CN1642782A - 保护乘客的装置 - Google Patents

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Abstract

提出一种保护乘客(201)的装置，在发生事故时该装置根据乘客的运动触发回拉装置(4)。所述运动是这样预言的：借助于乘客识别(1)和碰撞传感器(3)来确定乘客(201)的质心高度和作用在乘客(201)上的力，并且从而预言乘客的运动。

Description

保护乘客的装置
背景技术
本发明从根据独立权利要求前序部分的、用于保护乘客的装置出发。
从DE 4212421 A1已知，用于保护乘客的装置根据所估计的运动来触发回拉装置。
本发明的优点
与之相反根据本发明的、带有独立权利要求的特征的保护乘客的装置具有的优点是，可以准确地预言乘客的运动。这最终导致对于回拉装置的最佳控制。该优点是这样地得到的：如此配置乘客识别，使得该乘客识别确定乘客的行驶质心的高度，其中从该参数就可以通过乘客的其它身体数据进行准确的保护。这导致准确地预言乘客根据碰撞信号处在何处。
其它有利的方案在从属权利要求中给出。
特别有利的是，构成乘客识别以确定乘客乘坐位置，其中在预言运动时考虑所述乘坐位置。如果有准确的乘坐位置就能够相关联地准确预言乘客的运动，并且能够识别给出关于保持乘客的质心的信息。
此外有利的是，所述装置可以连接用于识别安全带拉出长度的传感器，其中所述装置在预言运动时考虑安全带拉出长度。安全带拉出长度给出相应的乘客被向前弯曲至多远的信息。在确定乘客的运动时这也是重要的参数。如果乘客已经在碰撞时被远远地向前弯曲，他就会由于碰撞的运动更远地被向前甩出，从而在此触发前部安全气囊在有的情况下是危险的，因为所述的触发对乘客会以全部的动能击中头部。
此外有利的是，所述装置通过质心高度和乘坐位置确定上身长度，并且在预言运动时考虑该上身长度。上身长度给出关于乘客在碰撞的影响下如何运动的重要提示。因为上身主要是绕髋部转动，也就是说绕髋关节转动，所以通过上身的长度可以估计乘客的头部向仪表盘方向运动多远。在准确地预言乘客运动时这也是一个重要的参数。
此外有利的是，由向前位移和起始乘坐位置确定碰撞过程中的实际乘坐位置。
最后还有利的是，所述装置具有乘客的质量与其它的体质尺寸的(antrophometrisch)数据之间关系的存储器。对于质量、质心的确定和其它直接测量的参数，可以做出关于乘客的身体的准确的图像。这是基于对于确定的质量和确定的质心通过统计关系可以推论所涉及人员的整个身体。乘客的各个肢体的某个身体参数、以及还有某个身体尺度以较高的相关性属于一定的质量和一定的质心。这也导致非常准确地预言每个乘客分别在碰撞时的运动。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出，并且在下面的描述中详细地说明。附图示出：
图1  根据本发明的装置的方框图，
图2  根据本发明的装置的示意图，
图3  流程图，
图4  另一个流程图。
描述
在副驾驶安全气囊的本发明构思内产生因安全技术和保险技术的原因识别人员占据的副驾驶座位的必要性。在发生事故而空着副驾驶座位的情况下没有乘客需要保护，如果安全气囊展开，就会产生不必要的修理成本。
对于座位占据识别存在技术方案，对于自动儿童座位识别也是这样。在新引进的智能安全气囊对汽车座位的占据识别具有很大的要求。所述智能安全气囊在其充气状态中应当是人员匹配和情况匹配的。
也就是应当有智能座位占据识别。如果在一定的情况下安全气囊的展开对乘客不利时应当防止副驾驶安全气囊的触发。例如儿童坐在副驾驶座位上、或者人员离仪表盘过近时就是这样的。
根据本发明提出用于保护乘客的装置，该装置在车辆中计算各别的触发策略，并在事故的情况下确定取决于乘客位置的触发时间，或者如果乘客离仪表盘过于紧密就阻止触发。在此在借助于各种传感器的情况下提出可以如何预言乘客的向前位移的方法。
通过乘客传感-以绝对重量测量为例-用传感器垫、视频传感或者超声波传感，在最简单的情况下人们通常得到关于绝对重量测量的4个信号，这些信号由每个传感器发出以公斤为单位的绝对重量。这种信息可以与确定重心相并列，用于位置识别。其它的以座位为基础的方法-譬如座垫-可以在一定的情况下提供压力变化(Druckprofil)。与传感技术无关，可以通过运动改变和重心沿x和y方向的位置来确定其质心的高度。这就是说提供乘客重心沿X、Y和Z方向的信息。
由此出发可附加地得到关于乘客位置的信息。由于重心在一定程度上的双义性，不能够单义地区别该人员是坐在座位上还是有的情况下被极度地向前弯曲，所以可以例如把安全带拉出长度和相对于车辆的乘坐位置包括在内作为校正参数。乘坐的位置例如可以通过乘坐位置传感器测取，或者该信息放在CAN总线上。这一般涉及可电调节的座位的情况。从而为人们提供关于行驶中乘客的位置信息。
另外根据本发明的装置能够基于对各个乘坐(司机、副驾驶员以及乘客)位置的识别来确定或者说预言出弹出轨道，并且基于各自的弹出轨道分别匹配回拉装置。通过确定每个乘客的弹出轨道使得能够分别根据弹出轨道和相应的事故情况匹配于回拉装置。从而得到在事故情况下优化的乘客保护。每个乘客的实际位置借助于一个传感器测取，例如通过录像机或者以称重为基础的系统来完成。此外测取沿X和/或Y和/或Z方向作用在乘客身上的力，例如通过加速度传感器来完成。通过对作用在乘客身上的力和乘客的实际位置的识别，可以计算或者说预言各个弹出轨道。为了计算乘客弹出轨道例如还可以利用从乘客位置的时间改变导出的、对车辆的相对速度和对车辆的相对加速度。用这些对每个乘客分别计算的、与相应事故情况相关的弹出轨道可以分别地并优化地控制回拉装置。通过知道在事故的每个确定的时间点上人员的头部或者上身在什么位置，使得可能利用回拉装置理想地来保护人员。对此在安全气囊中有优化的点火时间点和相应的充气特性。
因此根据本申请，运动的概念理解为乘客的向前位移，也理解为弹出轨道，也就是在事故中出现的力的作用下乘客的运动曲线。
图1是根据本发明的装置的方框图。乘客识别1通过数据输出与回拉装置的一个控制装置2连接。通过一个第二数据输入端在控制装置2上连接碰撞传感器3。控制装置2通过一个数据输出端与回拉装置4连接。
乘客识别1在此特别是以重量为基础的，也就是可以采用座垫中的压力传感器或者座位上的测力栓杆，或者还可以采用以波为基础的乘客识别装置-譬如视频或者超声波。该乘客识别能够确定乘坐位置和人员的特征，也就是乘客分类。乘客分类主体上按重量进行。在此定义不同的种类，对于它们设定安全气囊的不同充气性能。对于45kg以下的人员例如不指示使用安全气囊，以避免受伤的风险。碰撞传感器3通常设计为惯性传感器。为此首先是沿X、Y和一定情况下还沿Z方向在车辆中安排的加速度传感器。这些传感器本身可以中心地安排在控制装置2中，但是也可以附加地分散在周围传感器中-例如在B立柱中，和/或作为固定在车辆冷却器附近的前上方传感器。属于碰撞传感器3的有前碰撞传感器，也就是雷达或者能够监视环境的视频或者超声波。利用这些传感器能够确定碰撞速度或者在车辆和碰撞物体之间的相对速度。属于碰撞传感器的还有形变传感器或者间接的形变传感器，譬如压力传感器和温度传感器。控制装置2一般地设置在车辆通道中，然而也可以布置在车辆中的其它位置中。控制装置2如以上所述还可以具有自己的传感器，该传感器或采用碰撞识别和碰撞判断，或者也可以只用于使分散布置的碰撞传感器的信号进行似然化。在控制装置2中的一个传感器中还可以有似然化和碰撞识别的组合。回拉装置4通常是安全气囊，然而也可以理解为安全带、活性座位和/或翻车保护弓架。
图2是根据本发明的装置的示意图。一个人员201在此示出为坐在车辆座位210上的乘客。特别地三重示出所述人员，以表示在碰撞作用下的向前位移。人员201具有通过乘客识别确定的质心202。在座垫中设置压力传感器205。在座位210的支架中布置测力柱栓206，以确定乘客201的重量。用测力柱栓206还可以确定重量分布并且从而分析乘坐位置。此外还可以设有乘坐位置传感器208，它识别座位210处在什么位置。如果存在电气的座位调节时，这还可以通过特征信号调出。人员201用一条安全带保护，其中存在一个安全带拉出长度传感器204，以测量人员201的向前位移。安全带拉出长度传感器布置在B立柱203中。在事故时人员一般地向前位移，也就是朝向带有安全气囊模块209的仪表盘方向移位。
已知坐姿的人员201的重心202的高度约为其上身长度的2 5％至30％。因为重心202的高度是已知的，可以通过公式“上身长度(以cm为单位)等于重心除以0.275”推出上身长度。可以在控制装置2的一个存储器中预设一个参考表格，通过该参考表格可以从测量的参数得出不同的身体质量以及各个身体部位的质量。如果在存储器中备有这样的对于不同人员类型的表格，就可以从测量的乘客的质量出发得出以其最接近的表格为参考的质量和质心的高度。可选择地也可以使所述参考表格可以是为人类设计的数据库，该数据库除了质量、身体参数、重心质量以及体质测量数据之外还含有例如不同的人员的各个肢体的身体尺寸。由此一方面可以推导出似然性值，另一方面还可以从中取得头部尺寸。例如可以如下地实施似然性：使得计算出的上身长度以一定的公差带与参考表格中的值相符。如果是这种情况，就可以以一定的概率获取所述的头部参数，或者在一定的情况下加以校正。在计算上身长度和头部参数时在此具有头部在车辆中的实际位置的尺度。在碰撞的情况下通过加速度传感器或通过前碰撞传感器进行加速度信号的二重积分。由此得出所经过的路程的尺度。从乘客的实际位置和所述路程信号可以由此估计在时间点T时乘客在何处。
借助于该方法从而可以确定在碰撞前乘客的起始位置。从碰撞接触的时间点起把在中心控制装置中测量的加速度信号进行二重积分。该二重积分的值给出自由质量向前位移，并且相应地以第一近似值给出乘客的向前位移。该第二积分的值与一个既取决于碰撞速度也取决于碰撞前乘客的乘坐位置的阈值进行比较。从而例如当乘客靠在或者接近于靠在仪表盘上时不点燃安全气囊。如果乘客在从正常位置出发向前弯曲就较早地触发安全气囊，或者如果乘客比正常位置远地向后仰，就较迟地点燃安全气囊。从而能够控制触发判断。该触发判断例如可以包含判断是否点燃回拉装置，如果判断结果为是，在什么等级和在什么时刻。可选择地还可以采用其它的向前位移计算模型，上面说明的通过二重积分计算路程只是举例性的计算。
图3示出根据本发明的方法的流程图。在方法步骤301中通过乘客识别1来确定人员的质量。在方法步骤302中确定车辆座位210的乘坐位置。在方法步骤303中用安全带拉出长度传感器204确定安全带的拉出长度。在方法步骤304中确定沿X或Y方向的加速度。由这些参数在方法步骤305中确定整个质量和质心的位置。由此在方法步骤306中确定乘坐位置、上身位置和头部位置。在方法步骤308中进行似然性检验，更确切地说是在方法步骤307中通过存储的身体尺寸或者参考表格来进行。这些数据例如可存储在一个EEPROM中。在方法步骤309中在一定的情况下进行校正。在方法步骤310中以实际的乘坐位置、以及在方法步骤311中从预碰撞传感器或者加速度传感器的信号中确定的向前位移为基础来估计碰撞事故中的位置。借助于碰撞传感器3还在方法步骤312中进行输送到方法步骤310的似然性。如果似然性检验成立，就由安全气囊控制装置313确定回拉装置的触发时间，并且在方法步骤314中对于选取的回拉装置4进行相应地触发。
图4以流程图示出确定乘客也就是运动的乘客的弹出轨道。在方法步骤401中通过传感器3确定作用在乘客上或者汽车上的加速度或者说力。在方法步骤402中通过乘客识别1来确定乘客的位置。由此在方法步骤403中预言乘客的弹出轨道。从方法步骤401得出的加速度在方法步骤404中进行事故情况和事故程度的确定。由乘客的弹出轨道和事故程度在方法步骤405中分别对于回拉装置4进行控制。

Claims (6)

1.保护乘客(201)的装置，其中如此配置该装置，使得该装置为了保护乘客(201)根据其运动来触发回拉装置(4)，其特征在于，如此配置所述装置，使得该装置借助于乘客识别(1)和碰撞传感器(3)来确定乘客(201)的质心(202)的高度和作用在乘客(201)上的力，并且从而预言乘客(201)的运动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，乘客识别(1)用于确定乘客(201)的乘坐位置，其中在预言运动时所述装置考虑到该乘坐位置。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置可以与用于测量安全带拉出长度的传感器进行连接，其中该装置在预言运动时考虑该安全带拉出长度。
4.如权利要求1或2所述装置，其特征在于，如此配置所述装置，使得该装置借助于乘坐位置的质心高度(202)来确定上身参数，并且在预言运动时考虑该上身参数。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，该装置具有一个存储器，该存储器具有乘客(201)的质量与其它的体质尺寸的数据之间的关系。
6.如以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，如此配置该装置，使得该装置借助于碰撞传感器(3)来确定向前位移，并且用起始位置来确定在碰撞过程中的实际乘坐位置。
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