CN111699112B - 用于包括线控转向系统的机动车辆的乘员保护的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操作线控转向系统(1)的乘员保护装置的方法，所述线控转向系统(1)包括方向盘(3)和可调转向柱(4)，可调转向柱(4)连接至方向盘(3)并且可以借助于调节机构(111)在内缩位置与展开位置之间进行调节，所述线控转向系统(1)还包括反馈致动器(5)，该反馈致动器(5)可以由驾驶员借助于方向盘(3)利用驾驶员的针对转向角的请求而启动，并且响应于驾驶员的请求和机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至方向盘(3)，所述方法包括以下步骤：检测碰撞(18)；检测放手情况或动手情况(19)；如果确认是放手情况，借助于调节机构(111)将转向柱移动至碰撞位置(22)；并且在调节过程中或在调节过程之后，触发方向盘安全气囊(23)。

Description

用于包括线控转向系统的机动车辆的乘员保护的方法
本发明涉及一种用于操作线控转向系统的车辆乘员保护装置的方法，并且涉及一种用于机动车辆的线控转向系统。
在线控转向系统中，转向轮的位置不直接耦接至方向盘。在方向盘与转向轮之间借助于电信号连接。驾驶员的转向请求通过转向角传感器来轻触(tap)，并且根据驾驶员的转向请求借助于转向致动器来控制转向轮的位置。未设置与车轮的机械连接。为了利用线控转向模拟道路在方向盘上的反作用力，需要在方向盘或者转向柱上设置反馈致动器(FBA)，该反馈致动器根据转向手柄的反作用力施加转向感。
线控转向系统具有可以使机动车辆的自主或半自主驾驶模式成为可能的多种驾驶员辅助系统。在自主驾驶模式中，机动车辆可以使用驾驶员辅助系统的各种传感器来检测机动车辆的周围环境，并且可以通过指定预定值来完全自动地控制机动车辆。相反，在半自主驾驶模式中，驾驶员辅助系统通过指定预定的转向锁定角度来自动地转向。例如在半自主停车过程中就是这种情况。在这种情况下，驾驶员辅助系统承担着机动车辆的转向，并且驾驶员激活加速踏板和制动器。相反，在手动驾驶模式中，驾驶员承担着对机动车辆的控制。
在车辆正面碰撞中根据驾驶模式存在不同的情况，为了保护驾驶员，理想情况下应当考虑这些情况。
公开的专利申请DE 10 2012 014 762 A1公开了一种车辆乘员保护布置，在该布置中，在车辆正面碰撞的情况下，方向盘可以在驾驶员碰撞安全气囊之前在第一位置与第二位置之间移动。在这种情况下，在车辆正面碰撞的情况下，方向盘朝向驾驶员移动。该运动是不利的，因为车辆的正面碰撞与驾驶员对方向盘的碰撞之间的时间减少，这增加了受伤的风险。
本发明的目的是说明用于操作车辆乘员保护装置的方法，该方法减少了驾驶员受伤的风险。
该目的通过本发明的用于操作线控转向系统的车辆乘员保护装置的方法以及线控转向系统来实现。
在下文中，其中驾驶员已经抓握方向盘的情况被称为动手情况，而其中驾驶员未抓握方向盘的情况被称为脱手行驶情况，即放手情况，其与这些技术领域中使用的术语对应。
提供了一种用于操作线控转向系统的车辆乘员保护装置的方法，其中，线控转向系统包括方向盘和可调转向柱，可调转向柱连接至方向盘并且可以借助于调节机构在内缩位置与展开位置之间进行调节，并且其中，线控转向系统具有反馈致动器，驾驶员的针对转向角的请求可以由驾驶员经由方向盘施加至反馈致动器，并且该反馈致动器响应于驾驶员的请求和机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至方向盘。该方法包括以下步骤：检测事故；检测放手情况或动手情况；如果已经检测到放手情况，则借助于调节机构将转向柱移动至事故位置并且在调节过程中或在调节过程之后触发方向盘安全气囊。因此，方向盘的位置可以适应于这种情况(动手情况或放手情况)，因此可以降低驾驶员受伤的风险。此处，调节机构特别是在长度方面调节转向柱。
在检测到事故之后已经检测到动手情况，优选地在转向柱的当前位置触发方向盘安全气囊。此处没有规定对转向柱的调节。
在优选的实施方式中，事故位置包括转向柱的内缩位置。优选地，所检测的事故是车辆正面碰撞。
还可以规定，针对已经检测到事故并且已经检测到放手情况的情况，借助于反馈致动器将方向盘旋转至有利的旋转位置。此处如果有利的旋转位置是方向盘的中立位置，则是优选的。
该方法优选地包括以下步骤：当驾驶员碰撞方向盘时，借助于能量吸收装置吸收输入至方向盘中的能量。
调节机构优选地具有带有螺杆驱动器的电动马达，该螺杆驱动器使转向柱的内转向柱管相对于转向柱的外转向柱管移位。
此外，提供了用于机动车辆的线控转向系统，其包括：电子可控转向致动器，其在转向轮上起作用；反馈致动器，驾驶员的针对转向角的请求可以由驾驶员经由方向盘施加至反馈致动器，并且该反馈致动器响应于驾驶员的请求和机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至方向盘；以及可调转向柱，该可调转向柱可以借助于调节机构在内缩位置与展开位置之间进行调节。线控转向系统此处被配置成执行上述方法。
下面参照附图更详细地说明本发明的优选实施方式。在图中，相同或作用相同的部件用相同附图标记来表示。在附图中：
图1示出了线控转向系统的示意图，
图2示出了在事故发生之前在动手情况下线控转向系统的可调转向柱的示意图，
图3示出了在事故期间在动手情况下线控转向系统的可调转向柱的示意图，
图4示出了在事故发生之前在放手情况下线控转向系统的可调转向柱的示意图，
图5示出了在事故期间在放手情况下线控转向系统的可调转向柱的示意图，
图6示出了在事故期间在具有触发的安全气囊的情况下在放手情况下线控转向系统的可调转向柱的示意图，以及
图7示出了图1中的线控转向系统的车辆乘员保护装置的控制器的框图。
图1示出了线控转向系统1。感测驾驶员通过旋转方向盘3而施加的转向转矩的旋转角度传感器(未示出)附接至转向轴2。转向轴2是附接有反馈致动器5的转向柱4的部分，所述反馈致动器5用于将反作用力从车道6传递至方向盘3，并且因此向驾驶员提供关于车辆的转向和驾驶行为的反馈。驾驶员的转向请求借助于转向轴2的由旋转角度传感器测量的旋转角度传递至控制单元(未示出)。控制单元根据旋转角度传感器的信号和其他输入变量诸如例如车辆速度、偏航率等来启动转向致动器7，其中转向致动器7控制转向轮8的位置。转向致动器7经由齿条转向齿轮9和转向横拉杆10以及其他部件间接地在转向轮8上起作用。转向柱4优选地是可调节的，其中可以规定转向柱可以通过马达来调节。
图2至图6示出了线控转向机动车辆转向系统的转向柱4，转向柱4具有转向轴2，该转向轴2被安装成以便在内转向柱管11中可以绕其旋转轴线旋转。内转向柱管11沿转向轴2的纵轴线100以可移位的方式在外转向柱管12中被引导。外转向柱管12以可枢转的方式安装在固定部13中。固定部13可以紧固至车辆车身(未示出)。转向轴2在一端处连接至方向盘3。在另一端处布置有在转向轴2上起作用的反馈致动器5。为了增加驾驶员的舒适度，可以沿调节方向101调节转向柱4的高度以及沿调节方向102调节转向柱4的长度。为此，转向柱4具有两个调节驱动器。调节驱动器均具有带有螺杆驱动器的电动马达(未示出)，该螺杆驱动器包括布置在电动马达的输出端上的蜗杆轴以及在其外侧上实施为蜗轮的主轴螺母，并且布置在电动马达的输出轴上的蜗杆轴啮合在所述蜗轮的齿中。螺杆通过固定的主轴螺母的旋转轴向地移动。这些图以侧视图示出了被设置用于调节长度且具有螺杆14和主轴螺母15的调节驱动器111。螺杆14紧固至内转向柱管11，并且主轴螺母15固定至外转向柱管12。纵向柱5可以通过调节驱动器111在内缩位置与展开位置之间移动。在内缩位置，方向盘3朝着反馈致动器5移动并且位于收起位置中。在这种情况下，内转向柱管11在最大程度上容纳在外转向柱管12中。
图2示出了动手情况。驾驶员抓握方向盘3。如果在这种动手情况下检测到事故，特别是车辆正面碰撞，则触发方向盘安全气囊16，而不移动调节驱动器111(参见图3)。在该手动驾驶模式中，确保方向盘3距驾驶员在最佳距离处，并且安全气囊16被相应地设计为用于驾驶员抵抗方向盘3的碰撞。
图4示出了放手情况。驾驶员没有抓握方向盘3。机动车辆处于自主或者半自主驾驶模式。如果存在这种放手情况，在检测到事故之后，特别是车辆正面碰撞之后，首先执行将方向盘3调节到事故位置。事故位置被理解为其中驾驶员以最佳方式碰撞方向盘3并且因此受伤的风险特别低的位置。为了确定事故位置，可以优选地使用驾驶员的属性，例如体重、就座位置、大小等。这些属性可以借助于机动车的检测装置来确定。
图5示出了已经借助于调节机构111使方向盘3沿纵向方向移动至收起位置。此外，可以规定，方向盘在其高度方面沿调节方向101完全向上调节。因此，收起位置在车辆的自主操作期间向驾驶员提供了更多的舒适度，或者向驾驶员提供了更舒适地进入或者离开车辆的可能性。转向柱4位于内缩位置。转向柱4的该内缩位置可以对应于事故位置。
可以规定，在发生事故的情况下以及在放手情况下，方向盘被附加地移动至有利的旋转位置。可以使用转向柱4的反馈致动器5用于此目的。在放手情况下发生事故的情况下，方向盘3优选地被调节至直行位置。在方向盘的此中立位置，如果转向轮机械地耦接至方向盘，则转向轮处于直线运行位置。
如图6所示，在转向柱4的调节过程之后或者在调节期间发生安全气囊16的触发。
转向柱4优选地具有能量吸收装置，其在车辆正面碰撞的情况下以受控的方式吸收由驾驶员输入至方向盘中的能量。
将转向柱4调节至事故位置可以借助于磁力、气动、液压、机电或烟火装置进行，并且不局限于图中所示的调节机构。
图7示出了用于操作车辆乘员保护装置的方法的框图。在方法17开始之后，在第一步骤18中检测到事故，特别是正面碰撞。随后是查询19关于驾驶员的手与方向盘3之间是否有接触。如果存在动手情况，则在随后的步骤20中触发安全气囊并且该方法结束21。另一方面，如果检测到放手状态，则将方向盘移动至事故位置22，触发23安全气囊，并且该方法结束21。

Claims (8)

1.一种用于操作线控转向系统(1)的机动车辆乘员保护装置的方法，其中，所述线控转向系统(1)包括方向盘(3)和可调转向柱(4)，所述可调转向柱(4)连接至所述方向盘(3)并且能够借助于调节机构(111)在内缩位置与展开位置之间进行调节，并且其中，所述线控转向系统(1)具有反馈致动器(5)，驾驶员的针对转向角的请求能够由驾驶员经由所述方向盘(3)施加至所述反馈致动器(5)，并且所述反馈致动器(5)响应于所述驾驶员的请求和所述机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至所述方向盘(3)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·检测事故(18)，
·检测放手情况或动手情况(19)，
·如果已经检测到放手情况，则借助于所述调节机构(111)将所述可调转向柱移动至事故位置(22)并且在调节过程中或在调节过程之后触发方向盘安全气囊；
所述事故位置包括所述可调转向柱(4)的所述内缩位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·如果在检测到事故(18)之后已经检测到动手情况，则在所述可调转向柱的当前位置触发所述方向盘安全气囊。
3.根据前述权利要求1-2中一项所述的方法，其特征在于，所检测的事故是车辆正面碰撞。
4.根据前述权利要求1-2中一项所述的方法，其特征在于，针对已经检测到事故(18)并且已经检测到放手情况的情况，所述方法包括以下另外的步骤：
·借助于所述反馈致动器(5)将所述方向盘(3)旋转至有利的旋转位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有利的旋转位置是所述方向盘(3)的中立位置。
6.根据前述权利要求1-2中一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·当所述驾驶员碰撞所述方向盘(3)时，借助于能量吸收装置吸收输入至所述方向盘(3)中的能量。
7.根据前述权利要求1-2中一项所述的方法，其特征在于，所述调节机构(111)具有带有螺杆驱动器(14)的电动马达，所述螺杆驱动器(14)使所述可调转向柱(4)的内转向柱管(11)相对于所述可调转向柱(4)的外转向柱管(12)移位。
8.一种用于机动车辆的线控转向系统(1)，包括：
·电子可控转向致动器(7)，其在转向轮(8)上起作用，
·反馈致动器(5)，驾驶员的针对转向角的请求能够由驾驶员经由方向盘(3)施加至所述反馈致 动器(5)，并且所述反馈致动器(5)响应于所述驾驶员的请求和所述机动车辆的行驶状态将反馈信号输出至所述方向盘(3)，以及
·可调转向柱(4)，其能够借助于调节机构(111)在内缩位置与展开位置之间进行调节，
其特征在于，所述线控转向系统(1)被配置成执行根据权利要求1至7中一项所述的方法。
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