CN111727138B - 自动驾驶车辆中的乘客约束系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运送客户的自动驾驶车辆、特别是机器人出租车中的乘客约束系统，其中，乘客约束系统(2)为客户提供约束功能，约束功能可以由要运送的客户来激活，并且乘客约束系统(2)具有评估单元，借助评估单元，在安全检查中，检查要运送的客户是否激活了约束功能，其中，在不存在激活的约束功能的情况下，评估单元(15)禁止车辆开始行驶。根据本发明，评估单元(15)与诊断模块(21)相关联，利用诊断模块，可以与安全检查无关地执行关于乘客约束系统(2)的功能作用的功能诊断。在乘客约束系统(2)中存在故障时，诊断模块(21)开始适当的服务措施、特别是到工厂中的服务行驶或请求服务人员，以消除故障。

Description

自动驾驶车辆中的乘客约束系统

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶车辆中的乘客约束系统以及用于运行这种乘客约束系统的方法。

背景技术

自动驾驶车辆的应用范围涉及在持续运行中运送客户的所谓的机器人出租车。为此，在机器人出租车结束之前的客户运送之后，客户预定机器人出租车来行驶。为了确保乘客保护，以及出于责任法的原因，自动驾驶车辆的乘客在行驶期间必须系好安全带。如果不是车辆中的所有乘客都系好安全带，那么车辆不会开始行驶。

一般的乘客约束系统为要运送的客户提供约束功能(即安全带)，其可以由要运送的客户来激活。此外，乘客约束系统具有评估单元，借助评估单元，在安全检查中检查要运送的客户(乘客)是否激活了约束功能。在不存在激活的约束功能的情况下，评估单元禁止车辆开始行驶。

示例性地，乘客约束系统可以是安全带装置，其中，安全带在插入的状态下，通过其安全带舌，与相对车辆固定的安全带扣锁以可松开的方式插接。在这种情况下，可以基于安全带扣锁传感器来进行安全检查，安全带扣锁传感器检测安全带舌是否插入了安全带扣锁中。如果安全带扣锁传感器检测到插入了安全带扣锁中的安全带舌，那么评估单元识别出约束功能、即安全带被激活。在这种情况下，自动驾驶车辆开始行驶。

在客户预定了车辆，并且客户已经位于车辆中之后，才进行这种安全检查。因此，客户已经进入了预定的车辆中，并且直到那时才识别出由于安全带装置的故障而无法按规定系好安全带。相应地，客户又必须从预定的机器人出租车下车，并且预定另一辆机器人出租车，这与舒适性丧失以及大的时间开销相关联。

从DE 100 02 378 A1中已知一种座椅安全带设备，其具有乘客检测器和安全带闭合检测器。这两个检测器能够关于故障功能进行诊断。利用乘客检测器，来识别车辆乘客在座椅上的存在。安全带闭合检测器(安全带扣锁传感器)识别乘客是否系好了安全带。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种自动驾驶车辆中的乘客约束系统，其中，可以在使要运送的客户不丧失舒适性情况下，检测并且消除故障。

上述技术问题通过本发明的特征来解决。在下面的描述中公开了本发明的优选的扩展方案。

根据本发明，借助根据本发明的评估单元，可以不执行上面说明的安全检查，在该安全检查中，仅检测要运送的客户是否激活了约束功能(即安全带)。相反，评估单元附加地与诊断模块相关联，利用诊断模块，可以与上述的安全检查无关地执行关于乘客约束系统的功能作用的功能诊断。在乘客约束系统中存在故障时，诊断模块开始适当的服务措施。这种服务措施示例性地可以是车辆到工厂中的自动服务行驶，或者请求服务人员，以便消除自动驾驶车辆的乘客约束系统中的故障。

也就是说，在一个技术实现中，在机器人出租车向新的客户行驶之前，即在每次行驶之后，借助诊断模块，来确定约束设备是否功能完备，并且后续客户是否可以前往车辆中，以进行行驶。在此决定性的是，由诊断模块执行的功能诊断，在时间上位于由评估单元执行的安全检查之前。因此，尤其是在客户与后续客户之间的客户交替期间，即特别优选在车辆还没有提供给后续客户、即后续客户还没有位于车辆中的时间点，执行功能诊断。以这种方式，可以运行安全地保证可以始终向后续客户提供具有功能完善的乘客约束系统的自动驾驶车辆。

因此，根据本发明，当诊断模块诊断出车辆的乘客约束系统无故障时，才提供自动驾驶车辆，用于另外的客户运送。

在一个优选的技术实现中，乘客约束系统是安全带装置，其具有安全带伸缩器、织带(Gurtband)、插接舌、端部扣件和安全带扣锁。在插入状态下，安全带通过其安全带舌，以可松开的插接，插入相对车辆固定的(或相对座椅固定的)安全带扣锁中。

在这种安全带装置中，(如已经从现有技术中已知的)评估单元在安全检查中，确定要运送的客户是否插入了安全带。在插入了安全带的情况下，评估单元释放车辆的开始行驶。

优选可以借助安全带扣锁传感器来执行上述的安全检查，安全带扣锁传感器与评估单元信号连接。安全带扣锁传感器检测安全带舌是否插入了安全带扣锁中。在按规定插入了安全带舌的情况下，评估单元识别出要运送的客户激活了约束功能(即安全带)。

与此相对，诊断模块可以与至少一个诊断传感器信号连接，基于诊断传感器，在功能诊断的过程中，诊断模块确定安全带装置是否是无故障的。

在第一实施变形方案中，诊断传感器可以是安全带槽传感器。安全带槽传感器检测是否在安全带扣锁的插槽中，即特别是连续地在安全带扣锁中的插槽的整个插入深度上，存在自由通过性。示例性地，当安全带扣锁插槽的入口被口香糖或其它小物体堵塞时，或者当示例性地小物体(例如硬币)掉入安全带扣锁的插槽中时，不存在这种自由通过性。

替换地和/或附加地，诊断传感器可以是织带传感器，其检测在安全带的织带上是否存在损坏。在一个技术实施方案中，可以在织带中编入导电的线，并且织带传感器可以是电阻传感器，其在织带的至少一个纵向区段上检测编入的导电的线的电阻。在这种情况下，可以根据检测到的电阻变化，来推断出织带损坏。

替换地和/或附加地，诊断传感器也可以是光学传感器、尤其是内部空间照相机，借助内部空间照相机，可以检测这种织带损坏。替换地和/或附加地，诊断传感器也可以是织带拉出传感器，利用织带拉出传感器，来检测安全带是否在使用之后又按规定卷起。

附图说明

下面，根据附图来描述本发明的实施例。

图1以大致示意性的立体图示出了自动驾驶车辆的乘客约束系统；

图2至6分别示出了安全带扣锁的不同的实施变形方案；

图7和8分别示出了乘客约束系统的织带的大致示意性的图示；以及

图9示出了说明用于运行乘客约束系统的方法步骤的框图。

具体实施方式

在图1中，以大致示意性的局部立体图，示出了理解本发明所需要的自动驾驶车辆的车辆内部空间。因此，车辆内部空间具有带有安全带装置2的车辆座椅，安全带装置2是本发明的意义上的乘客约束系统。安全带装置2以本身已知的方式，由例如安装在车辆立柱中的安全带拉紧器3、三点式安全带5、插接舌7和相对车辆固定的安全带扣锁9构成。三点式安全带5分为肩部安全带部分11和腰部安全带部分13，它们在插接舌7处彼此转变为一体。在图1中示出了处于插入状态的安全带5，在插入状态下，安全带5将(未示出的)车辆乘客固定在车辆座椅1上。此外，在图1中示出的自动驾驶车辆在其前轴VA上具有驱动装置14、例如驱动车辆的前轮的电机。

如从图1中进一步得知的，安全带装置2与作为框图示出的电子评估单元15相关联，借助电子评估单元15，可以执行稍后描述的对安全带装置2的安全检查。评估装置15与安装在安全带扣锁9中的安全带扣锁传感器19信号连接。此外，评估装置15与诊断模块21相关联，诊断模块21与不同的诊断传感器信号连接，即与内部空间照相机23、安装在安全带拉紧器3中的织带拉出传感器25和安装在安全带扣锁9中的安全带槽传感器27以及织带损坏传感器24/37信号连接，为了清楚起见，织带损坏传感器24/37在图1中未示出，然而在图7和8中详细示出。

在图2中，以示意性的局部截面图，示出了安全带扣锁9。因此，安全带扣锁9具有向上开放的插槽29，安全带舌7可以插入插槽29中。插槽29以槽深度t伸入安全带扣锁9中。在图2中，电容传感器元件连续地在整个槽深度t上位于槽壁的两侧，电容传感器元件形成安全带槽传感器27，借助安全带槽传感器27，可以检查插槽29的自由通过性(

)。利用电容传感器元件，来测量插槽29中的电容。在插槽29为空的情况下，电容具有第一测量值。在安全带舌7插入的情况下(已知的材料、保持相同的插入深度)，电容传感器元件检测到的电容变为第二值。在所有与第一或第二值不同的测量值的情况下，不保证插槽29的自由通过性。

此外，在图2中示出了安全带扣锁传感器19。安全带扣锁传感器19示例性地可以是机械开关，在安全带舌7未插入的情况下，该机械开关以非工作开关位置伸入插槽29中，并且在安全带舌7插入的情况下，该机械开关被调节到另一开关位置。在检测到该另一开关位置时，评估单元17识别出安全带舌7插入了安全带扣锁9中。

在开始运送客户之前，评估单元执行安全检查，在安全检查中，根据由安全带扣锁传感器19传输的信号，来确定要运送的客户是否插入了安全带5。如果在评估单元17中识别出要运送的客户插入了安全带5，那么产生释放信号S_F，利用释放信号S_F，例如可以控制电机14的功率电子设备31，来释放车辆的开始行驶。如果替代其，在评估单元17中识别出要运送的客户还没有插入安全带5，那么在评估单元17中产生禁止信号S_S，利用禁止信号S_S，来控制电机14的功率电子设备31，以禁止车辆开始行驶。

根据本发明，在时间上在该安全检查之前进行附加的功能诊断，借助诊断模块21来执行该功能诊断。在此，在已经运送的客户与后续客户之间的客户交替期间，即在后续客户还没有位于车辆中时，执行该功能诊断，也就是说，在执行功能诊断时，车辆还没有被提供给后续客户。在由诊断模块21进行的功能诊断中，基于诊断传感器23、24、25、27的传感器信号，来确定是否存在安全带装置2的完好的功能作用。为此，安全带槽传感器27检测是否在插槽29中存在自由通过性，即是否连续地在安全带扣锁9中的插槽29的整个插入深度t上，存在自由通过性。如果不存在这种自由通过性(例如由于插槽29被小物体堵塞)，那么生成相应的传感器信号，基于该传感器信号，诊断模块21识别出在安全带装置2中存在故障。在这种情况下，诊断模块21开始适当的服务措施，例如开始到工厂的服务行驶或请求服务人员，以消除故障。

替换地和/或附加地，在图1中，借助内部空间照相机23以光学方式来检查安全带5的织带状态。如果内部空间照相机23检测到织带损坏，那么生成相应的传感器信号，基于该传感器信号，诊断模块21同样识别出存在故障。替换地和/或附加地，可以借助织带拉出传感器25来检测安全带5是否在使用后按规定卷起。在错误卷起的情况下，同样生成相应的传感器信号，基于该传感器信号，诊断模块21识别出安全带装置2发生故障。替换地和/或附加地，也可以在功能诊断期间，借助电阻传感器24，来检查是否存在织带损坏。

下面，借助图3至6来说明安全带槽传感器27的另外的实施变形方案：因此，根据图3，安全带槽传感器27不是仅仅由布置在插槽29侧面的两个电容传感器元件构成，而且更确切地说由多个电容传感器段构成，由此使得能够实现进一步更准确的电容测量。在图4中，取消了在整个插入深度t上对自由通过性的连续的传感器检测。替代其，在图4中，在插槽29的上方的入口区域处，并且在下方的槽底部33处，分别定位有红外线传感器和相关联的红外线辐射器。利用上方的红外线传感器，例如当例如将小物体插入到插槽29的入口中时，在射束路径中断时来进行识别。但是因为不能区分是又将物体拉出，还是有较小的物体(例如硬币)向下落入槽中，因此需要另外的下方的红外线传感器。当两个红外线传感器都没有提供相应的信号时，给出插槽29中的自由通过性。

在图5中，在插槽29的槽底部33的区域中布置有红外线传感器，其与布置在插槽29的上方的入口区域中的红外线辐射器信号连接(即反射的红外线射束35)。作为先前的根据图4的传感器设计的替换，在此，在插槽29的整个插入深度t上，可以仅利用一个唯一的红外线传感器，来监视整个插槽29。

在图6中，在插槽29的槽底部33处定位有超声波传感器，利用超声波传感器，可以在插槽29的整个插入深度t上监视插槽29的自由通过性。

如上面所提到的，在图1中，内部空间照相机23示例性地用作织带传感器，借助内部空间照相机23，可以检查织带5的可能的损坏。这种可能的损坏示例性地例如可以是切口、孔或烧孔。作为在图1中示出的内部空间照相机23替换和/或附加，也可以借助在图7和8中示出的电阻传感器24，来识别织带5的这种损坏。为此，在图7或8中，在相应的织带5中编入导电的线37。线37例如可以是金属线或导电的聚合物线。聚合物线的优点在于，其在较高的温度下将损毁。这可以用于识别织带上的燃烧部位/熔化。

示例性地，在图7中，在织带5的一个端部处(例如在端部止挡部处或在安全带拉紧器3中)进行电阻测量。作为其替换，在图8中，在两个织带端部之间进行电阻测量。在织带5中的线损坏时，测量的电阻发生改变。相应地，故障信号可以被传导至诊断模块21。

借助图9示意性地示出了检查安全带装置2的一个优选流程：因此，首先结束客户行驶，随后被运送的客户下车，并且车门关闭。在运送后续客户之前，首先借助诊断模块21进行安全带扣锁诊断，其中，安全带槽传感器27检查安全带扣锁9的插槽29的自由通过性。

如果存在自由通过性，那么(通过过程技术在之后)进行织带诊断。在存在没有损坏的织带5的情况下，自动驾驶车辆被提供给后续客户。相反，如果存在损坏的织带5，那么开始服务措施。也可以在安全带扣锁诊断中确定没有自由通过性时，开始这种服务措施。

附图标记列表

1 车辆座椅

2 安全带装置

3 安全带拉紧器

5 安全带

7 插接舌

9 安全带扣锁

11 肩部安全带部分

13 腰部安全带部分

14 驱动装置

15 评估装置

19 安全带扣锁传感器

21 诊断模块

23 内部空间照相机

24 电阻传感器

25 织带拉出传感器

27 插槽传感器

29 插槽

31 功率电子设备

33 槽底部

24 电阻传感器

35 信号连接

37 导电的线。

Claims (12)

1.一种用于运送客户的自动驾驶车辆中的乘客约束系统，其中，所述乘客约束系统(2)为客户提供约束功能，所述约束功能能够由要运送的客户激活，并且所述乘客约束系统(2)具有评估单元(15)，借助所述评估单元，在安全检查中，检查要运送的客户是否激活了所述约束功能，其中，在不存在激活的约束功能的情况下，所述评估单元(15)禁止车辆开始行驶，其特征在于，所述评估单元(15)与诊断模块(21)相关联，利用所述诊断模块，能够与所述安全检查无关地执行关于所述乘客约束系统(2)的功能作用的功能诊断，并且在所述乘客约束系统(2)中存在故障时，所述诊断模块(21)开始适当的服务措施，以消除故障，

其中，由所述诊断模块(21)执行的功能诊断，在时间上位于由所述评估单元(15)执行的安全检查之前，并且在已经运送的客户与后续客户之间的客户交替期间，即在车辆还没有提供给所述后续客户、即所述后续客户还没有位于车辆中的时间点，进行功能诊断。

2.根据权利要求1所述的乘客约束系统，其特征在于，所述自动驾驶车辆是机器人出租车。

3.根据权利要求1所述的乘客约束系统，其特征在于，所述适当的服务措施是到工厂的服务行驶或请求服务人员。

4.根据权利要求1所述的乘客约束系统，其特征在于，在存在无故障的乘客约束系统(2)时，所述诊断模块(21)向后续客户提供车辆，以进一步进行客户运送。

5.根据权利要求1所述的乘客约束系统，其特征在于，所述乘客约束系统(2)是具有安全带(5)的安全带装置，所述安全带在插入状态下，通过其安全带舌(7)，与相对车辆固定的安全带扣锁(9)以可松开的方式插接，并且在安全检查中，所述评估单元(15)确定要运送的客户是否插入了所述安全带(5)。

6.根据权利要求5所述的乘客约束系统，其特征在于，所述评估单元(15)与安全带扣锁传感器(19)信号连接，所述安全带扣锁传感器检测所述安全带舌(7)是否插入了所述安全带扣锁(9)中，其中，在所述安全带舌(7)插入的情况下，所述评估单元(15)识别出要运送的客户激活了约束功能、即所述安全带(5)。

7.根据权利要求5所述的乘客约束系统，其特征在于，所述诊断模块(21)与至少一个诊断传感器信号连接，基于所述诊断传感器，所述诊断模块(21)在功能诊断中确定所述安全带装置是否是无故障的。

8.根据权利要求7所述的乘客约束系统，其特征在于，所述诊断传感器是安全带槽传感器，所述安全带槽传感器检测是否在所述安全带扣锁(9)的插槽(29)中，即连续地在所述安全带扣锁(9)中的所述插槽(29)的整个插入深度(t)上，存在自由通过性。

9.根据权利要求7所述的乘客约束系统，其特征在于，所述诊断传感器是织带传感器，所述织带传感器检测在所述安全带的织带上是否存在损坏。

10.根据权利要求9所述的乘客约束系统，其特征在于，在所述织带中编入导电的线(37)，并且所述织带传感器是电阻传感器，所述电阻传感器在所述织带的至少一个纵向区段上检测所编入的导电的线(37)的电阻，并且根据检测到的电阻变化，来确定织带损坏。

11.根据权利要求9所述的乘客约束系统，其特征在于，所述织带传感器是光学传感器，借助内部空间照相机，能够检测织带损坏，和/或所述诊断传感器是织带拉出传感器，利用所述织带拉出传感器，来检测所述安全带(5)是否在使用之后按规定卷起。

12.根据权利要求11所述的乘客约束系统，其特征在于，光学传感器是内部空间照相机。

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