CN1882458A - 用于降低事故损失的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于降低由车辆驾驶员不能够将事故车辆转移到安全位置的事故造成的损失的方法和/或装置。根据本发明，一系统以适当的方式干涉并且这样来影响车辆的运动状态，即，使得在没有驾驶员协助的情况下(自主地)将所述车辆转移到安全位置。

Description

用于降低事故损失的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于降低尤其是车辆驾驶员不能够将事故车辆转移到安全位置的首发事故之后的事故损失的方法及装置。

背景技术

先前的主动安全系统及被动安全系统针对首发事故。当发生首发事故时，驾驶员通常完全控制车辆。因此，驾驶员主动地影响车辆的行为。

为了避免首发事故，已经将自动地抵抗车辆不稳定性的装置集成到车辆中。这些装置包括多个行驶稳定性控制系统。术语“行驶稳定性控制”结合了借助于各个车轮制动器中或其上的可预先确定的压力或制动力以及借助于对驱动发动机的发动机管理系统的干预来影响车辆的行驶状态的五种原理。这些原理是指在制动操作期间防止各个车轮抱死的制动防滑控制系统(ABS)、防止驱动轮空转的驱动防滑控制系统(ASR)、控制车辆的前、后轴的制动力分配比例的电子制动力分配系统(EBV)、防止车辆绕其纵向轴线侧倾的侧倾控制系统(ARP)以及在车辆绕其垂直轴线横摆时确保稳定的行驶状态的横摆力矩控制系统(ESP)。

在此意义下，车辆是指具有四个车轮的机动车，它配备有液压制动系统、电子-液压制动系统或电子-机械制动系统。在液压制动系统中，可由驾驶员借助于踏板致动的主缸建立制动压力，而电子-液压制动系统和电子-机械制动系统则响应于感测到的驾驶员的制动请求建立制动压力。下文将参考液压制动系统。每个车轮都具有一个与进口阀和出口阀相关联的制动器。车轮制动器通过进口阀与主缸连通，而出口阀则通向无压力的容器或低压储存器。最后，还设有辅助压力源，该辅助压力源能够与制动踏板的位置无关地在车轮制动器中建立压力。可电磁地致动进口阀和出口阀以在车轮制动器中进行压力控制。

为了检测车辆的行驶动力学状态，设置有四个速度传感器——每个车轮一个、至少一个横摆率测量仪、一个横向加速度测量仪、可选地一个纵向加速度传感器以及至少一个用于由制动踏板产生的制动压力的压力传感器。如果辅助压力源设置为使得由驾驶员建立的制动压力与辅助压力源建立的制动压力没有区别，则该压力传感器也可由踏板行程测量仪或踏板作用力测量仪代替。

通过行驶稳定性控制这样地影响车辆的行驶性能，即，使驾驶员在紧急状况中能够更好地操纵车辆。这里，紧急状况是指不稳定的行驶状态，其中在极限情况下车辆不跟随驾驶员的指令。因此行驶稳定性控制的功能在于，在这种情况下，在物理界限之内将驾驶员所期望的车辆行为赋予车辆。

轮胎在路面上的纵向滑移对于制动防滑控制系统、驱动防滑控制系统及电子制动力分配系统具有特别重要的意义，而在横摆力矩控制系统(GMR)还涉及其它变量，例如横摆率及轮胎滑移角速度。倾翻控制系统通常分析处理涉及横向加速度的变量或倾翻变量(DE 196 32 943 A1)。

除了行驶稳定性控制系统外，在车辆中越来越多地设置辅助及安全系统，这些辅助及安全系统从环境传感器系统出发分析交通状况并且根据检测到的环境使车辆速度与所检测到的行驶状况自动地匹配，或者由于从检测到的潜在风险预测到事故将要发生而触发主动安全系统。

但是，在一系列事故现场中，在首发事故之后可能发生进一步的连锁事故。由于事故车辆在停止前其运动状态不可控制，因此对于车辆中的乘员以及其它交通参与者都具有很高的危险性。用现有技术控制不了这种危险性。如果在首发事故之后，由于驾驶员已失去知觉或处于休克而失去对车辆的控制，则驾驶员即使通过ESP系统也不能使车辆安全地停止或者转向以安全地绕过可能的障碍物。

发明内容

因此，本发明的目的是这样来设计车辆系统，即，使得在事故车辆导致连锁事故之前进行适当的控制干涉。

该目的可通过权利要求1的特征实现。

用于降低首发事故之后的事故损失的方法的有利特征在于以下步骤：检测首发事故；感测并分析车辆的周围环境；检测车辆的运动状态；将所分析的车辆环境与车辆的运动状态相比较；以及根据比较结果确定对车辆的制动器和/或转向系统的干涉。

有利地，借助于车辆的行驶动态控制系统的加速度传感器、安全气囊-加速度传感器、安全气囊触发系统或者安全带张紧触发系统检测所述首发事故。

优选地，借助于雷达传感器和/或激光雷达传感器(根据光的传播时间检测原理工作的光电子传感器，优选红外传感器)和/或图像记录传感器如摄像机来感测车辆环境，并且在一单元中确定车辆环境中的物体的位置及尺寸。

有利地，使用设置在车辆中或车辆上的车辆传感器来检测车辆的运动状态。

在此，将车辆的轨迹及速度与该车辆轨迹中的物体的位置及距离进行比较，并且根据比较结果执行对制动器和/或转向系统的干涉。

此外，设置有显示及致动元件，可借助于所述元件向驾驶员指明即将对制动器和/或转向系统进行的干涉，通过致动所述致动元件来停止所述干涉。

如果在预定时间间隔之后没有致动该致动元件，则自动地执行所述干涉。

为了警告所涉及的交通参与者，设置为在干涉之前自动地触发车辆的光学信号发送器。

有利地，提供一种用于降低首发事故之后的事故损失的装置，该装置包括：用于检测首发事故的检测单元；用于感测并分析车辆的周围环境的感测单元；用于检测车辆的运动状态的检测单元；用于将所分析的车辆环境与车辆的运动状态相比较并确定对制动器和/或转向系统的干涉的单元。

此外，该装置有利地具有使驾驶员能够停止对制动器和/或转向系统的干涉的致动元件。

因此，当驾驶员不能够将事故车辆转移到安全位置时，用于降低首发事故之后的事故损失的方法有利地提出，一种装置或一种系统以适当的方式干涉并且这样来影响该车辆的运动状态，即，使得在没有驾驶员协助的情况下(自主地)将所述车辆转移到安全位置。

当首发事故之后驾驶员失去对车辆的控制时，该方法容许以有利的方式保护驾驶员及其他乘员免受由连锁事故引起的其它伤害。

该方法通过环境传感器系统适当地选择物体避让轨迹直到安全地停止。相比之下，车辆在不考虑当前的交通状况的情况下仅仅制动车辆甚至会增加进一步碰撞的危险并且危害后面的交通。

附图说明

附图中示出了本发明的实施例，在下文将对该实施例进行详细说明。在附图中：

图1示出包括行驶动态控制系统和环境传感器系统的元件的车辆；

图2是示出本发明的方法的流程图；

图3是图1的控制单元的示意性框图。

具体实施方式

图1示意性地示出配备有制动控制系统的车辆。图1中示出四个车轮15、16、20、21。车轮15、16、20、21的每一个上各设有一个车轮传感器22-25。信号被输送给电子控制单元28，该控制单元借助于预定准则从车轮转速求得车辆速度vRef。另外，横摆率传感器26、横向加速度传感器27、可选地纵向加速度传感器、以及转向角传感器29与控制单元28相连接。横摆率传感器感测车辆的实际横摆角速度。将该实际横摆角速度与车辆模型中确定的额定横摆角速度相比较。当实际横摆角速度与额定横摆角速度之间存在偏差时，控制单元28对车辆施加力矩，使实际横摆角速度趋向于额定横摆角速度。为此，控制单元28分别调节车轮制动器中的制动压力。在车辆模型中主要考虑了由转向角传感器29感测到的转向盘的量或者车轮的转向角的量。通过转向系中的可电子地或机械地致动的元件41，也可响应横摆角信号或来自环境传感器42-47的信号控制转向轮15、16(例如在前轮转向系统中)。环境传感器借助于雷达射线和/或红外射线和/或借助于光学元件来感测在近区域和/或远区域中车辆的环境。每个车轮还包括一车轮制动器30-33。这些制动器是液压操作的，通过液压管路34-37接收增压的液压流体。制动压力通过阀组38来调节，该阀组不依赖于驾驶员地由电子控制单元28中产生的电信号驱动。可使用由制动踏板致动的主缸将制动压力引入液压管路。在主缸或液压管路中设置有可感测驾驶员的制动请求的压力传感器。

当假定事故已经发生并且车辆还没有停止到安全位置中时，认为车辆对乘员及环境存在潜在危害。

在某些情形下，驾驶员不能预先设定无障碍的行驶路线作为转向轮上的给定路线和/或使车辆减速直至停止。

图2和3示出与避免首发事故之后的连锁事故的方法有关的流程图。借助于所示出的流程，首先在步骤50在检测单元28.1中识别首发事故。这可例如由行驶动态控制装置28.5(ESP)的加速度传感器27(横向加速度传感器和/或纵向加速度传感器)、安全气囊-加速度传感器、安全气囊触发装置本身或者安全带张紧触发装置得到。

接着，在步骤51通过环境传感器系统(例如激光雷达、雷达、摄像机或有利地这些方法的组合)在逻辑单元28.2(步骤52)中分析交通状况。在此情况下，对障碍物或物体相对于车辆的位置以及它们的尺寸进行检测，并且有利地对其进行分类。基于所检测到的环境，可以根据在检测单元28.3中所检测到的事故车辆的运动状态如速度、车辆轨迹、横摆状态等在逻辑单元28.4中确定将对车辆进行的干涉。在此情况下，可区分至少三种也可组合执行的基本干涉状况：

a)用于实现车辆减速的自主制动

b)用于施加力矩的自主制动

c)自主转向干涉。

如果在分析交通状况时在车辆区域中没有发现任何物体，则可仅实施自主制动。然后车辆可以以相匹配的能量减速直到停止。

如果在车辆轨迹中存在物体，则可找到用于避开这些物体的轨迹，以允许车辆自主地并且安全地减速直到停止。由此可降低乘员及其它交通参与者的进一步的危险。目的是使不受控制的车辆尽快减速直到停止，而不造成进一步的碰撞。

有利地，执行组合的制动及转向干涉。制动在此理解为以相同或不同的制动压力干涉所有的车轮15、16、20、21(减速)或者至少一个车轮(施加力矩)。在此情况下必须考虑到首先降低速度，即消除车辆的动能。只有当速度小于设定的阈值时才能进行附加的转向干涉。前提是，环境传感器系统42-45已经识别到一个可使车辆安全地停止的适当的安全位置。仅允许转向干涉的最大程度使得防止出现行驶动力学上临界的状态，即不能超过约0.4g的横向加速度。当然，只能在持续监测环境的条件下执行这些干涉。因此，如果进行自主的紧急制动干涉，则例如还需要监测后面的交通。

可使用向后观察的环境传感器46、47的方法尤其有利。由此可将后面的交通和/或后面的环境包括进自主的障碍物避让和/或减速过程中。

在此情况下，事故车辆的减速度不能超过(1)：

$\left(1\right)---a_E\≤a_{\mathrm{\μax}}+a_{\mathrm{re}/0}-\frac{{2s}_{\mathrm{re}/0}{a}_{\mathrm{re}/0}-v_{\mathrm{re}/0}^2}{2(s_{\mathrm{re}/0}+v_{\mathrm{re}/0}{t}_{\mathrm{reak}})+a_{\mathrm{re}/0}{t}_{\mathrm{reak}}^2}$

其中：

a_μmax：物理上可能的最大减速度

s_re/0：在监测时刻的距离

v_re/0：在监测时刻的相对速度

a_re/0：在监测时刻的相对加速度

t_reak：驾驶员的反应时间

在自主干涉之前，在步骤53中驾驶员被通知或警告，从而驾驶员可通过操作装置61避免自动的障碍物避让和/或减速并可继续进行控制。当驾驶员致动操作装置时，该流程从步骤50起重新执行。

如果超出时间限制，则将通过触发警告灯和/或制动灯向驾驶员和后面的交通(车辆)指明已经启动应急操作，并且在步骤54中执行应急干涉(自主的减速和/或障碍物避让)。

特别有利的是，该系统在配备有不干涉的检测装置的车辆中并检测到不稳定的行驶状态(例如由于驾驶员已经失去了知觉)的情况下也可被致动，并且启动自主减速和/或避让直到安全的停止。

Claims (10)

1.一种用于降低首发事故之后的事故损失的方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测首发事故；

感测并分析车辆的周围环境；

检测车辆的运动状态；

将所分析的车辆环境与车辆的运动状态相比较；以及

根据比较结果确定对车辆的制动器和/或转向系统的干涉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于车辆的行驶动态控制系统的加速度传感器(27)、安全气囊-加速度传感器、安全气囊触发系统或者安全带张紧触发系统检测所述首发事故。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于雷达传感器和/或红外传感器和/或摄像机(42-47)感测车辆环境，并且在一单元(28)中确定所述车辆环境中的物体的位置及尺寸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，使用车辆传感器(22-25，26，27，29)检测车辆的运动状态。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将车辆的轨迹及速度与该车辆轨迹中的物体的位置及距离进行比较，并且根据比较结果执行对制动器和/或转向系统的干涉。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，设置有显示及致动元件，借助于所述元件向驾驶员指明即将对制动器和/或转向系统进行的干涉，通过致动所述致动元件来停止所述干涉。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在预定时间间隔之后自动地执行所述干涉。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述干涉之前自动地触发车辆的光学信号发送器。

9.一种用于降低首发事故之后的事故损失的装置，其特征在于，该装置包括：

用于检测首发事故的检测单元(28.1)；

用于感测并分析车辆的周围环境的感测单元(42-47，28.3)；

用于检测车辆的运动状态的检测单元(15，16，20，21，26，29，28.3)；

用于将所分析的车辆环境与车辆的运动状态相比较并确定对制动器(30-33)和/或转向系统(41)的干涉的单元(28.4)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置具有使驾驶员能够停止对制动器(30-33)和/或转向系统(41)的干涉的致动元件(61)。

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