CN103895598B - 机动车的车辆乘员安全装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作机动车的车辆乘员安全装置的方法，该车辆乘员安全装置具有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器以及压敏式碰撞传感器装置，其中借助该加速度传感器来确定加速度并且当由该加速度确定的加速度参数超过极限值时引入至少一项安全措施。在此规定，该极限值根据利用该碰撞传感器装置确定的碰撞位置参数来确定。本发明还涉及一种机动车的车辆乘员安全装置。

Description

机动车的车辆乘员安全装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作机动车的车辆乘员安全装置的方法，该车辆乘员安全装置具有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器以及压敏式碰撞传感器装置，其中借助该加速度传感器来确定加速度，并且当由加速度确定的加速度参数超过极限值时引入至少一项安全措施。本发明还涉及机动车的车辆乘员安全装置。

背景技术

尤其是采用加速度传感器来确定车辆事故，该加速度传感器例如是机动车控制系统尤其是车辆乘员安全装置的控制系统的组成部分。但它或者也可以与控制系统分开地设置。该控制系统例如以气囊控制系统形式构成。该加速度传感器例如可以连同控制系统一起被安置在机动车车身的通道内。该加速度传感器尤其被构造用于确定机动车在其主行驶方向或者说其纵向上的加速度。从该加速度确定加速度参数。在这里，该加速度参数可以对应于该加速度或者例如可根据数学公式由加速度求出。如果加速度参数高出极限值，则引入至少一项安全措施。该安全措施可以存在于至少一个气囊等的触发机制中。

利用加速度传感器确定的加速度或者说加速度参数在机动车与障碍物、例如另一辆机动车完全正对碰撞时具有比在下述碰撞时大许多的数值，即，该碰撞以不等于0°的角度或者以在机动车和障碍物之间仅部分正对的方式进行。这种碰撞被称为角度碰撞或偏置碰撞。相应地，无法只利用该加速度传感器最佳地识别这种角度碰撞或偏置碰撞。尤其是该极限值必须选择很小，使得它在这样的碰撞时也保证可靠地引入安全措施。

发明内容

而具有权利要求1特征的用于操作车辆乘员安全装置的方法有以下优点，角度碰撞或偏置碰撞的识别得到显著改善。这根据本发明是如此做到的，该极限值根据利用该碰撞传感器装置来确定的碰撞位置参数来确定。该碰撞传感器装置优选设计成，借此能可靠地识别与人和/或小型障碍物的碰撞。为此目的，它是压敏式的，即对作用于机动车车身区域的压力作用做出反应。碰撞传感器装置特别优选地设置成，可以识别压力作用并进而识别在前部区域内的碰撞，尤其是在机动车的前挡泥板或前保险杠处的碰撞。

该碰撞传感器装置被构造用于可借此求出至少近似对应于该碰撞位置的碰撞位置参数。也就是说，碰撞传感器装置提供一个参数，其能够求出准确的碰撞位置或至少能够估算出碰撞是否在中心、即在机动车纵向中心轴线方向上发生，或是估算出碰撞是否在横向上相对于纵向中心轴线错开或相对于纵向中心轴线以不等于零的角度存在。碰撞位置参数可以是指明碰撞位置的参数。但它或者是这样的参数，其只与碰撞位置相关，例如使得可以至少近似地确定出该碰撞位置。即，在此情况下该碰撞位置参数是碰撞位置的初始参数。

尤其是它使得该碰撞传感器装置可以确定在纵向中心轴线的哪一侧发生了碰撞。为了保证安全措施的可靠的引入，这时根据所求出的碰撞位置参数来确定用于加速度参数的极限值。例如，碰撞离纵向中心轴线越远地发生或者在碰撞矢量和纵向中心轴线之间的角度越远离零，则实际出现的加速度越小。因此，相应减小该极限值是有利的。

作为补充或替代，也可以根据碰撞位置参数确定安全措施的触发路径。在此情况下，例如根据碰撞位置参数来决定基于哪些参数来引入安全措施。这例如在设有多个传感器尤其是碰撞传感器和/或加速度传感器时是有利的，这些传感器例如布置在机动车的不同位置。利用该碰撞位置参数，现在可以确定其中哪些传感器提供了更可靠的关于加速度的值。

随后将动用到由相应的加速度传感器提供的参数或对应的加速度参数，以确定是否应引入该安全措施。为此目的，该参数与极限值相比较并且如所述的那样在该参数高出极限值时引入安全措施。

利用这样的方法，实际上用于行人识别或人员识别的碰撞传感器装置可被用于改善车辆乘员安全装置的可靠性。可以相应地避免仅用于识别角度碰撞或偏置碰撞并且成本很高的额外的传感器。本发明方法的实现尤其是可行的，因为确定该极限值不需要准确识别可利用附加传感器来确定的实际碰撞位置。相反，呈碰撞位置参数形式的碰撞位置估算就足以保证根据加速度的安全措施可靠的引入。

本发明的另一个实施方式规定，该碰撞传感器装置具备多个传感器，每个传感器提供一个测量值并借助该测量值确定该碰撞位置参数。当然，一个传感器可能就足以确定该碰撞位置参数。但尤其优选设置多个传感器，它们尤其是相互间隔开地布置。通过这种方式，可以利用由这些传感器所提供的测量值来估算或确定该碰撞位置参数。为此目的，例如求出多个独立传感器的测量值时间曲线并且相互比较。

本发明的另一个实施方式规定，对应于碰撞位置参数的碰撞位置偏离机动车纵向中心轴线越远，该极限值从规定的基准极限值开始减小得越多。因而，基准极限值是极限值的最大值。如果所确定的碰撞位置参数指示了在在机动车纵向中心轴线上或在机动车纵向中心轴线区域内的碰撞，则该极限值应等于基准极限值。但如已经在先描述的那样，实际碰撞位置离纵向中心轴线越远，由加速度传感器测量的在机动车主行驶方向上、即沿纵向中心轴线的加速度越小。因此缘故，该极限值应该根据碰撞位置相对于纵向中心轴线的位置之差来选择，尤其是根据该差的绝对值。但此时优选该极限值的下限由最小极限值限定，其不能小于该最小极限值。通过此方式阻止了该极限值减小太多而由此出现安全措施的错误引入。

本发明的一个改进方案规定，压力传感器被用作传感器。当碰撞传感器装置呈软管传感器装置形式时，尤其是这种情况。为了确定与人的碰撞，通常采用一个安装在机动车前部尤其是机动车保险杠中的碰撞传感器装置，其包括压力软管。该压力软管例如设置在保险杠横梁和位于保险杠横梁前方的保险杠元件之间，保险杠元件优选至少部分或完全由发泡材料构成。压力软管中填充有流体、尤其是空气。在其两端分别连接有至少一个压力传感器，使得可以利用压力传感器来确定位于压力软管内的压力。现在，碰撞引起压力软管变形，该变形通过在压力软管内的随之而来的压力变化造成利用这个压力传感器或这些压力传感器求出的测量值的变化。

作为替代或补充，该碰撞传感器装置当然也可以具有其它类型的传感器，例如光波导传感器或压电传感器。也能使用加速度传感器。此时有意义的只是能利用传感器来确定碰撞所造成的压力并进而确定此时作用的力或加速度。就是说，这些传感器也应该优选是压敏型的。

还可以规定，该极限值根据一个由至少两个测量值或相应值确定的、对应于该碰撞位置参数的差值参数来确定。就是说，碰撞位置未被直接用于确定该极限值。相反，考虑使用由至少两个测量值导出的差值参数。因而，为了保持尽量少的耗费，不确定或至少不精确地确定该碰撞位置。由至少两个测量值之差或对应值、即由测量值导出的值之差得到差值参数。差值参数可以对应于碰撞位置参数或者与碰撞位置参数存在确定的联系。

本发明的一个改进方案规定，时间差或值差被考虑作为差值参数。在时间差的情况下尤其是采用在传感器的测量值或者对应值达到或高出同一极限值的时刻之间的时间间隔。就是说，要考虑测量值或对应值的随时间变化曲线。对应值是指由测量值导出的值，其中它例如借助数学公式、滤子等来实现。

如果其中一个传感器的测量值或与之对应的值高出极限值，则记录下其经过的时刻。也求出其中下一个传感器的测量值或与之对应的值此时高出该极限值的时刻。现在，可以由这两个时刻之间的时间差推导出碰撞位置和/或碰撞位置参数或直接确定该极限值。测量值实际大小此时优选不予考虑。但对于所有的测量值或所有的对应值考虑相同的极限值来确定该超出时刻。

而该值差是在确定时刻的测量值之差或对应值之差。即在这里也考虑测量值或对应值的随时间变化曲线，其中该测量值或对应值在确定的时刻被比较。该测量值之差或对应值之差以值差形式被记录下来并且被考虑作为差值参数来确定极限值或碰撞位置参数。

在本发明的另一个实施方式中规定，值差被标准化，尤其是以测量值中的最大测量值或最小测量值或测量值的平均值标准化。也可以使用对应值的最大值或最小值或者其平均值。上述做法的优点是，在被差值参数或值差超过后就推断出存在角度碰撞或偏置碰撞的阈值可被选为是恒定的，或者仅需要至少略微随时间而变，这是因为该值差的增大通过至少一个测量值尤其是两个测量值或所有测量值的增大自行标准化。

本发明还涉及一种机动车的车辆乘员安全装置，尤其是用于执行上述方法的车辆乘员安全装置，其中该车辆乘员安全装置具有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器以及压敏式碰撞传感器装置，并且被构造用于利用该加速度传感器来确定加速度以及当加速度超过极限值时引入至少一项安全措施。在此规定，该车辆乘员安全装置还被构造用于根据借助碰撞传感器装置求出的碰撞位置参数来确定该极限值。已经介绍了这种做法的优点。该车辆乘员安全装置及相应的方法可以根据之前的实施方式来改进，因而就此而言参见之前的实施方式。

附图说明

以下将结合附图所示的实施例来详述本发明，但在此没有限制本发明。附图中：

图1是第一曲线图表，在其中绘制出碰撞传感器装置的两个压力传感器针对正面碰撞的测量值或对应值的两条随时间变化的曲线，和

图2是从图1中知道的用于角度碰撞或偏置碰撞的曲线。

具体实施方式

图1示出了曲线图，在该曲线图中随时间绘制出两个压力传感器的测量值或从该测量值导出的与之对应的值。在此，曲线1表示压力传感器中的第一压力传感器的测量值的变化过程，曲线2表示其中的第二压力传感器的测量值变化过程。压力传感器是机动车碰撞传感器装置的组成部分。它们优选连接至同一压力软管、即连接至压力软管的对置两端。因此，该测量值表示在压力软管内的其相应一端处的压力。压力软管安置在机动车的前部区域中，尤其被整合到前保险杠中。

例如，压力软管布置在机动车车身的保险杠横梁和在主行驶方向上布置在其前面的保险杠元件之间，其中该保险杠元件例如至少局部由发泡材料构成。当机动车撞上障碍物尤其是人等时，压力软管被压缩，从而可根据压力传感器的测量值推断出碰撞。现在，曲线1和2例如出现在该碰撞与机动车纵向中心轴线重合或者至少近似重合时。因而，碰撞基本上对称地进行，从而该测量值随时间近似相等。

由压力传感器的测量值或者由从该测量值导出的数值求出差值参数，其例如呈时间差或者值差的形式。该时间差在此表示在传感器测量值或对应值达到或高出同一极限值的时刻之间的时间间隔。以下只介绍该测量值。但容易直接理解的是，总是可以替代地采用对应于该测量值的值。

例如在此取压力p=p₂为极限值。马上可以理解的是，曲线1的测量值在时刻t₁达到并高出极限值p₂。这只在时刻t₂才适用于曲线2的测量值。该时间间隔或时间差此时由公式t₂-t₁得到。而该值差是在一个确定时刻的测量值之差。例如考虑时刻t₁。在此时刻，曲线1的测量值表示压力p₂，而曲线2的测量值指明压力p₁。这两个值之差即压力p₂和p₁之差被考虑作为值差，因而作为差值参数。

图2示出另一个曲线图，其中针对碰撞描绘出曲线1和曲线2，该碰撞在纵向中心轴线旁边进行且因而以角度碰撞或偏置碰撞的形式实现。显然，曲线1的测量值与曲线2的测量值相比明显提前且明显更强变化地升高。相应地存在在时间差和值差方面的不同，所述时间差和值差可通过图1和2的曲线图对比来直接发现。时间差t₂-t₁和值差p₂-p₁现在明显大于在纵向中心轴线区域内的碰撞时的情况。相应地，可以由相应使用的差值参数，即或是时间差或是值差，推导出碰撞位置。但至少该差值参数与碰撞位置直接相关。

在已知的车辆乘员安全装置中，现在设有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器。借此来确定在此方向上的机动车加速度，并且当该加速度高出极限值时引入至少一项安全措施。该安全措施例如可以是气囊触发。但是，因为在机动车主行驶方向上或沿机动车纵向中心轴线的加速度在碰撞时显著取决于碰撞位置，故单独的加速度分析并不总是够用。

相应地需要附加的传感器装置，但它们附带来成本。因此缘故，现在应该考虑本来就设有的碰撞传感器装置来补充。此外，根据利用碰撞传感器装置求出的碰撞位置参数来确定下述极限值，当超出该极限值时引入安全措施。但该极限值至少根据该差值参数来确定。此时，碰撞位置偏离机动车纵向中心轴线越远，例如该极限值从规定的基准极限值开始越进一步被减小。当然，也可以代替压力传感器地采用其它传感器，例如光波导传感器或压电传感器。

在碰撞位置位于纵向中心轴线的对称碰撞时，障碍物的第一接触点居中位于机动车上。因为保险杠横梁和进而压力软管通常略微弯曲，故压力软管的初始压缩在中心进行。两个压力传感器距初始压缩点同样远近并且几乎同时测定相似的压力增大，如曲线图所示。而在角度碰撞或偏置碰撞的情况下，第一接触点关于机动车纵向中心轴线非对称地位于车辆一侧。因此，更靠近碰撞位置的压力传感器在另一压力传感器之前测量到压力软管压缩并且还确定压力更快速增大。

即，原则上这样的非对称碰撞可以通过压力传感器测量值之差来确定。之前已经介绍了时间差和值差被用作差值参数。例如可以规定，当差值参数高出阈值时，推断出存在非对称碰撞。即，如果差值参数小于该阈值，则设定该极限值等于适用于对称碰撞的第一极限值。而如果差值参数高出该阈值，则设定该极限值等于针对非对称碰撞而确定的第二极限值。该阈值可以是恒定的，但或者也可以随其它参数如时间而变。例如设有计时器，它从其中一个压力传感器测量值高出初始阈值起开始计时运行。现在，该阈值根据利用计时器确定的时间而增大，这是因为当压力软管完全压瘪时不再能可靠说明碰撞位置。

当然可以规定将该值差标准化。为此目的，例如考虑测量值中的最大值或最小值或测量值的平均值。当使用平均值时，例如存在以下公式：

(p_l-p_r)/(p_l+p_r)＞f(t)

在这里，p_l表示左侧压力传感器的测量值，p_r表示右侧压力传感器的测量值。参数f(t)是阈值，其随时间尤其是用计时器确定的时间而变。如果高出该阈值，则如上所述推断出存在非对称碰撞并且相应调整该极限值。此做法的优点是，阈值不必或只需略微随时间而变，这是因为两个测量值之差的增大至少部分通过至少其中一个测量值的增大而得到补偿。

例如，当测量值之和高出了或已经超过最小值时，才检查阈值的高出。就是说，不是紧接在碰撞后进行比较，而是有短暂延时，以便能对碰撞位置做出可靠说明。作为替代或补充，当测量值之和尚未高出一个确定的最大值时，也能够检查阈值的高出。通过此方式避免了在碰撞后过迟进行检查，因为在此情况下该压力软管有时被完全压瘪并且因此无法再做出关于碰撞位置的有意义的说明。

可以从上述公式导出以下公式：

(p_l-p_r)＞f(t，p_l，p_r)

因而，当测量值之差高出取决于若干测量值并且可能还有时间的阈值时，识别出非对称碰撞。与平均值的关联性已被解释为特殊情况。

作为补充或替代，时间差或值差也可以通过其它方式被分析。例如代替测量值差，也可以考虑用于左侧和右侧压力传感器的测量值梯度差(即例如测量值曲线的导数)或者其它的等同压力参数的差。尤其是也可以由经过筛选的和/或积分的测量值构成该差值，由此一来，该方法的耐用性取决于此时出现的平整而提高。因而，代替测量值地可以总是可选地或补充地考虑等同参数的值，尤其是在确定该时间差和/或值差时。

Claims (9)

1.一种用于操作机动车的车辆乘员安全装置的方法，该车辆乘员安全装置具有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器以及压敏式碰撞传感器装置，其中借助该加速度传感器来确定加速度并且当由该加速度确定的加速度参数超过极限值时引入至少一项安全措施，其特征是，该极限值根据利用该碰撞传感器装置确定的碰撞位置参数来确定，该极限值根据由至少两个测量值或对应值确定的、对应于该碰撞位置参数的差值参数来确定，时间差或值差被考虑作为差值参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该碰撞传感器装置具备多个传感器，每个传感器提供一个测量值并且借助该测量值确定该碰撞位置参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，对应于碰撞位置参数的碰撞位置偏离机动车纵向中心轴线越远，该极限值从规定的基准极限值开始减小得越多。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，使用压力传感器作为传感器。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在传感器的测量值或对应值达到或高出同一极限值的时刻之间的时间间隔被用作时间差。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在一个确定时刻的测量值之差或对应值之差被用作该值差。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，该值差被标准化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，该值差以这些测量值中的最大测量值或最小测量值或这些测量值的平均值而被标准化。

9.一种机动车的车辆乘员安全装置，用于执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中该车辆乘员安全装置具有在机动车主行驶方向上取向的加速度传感器以及压敏式碰撞传感器装置，其中该车辆乘员安全装置被构造用于利用该加速度传感器来确定加速度并且当由该加速度确定的加速度参数高出极限值时引入至少一项安全措施，其特征是，该车辆乘员安全装置还被构造用于根据借助该碰撞传感器装置所确定的碰撞位置参数来确定该极限值，该极限值根据由至少两个测量值或对应值确定的、对应于该碰撞位置参数的差值参数来确定，时间差或值差被考虑作为差值参数。