的装置可以具有视频摄像机和用于根据视频数据确定车辆前方至少一个道路标线的变化的装置。
替代地或附加地，如果用于检测道路变化的装置具有LIDAR(激光雷达)装置和用于根据LIDAR数据确定车辆前方至少一个道路标线的变化的装置，提供了用于获取道路变化的另一可能性。
因为道路标线(例如道路路肩或分车带)的变化通常非常准确地反映道路变化和弯道弯曲，所以可以准确性高地根据这些数据生成道路变化。
如果地图/GPS数据或环境检测指出临界性的(kritisch)行驶状态即将到来，则附加地可以进行一级或多级措施(驾驶者信息、驾驶者预警和/或自主干涉车辆行驶形式的措施)。
如果当前车辆速度明显超过即将到来的转弯路段预计横向动力地能实现的转弯速度，则可以进行例如警告或干涉。在这种情况下，驾驶者首先通过信息而被指示处于该情形下，在没有被注意的情况下对驾驶者进行增强的警告，并且如果增强的警告还是没有被注意，则车辆自主地通过干涉发动机控制或者在必要的情况下主动地产生制动压力来进行干涉。当然限于这三种干涉措施中一个或两个也是可能的，同样也可以补充以其他的级。
此外有利地，将安全带系统集成到报警和干涉策略中。因为在上述任一情形下都涉及潜在的危险状态，所以提前可逆地将安全带拉紧是有意义的，以便将乘客更好地固定在座椅上。此外，使用安全带作为驾驶者警告/驾驶者信息的一部分以及作为可选的感知源(不是声音或视觉的，而是触觉的)是有利的，因为这个警告只由驾驶者感知，而并不被其他乘客感知。由此避免了对驾驶者的警告可能使其余乘客恼怒。
附图说明
通过以下结合附图对实施例的描述可以获得本发明的其他特征和优点。在附图中：
图1示出了具有两个直接相接的转弯路段的假定道路变化的示意图；
图2示出了图1中道路变化的转弯路段的曲率变化图示；
图3示出了在驶过图1中所示道路变化的情况下在根据本发明的车辆安全带系统和传统的车辆安全带系统中安全带拉力的变化曲线；
图4示出了具有更多个转弯路段的另一假定道路变化；
图5示出了根据本发明的车辆安全带系统的示意图。
具体实施方式
车辆安全带系统10(在图5中示意性地示出)具有可逆的安全带拉紧器12，安全带拉紧器例如是耦接到安全带自动伸缩器的电动机形式的，安全带拉紧器可以将安全带拉力F施加到皮带14上，皮带14是(未示出的)车辆的安全带系统的一部分。安全带拉紧器12与电子的控制单元16连接，控制单元16可以规定安全带拉力F的力水平。控制单元16又与用于检测道路变化的装置18连接，该装置18提供关于车辆前方的道路变化的数据。
在图1中示出了假定的第一道路变化S1。
道路变化S1展示了直接相连的两个转弯路段，也就是急剧的左转弯之后接着平缓的右转弯。在下文中，第一转弯路段的曲率被看作是正的，第二转弯路段的曲率被看作是负的。第一转弯路段在点C处具有整个道路变化S1的最大曲率半径。路段S1的曲率变化在图2中示出。
用于检测道路变化的装置18预测性地例如对车辆前方10m到300m的道路变化S1的数据进行确定，并且将其传输到控制单元16。为此，装置18具有GPS，通过GPS能以几米的精确度确定车辆的当前位置。装置18还具有地图材料，由该地图材料得到道路变化S1。根据车辆的位置以及道路变化S1，控制单元16计算曲率的变化，包括具有最大曲率的点(在该情形下是点C)以及位于第一转弯路段开端之前的点A，其中在经过该点时应开始增大安全带拉力F。
图3中下面的曲线(“预测性的”)展示了在该例中由安全带拉紧器12施加到皮带14上的安全带拉力F的变化曲线。在驶过点A时，开始安全带拉力F的缓慢增大。安全带拉力F的每个变化持续并缓慢地进行，使得其不会被车辆乘客感知到并且在任何情况下都被感受为是舒服的。安全带拉力F在车辆驶入转弯路段中并且车辆乘客由于离心力而受到侧向加速度之前就已经显著地提高了。安全带拉力F在到达转弯曲率最强的位置(点C)之前就已经达到了其最高水平。在到达该点之前，安全带拉力F始终上升，这在这里也与刚驶过的转弯路段的曲率半径的上升是类似的。以该方式，车辆乘客在转弯路段中受到对横向加速度力的补偿，并且使其侧向移动最小化。其在座椅中的侧向支撑被显著提高。在经过点C之后，安全带拉力F根据现在又降低的转弯路段曲率半径而逐渐降低。
因为车辆前方的道路变化是已知的并且因此也已知在刚驶过的转弯路径后接着另一转弯路径，所以安全带拉力F被控制单元16保持在提高的水平，直到经过点D，点D在道路变化S1中标记第二转弯路径的结束并且在点D后开始直线的道路段。
对于传统的受传感器控制的舒适性系统(如在图3中上面的曲线(“传统的”)中所示的那样)，安全带拉力F只有在点B处已经超过横向加速度的一定阈值的情况下才上升。常规的系统不能对转弯路段的曲率半径进行响应，从而在转弯路径的整个线路上保持固定预先设置的安全带拉力F。在低于该阈值之后(未标记)，安全带拉力F的水平还被保持达一预定时间，以便在驶离转弯路段的情况下还为车辆乘客提供安全的抑制的感觉。
在图4中示出了具有几个相互连接的急剧转弯路段的假定的第二道路变化S2。在该情形下，根据本发明，安全带拉力F在第一转弯路段开始前的点A开始提高，并且只有从点G开始又回复到用于直线路段线路的正常水平，而不直接危及车辆，点G标记转弯路段的结束。安全带拉力F的水平在点A和G之间的路段线路中可以根据刚驶过的转弯路径的最大曲率而变化，但是也可以选择不变的适配于该路段中所有转弯路段的最高曲率的水平，以便避免可能干扰车辆乘客的安全带拉力F的波动。
作为对于所使用的具有地图材料的GPS和导航系统的补充或替代，用于检测道路变化的装置18也可以具有视频摄像机或LIDAR(光检测与测距系统：light detection and ranging system)系统。在该情形下，视频摄像机或LIDAR采集例如在道路边沿处的道路标线或者分车带或者还有道路边沿处的路标。控制单元根据这些数据计算车辆前方的道路变化。然后如针对GPS系统所述的那样进行安全带拉紧器12的控制。
所述系统当然可以与基于当前行驶状态参量(如横向加速度或偏转比率)对安全带拉紧器12的控制相结合。

Claims (10)

1.一种车辆安全带系统，具有
可逆的安全带拉紧器(12)，所述安全带拉紧器能以一个或多个预定的水平将安全带拉力(F)施加到安全带的皮带(14)上，
控制单元(16)，用于控制所述安全带拉紧器(12)，和
用于检测车辆前方的道路变化(S1，S1)并识别车辆前方的转弯路段的装置(18)，
其中在道路变化中在刚驶过的转弯路段后一定距离处又有另一转弯路段的情况下，所述控制单元(16)使安全带拉力(F)保持在提高后的水平上。
2.如权利要求1所述的车辆安全带系统，其特征在于，控制单元(16)根据所确定的道路变化(S1，S1)在车辆驶入转弯路段中之前已经促使安全带拉紧器(12)开始工作以提高安全带拉力(F)。
3.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，由安全带拉紧器(12)施加的安全带拉力(F)始终变化。
4.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，根据用于检测道路变化的所述装置(18)的数据确定转弯路段的最大曲率。
5.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，利用车辆的当前行驶速度调整来自用于检测道路变化的所述装置(18)的数据，并且基于此为要通过的转弯路段计算车辆能达到的横向加速度。
6.如权利要求5所述的车辆安全带系统，其特征在于，控制单元使得在所计算的车辆能达到的横向加速度超过预定值的情况下提高安全带拉力(F)。
7.如权利要求6所述的车辆安全带系统，其特征在于，安全带拉力的提高在强度逐渐提高的至少两个前后相继的步骤中进行。
8.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，用于检测道路变化的所述装置(18)具有用于GNSS数据(全球导航卫星系统)的接收器和正在行驶的路段的地图数据。
9.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，用于检测道路变化的所述装置(18)具有视频摄像机和用于根据视频数据确定车辆前方至少一个道路标线的变化的单元。
10.如前述权利要求之一所述的车辆安全带系统，其特征在于，用于检测道路变化的所述装置(18)具有LIDAR装置和用于根据LIDAR数据确定车辆前方至少一个道路标线的变化的单元。
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