专利名称：用于控制一种自动的紧急制动的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制汽车的一种自动紧急制动以便减轻汽车与一物体碰撞的碰撞严重性的一种方法和装置，其中借助于一物体探测机构来检测物体相对于自身的汽车位置和/或速度，将该检测结果输送给一碰撞识别机构，此碰撞识别机构得出与一物体的碰撞是否即将来临，并在识别碰撞时引起一种紧急制动，并求出一碰撞时刻，其中在经过一段时间直至所求出的碰撞时刻之后使紧急制动结束。
背景技术：
由DE 199 12 301 C1已知一种用于汽车的、尤其是轿车的安全装置，它具有至少一个碰撞传感器和一按照传感器信号的大小使汽车制动动作的控制单元，该控制单元包括一信号分析处理电路，该电路根据本发明的设计应使得在撞车事故时的损失程度最小化，并通过如下方法尽可能地避免由于事故引起的连续损坏分析处理电路在传感器信号升高超过一种规定的上极限值时、并在随后信号下降到一种规定的下极限值以下时动作，从而使汽车的运行制动器与碰撞冲击的结束同时地被激活。
本发明的核心和优点本发明的核心是提出一种方法和装置，它可以控制汽车的紧急制动过程。因为紧急制动的自动触发和实施有很高的风险，因此只是当识别到一种不可避免的碰撞即将发生时通常才使紧急制动触发，从而借助于所述紧急制动在大多数情况下并不能阻止碰撞，但能够减小碰撞的强度并因此减少碰撞严重性。若一种紧急制动由于错误的原因已经被触发了，那么本发明的主题就是提出一种方法和装置，借助于它们就可以在识别到并没有发生碰撞时，同样又使一种紧急制动无效，以便使得随着紧急制动所带来的、对于其它的交通参与者和紧急制动的汽车上的乘客的风险尽可能地小。按照本发明，这通过独立权利要求中所述特征来解决。优选的改进设计和技术方案可见从属权利要求。
更有利地设有一种碰撞探测机构，在发生碰撞时它将碰撞探测信号传输给碰撞识别机构。因此可以可靠地确定是在所计算出的碰撞时刻事实上发生了汽车与一物体的碰撞，还是有可能是一种对紧急制动的错误触发。
另外有利的是碰撞探测机构可以根据所有车轮转速的不稳定的变化来识别碰撞。现代的汽车目前差不多全部都装备有闭锁保护机构，其中在每个车轮上都设有一车轮转速传感器，它了解到车轮当前是闭锁着还是以怎样的速度旋转。如果借助于车轮转速传感器来监测所有车轮的转速速度，那么就可以根据所有车轮转速的突然变化来识别碰撞。如果只是闭锁保护机构响应，以阻止车轮发生闭锁，那么这里必需监测尽可能所有的车轮用于探测碰撞，以便识别出在闭锁保护机构的相应和碰撞探测之间的区别。
此外有利的是碰撞探测机构根据驶偏信号的不稳定的变化来识别一种碰撞。驶偏信号表明汽车围绕着汽车垂直轴线运动，其中汽车在发生碰撞时大多有一种横向偏移。这种横向偏移可以根据驶偏信号的一种不稳定的变化来测量，并可以用来进行碰撞的探测。
此外有利的是碰撞探测机构根据安全气囊触发传感机构的、尤其是用于触发安全气囊的加速度传感器的触发信号来识别碰撞。现代的汽车目前差不多全部都具有安全气囊形式的乘客安全保护系统，它们可以借助于加速度传感器来触发。若汽车发生与一物体的碰撞、并使这样一种乘客安全保护系统触发，那就可以将所述用于探测碰撞的触发信号继续传输至碰撞识别机构。
特别有利的是所述碰撞探测机构根据至少两个条件的一种与门逻辑电路由所有车轮的转速速度的不稳定变化、由驶偏信号的不稳定变化或者根据一安全气囊触发传感机构的触发信号来识别所述碰撞。通过两个或三个所述碰撞识别机构的与门逻辑电路，可以借助于多个传感器使碰撞探测似然化(plausibilisieren)，并因此差不多避免了错误识别碰撞的可能性。
此外有利的是只是在计算出的碰撞时刻之后在一种预先规定的时间长短之后才使紧急制动结束。借助于一种碰撞识别算法可以确定所述不可避免的、即将来临的碰撞的时刻。如果达到了这个时刻，但碰撞还没有发生，那么就可以通过与真实性的小的计算偏差来求出一种略有偏移的碰撞时刻。为了不是错误地终止减速，并且必须不得不经受补加的碰撞，有利地是在达到计算出的碰撞时刻之后，在减速机构的关闭使紧急制动终止之前，继续制动一段预先规定的时间Δt。
特别有意义的是，按照本发明的方法以一种控制元件的形式来实现，这种控制元件用于汽车的一种自适应的距离-或者速度调节系统的控制仪。在这种情况下在所述控制元件上存储了一程序，它能够在一计算仪上、尤其是在一微处理器或信号处理器上运行，并适合于实施按照本发明的方法。在这种情况下也就是说通过一存储在控制元件上的程序来实现本发明，因此这种装有程序的控制元件如同方法那样同样地表示了本发明，所述程序适用于所述方法的实施。作为控制元件尤其可以应用一种电存储介质，例如一种只读存储器。
本发明的其它特点、应用可能性和优点可以见以下对本发明的实施例的说明，这些实施例都表示于附图中。所有所述的或所表示的本身的或任意组合起来的特征构成了本发明的主题，这与它们在权利要求书中的汇总或它们的反推无关，也与它们在说明或者附图中的表达或者表示无关。
以下按照附图来叙述本发明的实施例。所示为图1按照本发明的装置的一种实施方式的方块框图；图2碰撞探测机构的一种有利的改进方案的方块框图；图3按照本发明的装置的碰撞探测机构的第二种改进方案的方块简图；图4按照本发明的方法的一种实施方式的流程图。
具体实施例方式
图1表示了一碰撞识别机构1，它根据其输入的信号计算出是否自身的汽车与一所被探测的物体的碰撞不可避免地即将来临，并且在识别一即将来临的不可避免的碰撞时计算出碰撞时刻tkoll，并且可以控制汽车的减速机构9。为此碰撞识别机构1具有一输入电路2，借助于该输入电路可以将输入信号输入到碰撞识别机构1里。输入信号例如规定为位于物体探测传感机构3的探测范围内的物体的距离和相对速度。物体探测传感机构3此处例如设计成雷达传感器或激光传感器，它发射出电磁辐射并借助于接收到的反射的电磁辐射求出所述被探测的物体相对于本身汽车的间距d以及相对速度vrel。另外还可以规定，物体探测传感机构3附带地求出所被探测的物体相对于自身汽车纵轴线的方向角以及有可能的话可以识别出所被探测的物体的运动方向。此外还给输入电路2输入一速度传感器4的一种信号，此信号代表了自身汽车的速度。借助于该速度信号v可以将由物体探测传感机构3所提供的相对值换算成绝对值。此外还可以借助于对于固有的汽车动力学进行描述的参数预先计算出自身汽车今后的轨迹变化，为此有可能可以附带地检测自身的汽车转向角。了解了物体的运动以及自身汽车的运动，就可以借助于碰撞探测算法求出所述自身的汽车与所被探测的物体的一种不可避免的碰撞是即将发生还是不发生，以及在什么时刻tkoll可能有碰撞。此外将一碰撞探测机构5的一碰撞探测信号15输送给输入电路2。碰撞探测机构5此处例如可以按图2或图3来如此设计，使输入电路2的碰撞探测信号15告知是否发生了碰撞。输送给输入电路2的信号在碰撞识别机构1里借助于一数据交换系统6被输送给一计算机构7，此计算机构借助于一种碰撞求取规则算法由所被探测的物体的运动动力学以及自身汽车的运动动力学可以求出是否汽车不可避免地面临着与该物体的碰撞。这样的碰撞探测算法例如由技术背景就已知，并且也可以预先确定所述已被预先计算出的碰撞时刻tkoll。如果认识到了汽车与该所被探测的物体有不可避免的碰撞，那么计算机构7就输出一种紧急制动触发信号，该信号借助于数据交换机构6被输出至一输出电路8。该输出电路8将所述紧急制动触发信号继续传给汽车的减速机构9，它例如是一种可以电控的制动力调节机构，其上面连接有车轮制动器。如果减速机构9得到计算机构7的一种紧急制动触发信号，那么使汽车的减速机构这样来控制，从而使汽车以最大可能的汽车减速进行来制动，以便将所述不可避免的碰撞的强度至减小到一种可能的最小值。因为这样一种自动触发的和自动实施的紧急制动带有对乘客和汽车周围的巨大风险，按照本发明规定了如果认识到触发紧急制动并不是合理的，那就使汽车的减速机构9无效，结束紧急制动，因为它并没有造成与物体的碰撞。这里通过碰撞探测机构5识别了一种碰撞，而且如果在经过所述预先计算出的碰撞时刻tkoll之后通过碰撞探测机构5并没有探测到碰撞的话，那就自动地使所述自动的紧急制动机构失效。为了考虑计算算法以及由此计算出的碰撞时刻tkoll的不精确性，还可以规定，在经过所述已被计算出的碰撞时刻tkoll之后，在关闭紧急制动机构之前静候一段附加的预定的时间间隔Δt，如果直到这个时刻tkoll+Δt并没有碰撞探测信号15从碰撞探测机构5输出的话。
图2表示了碰撞探测机构5的一种可能的实施方式。用于识别的是车轮转速传感器10，它们检测各个车轮的转速并输入到一车轮转速分析处理机构11。在发生碰撞时，所有车轮差不多同时地以其转速强烈地制动，因此车轮的所有转速发生有不稳定的变化。为了探测碰撞，这里必需共同来监测所有的车轮转速。这是因为在一闭锁保护机构闭锁保护作用干预时即使在正常行驶情况下也可能使单个车轮具有车轮转速的不稳定的变化。若车轮转速分析处理机构11识别到所有车轮都具有一种不稳定的车轮转速变化，那么由所述车轮转速分析处理机构11就产生一种输出信号，它被输入到一种与门逻辑电路12。此外设有一驶偏传感器13，它检测汽车的偏转比率，并因此计算出汽车围绕其垂直轴线的旋转运动。若汽车与一物体发生碰撞，那么通常引起汽车的横向偏移，这可以通过对驶偏传感器13的驶偏信号的分析处理了解到。如果了解到驶偏信号的这样一种不稳定变化的话，那么驶偏传感器13就输出一输出信号，此信号作为第二个输入信号被输入到与门构件12。如果同时地由车轮转速分析处理机构11和驶偏传感器13识别到一种碰撞，那么通过与门构件12就产生一输出信号，该信号作为碰撞探测信号15被输送给碰撞识别机构1的输入电路2。
此外还可以规定作为碰撞探测机构5设有一电路，它按照图3所示的改进方案作了说明。在这种碰撞探测机构5中同样又设有一车轮转速分析处理机构11，它监测所有车轮的转速，并在对所有车轮的转速的不稳定变化同时进行探测时产生一输出信号，该输出信号被输入到与门构件12里。如在图2中那样，又设有一驶偏传感器13，它监测汽车的偏转比率，并在驶偏信号有不稳定的变化时根据由于碰撞所造成的汽车的横向偏移而产生一种输出信号，该信号同样也被输送给与门构件12。按照图3，附带地设有一安全气囊触发传感器14，它例如可以设计成加速度传感器，它在汽车在汽车纵向方向上减速时以及在按数值大小超过一阈值时触发汽车的安全气囊，以便在汽车与一物体发生碰撞时保护乘客。如果通过安全气囊触发传感器14确定了与一物体的碰撞，那就产生一输出信号，它作为另一输入信号被输送给与门构件12。若与门构件12识别出车轮转速分析处理机构11、驶偏传感器13和安全气囊触发传感器14大致同时地探测到汽车的碰撞，那就通过与门构件12产生一输出信号，该输出信号作为碰撞探测信号15被输送给碰撞识别机构1的输入电路2。
图4表示了按照本发明的方法的一种流程简图。在步骤20里将物体数据和自身运动数据读入到计算机构7里。作为物体数据为此将所述由物体探测传感机构3所求出的值读入，这些值代表了所被识别的物体的位置和速度、以及可能的运动方向。作为自身的运动参数，给计算机构7输入了由速度传感器4所提供的自身汽车的速度v以及可能的话借助于一转向角传感器可以测得的转向角度值。由在步骤20里所读入的数据在以下的步骤21里借助一种碰撞识别算法求出是否自身的汽车与所被探测的物体即将发生不可避免的碰撞，并在识别不可避免的碰撞时计算出碰撞时刻tkoll。在下面的步骤22里要询问是否即将发生一种不可避免的碰撞。如果通过碰撞识别算法并没有识别出即将来临的碰撞，那么步骤22分支转向“否”，并使该方法又在步骤20处重新开始进行。如果在步骤22里转向“是”，因为所述碰撞识别算法已经在步骤21里识别出一种不可避免的碰撞，那么在步骤23里就使自动的紧急制动机构触发，其方法是汽车的减速机构9以最大可能的减速来制动汽车。在按照步骤23使紧急制动机构触发之后，在步骤24里得出是否达到了在步骤21里所求出的碰撞时刻tkoll。如果还没有到达该碰撞时刻(t＜tkoll)，那么步骤24分支转向“否”，由此形成一个等候循环，直至达到碰撞时刻tkoll。如果达到了由碰撞识别算法所预算出的碰撞时刻tkoll(t＞tkoll)，那么步骤2 4就分支转向“是”，并按照步骤25等候一段时间间隔Δt。这段时间间隔Δt考虑到例如碰撞计算算法或输入数据的不精确性导致了不准确地确定碰撞时刻tkoll，并且可能刚刚在计算出的碰撞时刻tkoll之后就发生碰撞。在等候一段时间间隔Δt之后，并因此在达到时刻tkoll+Δt之后，在步骤26中求得是否碰撞探测机构5已经识别出了汽车与所被探测的物体有碰撞。若得出这样一种碰撞，那么步骤26就分支转向“是”，并在步骤27里结束所述流程，因为汽车发生了碰撞并且不能继续行驶。如果由碰撞探测机构5没有发现在时刻tkoll+Δt的碰撞，那么步骤26分支转向“否”，并在下一步28里结束所述紧急制动，其方法是使汽车减速机构9无效。在这种情况下可以认为自动紧急制动机构的触发由于错误的输入信号而错误地进行，并且可以通过所述紧急制动如此来减小乘客或者汽车周围的风险自动紧急制动机构在停车之前并不结束，而是被中断。在按照步骤28结束紧急制动之后使流程又重新以步骤20开始进行。
权利要求
1.用于控制汽车的自动紧急制动机构、用来减小汽车与一物体碰撞时严重性的装置，其中设有一物体探测机构(3)，它检测到物体相对于自身汽车的位置和/或速度，并输送给一碰撞识别机构(1)，它求出是否与一物体的碰撞即将发生，并且在识别一即将发生的碰撞时触发一紧急制动(9)并求出碰撞时刻(tkoll)，其特征在于，在经过一段时间间隔直至所求出的碰撞时刻(tkoll)之后使紧急制动(9)结束。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，设有一碰撞探测机构(5)，它在发生碰撞时将碰撞探测信号(15)传送给碰撞识别机构(1)。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述碰撞探测机构(5)按照所有车轮的车轮转速(10，11)的不稳定变化来识别出一种碰撞。
4.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述碰撞探测机构(5)按驶偏信号(13)的一种不稳定的变化来识别一种碰撞。
5.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述碰撞探测机构(5)按一安全气囊触发传感机构(14)的、尤其是用于触发安全气囊的一加速度传感器的一种触发信号来识别一种碰撞。
6.按上述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述碰撞探测机构(5)按至少两个以下所列条件的与门逻辑电路(12)来识别一种碰撞-所有车轮(10，11)的车轮转速的不稳定变化，-驶偏信号(13)的不稳定变化，-按照一安全气囊触发传感机构(14)的一种触发信号。
7.用于控制汽车的自动紧急制动的、用来减小汽车与一物体碰撞时的碰撞严重性的方法，其中借助于一物体探测机构(3)检测物体相对于自身汽车的位置和/或速度，并将其输送给一碰撞识别机构(20)，它求出是否与一物体的碰撞即将发生(21)，并在识别到即将发生的碰撞时(22)使紧急制动机构触发(23)，并求出碰撞时刻(tkoll)(21)，其特征在于，在经过一段时间间隔直至求出的碰撞时刻(24)之后使所述紧急制动结束(28)。
8.按权利要求8所述的方法，其特征在于，只是在规定的时间间隔(Δt)之后在计算的碰撞时刻(tkoll)之后才使紧急制动结束(28)(25)。
全文摘要
用于控制汽车自动紧急制动的方法和装置，用来减轻汽车与一物体碰撞时的碰撞严重性，其中借助于一物体探测机构来检测物体相对于本身汽车的位置和/或速度，使该检测结果输送给一碰撞识别机构，此碰撞识别机构得知与一物体的碰撞是否即将来临，并在识别碰撞时使紧急制动触发并求出一碰撞时刻，其中在经过一段时间间隔直至所求出的碰撞时刻之后使所述紧急制动结束。
文档编号B60T7/12GK101072699SQ200580041822
公开日2007年11月14日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年12月6日
发明者B·卢卡斯, M·海内布罗德特, D·梅斯特, F·厄赫斯勒, U·威廉, M·兰德勒, P·哈夫曼斯, W·布兰茨 申请人:罗伯特·博世有限公司