CN116171243A - 用于机动车的安全系统、用于操控安全系统的方法以及控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车(10)的安全系统(18)，其具有：气体储存器(20)，其中储存有加压气体；阀(22)，该阀配置给气体储存器(20)；至少一个气囊(24)，该气囊经由流体管路(30)与阀(22)连接；以及控制设备(26)。在所述控制设备(26)中存储有车辆信息(32)，并且所述控制设备(26)构造为用于在机动车(10)的事故情况中基于所述车辆信息(32)操控阀(22)，并为气囊(24)填充储存在气体储存器(20)中的气体。另外，还示出了一种用于操控机动车安全系统的方法和一种控制设备。

Description

用于机动车的安全系统、用于操控安全系统的方法以及控制 设备

技术领域

本发明涉及用于机动车的安全系统和用于操控安全系统的方法。另外，本发明还涉及控制设备。

背景技术

在机动车中将安全系统用于在机动车发生事故时，即在机动车的事故情况中，在需要时对车辆乘员进行支撑。

安全系统通常具有多个气囊，其中每个气囊在需要时通过自己的气体发生器，例如混合气体发生器或者烟火技术气体发生器被填充。

在此，气囊和气体发生器与相应的车型相适配，在不同的车型中使用不同的气囊以及不同的气体发生器。因此需要许多不同的气体发生器。

发明内容

因此本发明的目的是简化安全系统的结构。

这个目的通过用于机动车的安全系统得以实现，其中该安全系统具有：气体储存器，其中储存有加压气体；阀，该阀配置给气体储存器；至少一个气囊；和控制设备。所述气囊经由流体管路与阀连接，并且经由该阀能够将气体从气体储存器中引出。所述控制设备与阀电子连接并且构造为用于操控阀。在此，在所述控制设备中存储有车辆信息，并且所述控制设备构造为用于在机动车的事故情况中基于所述车辆信息操控阀，并为气囊填充储存在气体储存器中的气体。

另外，本发明的目的还通过一种用于操控机动车的安全系统的方法得以实现。所述安全系统具有至少一个气体储存器、阀、至少一个气囊和控制设备，其中该控制设备与阀连接，并且在该控制设备中存储有车辆信息。所述方法包括以下步骤：

-通过控制设备接收触发信号，

-根据车辆信息通过控制设备确定或者读取应该为气囊填充的气体量，

-通过控制设备根据存储在该控制设备中的车辆信息按以下方式操控阀，即为气囊填充所述气体量。

在此，本发明的方法特别是设置为用于操控本发明的安全系统。

本发明基于将一个气体储存器用于多个车型的主导思想。在此，由一个中央气体储存器和一个控制设备替代多个不同的气体发生器。在所述控制设备中储存有车辆信息。在需要时，所述控制设备根据车辆信息确定必要的气体量，或者根据车辆信息读取必要的气体量，并且相应地按以下方式操控阀，即为气囊填充确定的气体量。由于可以在控制设备中存储特定的车辆信息，所以利用很小的工作量就能够使安全系统的充气性能与不同类型的机动车相适配，而无须为每个类型重新设计安全系统作为这样的安全系统，甚至在硬件方面改变结构。因此，仅仅利用控制设备就可以使约束特性曲线与使用所述安全系统的机动车轿厢的不同刚度相适配。从而大大地节省了成本。

在本发明的范围内，事故情况除了机动车实际碰撞到障碍物上，例如另一个机动车上，也指实际碰撞到障碍物上之前的最长500ms的时段。

所述气体储存器是没有燃料的冷气体发生器。因此，所述气体储存器没有用于产生填充气体的烟火技术燃料，并减少了机动车中使用的烟火技术的数量。所述气体储存器可以构造为完全无烟火技术。然而，在一个备选的实施方式中，所述气体储存器可以包括点火器，该点火器用于打开所述气体储存器，并且构造为烟火技术点火器。

例如，所述气体储存器是一个储气瓶。

所述气体储存器是可反复填充的。因此，所述气体储存器特别是可以在必要的批量生产期间的测试中重复使用。因此减少了测试期间产生的废料，降低了批量生产期间的测试成本。

在气体储存器中特别是储存有一种惰性气体，例如氩气、氦气、氖气、氮气或者所述气体的混合气。

储存在控制设备中的车辆信息一般是相应的机动车的特定信息。

所述车辆信息可以是机动车的重量和/或尺寸。

作为备选方案或者补充方案，准确的车辆型号可以存储在所述控制设备中作为车辆信息，并且所述控制设备然后可以从相应存储的数据库中读取所使用的并与气体储存器相连的气囊，特别是其体积和气囊充气所需的气体量。

作为备选方案或者补充方案，作为车辆信息也可以存储车辆等级信息，并且所述控制设备根据机动车的车辆等级确定所使用的并与气体储存器相连的气囊，特别是其体积和气囊充气所需的气体量。

可能的车辆等级如下：轻型机动车、微型车、小型车、紧凑型、中级、中高级、高级、跑车、小型运输车、微型货车、紧凑型货车，大型货车、越野车、皮卡、轻型商用车、重型商用车。

一般来说也可以考虑，只有用于填充与气体储存器相连的气囊的必要的气体量存储在控制设备中。

本发明的一个方面规定，控制设备、气囊和/或气体储存器布置在车座中，即机动车的座椅中。这种集成在座椅中的结构简化了安全系统到机动车中的安装。

在这个情况中，也可以只有所使用的车座作为车辆信息存储在控制设备中。

安全系统可以具有环境传感器和/或碰撞传感器，它们与所述控制设备连接并且构造为用于识别需预估的事故。通过这种方式，能够在发生事故前已经相应地填充或者部分填充所述至少一个气囊。

在此，特别是借助所述环境传感器可以在实际碰撞到障碍物上之前50至500ms的时段中识别需预估的事故。

所述安全系统也可以具有多个环境传感器和/或碰撞传感器。

特别是根据不同事故传感器和/或碰撞传感器的综合分析评估确定需预估的事故。通过这种方式能够获得有关需预估的事故的更准确的信息。

例如，所述控制设备通过机动车的中央控制设备与环境传感器和/或碰撞传感器连接。

在此，所述控制设备既可以通过无线方式，例如通过WLAN(无线局域网)接口或者蓝牙接口，也可以通过有线连接的方式，例如通过机动车的数据总线系统与环境传感器和/或碰撞传感器连接。

在本发明的一个构造设计中，所述安全系统具有多个气囊，这些气囊通过相应的流体管路与气体储存器的阀流体连接。通过这种方式，减少了车辆中必要的气体储存器数量。

为了在气室中实现不同的压力值，在所述流体管路中可以设置阀系统，其中该阀系统具有至少一个限压阀，该限压阀配置给气囊中的至少一个气囊，并且构造为用于限制所配置的气囊内的气体压力值。

所述阀系统是可控的并且可与控制设备连接，其中该控制设备构造为，为了需预估的事故情况为每个气囊确定一个压力值，并且根据所确定的压力值操控阀和阀系统。通过这种方式，能够根据需预估的事故情况有针对性地对在事故中作用到车辆乘员上的力进行阻尼。

“可控的”根据本发明是指，所述控制设备可以调节阀系统的阀。“可控的”在此特别是指，所述控制设备可以将阀至少调节到完全打开、完全关闭或者部分打开/关闭的位置中。

换言之，所述控制设备可以根据事故情况，通过阀系统适配相应的气囊内的压力值。

例如，所述控制设备在需预估的侧面碰撞的情况中可以提高气囊内的压力值，以对侧面碰撞进行阻尼。

在本发明的一个构造设计中，所述控制设备根据车辆信息确定阀开口曲线。通过这种方式能够有助于气囊的展开。

在此，所述阀开口曲线描述阀开启的程度作为时间函数。

例如，所述阀开口曲线作为车辆信息存储在控制设备中。

所述气体储存器可以配置有与控制设备连接的压力传感器。借助该压力传感器控制设备可以确定气体储存器内的气体的压力值。另外，所述气体储存器可以配置有与控制设备连接的温度传感器。控制设备可以借助该温度传感器确定气体储存器内的气体的温度值。所述控制设备可以通过压力值和/或温度值确定储存在气体储存器中的气体量。通过这种方式，随时都可以确定储存在气体储存器中的气体量。

此外，所述控制设备可以将温度值用于操控阀和阀系统，以便例如通过这个对阀和阀系统的操控实现对由温度引起的功率波动的补偿。

在本发明的一个构造设计中，所述控制设备借助压力传感器和/或温度传感器监测气体储存器内的压力值。

换言之，所述安全系统在一个事先规定的时段内，特别是在机动车使用的时段内检查气体压力值和/或储存在气体储存器中的气体量。通过这种方式，即使在机动车的安全系统的装配状态中也能够检查该安全系统，并且确保该安全系统的功率(即气体储存器内的确定的压力和/或储存的、确定的气体量)。

例如，一旦气体储存器的压力值和/或储存在气体储存器中的气体量低于一个确定值，所述控制设备就发出警告提示。

另外，本发明的目的还通过用于机动车安全系统的控制设备得以实现，其中该控制设备构造为用于执行上述方法。在优点和特征方面，参考上面针对上述方法的阐述，其同样适用于所述控制设备，或反过来。

附图说明

由下文的说明以及由下面所参照的附图获得本发明的进一步的特征和优点。附图中：

图1示出了具有根据本发明的控制设备的根据本发明的安全系统的第一实施方式的示意性侧视图；

图2示出了根据本发明的方法的框图；

图3示出了机动车的示意性俯视图，该机动车具有第二实施方式的根据本发明的安全系统；

图4示出了具有根据本发明的控制设备的根据本发明的安全系统的第三实施方式的示意性侧视图。

具体实施方式

图1和4示出了具有车座12的机动车10。在所述车座12上坐着一名车辆乘员14，该车辆乘员通过安全带16系在所述车座12上。

除了安全带16之外，所述车座12还具有安全系统18。

图1示出的安全系统18具有其上布置有阀22的气体储存器20、气囊24和控制设备26。图4示出的安全系统18与图1示出的安全系统的不同之处主要在于它包括多个气囊24。此外，每个气囊都配置有阀系统34的阀22。

在此，所述控制设备26经由电线路27与阀22连接。在此，所述电线路既可以构成为有线连接式的，也可以构成为无线式的。

在图1和4的实施方式中，气体储存器20、阀22、气囊24和控制设备26都集成到车座12中。因此，所述安全系统18是与座椅集成在一起的，在图1或者图4的侧视图中是不可见的。所以用虚线示出了所述安全系统18的部件。

在气体储存器20中储存有加压气体，例如惰性气体，如氩气、氦气、氖气或者氮气。一般来说，在气体储存器20中也可以储存气体混合物，例如氦气和氖气的气体混合物。

阀22在图1示出的实施方式中是直接布置在气体储存器20上的止回阀。

所述阀22因此装配在气体储存器的开口中并将该开口封堵。

一般来说，所述阀22只配置给气体储存器20，也就是说，通过阀22可以实现从气体储存器20到所述至少一个气囊24的气体流动。

例如，所述阀22在空间上可以与气体储存器20保持间距布置，并且经由相应的流体管路与气体储存器20流体连接。

在所述阀22关闭的状态中，该阀22阻止气体从气体储存器20中流出，而在打开的状态中气体从气体储存器20中流出。

在此，在所述阀22中设置有压力传感器28和温度传感器29，通过它们确定气体储存器20内气体的压力值和/或温度值。为此，压力传感器28和/或温度传感器29通过电线路27与控制设备26连接。

例如，压力传感器28是数字式压力表。温度传感器29例如是温度感应器或者热电偶。

如在图1中示出的那样，阀22和气囊24通过流体管路30，例如高压软管或者低压软管流体连接。在图4的安全系统中，气囊24分别通过单独的流体管路30与阀系统34的阀22连接。这使得可以单独操控每个气囊24成为可能。

在阀22打开的状态中，储存在气体储存器20中的气体因此可以通过流体管路30流入气囊24。

在此，在气体流入气囊24之前，气囊24被折叠并集成到车座12中。例如，所述气囊24是集成到车座12中用于保护车辆乘员14的侧面碰撞保护。

所述阀22可以借助控制设备26在该阀22的关闭位置与该阀22的打开位置之间无级调节。

更确切地说，车辆信息32储存在控制设备26中，例如该控制设备26的只读存储器中，并且所述控制设备26构造为用于在机动车10的事故情况中根据所储存的车辆信息32操控阀22，从而为气囊24填充储存在气体储存器20中的气体。此外，如在图4中示出的那样，例如作为补充方案或者备选方案，所述控制设备26可以利用与车辆乘员相关的传感器值(这些传感器值例如可以通过座椅传感器41或者轿厢传感器42确定)，以便在机动车10的事故情况中操控一个阀22/多个阀22，从而为一个气囊24/多个气囊24填充储存在气体储存器20中的气体。通过这种例如可以集成或者布置在车座12中和/或安全带16中的座椅传感器41或者轿厢传感器42，如照相系统或者雷达系统可以测定例如坐在车座12上的车辆乘员14的身长、体重或者位置。

为此，所述控制设备26采用了在图2的框图中示出的方法。

在第一方法步骤S1中，所述控制设备26通过压力传感器28和/或温度传感器29确定气体储存器20内气体的压力值和/或温度值。通过这种方式，所述控制设备26可以确定储存在气体储存器20中的气体量。

例如，所述控制设备26在机动车10启动后立刻确定气体量，并且在机动车10的运行期间监测压力值和/或温度值。

在下一个方法步骤S2中，所述控制设备26接收用于触发安全系统18的触发信号。

例如，所述控制设备26从机动车10的中央控制系统接收触发信号。

紧接着(步骤S3)，所述控制设备26根据所储存的车辆信息32确定应该为气囊24填充的气体量。

作为备选方案，所述控制设备26也可以根据车辆信息32从存储在所述控制设备26上的数据库中读取气体量。

作为备选方案，除了气体量之外，所述控制设备26可以根据所储存的车辆信息32和/或与车辆乘员相关的传感器值和/或来自碰撞传感器38和/或环境传感器40(参见图3)的传感器值额外地确定，应该为所有气囊24充气，还是只为个别的气囊24充气。

在下一个方法步骤S4中，所述控制设备26按以下方式操控阀系统34的一个阀22或者多个阀22，即为一个气囊24或者多个气囊24填充在前一个步骤S3中确定的或者读取的气体量。

在此，可以在所述控制设备26中存储有阀开口曲线，例如作为车辆信息32。

通过这种方式，确保了一个气囊24或者多个气囊24必定展开。

在安全系统18中，所述阀22可以借助控制设备26被打开以及被重新关闭。在此，根据车辆信息32和/或与车辆乘员相关的传感器值和/或碰撞传感器38的和/或环境传感器40的传感器值确定用于相应的气囊24的气体量。

通过这种方式，因此可以为任意构造的气囊24填充储存在气体储存器20中的气体，从而不再需要为机动车10的每个气囊24设置相应的气体发生器。因此，可以容易地通过储存在控制设备26中的程序代码工具使安全系统18与相应的机动车10适配。通过这种方式，减少了必要的不同气体发生器的数量。另外，为了给气囊24充气也不需要烟火技术。

现在，参照图3对根据第二实施方式的安全系统进行说明，该实施方式基本上对应于第一实施方式，因此下面只对不同之处进行说明。相同的和功能相同的构件标注相同的附图标记。

为了能够区分流体管路30和电线路27，在图3中通过实线示出了流体管路，而通过虚线示出了电线路27。

在图2的实施方式中，机动车10具有多个车座12。因此，图3左侧的车座12是机动车10的驾驶员和副驾驶员的车座12，图3右侧的车座12是机动车10的后座。

与图1的实施方式不同，气体储存器20、阀22和控制设备26不是布置在车座12中，而是布置在车座12之外。

另外，图3的安全系统18包括多个气囊24。因此，每个车座12都具有至少一个集成到该车座12中的气囊24。

此外，在机动车10的一侧布置有气囊24。例如该气囊24在填充的状态中在车辆客舱的整个纵侧面上延伸。

每个气囊24都经由相应的流体管路30与阀22连接。在此，不必每个气囊24都具有从阀22到相应的气囊24的完全独立的流体管路30。各个气囊24的流体管路30也可以部分重叠。

在流体管路30中设置有阀系统34。该阀系统34具有多个限压阀36，这些限压阀限制相应配置的气囊24中的气体压力值。

在此，每个限压阀36都与控制设备26电连接，并且所述控制设备26构造为用于控制限压阀36。

通过所述控制设备26可以相应地调节相应的气囊24中的压力值。

与图1的实施方式不同，安全系统18具有碰撞传感器38和环境传感器40，它们分别与控制设备26电连接。

通过碰撞传感器38可以识别是机动车10碰撞到障碍物上，还是障碍物碰撞到机动车上。例如所述控制设备26接收碰撞传感器38的触发信号。

借助环境传感器40对机动车10的车辆周围环境进行监测。例如环境传感器40是照相机、雷达传感器、超声波传感器、激光雷达传感器和/或红外传感器。

特别是可以借助环境传感器40探测到需预估的事故，并且在时间上在事故发生之前相应地给所述控制设备26发送触发信号。

通过这种方式，在时间上气囊24在事故发生之前已经能够被填充。

例如，气囊已经在事故发生前0至200ms、特别是10至100ms的时段内被填充。

借助碰撞传感器38和/或环境传感器40，还可以确定(需预估的)事故情况的类型，即例如当前的或者即将发生的是正面碰撞还是侧面碰撞。

一般来说，可以考虑，安全系统18根据事故类型为气囊填充相应的气体量，也就是说，相应地操控限压阀36。

例如，所述控制设备26按以下方式操控限压阀36，即为车辆乘员14与障碍物之间的气囊24填充更大的压力。

Claims (12)

1.用于机动车的安全系统，其包括：

气体储存器(20)，该气体储存器中储存有加压气体、特别是惰性气体，

阀(22)，该阀配置给气体储存器(20)，其中经由该阀(22)能够将气体从气体储存器(20)中引出，

至少一个气囊(24)，所述至少一个气囊经由流体管路(30)与阀(22)连接，以及

控制设备(26)，该控制设备与阀(22)电子连接并且构造为用于操控所述阀(22)，

其中，在所述控制设备(26)中存储有车辆信息(32)，并且所述控制设备(26)构造为用于在机动车(10)的事故情况中基于所述车辆信息(32)操控阀(22)，并为气囊(24)填充储存在气体储存器(20)中的气体。

2.根据权利要求1所述的安全系统，其特征在于：控制设备(26)、气囊(24)和/或气体储存器(20)布置在车座(12)中。

3.根据权利要求1或2所述的安全系统，其特征在于：所述安全系统(18)具有环境传感器(40)和/或碰撞传感器(38)，它们与所述控制设备(26)连接并且构造为用于识别需预估的事故。

4.根据前述权利要求之任一项所述的安全系统，其特征在于：该安全系统具有多个气囊(24)，所述多个气囊通过相应的流体管路(30)与气体储存器(20)的阀(22)流体连接。

5.根据权利要求4所述的安全系统，其特征在于：在所述流体管路(30)中设置有阀系统(34)，其中该阀系统(34)具有至少一个限压阀(36)，该限压阀配置给气囊(24)中的至少一个气囊，并且构造为用于限制所配置的气囊(24)内的气体压力值。

6.根据权利要求5所述的安全系统，其特征在于：所述阀系统(34)是能控制的并且与控制设备(26)连接，其中该控制设备(26)构造为，为了需预估的事故情况为每个气囊(24)确定一压力值，并且根据所确定的压力值操控阀(22)和阀系统(34)。

7.用于操控机动车的安全系统的方法，其中，所述安全系统具有气体储存器(20)、阀(22)、至少一个气囊(24)和控制设备(26)，该控制设备(26)与阀(22)连接，并且在该控制设备(26)中存储有车辆信息(32)，该方法借助以下步骤：

a)通过控制设备(26)接收触发信号，

b)根据车辆信息(32)通过控制设备(26)确定或者读取应该为气囊(24)填充的气体量，

c)通过控制设备(26)根据存储在该控制设备(26)中的车辆信息(32)按以下方式操控阀(22)，即为气囊(24)填充所述气体量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述控制设备(26)根据车辆信息(32)确定阀开口曲线。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述气体储存器(20)配置有与控制设备(26)连接的压力传感器(28)和/或温度传感器(28)，其中控制设备(26)借助压力传感器(28)确定气体储存器(20)内的气体的压力值和/或借助温度传感器(28)确定气体储存器(20)内的气体的温度值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述控制设备(26)借助压力传感器(28)监测气体储存器(20)内的压力值，和/或借助温度传感器(28)监测气体储存器(20)内的温度值。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于：所述控制设备(26)通过压力值和/或温度值监测气体储存器(20)内的气体的气体量。

12.用于机动车安全系统的控制设备，其中，该控制设备(26)构造为用于执行根据权利要求8至11之任一项所述的方法。

Images