CN111086473B - 用于在碰撞时控制车辆的至少一个乘员保护装置的方法 - Google Patents

用于在碰撞时控制车辆的至少一个乘员保护装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于在发生碰撞时控制车辆的至少一个乘员保护装置的方法。该方法包括确定输入数据的步骤。输入数据表示车辆的安全气囊的点火时间点、碰撞的角频率、车辆乘员相对于车辆的可用移位行程、车辆的车辆乘员的质量、车辆乘员与安全气囊的距离和安全气囊的充气持续时间。该方法还包括通过使用输入数据求取约束力
Figure DDA0002242888750000011
的步骤。约束力
Figure DDA0002242888750000012
表示借助于至少一个乘员保护装置可提供的力，该力适于使车辆乘员的乘员能量最小化直到碰撞结束。此外，该方法包括提供用于控制至少一个乘员保护装置的控制信号的步骤。通过使用约束力
Figure DDA0002242888750000013
产生控制信号。

Description

用于在碰撞时控制车辆的至少一个乘员保护装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在发生碰撞时控制车辆的至少一个乘员保护装置的方法、控制设备和用于车辆的乘员保护的系统。
背景技术
特别是对于机动车可设置各种乘员保护装置，以便在发生碰撞的情况下为车辆乘员提供保护以防止伤害。在DE 10 2014 000 842 B4中说明了一种方法，其借助于所谓的预碰撞传感器系统探测即将发生的碰撞，预测碰撞期间所驶过的行程D和具有质量m的车辆乘员的最大向前移位行程S0，并且计算约束力被调节的阈值，其中使用关系式F0＝m·v0 2/(2·(D+S0))来计算。在DE 10 2014 010 200 A1中说明了一种方法，其中检测车辆的碰撞，预测由车辆内乘员行程和变形行程组成的车辆碰撞行程，并且由此形成用于控制约束装置的参考变量。
发明内容
在此背景下，利用在此介绍的方案根据本发明提出了一种方法，进一步提出了使用该方法的控制器，还提出了一种系统，并且最后提出了一种相应的计算机程序。
根据实施例，特别是在车辆的碰撞中可确定用于被动安全或用于控制约束装置的个性化事故严重性。为此，例如可创建基本物理关系作为技术应用的特定实现，其通过基于模型的测量值的关联来确定车辆内每个乘员和每个位置的个体事故严重性，以控制用于在事故情况下保护人员的执行器。具体而言，在此，作为输入数据特别是可使用车辆安全气囊的点火时间点、碰撞的角频率、车辆乘员相对于车辆的可用位移行程、车辆乘员的质量、车辆乘员与安全气囊的距离和安全气囊的充气持续时间。
根据实施方式，有利地可使用特别普遍适用的基本物理关系，其中可有利地省去通过参数设置对特定车辆的特定调整，因为基本原理是普遍适用的。例如，通过用于关联输入数据的模型关系的应用，可实现乘员保护的高度稳定性和始终可解释且可验证的特性。乘员保护装置或约束装置的控制可被简化。另外，例如可在发生碰撞的情况下实现与乘员的最小负荷相关的控制。此外，特别是当确实必须激活乘员保护装置或约束装置时，即在最晚可能的时间点，才需要进行事故严重性的确定。由此，例如可使用最大信息量来确定事故严重性，并且由此事故严重性的确定可在决策时间点为优化的或最优的。
根据实施方式，不同于传统方案，特别是可明确定量地确定事故严重性。此外，实施方式例如可与所谓的预碰撞传感器系统或预测性传感器系统无关。还可针对不同碰撞类型实现乘员保护装置的正确控制。此外，根据实施方式，特别是还可避免通过加权函数进行近似并使用离散极限曲线，从而可提高乘员保护的精度并且可扩展一般适用性。另外，例如可保持较低的实施或实现实施方式的成本或使之降低。
提出了一种用于在发生碰撞时激活至少一个车辆乘员保护装置的方法，其中该方法具有以下步骤：
确定输入数据，其中输入数据表示车辆安全气囊的点火时间点、碰撞的角频率、车辆乘员相对于车辆的可用位移行程、车辆乘员的质量、车辆乘员与安全气囊的距离和安全气囊的充气持续时间；
通过使用输入数据求取约束力，其中约束力表示借助于至少一个乘员保护装置能够提供的力，该力适于使车辆乘员的乘员能量最小化直到碰撞结束；并且
提供用于控制至少一个乘员保护装置的控制信号，其中通过使用约束力产生该控制信号。
该方法可例如以软件或硬件或软件和硬件的混合形式例如在控制器中实现。车辆可为机动车，特别是乘用车、卡车或其他商用车。碰撞可发生在车辆和碰撞对象之间，其中碰撞对象可为静止物体或其他车辆。至少一个乘员保护装置可被配置为响应于或通过使用控制信号至少施加所求取的约束力，以使乘员能量最小化。安全气囊可代表乘员保护装置。在提供步骤中可提供控制信号，其在由至少一个乘员保护装置使用时使得由至少一个乘员保护装置施加约束力。在确定步骤和求取步骤中，可分别使用至少一个计算规则。在提供步骤中，可提供控制信号以用于控制至少一个约束装置、至少一个用于吸收碰撞能量的可调节吸收器、可伸缩方向盘、可伸缩仪表板、可移动车辆座椅，并且作为附加或替代还用于控制车辆的行车制动器。约束力可为平均约束力。约束力可表示事故严重性，特别是个性化的和附加或替代地针对具体情况的事故严重性或碰撞严重性。
根据一个实施方式，在求取步骤中可通过使用以下关系式求取约束力：
Figure BDA0002242888730000031
其中
Figure BDA0002242888730000032
表示约束力，TTF表示点火时间点，ω表示角频率，sint表示移位行程，mocc表示质量，Δs表示距离并且Δt表示充气持续时间。该关系可通过上述形式的数学函数或另一函数来实现。这种实施方式提供的优点在于，输入数据可简单地且附加或替代地提前被确定，从而可快速且精确地确定事故严重性或碰撞严重性。由于存在连续的物理变量作为具有约束力的输出变量，因此可在此基础上控制多个执行器而无需额外的调整和应用工作。
在确定步骤中，也可通过使用来自至少一个车辆传感器的至少一个传感器信号、通过使用车辆模型、乘员模型和作为附加或替代的碰撞模型的至少一个模型参数，并且附加或替代地通过使用输入数据的至少一个预设值来确定输入数据。这种实施方式所提供的优点是，能够以合适的方式实现在相应应用中可用的数据的考虑和利用，以便尽可能准确且可靠地求取约束力。
此外，在确定步骤中，可由根据所识别的碰撞类型预定义的多个预设值或值域来确定角频率。在此，可通过使用至少一个加速度传感器或另一个碰撞传感器的传感器信号来确定角频率。这种实施方式所提供的优点是，在确定事故的严重性时可以简单的方式考虑碰撞类型。
在此，可通过使用至少一个用于碰撞检测和附加或替代地用于环境检测的车辆传感器的至少一个传感器信号来识别碰撞类型。这种实施方式所提供的优点是，可以简单、准确和可靠的方式确定角频率。
在确定步骤中，移位行程也可作为预设值被读取，并且附加或替代地借助于至少一个车辆传感器被确定。作为附加或替代，距离可作为预设值被读取，并且附加或替代地借助于至少一个车辆传感器被确定。作为附加或替代，质量可借助于车辆的重量确定装置来确定。作为附加或替代，点火时间点可作为存储在车辆中的值被读取。作为附加或替代，充气持续时间可作为存储在车辆中的值被读取。车辆传感器可为相机(特别是摄像机)、雷达传感器、座椅位置传感器、超声波传感器等。这种实施方式所提供的优点是，即使利用预设值或存储值以及借助于传感器也能够可靠且准确地确定个体的事故严重性。个体乘员特征(例如质量或乘坐位置)可用于确定个体事故严重性，从而可降低确定事故严重性的复杂性。
在一个实施方式中，在仅使用安装在车辆中的传感器(例如用于检测纵向加速度或车辆在纵向(Acc-X)上的加速度的加速度传感器)的方法中可高质量地确定事故严重性。在此，这种传感器可确定角频率。附加传感器(例如横向加速度(Acc-Y)传感器)、外围传感器(例如前方传感器、沿x方向和y方向的侧向传感器)、预碰撞传感器(例如雷达、摄像机和/或激光雷达)的数据的使用可简单地实现并且可提高确定事故严重性的质量。
根据一个实施方式，在提供步骤中可提供控制信号，该控制信号根据至少一个阈值判定来实现对车辆中不同类型和附加或替代的不同位置的多个乘员保护装置中的至少一个乘员保护装置的控制。在此，在至少一个阈值判定的情况下，可将所求取的约束力与至少一个阈值进行比较。这种实施方式所提供的优点是，可从多个乘员保护装置中选择至少一个合适的，以便增加乘员保护。
另外，在提供步骤中可提供控制信号，该控制信号在取决于至少一个阈值判定的时间点实现对至少一个乘员保护装置的控制。在此，在至少一个阈值判定的情况下，可将所求取的约束力与至少一个阈值进行比较。这种实施方式所提供的优点是，至少一个乘员保护装置可在相对于所求取的约束力适当的时间点被触发，以便提供更多的乘员保护。
此外，在提供步骤中可提供控制信号，该控制信号借助于所求取的约束力的数学函数实现对至少一个乘员保护装置的控制。在此，数学函数可具有至少一个参数，该参数取决于预设规则、车辆乘员的至少一个特性并且附加或替代地取决于在车辆内部和附加或替代的车辆环境中的温度。车辆乘员的至少一个特性可表示所检测的车辆乘员的服装状况。在车辆内部和附加或替代的车辆环境中的温度与车辆乘员的至少一个特性之间也可存在关联性。这种实施方式所提供的优点是，可更确切且更准确地针对具体的事故情况进行至少一个乘员保护装置的控制。
此外，在求取步骤中，可根据车辆乘员的座位来求取约束力。在此，在提供步骤中提供取决于车辆乘员座位的控制信号。也可为车辆的每个车辆乘员提供控制信号。这种实施方式所提供的优点是，通过使用定制的约束力在控制中也可考虑相应车辆乘员的座椅。
此外，在此介绍的方案还提出了一种控制设备，被构造用于在相应的装置中执行、控制或实施在此介绍的方法变型方案的步骤。同样通过本发明的呈控制设备形式的该实施变型方案可快速且有效地实现本发明的目的。
为此，该控制设备可具有至少一个用于处理信号或数据的运算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个用于从传感器读取传感器信号或用于向执行器输出控制信号的与传感器或执行器的接口和/或至少一个用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据的通信接口。运算单元例如可为信号处理器、微控制器等，其中存储单元可为闪存存储器、EEPROM或磁性存储单元。通信接口可被设计为无线地和/或有线地读取或输出数据，其中可读取或输出有线数据的通信接口可以例如以电气或光学方式从相应的数据传输线读取数据或将数据输出到相应的数据传输线中。
在此，控制设备可被理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号的电子设备。该控制器可具有基于硬件和/或软件构造的接口。在基于硬件的构造方式中，接口例如可为所谓的ASIC系统的包含控制设备各种功能的部分。而还可行的是，接口为自身的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在基于软件的构造方式中，接口可为例如与其他软件模块并存于微控制器上的软件模块。
在一个有利的实施方式中，通过控制设备控制至少一个乘员保护装置，特别是至少一个约束装置、行车制动器等。为此，控制设备例如可访问诸如图像信号和加速度信号的传感器信号、模型数据、预设数据，并且作为附加或替代可访问存储在车辆中的预定义值。通过诸如皮带张紧器、安全气囊触发装置、行车制动器等执行器进行该控制。
还提出了一种用于车辆乘员保护的系统，其中该系统具有以下特征：
上述控制单元的一个实施方式；和
至少一个乘员保护装置，其中该至少一个乘员保护装置以能够传输信号的方式与控制设备连接或可连接。
由此，在该系统中，前述控制设备的实施方式可有利地用于在碰撞中控制至少一个乘员保护装置。还可设置至少一个接收或读取用于确定输入数据的信息的设备或接口，其中该至少一个接口可实施为控制设备的一部分，或者可以通过能够传输信号的方式与控制设备连接。
还有利的是具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，该程序代码可存储在机器可读的如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的载体或存储介质上，并且特别是当在计算机、控制设备或装置上运行该程序产品或程序时用于执行、实施和/或控制根据上述实施方式中任一项所述的方法的步骤。
附图说明
在此介绍的方案的实施例在附图中示出并且在以下说明中得以详细解释。其中：
图1示出了在车辆中根据一个实施例的用于乘员保护的系统的示意图；
图2示出了根据一个实施例的用于控制的方法的流程图；
图3示出了与图1的系统或图2的方法相关联的示意性点火时间点-角频率图；并且
图4示出了与图1的系统或图2的方法相关联的示意性幅度-角频率图。
具体实施方式
在下面更详细地说明实施例之前，将首先仅示例性地简要解释关于实施例的基本原理和背景。
运动物体的动能可通过关系式
Figure BDA0002242888730000071
来表示，其中物体的质量m及其速度v基于特定的参照系。通过做功的概念，在作用力F和该力作用的行程s之间的关系由该能量E产生。在此，为了使该物体在所选参照系中静止而必须做的功通过
Figure BDA0002242888730000072
给定。于是由此得出，为了使坐在碰撞中有速度变化v的车辆中的乘员在行程s上速度变为v＝0，需要约束力F。在这种情况下，如果由车辆变形sdefo和车辆内部可用行程sint组成的乘员行进的最大行程为s，则这也是可能导致这种情况发生的作用于乘客的最小可能的力。由此，作为目的的解决方案，根据关系式
Figure BDA0002242888730000073
得出必要的力。简单而言，为了使物体从运动状态进入静止状态而须施加的力F为
Figure BDA0002242888730000074
其中E为具有质量m的物体的动能，并且s为在其上施加力F的行程。
在被动安全方面，其目的是在碰撞情况下通过由约束系统施加的力使乘员静止，该事实可表示为
Figure BDA0002242888730000075
在此，Eocc为应使之静止的乘员的动能，sdefo为碰撞所涉及的对于乘员有利于所谓骑倒空间(Ride Down Space)的物体的变形，并且sint为乘员在车内的可用前向位移。因此，平均约束力
Figure BDA0002242888730000081
可起作用的总行程为s＝sdefo+sint。因为乘员的能量为其应被减少的动能，所以该动能也可由乘客的质量mocc及其待降低的速度Δv表示：
Figure BDA0002242888730000082
从而正确的表达式为：
Figure BDA0002242888730000083
该公式是普遍有效和适用的物理法则。然而，该表达式并没有表明如何由此得出在实际中在碰撞过程期间适用的用于确定约束乘员所需的力的方法，该所需的力也是事故严重性的衡量标准。这由本发明的实施例阐明。
在以下对本发明的有利实施例的说明中，对于各个附图中所示的作用相似的元件使用相同或相似的附图标记，其中省略了对这些元件的重复说明。
图1示出了在车辆100中根据一个实施例的用于乘员保护的系统100的示意图。车辆100为机动车，例如乘用车或商用车。在图1的图示中，在车辆和碰撞对象OBJ之间发生碰撞。碰撞对象OBJ例如为其他车辆或静止物体。
车辆100具有仪表板102、传感器装置104和用于乘员保护的系统110或乘员保护系统110。此外，在车辆100中例如仅有一个车辆乘员OCC。
传感器装置104具有至少一个车辆传感器。根据在此示出的实施例，传感器装置104具有多个车辆传感器，如在图1中仅示例性地通过传感器装置104内的三个单元所示。在此，车辆传感器可分布地布置在车辆100中。传感器装置104的至少一个车辆传感器被配置为提供传感器信号105。传感器装置104或传感器装置104的至少一个车辆传感器被实施为用于检测碰撞、车辆100的环境、车辆100的内部、车辆100的至少一个特性、车辆100的行驶数据、车辆乘员OCC的至少一个特性和/或碰撞对象OBJ的至少一个特性。可设置呈摄像机或其他光学检测设备形式的至少一个车辆传感器。
乘员保护系统110具有至少一个乘员保护装置120、122和控制设备130。根据图1中所示的实施例，乘员保护系统110例如仅具有一个乘员保护装置120和呈安全气囊122形式的另一乘员保护装置。在此，乘员保护装置120、安全气囊122和控制设备130以可传输信号的方式彼此连接。
乘员保护装置120和122被配置为在车辆100和碰撞对象OBJ之间的碰撞中保护车辆乘员OCC。在此，乘员保护装置120可具有车辆100的至少一个约束装置、至少一个用于吸收碰撞能量的可调节吸收装置、可伸缩方向盘、可伸缩仪表板、可移动车辆座椅和/或行车制动器。
控制设备130至少与传感器装置104或至少一个车辆传感器以可传输信号的方式连接。控制设备130被配置为在碰撞中、例如在车辆100和碰撞对象OBJ之间的碰撞中控制乘员保护装置120和122。在此，控制设备130具有确定装置132、求取装置134和提供装置136。
控制设备130的确定装置132被设计为确定输入数据133。输入数据133表示车辆100的安全气囊122的点火时间点、碰撞的角频率、车辆乘员OCC相对于车辆100的可用移位行程sint、车辆100的车辆乘员OCC的质量m、车辆乘员OCC与安全气囊122的距离Δs和安全气囊122的充气持续时间。
控制设备130的求取装置134被设计为通过使用来自确定装置132的输入数据133来求取约束力
Figure BDA0002242888730000091
或F。约束力
Figure BDA0002242888730000092
表示可由乘员保护装置120提供的力，其适于使车辆乘员OCC的乘员能量最小化直到碰撞结束。
控制设备130的提供装置136被设计为提供用于控制乘员保护装置120控制信号140。通过使用来自求取装置134的约束力
Figure BDA0002242888730000093
借助于控制设备130产生控制信号140。
根据一个实施例，确定装置132被配置为通过使用来自传感器装置104的至少一个车辆传感器的传感器信号105，通过使用车辆模型、乘员模型和/或碰撞模型的至少一个模型参数和/或通过使用输入数据133的至少一个预设值来确定输入数据133。在此，确定装置132可被设计为从车辆100和/或控制设备130的存储装置中读取至少一个模型参数和/或至少一个预设值。
根据一个实施例，确定装置132还被设计为由根据所识别的碰撞类型预定义的多个预设值或值域来确定角频率。在此，预设值和/或预定值域可存储在车辆100和/或控制设备130的存储装置中。根据一个实施例，控制设备130被配置为通过使用来自用于碰撞检测和/或环境检测的至少一个车辆传感器的至少一个传感器信号来识别碰撞的类型。然后可借助用于确定角频率的确定装置132来使用所识别的碰撞类型，例如正面碰撞、侧面碰撞、部分重叠碰撞等。
此外，根据一个实施例，确定装置132被设计为例如从车辆100和/或控制设备130的存储装置读取移位行程sint和/或距离Δs作为预设值。作为附加或替代，确定装置132在此被配置为借助于传感器装置104的至少一个车辆传感器确定移位行程sint和/或距离Δs。根据一个实施例，确定装置132还被配置为借助于车辆100的重量确定装置来确定质量。重量确定装置可为传感器装置104的一部分。另外，根据一个实施例，确定装置132被设计为读取至少一个安全气囊122的点火时间点和/或充气持续时间，其表示存储在车辆100中的值。
根据一个实施例，提供装置136被设计为提供以下控制信号140作为控制信号140，即其根据至少一个阈值判定来实现车辆100中不同类型和/或不同位置的多个乘员保护装置120、122中的至少一个乘员保护装置120、122的控制。作为附加或替代，根据一个实施例，提供装置136被设计为提供以下控制信号140作为控制信号140，即其在取决于至少一个阈值判定的时间点实现至少一个乘员保护装置120、122的控制。
根据一个实施例，提供装置136被设计为提供以下控制信号140作为控制信号140，即其借助于所求取的约束力
Figure BDA0002242888730000101
的数学函数实现至少一个乘员保护装置120、122的控制。在此，该数学函数具有至少一个参数，该参数取决于预设规则、所检测的车辆乘员OCC的至少一个特性和/或在车辆100的内部和/或车辆100的环境中所检测的温度。
根据一个实施例，求取装置134被设计为根据车辆乘员OCC的座位求取约束力
Figure BDA0002242888730000111
在此，提供装置136相应地被设计为提供取决于车辆乘员OCC的座位的控制信号140。
图2示出了根据一个实施例的用于控制的方法200的流程图。通过执行用于控制的方法200，可在发生碰撞的情况下控制至少一个车辆乘员保护装置。在此，可通过使用图1的控制设备或类似的控制设备和/或结合图1的乘员保护系统或类似的乘员保护系统来执行该用于控制的方法200。
在用于控制的方法200中，在确定步骤210中确定输入数据。输入数据表示车辆安全气囊的点火时间点、碰撞的角频率、车辆乘员相对于车辆的可用移位行程、车辆乘员的质量、车辆乘员与安全气囊的距离和安全气囊的充气持续时间。
在用于控制的方法200中，随后在求取步骤220中通过使用在确定步骤210中确定的输入数据来求取约束力。该约束力表示可由至少一个乘员保护装置提供的力，该力适于使车辆乘员的乘员能量最小化直到碰撞结束。
在用于控制的方法200中，随后又在提供步骤230中提供用于控制至少一个乘员保护装置的控制信号。通过使用在求取步骤220中所求取的约束力产生控制信号。
通过参考上文说明的图1和图2，下面还将概括性地且换而言之地示出或者说还将参考图3和图4介绍实施例和实施例的优点。
用于控制的方法200的特征特别是还在于，省去了碰撞时的速度变化Δv和变形sdefo的变量的明确使用而改为使用可在碰撞的早期阶段中以更简单的方式确定的变量。为此，普遍适用的等式
Figure BDA0002242888730000112
由一个表达式代替，该表达式特别是在碰撞过程按照模型假设表现的假设下以精确的方式适用。在此使用的模型假设表明，车辆的减速行为类似于谐波振荡器，因此车辆的加速度时间特性a(t)根据等式a(t)＝A·sin(ωt)得出。尽管该模型假设是已知的，但目前尚未由此导出如下所述的技术应用。则在中间公式中对于平均力
Figure BDA0002242888730000121
有：
Figure BDA0002242888730000122
根据实施方式，特别是也可解决在该公式中仍然存在的实用性问题。特别是可在应经常进行约束装置或乘员保护装置120、122的控制的时间点才以约束装置或乘员保护装置120、122的控制所需的精度由加速度信号确定加速度信号的最大幅度。
因此，用于控制的方法200不是使用幅度作为控制的基础，而是使用可明显更早地确定的变量，以特别近似地方式使用至少一个安全气囊122的点火时间点。如果sin在上述公式中近似为级数展开，则作为足够良好的近似值得出
Figure BDA0002242888730000123
由此可导出正确的最佳点火时间点TTF的表达式：
Figure BDA0002242888730000124
其中Δs为乘员到安全气囊的固定位置的距离并且Δt为安全气囊的充气持续时间。由该表达式可解出A：
Figure BDA0002242888730000125
由此有：
Figure BDA0002242888730000126
其现在可用于平均约束力
Figure BDA0002242888730000127
的确定方程式。由此得到根据本发明的方法的中心方程式：
Figure BDA0002242888730000128
由此，由于在约束力和事故严重性之间存在相关性，待施加的平均约束力
Figure BDA0002242888730000129
或事故严重性为点火时间点TTF、角频率ω、乘员可用的前向移位空间sint、乘员质量mocc、乘员对于安全气囊的相对位置Δs和充气时间Δt的函数。该关系也在图3中以图形方式示出。
图3示出了与图1的系统或图2的方法相关联的示意性点火时间点-角频率图300。在此，在横坐标轴上绘制了车辆的至少一个安全气囊的点火时间点TTF并且在纵坐标轴上绘制了车辆碰撞的角频率ω。换言之，图3示出了在点火时间点TTF与乘员可用的前向移位空间sint、乘员质量mocc、乘员对于安全气囊的相对位置Δs和安全气囊充气时间Δt的给定组合的角频率ω之间的关系的二维图。实线是具有相等约束力
Figure BDA00022428887300001210
的线，以牛顿表示。为了指示，还附加地给出了特定标准事故情况的定位，在此对于特定的速度(公里每小时)仅示例性地通过FF(完全正面)、AZT(安联技术中心)和ODB(偏移可变形障碍)示出。
通过参考上述图1至图3，下面将进一步概括性地且换而言之地示出或者说还将参考图4介绍实施例和实施例的优点。
充气时间为安全气囊特定的常数并且可存储在存储装置中以供控制设备130使用。可用的前向移位空间sint和安全气囊相关的距离Δs可借助于传感器装置104的内部传感系统来确定，例如借助于视频、雷达、座椅位置传感器、超声波等。如果没有可用的传感系统，则可假定并使用标准位置。有效乘员质量mocc(其不一定相应于乘员OCC的实际质量)可由传感器装置104的重量确定装置确定。必要时，这样获得的值还可通过施加因子或者通过另一可预设的计算规则的映射来变换得到。安全气囊122的点火时间点可通过任意合适的方法(例如AIDA算法等)确定，然而应满足如在TTF的理论方程式中给出的一般关系。
角频率ω同样可由任意合适的可用数据确定。特别是当存在与物体OBJ完全重叠的碰撞时可将ω设定为值ω1，当其中仅发生车辆前部的部分重叠的碰撞时可将ω设定为值ω2。在此，可将ω1的值选择为使得其例如在
Figure BDA0002242888730000131
的区间中，即例如
Figure BDA0002242888730000132
ω2例如可在
Figure BDA0002242888730000133
的区间中选择，即例如
Figure BDA0002242888730000134
当然在此也可选择其他区间限制和值。可特别有利的是，为另一角频率ω3定义第三区间，其例如可位于
Figure BDA0002242888730000135
的范围内，即例如
Figure BDA0002242888730000136
然后应相应地调整其他区间的限制。第三区间特别是有利于以下事故情况，即其中存在轻微倾斜并且与另一物体OBJ或车辆OBJ发生部分重叠碰撞。同样可实现用于其他事故情况的附加区间，例如对于具有较小重叠的碰撞。决定选择哪个角频率ω可基于根据现有技术的偏移识别来进行，例如通过前端传感系统，根据某些方法通过不同传感器信号105的组合或者基于预碰撞传感系统。如果传感系统具有足够的精度，则还可对角频率ω或值范围进行更精细的划分。
所说明的用于控制的方法200特别是还基于以下认知：
虽然对安全气囊122的点火时间点TTF的了解还不能使得确定约束力或事故严重性，然而点火时间点TTF与幅度和角频率的乘积Aω相关。该乘积通常不能推断出保持力
Figure BDA0002242888730000141
或事故严重性。其直观地代表原点处加速度信号的初始斜率。两个函数
Figure BDA0002242888730000142
和
Figure BDA0002242888730000143
Figure BDA0002242888730000144
的图形表示清楚地示出了这一点，如图4所示。
图4示出了与图1的系统或图2的方法相关联的示意性幅度-角频率图400。在此，在横坐标轴上绘制了车辆碰撞的幅度并且在纵坐标轴上绘制了车辆碰撞的角频率ω。实线表示具有相等约束力
Figure BDA0002242888730000145
的线，以牛顿表示。虚线表示以秒为单位的相同点火时间点TTF的线。换言之，图4示出了在幅度A和角频率ω上约束力
Figure BDA0002242888730000146
(实线)和点火时间点TTF(虚线)的图示。很明显，点火时间点TTF与约束力
Figure BDA0002242888730000147
无关。为了指示，在此还给出了特定标准事故情况的定位，在此对于特定的速度(公里每小时)仅示例性地通过FF(完全正面)、AZT(安联技术中心)和ODB(偏移可变形障碍)示出。
通过参考上述图1至图4，下面将进一步概括性地且换而言之地介绍实施例和实施例的优点。
如果已知角频率ω，则可针对给定的角频率ω找到点火时间点TTF与约束力
Figure BDA0002242888730000148
即事故严重性的明确映射。这是上文已经提到的函数：
Figure BDA0002242888730000149
由于可简单地确定点火时间点TTF并且可在碰撞情况中尽早地做出关于角频率ω的陈述，因此可通过应用该函数来快速且精确地确定事故严重性。由于存在连续的物理变量作为具有约束力
Figure BDA00022428887300001410
的输出变量，因此可在此基础上控制大量执行器而无需该核心确定方法的额外的调整工作和应用工作。对于该等式的应用的工作原理，如何确定输入变量或输入数据133并不重要。因此，可在没有任何修改工作的情况下以车辆100中测量传感系统的所有可能组合来运行。由此将使对不同类型车辆的调整工作最小化。
根据一个实施例，借助于约束力或平均约束力
Figure BDA0002242888730000151
形式的个体事故严重性可通过使用阈值来进行乘员保护装置120、122或约束装置的控制。例如，如果
Figure BDA0002242888730000152
则激活约束装置A，在
Figure BDA0002242888730000153
时，则激活约束装置B，等等。类似地，通过使用个体事故严重性或平均约束力
Figure BDA0002242888730000154
可控制乘员保护装置120、122或约束装置的触发或激活的时间点。例如，如果
Figure BDA0002242888730000155
则在第一时间点t1激活乘员保护装置120、122。如果
Figure BDA0002242888730000156
则在第二时间点t2激活乘员保护装置120、122，等等。
作为替代或附加，乘员保护装置120、122或约束装置或者约束系统的激活时间可直接由平均约束力
Figure BDA0002242888730000157
的值计算。在此通过函数
Figure BDA0002242888730000158
直接计算触发时间。该函数的一个示例为
Figure BDA0002242888730000159
其中a为可任意设置的数字。因此例如可有利的是，例如在
Figure BDA00022428887300001510
的时间将皮带力限制器从高力值切换到较低值。但是，对于这种功能，a不需要精确地具有值100，而是也可取决于其他变量，例如乘客身材、温度或其他与乘员保护相关的变量。然而，该函数也可通过多项式、三角映射或其他任意数学函数来实现，其中在特殊情况下，函数的属性可通过不同的适用常数来改变。可根据其他变量进行函数属性的设置或不同函数之间的选择。
根据一个实施例，可针对车辆100中的不同座椅独立地确定呈平均约束力
Figure BDA00022428887300001511
形式的事故严重性。这可简单地通过多次使用平均约束力
Figure BDA00022428887300001512
的确定等式或其一部分来实现，利用乘员位置和乘员特性的不同变量以及乘员保护装置120、122或约束装置的相应特征量。
如果一个实施例在第一特征和第二特征之间包括“和/或”连接词，则这可被解读为，该实施例根据一个实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方式仅具有第一特征或者仅具有第二特征。

Claims (13)

1.一种用于在发生碰撞时控制车辆(100)的至少一个乘员保护装置(120、122)的方法(200)，其中所述方法(200)包括以下步骤：
确定(210)输入数据(133)，其中所述输入数据(133)表示所述车辆(100)的安全气囊(122)的点火时间点TTF、所述碰撞的角频率ω、车辆乘员(OCC)相对于所述车辆(100)的可用的移位行程sint、所述车辆(100)的所述车辆乘员(OCC)的质量、所述车辆乘员(OCC)与所述安全气囊(122)的距离Δs和所述安全气囊(122)的充气持续时间；
通过使用所述输入数据(133)求取(220)约束力
Figure FDA0003454098180000011
其中所述约束力
Figure FDA0003454098180000016
表示借助于所述至少一个乘员保护装置(120、122)能够提供的力，该力适于使所述车辆乘员(OCC)的乘员能量最小化直到所述碰撞结束；并且
提供(230)用于控制所述至少一个乘员保护装置(120、122)的控制信号(140)，其中通过使用所述约束力
Figure FDA0003454098180000012
产生所述控制信号(140)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，在所述求取(220)的步骤中，通过使用以下关系式求取所述约束力
Figure FDA0003454098180000013
Figure FDA0003454098180000014
其中
Figure FDA0003454098180000015
表示所述约束力，TTF表示所述点火时间点，ω表示所述角频率，sint表示所述移位行程，mocc表示所述质量，Δs表示所述距离并且Δt表示所述充气持续时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述确定(210)的步骤中，通过使用来自至少一个车辆传感器(104)的至少一个传感器信号(105)，通过使用车辆模型、乘员模型和/或碰撞模型的至少一个模型参数，和/或通过使用所述输入数据(133)的至少一个预设值来确定所述输入数据(133)。
4.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述确定(210)的步骤中，从根据所识别的碰撞类型预定义的多个预设值或值域来确定所述角频率(ω)。
5.根据权利要求4所述的方法(200)，其特征在于，通过使用至少一个用于碰撞检测和/或用于环境检测的车辆传感器(104)的至少一个传感器信号(105)来识别所述碰撞类型。
6.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述确定(210)的步骤中，所述移位行程(sint)作为预设值被读取和/或借助于至少一个车辆传感器(104)被确定，所述距离(Δs)作为预设值被读取和/或借助于至少一个车辆传感器(104)被确定，所述质量借助于所述车辆(100)的重量确定装置被确定，所述点火时间点(TTF)作为存储在所述车辆(100)中的值被读取，和/或所述充气持续时间作为存储在所述车辆(100)中的值被读取。
7.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述提供(230)的步骤中提供控制信号(140)，所述控制信号根据至少一个阈值判定来实现对所述车辆(100)中不同类型和/或不同位置的多个乘员保护装置(120、122)中的至少一个乘员保护装置(120、122)的控制。
8.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述提供(230)的步骤中提供控制信号(140)，所述控制信号在取决于至少一个阈值判定的时间点实现对至少一个乘员保护装置(120、122)的控制。
9.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述提供(230)的步骤中提供控制信号(140)，所述控制信号借助于所求取的约束力
Figure FDA0003454098180000021
的数学函数实现对至少一个乘员保护装置(120、122)的控制，其中所述数学函数具有至少一个参数，该参数取决于预设规则、所述车辆乘员(OCC)的至少一个特性，和/或取决于在所述车辆(100)的内部和/或所述车辆(100)的环境中的温度。
10.根据权利要求1或2所述的方法(200)，其特征在于，在所述求取(220)的步骤中，根据所述车辆乘员(OCC)的座位来求取所述约束力
Figure FDA0003454098180000031
其中在所述提供(230)的步骤中，提供取决于所述车辆乘员(OCC)的座位的控制信号(140)。
11.一种控制设备(130)，被配置为在相应的单元(132、134、136)中执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法(200)的步骤。
12.一种用于车辆(100)的乘员保护的系统(110)，其中所述系统(110)具有以下特征：
根据权利要求11所述的控制设备(130)；和
至少一个乘员保护装置(120、122)，其中所述至少一个乘员保护装置(120、122)与所述控制设备(130)以能够传输信号的方式连接或可连接。
13.一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被配置为执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法(200)。
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