CN111148660B - 用于产生用来触发机动车的至少一种安全功能的触发信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于产生用来触发机动车(1)的至少一种安全功能(5)的触发信号的方法，至少包括以下方法步骤：a)接收来自至少两个压力管传感器(2、3)的相应的信号；b)由根据步骤a)接收的信号确定碰撞对象(14)的最小尺寸和/或机动车(1)的自身速度；c)根据在步骤b)中确定的参数中的至少一个参数输出用于至少一种安全功能(5)的触发信号。

Description

用于产生用来触发机动车的至少一种安全功能的触发信号的 方法

技术领域

本发明涉及一种用于产生用来触发机动车的至少一种安全功能的触发信号的方法。本发明还涉及用于机动车的控制器、一种计算机程序和一种机器可读的存储介质。

背景技术

自几年前已经将压力管传感器(PTS＝Pressure Tube Sensor)用于探测行人对机动车前侧的碰撞。在此，压力管通常处在保险杠横梁和在保险杠横梁之前的吸收泡沫之间。压力管填充有空气，并且在其端部相应通过压力传感器封闭。因此，在行人碰撞时出现的泡沫变形引起管的压缩，由此通过两个压力传感器测量压力信号。压力信号通过控制器、通常通过中央安全气囊控制器读取并且在此进行处理，以便探测到行人碰撞。

发明内容

在此提出了一种用来产生用于触发机动车的至少一种安全功能的触发信号的特别有利的方法。从属权利要求给出了方法的特别有利的改进方案。

通过所说明的方法尤其可改善与行人的碰撞的探测。因此，尤其可确定碰撞对象的最小尺寸和/或验证碰撞速度。这尤其可用于改善的行人保护识别和触发安全功能，例如约束器件。确定碰撞对象的最小尺寸尤其可实现在通常小的、用于行人保护的非触发对象和明显更大的触发对象(例如所谓的腿部冲击)之间的精确得多的区分。

针对所说明的方法设置有至少两个压力管传感器。基于传感器，尤其可确定碰撞对象的尺寸。到目前为止，仅可基于压力管传感器的压力信号识别大小。通过(至少)一个其他的压力管传感器以一空间分量补充对行人保护的探测。此外，可通过(至少一个)其他的压力管传感器实现确定机动车的在碰撞时的自身速度。

优选地，将具有两个压力管传感器的系统(即，2-PTS系统)用于所说明的方法。压力管传感器优选地在空间上彼此间隔开地布置。包括两个压力管传感器的组件尤其为具有两个明确限定的接触开关(压力管传感器)的系统。压力管传感器优选地布置在机动车的(尤其前部的)压皱区域中。因此，可在碰撞时确定碰撞对象的最小尺寸和/或机动车的自身速度。

所说明的方法尤其包括方法步骤a)至c)，它们优选地以给出的顺序来执行。

在所说明的方法的步骤a)中，接收至少两个压力管传感器的相应的信号。

压力管传感器优选地分别具有填充有空气的管(优选地由包括硅酮的材料构成)，其在一端、优选地在两端通过压力传感器封闭。下文中示例性地以每个压力管传感器设置有两个压力传感器为出发点。通过压力传感器可接收数据，从这些数据中可得出作用到管上的碰撞。通过相应的电子设备可从这些数据中尤其产生压力管传感器的信号。在此，信号可尤其指出以下事实：探测到与压力管传感器的碰撞。输出信号的时刻可说明碰撞的时刻(可能有延迟，延迟时间为处理时间)。替代地，还可连续发出信号，并且在探测到碰撞时信号以预定的方式改变。

至少两个压力管传感器的信号优选地由控制器接收，该控制器确定并且设立成执行所说明的方法。

在所说明的方法的步骤b)中，由根据步骤a)接收的信号确定碰撞对象的最小尺寸和/或机动车的自身速度。

在碰撞到碰撞对象上时，至少两个压力管传感器变形。由此可确定碰撞对象的最小尺寸和/或机动车的在碰撞时的自身速度。

通过获得的碰撞对象的最小尺寸和/或获得的机动车的在碰撞时的自身速度例如可影响行人保护算法的灵敏度。尤其为此在所说明的方法的步骤c)中根据至少一个在步骤b)中确定的参数发出用于至少一种安全功能的触发信号。

至少一种安全功能例如可为活动式马达罩、外部气囊、安全气囊、安全带张紧器或对机动车的控制的干预(例如通过自动紧急制动和/或自动引入的闪避操作)。优选地，机动车包括多种安全功能。至少一种安全功能尤其可通过触发信号触发，该触发信号优选地尤其由控制器发出。通过所说明的方法的步骤c)，在触发至少一种安全功能时考虑在步骤b)中输出的参数。因此可根据该参数确定至少一种安全功能的触发的时刻和/或类型。还可确定到底是否需要触发至少一种安全功能。此外，在多种安全功能的情况下，可选择要触发的安全功能和/或决定以哪种顺序触发这些安全功能。

至少一个在步骤c)中输出的参数尤其可为碰撞对象的最小尺寸(更确切地说，是碰撞对象达到最小尺寸的信息)和机动车的在碰撞时的自身速度。

确定的特征、即尤其碰撞对象的最小尺寸和/或机动车的自身速度可尤其用于确定安全功能(即，尤其用于行人保护的约束器件)的操控。提到的确定的特征为用于区分行人碰撞的主要参数，并且因此可用于确定相应的安全功能的操控。例如可通过碰撞对象的最小尺寸影响行人保护算法的灵敏度。

在方法的优选的实施方式中，至少两个压力管传感器的在步骤a)中接收的信号分别代表以下参数中的至少一个参数：

-碰撞时刻t₁、t₂，和

-碰撞地点s₁、s₂。

接收的信号代表所提到的参数碰撞时刻(t₁、t₂)和碰撞地点(s₁、s₂)尤其意味着，在接收的信号中含有这样的信息，由该信息可确定提到的参数。优选地，在步骤a)中从压力管传感器接收其压力走向。然后，在控制器中(优选地在也执行其他方法步骤的控制器中)可由该压力走向算出碰撞时刻(t₁、t₂)和碰撞地点(s₁、s₂)。

在碰撞到障碍物时，(在时刻t₁)第一压力管和(在时刻t₂)第二压力管变形。根据压力管传感器的布置，时刻t₁可在时刻t₂之前或之后或者与时刻t₂叠合。两种变形引起立即的压力上升以及在封闭相应的压力管的压力传感器中引起压力信号。在控制器中例如可相应通过超过相应的压力管传感器的第一压力传感器的阈值探测到相应的时刻t₁和t₂。

碰撞时刻t₁或t₂可理解成这样的时刻，在该时刻探测到与第一压力管传感器或第二压力管传感器的碰撞。碰撞地点s₁或s₂是这样的地点，在该地点处探测到与第一压力管传感器或第二压力管传感器的碰撞，s₁和s₂优选地沿着相应的压力管传感器来限定。因此，s₁和s₂例如可说明在碰撞地点和压力管的中部之间的距离。

在方法的另一优选的实施方式中，在步骤a)中接收至少两个压力管传感器的相应的信号，压力管传感器至少沿机动车的行驶方向彼此间隔开地布置。

该布置方案特别对于在步骤b)中确定机动车的自身速度来说是优选的。

在方法的另一优选的实施方式中，在步骤a)中接收至少两个压力管传感器的相应的信号，压力管传感器至少横向于机动车的行驶方向彼此间隔开地布置。

两个压力管传感器优选地沿高度方向(即，根据重力的方向)并且因此横向于行驶方向彼此间隔开。该布置方案特别对于在步骤b)中确定碰撞对象的最小尺寸是优选的。

优选地，两个压力管传感器沿行驶方向以及横向于行驶方向(尤其沿高度方向)彼此间隔开。在这种情况下，可在步骤b)中尤其确定碰撞对象的最小尺寸以及机动车的在碰撞时的自身速度。

在此将行驶方向理解成这样的方向，机动车在正常向前行驶时沿该方向运动。正面碰撞可通过沿行驶方向更靠前的压力管传感器首先探测到，并且有延迟地才被另一压力管传感器探测到。通过两个压力管传感器探测到碰撞的时间差，尤其可确定碰撞速度。

由在时刻t₂(在第二压力管中的压力上升)和t₁(在第一压力管中的压力上升)之间的时间差Δt＝t₂-t₁和在两个压力管传感器之间的沿行驶方向的纵向距离d可直接确定碰撞速度v_impact，

v_impact＝d/Δt (1)。

为了可将两个压力管传感器特别好地用于行人保护，压力管传感器优选地特别靠前地布置在机动车中(尤其在较硬的碰撞结构、例如碰撞盒之前)。在相比于与第二压力管传感器的高度的距离，碰撞对象的重心(CoM)的高度不是更靠近第一压力管传感器的高度时，此时可特别好地进行碰撞对象的探测。在此，用压力管传感器的高度意指沿高度方向的位置。如果碰撞对象的重心在不同于给定的高度上，则第二压力管传感器的变形可能太小不足以进行可靠的识别。因为与行人保护相关的碰撞对象相比于机动车通常非常轻，所以碰撞对象在第一接触点被制动。但碰撞对象的重心以几乎相同的速度继续运动。该速度对应于作用于第一接触点的碰撞速度v_PTS1(t₁)

v_CoM，x(t₂)≈v_CoM，x(t₁)＝v_PTS1(t₁) (2)

因此出现碰撞对象的转动运动。由于转动，碰撞对象的上端的速度提高。因此，碰撞对象在第二压力管传感器的高度z_PTS2上的碰撞点的速度取决于几何因子f_G，其说明了在第一压力管传感器处的碰撞速度v_PTS1和在第二压力管传感器处的碰撞速度v_PTS2之间的关系：

v_PTS2(t₂)≈f_G·v_CoM，x(t₁)＝f_G·v_PTS1(t₁) (3)

由保险杠几何尺寸与和行人保护相关的撞击程度的关系得到因子f_G：

f_G＝[z_PTS2-z_PTS1]/[z_CoM-z_PTS1] (4)

该因子优选地针对每个机动车单独确定。

所说明的几何上的计算显示处，由碰撞时刻t₁和t₂根据等式(1)确定的碰撞速度实际上是作用于第二压力管传感器上的碰撞速度v_PTS2(t₂)：

v_PTS2(t₂)≈d/Δt (5)

对于可假定行人相对于机动车静止的行人碰撞，作用于第一接触点的碰撞速度v_PTS1(t₁)等于车辆自身速度v_ego。

因此根据以下等式由碰撞速度获得车辆自身速度：v_PTS2(t₂)≈f_G·v_PTS1(t₁)＝f_G·v_ego (6)

，或者可由根据等式(5)确定的碰撞速度确定自身速度v_ego。在此，相似的因子f_G可用于各种行人对象。

在方法的另一优选的实施方式中，在步骤b)中至少确定机动车的自身速度，其中，在步骤c)中根据在机动车的这样确定的自身速度与用于机动车的自身速度的比较值之间的比较输出用于至少一种安全功能的触发信号。

确定机动车的在碰撞时的自身速度可实现与车辆自身速度的比较，其可用在行人保护中。因为在行人碰撞时碰撞速度和车辆自身速度肯定非常接近，所以通过这种比较可部分地排除其他场景(例如车辆与车辆的碰撞或碰撞车辆与快速的非触发对象(例如足球)的碰撞)。

可使用机动车的在碰撞时的确定的自身速度代替关于车辆自身速度的其他可用的信息(其例如在CAN中是可用的)。替代地，行人保护算法可在偏离车辆自身速度的情况下置于更鲁棒的状态中，因为行人碰撞的可能性较小。算法本身的灵敏性(提高灵敏度)或鲁棒性(提高鲁棒度)可通过降低或提高在现有的触发逻辑中的触发阈限或通过切换到其他的更灵敏或更鲁棒的触发逻辑来实现。该过程还可被称为“路径概念(Pfadkonzept)”。

在方法的另一优选的实施方式中，如果识别到碰撞对象与压力管传感器中的至少两个压力管传感器的接触，在步骤c)中输出触发信号。

压力管传感器的变形相应引起立即的压力上升，并且因此引起在封闭压力管的压力传感器处的压力信号p。为了识别碰撞对象的最小尺寸，例如可为两个压力管传感器设置压力阈限。对于两个压力管传感器来说，如果超过了压力阈限，则碰撞对象具有对应于两个压力管传感器的竖向距离的最小尺寸。沿高度方向、即在机动车正常定向时从上向下或从下向上测得该竖向距离。

因为在两个压力管传感器处的压力强度可取决于速度，所以还可根据车辆自身速度选择用于识别的压力阈限(例如通过CAN)。识别还可根据在两个压力管传感器处的压力强度来进行，其中，在两个压力管传感器处的较强的压力信号既可指示较大的对象，也可指示较重的对象。因此，多个级别的影响或持续较强的影响是可能的。

在方法的另一优选的实施方式中，压力管传感器的在步骤a)中接收的相应的信号包括至少一个相应的压力强度，由该压力强度确定碰撞对象作用于相应的压力管传感器的相应的碰撞速度，其中，在步骤b)中至少根据因此确定的相应的碰撞速度确定最小尺寸。

尤其可在该实施方式中根据确定的相应的碰撞速度确定用来确定最小尺寸的参量。然后可由该参量确定最小尺寸。

作为另一方面，提出了用于机动车的控制器，其设置成执行所说明的方法。上文针对方法所说明的特别的优点和设计特征可用于并转用于控制器。

还提出了一种计算机程序，其设立成实施所说明的方法的所有步骤。还提出了一种机器可读的存储介质，所说明的计算机程序存储在该存储介质上。上文针对方法和控制器所说明的特别的优点和设计特征可用于并转用于计算机程序和机器可读的存储介质。

附图说明

借助附图进一步阐述本发明的其他的细节和实施例，但是本发明并不限于该实施例。其中，

图1示意性地示出了具有两个压力管传感器的机动车的图示，其设立成用于执行所说明的方法，

图2示意性地示出了图1的机动车的侧视截面图，

图3示意性地示出了在图1和图2的机动车的压力管传感器中的压力随时间的走向，

图4示意性地示出了图1和图2的机动车的压力管传感器的放大图示，

图5示意性地示出了图1、图2和图4的机动车与碰撞对象的碰撞的侧视图，并且

图6示意性地示出了所说明的方法的图示。

具体实施方式

在图1中示出了机动车1，其具有第一压力管传感器2和第二压力管传感器3。两个压力管传感器2、3与控制器4相连接。通过控制器4可触发安全功能5。沿行驶方向x(在该图示中从下向上)以距离d彼此间隔开地布置有两个压力管传感器2和3。

图2示出了在图1的机动车1中的2-PTS系统的可行的实现方案。在此，第一压力管传感器2通常在保险杠9中安装在吸收泡沫7的凹槽中，吸收泡沫放置在横梁15上。在该示例中，第二压力管传感器3安置在散热器横梁16上。作为吸收元件8(能量吸收器，energyabsorber)，在此没有设置发泡件，而是设置机械元件。具体设计在此不是决定性的。吸收元件8的任务仅仅是将力受控地耦入到第二压力管传感器3上并且在机械上保护第二压力管传感器。至少为了确定碰撞对象的最小尺寸，不一定必须将压力管传感器2和3布置在距保险杠9相同的距离处(在该图示中沿从左向右的方向来布置)。而为了确定机动车1的自身速度，优选的是，压力管传感器2和3同样在行驶方向上(如以距离d所标示出的那样)间隔开地布置。在横向于行驶方向x的方向上，即尤其在高度方向z上，压力管传感器2、3彼此间隔开。

在图3中示出了在图1和图2的机动车1的压力管传感器2和3中的压力p随时间的走向。第一压力信号10通过第一压力管传感器2的左压力传感器来接收，并且第二压力信号11通过第一压力管传感器2的右压力传感器来接收。第三压力信号12通过第二压力管传感器3的左压力传感器来接收，并且第四压力信号13通过第二压力管传感器3的右压力传感器来接收。尤其可看出的是，在第二压力管传感器3中的压力上升比在第一压力管传感器2中更迟地发生。碰撞时刻t₁和t₂根据压力管传感器2和3的距离d相差时间差Δt。还可看出的是，相应在左压力传感器中的压力上升更早地发生。这是因为，在该示例中，碰撞地点在机动车1的中部的左侧，并且压力波相应地更早地到达左压力传感器。因此在该示例中是左侧碰撞。

图4以正面剖视图示意性地示出了图1和图2的机动车1的两个压力管传感器2和3的布置。在该图示中，行驶方向x从绘图平面指离。标示出了小的碰撞对象6和大的碰撞对象14。小的碰撞对象6小于碰到两个压力管传感器2和3所需的最小尺寸。小的碰撞对象6例如可为足球。大的碰撞对象14大于最小尺寸，并且因此可同时碰到两个压力管传感器2和3。大的碰撞对象14例如可为行人或行人的腿。可看出的是，压力管传感器2、3在高度方向z上以距离h彼此间隔开地布置。

图5示出了图1、图2和图4的机动车1的侧视剖视图。在此，可看出机动车1具有压力管传感器2和3。为此标出了z轴(针对高度方向z)和x轴(针对行驶方向x)。x轴在此指向负x方向并且因此被称为“-x”。在高度z_PTS1上的第一压力管传感器2布置在高度z_PTS2上的第二压力管传感器3下方。在机动车1之前标示出了图4的大的碰撞对象14。大的碰撞对象14的重心CoM处在z_PTS1和z_PTS2之间的高度z_CoM上。此外显示出了大的碰撞对象14的重心以速度v_CoM运动。v_PTS2是大的碰撞对象14的碰到第二压力管传感器3的区域的速度。

图6是用来产生用于触发机动车1的至少一种安全功能5的触发信号的方法的示意性的图示，该方法包括以下方法步骤：

a)接收至少两个压力管传感器2、3的相应的信号，

b)由根据步骤a)接收的信号确定碰撞对象14的最小尺寸和/或机动车1的自身速度，

c)根据在步骤b)中确定的参数中的至少一个参数发出用于至少一种安全功能5的触发信号。

Claims (10)

1.一种用于产生用来触发机动车(1)的至少一种安全功能(5)的触发信号的方法，该方法至少包括以下方法步骤：

a)接收至少两个彼此间隔开布置的压力管传感器(2、3)的相应的信号，

b)由根据步骤a)接收的信号确定碰撞对象(14)的最小尺寸和机动车(1)的自身速度，

c)根据在步骤b)中确定的参数中的至少一个参数输出用于至少一种安全功能(5)的触发信号，所述压力管传感器(2、3)的在步骤a)中接收的相应的信号包括至少一个相应的压力强度，由该压力强度来确定碰撞对象(14)作用到相应的压力管传感器(2、3)上的相应的碰撞速度，并且其中，在步骤b)中至少根据确定的相应的碰撞速度来确定所述碰撞对象(14)的最小尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两个压力管传感器(2、3)的在步骤a)中接收的信号相应代表以下参数中的至少一种参数：

-碰撞时刻(t₁、t₂)，和

-碰撞地点(s₁、s₂)。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中接收至少两个压力管传感器(2、3)的相应的信号，所述至少两个压力管传感器至少在所述机动车(1)的行驶方向(x)上彼此间隔开地布置。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a)中接收至少两个压力管传感器(2、3)的相应的信号，所述至少两个压力管传感器至少横向于所述机动车(1)的行驶方向(x)彼此间隔开地布置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少两个压力管传感器在高度方向(z)上彼此间隔开地布置。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤b)中至少确定所述机动车(1)的自身速度，并且其中，在步骤c)中，根据在所述机动车(1)的确定的自身速度与用于所述机动车(1)的自身速度的比较值之间的比较来输出用于至少一种安全功能(5)的触发信号。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如果识别到碰撞对象(14)与压力管传感器中的至少两个压力管传感器(2、3)的接触，则在步骤c)中输出所述触发信号。

8.一种用于机动车(1)的控制器(4)，该控制器用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。

9.一种计算机程序，该计算机程序用于实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法的所有步骤。

10.一种机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有根据权利要求9所述的计算机程序。

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