用于在车辆制动时改变车辆乘员的向前移位的方法和控制器与流程

本发明从一种根据独立权利要求类型的设备或方法出发。本发明的主题也是一种计算机程序。

背景技术

在迄今的用于避免碰撞的方法中，例如可以在考虑车辆速度和环境感测的信息例如间距和相对速度的情况下确定制动减速度。在此，可以根据所求取的制动减速度激活单独的乘员保护器件。

技术实现要素：

在该背景下，借助在此提出的方案提出一种根据独立权利要求的用于在车辆制动时改变车辆乘员的向前移位的方法，此外提出一种使用所述方法的控制器，以及最后提出一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中列举的措施能够实现在独立权利要求中给出的设备的有利扩展方案和改进方案。

提出一种用于在车辆制动时改变车辆乘员的向前移位的方法，其中，该方法包括以下步骤：

读取安全带状况信号和乘员位置信号，所述安全带状况信号代表用于将乘员系紧的安全带的状况，所述乘员位置信号代表乘员在车辆中的位置和/或方位和/或代表所述位置和/或方位的改变；

处理安全带状况信号和乘员位置信号，以便求取沿车辆行驶方向的向前移位；和

根据向前移位产生至少一个用于控制车辆的制动装置和/或控制至少一个用于约束乘员的约束器件的控制信号，以便改变向前移位。

前向移位可以被理解为乘员在车辆制动时沿车辆行驶方向由惯性决定的向前屈身。乘员可以是车辆的驾驶员或同乘者。安全带例如可以是腰部安全带、斜跨式安全带，三点式安全带或吊裤式安全带。安全带的状况例如可以通过安全带的张紧力、安全带的安全带锁、安全带卷收器或安全带拉紧器的状态来表征。乘员位置信号例如可以是在使用用于感测车辆内部空间的摄像机或在使用集成到乘员座椅中的重量传感器的情况下产生的信号。约束器件例如可以被理解为用于拉紧安全带的电动或烟火技术式的安全带拉紧器、安全气囊或用于调节座椅的座椅调节装置。

在这里提出的方案基于以下认知：可以根据单独的安全带状况以及车辆乘员的位置或方位这样控制车辆的制动装置或约束器件，使得车辆乘员在车辆制动时的向前移位被减小到最小值。

通过使用安全带状况和与其有关的乘员移位或运动来求取必需的车辆制动减速度，也可以提高乘员在车辆即将发生碰撞时的安全性。

在用于求取制动减速变化过程的相应方法中，除了考虑单独的安全带状况外，例如可以使用当前的座椅调整例如靠背斜度、座椅纵向调节或座垫斜度或者使用环境感测的信息例如车辆相对于相关障碍物的间距或相对速度，所述安全带状况例如显示安全带是被系上还是安全带的牵引器被卡锁，或者代表当前作用的张紧力或在当前佩戴周期(tragezyklus)中已经应用的张紧力。由此可以保证非常准确和可靠地确定制动曲线，通过在即将发生碰撞时使用所述制动曲线，可以使乘员的移位和因此对乘员的事故后果最小。

根据一个实施方式，可以在处理步骤中在使用安全带状况信号并且附加或替代地在使用乘员位置信号的情况下确定乘员与方向盘、仪表板和附加或替代地与车辆靠背的、代表向前移位的间距。在此，可以在产生步骤中根据所述间距产生控制信号。由此能够以较小的费用可靠并且准确地确定向前移位。

根据另一实施方式，可以在读取步骤中读取代表安全带张紧力的信号作为安全带状况信号。附加或替代地，安全带状况信号可以代表安全带的安全带锁、安全带卷收器或安全带拉紧器的状态。通过该实施方式能够准确地确定安全带状况。

有利的是，在读取步骤中读取由用于感测车辆内部空间的内部空间感测装置和附加或替代地由用于识别车辆中的座椅占用的座椅占用识别装置所产生的信号作为乘员位置信号。内部空间感测装置例如可以被理解为用于监视内部空间的摄像机。座椅占用识别装置例如可以是装入座椅中的重量传感器。由此使得能够可靠并且准确地求取向前移位。

此外，可以在读取步骤中读取代表被乘员占用的座椅的靠背和/或座垫的斜度和/或代表座椅沿车辆纵向方向的位置的信号作为乘员位置信号。通过该实施方式，可以根据座椅的调整来求取向前移位。

根据另一实施方式，可以在读取步骤中读取代表由车辆的至少一个环境传感器所产生的信号的环境传感器信号并且附加或替代地读取代表由制动装置所产生的信号的制动信号。在此，可以在处理步骤中处理环境传感器信号或者制动信号，以便求取车辆即将发生的碰撞。相应地，可以在产生步骤中根据对环境传感器信号或者制动信号的处理的结果产生控制信号。由此可以根据车辆即将发生的碰撞来控制约束器件或制动装置。

附加地，可以在读取步骤中读取代表乘员的重量、身高、性别或年龄的乘员信息。在此，可以在产生步骤中在使用乘员信息的情况下产生控制信号。由此可以在考虑乘员的重量、身高、性别或年龄的情况下改变向前移位。

此外有利的是，在产生步骤中产生控制信号，以便在利用由乘员在向前移位时走过的路程的情况下借助约束器件约束乘员。由此例如可以在碰撞情况下将乘员的向前移位尽可能快地减小到最小值。

所述方法例如能够在软件或硬件方面或以软件和硬件构成的混合形式例如在控制器中实现。

此外，在此提出的方案实现一种控制器，该控制器构造用于在相应的装置中执行、操控或转化在此提出的方法的变型的步骤。通过本发明的呈控制器形式的所述实施变型也可以快速和有效地解决本发明所基于的任务。

为此，所述控制器可以具有至少一个用于处理信号或数据的计算单元、至少一个用于存储信号或数据的存储单元、至少一个接至传感器或促动器并且用于读取传感器的传感器信号或用于将控制信号输出给促动器的接口和/或至少一个用于读取或输出被嵌入到通信协议中的数据的通信接口。所述计算单元例如可以是信号处理器、微型控制器等，其中，所述存储单元可以是闪存、eprom或磁性存储单元。所述通信接口可以构造用于无线和/或有线地读取或输出数据，其中，可以读取或输出有线传输的数据的通信接口例如可以电地或光学地从相应的数据传输线路读取所述数据或将所述数据输出到相应的数据传输线路中。

当前，控制器可以理解为一种电器具，该电器具处理传感器信号并且根据其输出控制信号和/或数据信号。所述控制器可以具有接口，该接口可以在硬件和/或软件方面来构造。在硬件方面的构造中，该接口例如可以是所谓的系统asic的一部分，该部分包含所述设备的各种不同功能。然而也可能的是，该接口是自有的集成电路或者至少部分地由离散的结构元件组成。在软件方面的构造中，该接口可以是软件模块，除了其他软件模块外所述软件模块也存在于微控制器上。

在一个有利的构型中，通过所述控制器来控制车辆的驾驶员辅助系统。为此，控制器例如可以访问传感器信号如环境传感器信号、加速度传感器信号或转向角传感器信号。所述操控通过促动器例如制动促动器或转向促动器或者通过发动机控制器来进行。

计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序也是有利的，所述程序代码可以储存在机器可读的载体或存储介质上，例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器并且被用于尤其在所述程序产品或程序在计算机或设备上实施时执行、转化和/或操控根据前述实施方式所述的方法的步骤。

附图说明

在附图中示出并且在下面的说明中详细阐述本发明的实施例。附图示出：

图1根据一个实施例的具有控制器的车辆的示意图；

图2根据一个实施例的控制器的示意图；

图3根据一个实施例的控制器的示意图；

图4用于在使用根据一个实施例的控制器的情况下激活制动曲线的策略的示意图；

图5在借助根据一个实施例的控制器制动车辆时的减速度、安全带力和乘员移位在时间上的变化过程的示意图；

图6在借助根据一个实施例的控制器制动车辆时的减速度、安全带力和乘员移位在时间上的变化过程的示意图；

图7在借助根据一个实施例的控制器制动车辆时的减速度、安全带力和乘员移位在时间上的变化过程的示意图；和

图8根据一个实施例的方法的流程图。

在下面对本发明有利实施例的描述中，对于在不同附图中示出并且相似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出具有根据一个实施例的控制器102的车辆100的示意图。控制器102构造为用于在车辆100制动时改变车辆100的乘员106(在这里是驾驶员)的向前移位104。为此，控制器102从安全带108接收代表安全带108的状况的安全带状况信号112，借助所述安全带将乘员106系紧到车辆100的座椅110上。例如，根据图1的安全带状况信号112显示安全带108的安全带锁处于闭合状态中。此外，安全带状况信号112可以代表安全带108的张紧力以及代表也被称为牵引器的安全带卷收器的状态或者代表安全带108的电动或烟火技术式的安全带拉紧器的状态。为了感测和传输安全带状况信号112，根据图1的安全带108具有安全带控制装置114。安全带控制装置114可以根据实施例而定来构造，以便控制安全带锁、安全带卷收器或安全带拉紧器，例如以便改变安全带106的张紧力或安全带松弛。安全带锁、安全带卷收器或安全带拉紧器可以作为安全带控制装置114的一部分来实现。

此外，车辆100包括在此被实现为摄像机的内部空间感测装置116，该内部空间感测装置构造为用于感测车辆100的内部空间中的乘员106并且将代表乘员106的感测信号118传输给控制器102。控制器102构造为用于在使用感测信号118的情况下求取乘员106在车辆100中的位置或方位或者也求取所述位置或方位在时间上的改变。此外，控制器102构造为用于在使用安全带状况信号112的情况下根据乘员106的位置或方位求取向前移位104。

根据在此求取的向前移位104的值，根据图1的控制器102产生第一控制信号120和第二控制信号121。在此，第一控制信号120用于控制车辆100的制动装置122，第二控制信号121用于控制约束器件，在此是集成到安全带108中的安全带拉紧器。制动装置122构造用于在使用第一控制信号120的情况下控制用于制动车辆100的制动力。制动装置122例如这样控制制动力，使得在车辆100制动时向前移位104被减小。与此类似地，安全带控制装置114构造用于在使用第二控制信号121的情况下借助安全带拉紧器这样控制安全带108的张紧力，使得在车辆100制动时同样减小向前移位104。

根据在图1中所示的实施例，控制器102构造用于在使用感测信号118的情况下求取乘员106与车辆100的方向盘125之间的、代表向前移位104的间距124。与此相应地，控制器102根据间距124产生控制信号120,121。

可选地，车辆100配备有座椅占用识别装置126，在此配备有集成到座垫128中的重量传感器。座椅占用识别装置126构造用于感测由乘员106对座椅110的占用并且将代表该占用的占用信号130传输给控制器102。在此，控制器102构造用于附加或替代于使用感测信号118地在使用占用信号130的情况下求取乘员106的位置或方位。

根据另一实施例，座椅110能借助可选的座椅调节装置132来调节。在此，座椅调节装置132构造用于沿车辆100的纵向方向改变座椅110的靠背134和座垫128的斜度以及座椅110的座椅位置。座椅110的可能的调节方向例如用三个箭头标注。此外，座椅调节装置132构造用于感测座椅靠背134、座垫128的斜度和座椅位置并且将代表所述斜度和所述座椅位置的调节信号136传输给控制器102。在此，控制器102构造用于在使用调节信号136的情况下求取乘员106的位置或方位。

可选地，控制器102构造用于根据所求取的向前移位104产生第三控制信号138并且将其传输给座椅调节装置132。座椅调节装置132构造用于在使用第三控制信号138的情况下控制座椅靠背134或座垫128的斜度或者座椅椅置。因此，座椅调节装置132也起到约束器件的功能，以便改变乘员106的向前移位104。

根据另一实施例，制动装置122构造用于将例如代表制动力的制动信号140传输给控制器102。在此，车辆100包括可选的环境传感器142，该环境传感器构造用于感测车辆100的环境并且将代表环境的环境传感器信号144传输给控制器102。控制器102构造用于在使用制动信号140和环境传感器信号144的情况下求取车辆100与障碍物146(在此是在车辆100前方行驶的另一车辆)即将发生的碰撞并且根据对所述两个信号140,144的与此相关的分析评估来产生控制信号120,121,138。

车辆环境例如由至少一个环境感测系统通过雷达、激光雷达或视频来监视。与周围对象即将发生的碰撞可以借助环境感测系统的相应环境数据由控制器102来识别。在此，控制器102可以构造用于通过转向干预或制动干预来评价碰撞的可避免性。

乘员的位置例如借助内部空间感测系统来监视。如果乘员位于紧要位置中、即在禁区(keep-out-zone)内，那么这由控制器102中的算法来识别并且信息被转发。可以通过乘员与方向盘的间距描述所述禁区，其中，该间距可以被选择为例如小于10cm。

此外，如下面更详细地描述的那样，可以附加地在使用与人员相关的信息如重量、身高、性别和年龄的情况下确定车辆100的制动减速度变化过程。

如果由乘员发起的制动减速不足以避免车辆碰撞，那么可以借助控制器102求取优化的制动支持。

图2示出根据一个实施例的控制器102的示意图。控制器102例如是前面根据图1所述的控制器。控制器102包括用于读取安全带状况信号112和乘员位置信号212的读取单元210，该乘员位置信号代表乘员的位置或方位或者代表乘员位置或方位的改变。乘员位置信号212例如是基于感测信号118、占用信号130或调节信号136通过与读取单元210连接的关联单元214所产生并被转发给读取单元210的信号。关联单元214可以被实现为读取单元210的部件。

处理单元220构造用于从读取单元210接收安全带状况信号112和乘员位置信号212、在使用所述两个信号112,212的情况下求取代表向前移位的向前移位值222并且将其传输给产生单元230。产生单元230构造用于在使用向前移位值222的情况下产生控制信号120,121,138。

根据一个可选的实施例，读取单元210构造用于附加地读取制动信号140和环境传感器信号144并且将它们转发给处理单元220。在此，处理单元220构造用于在使用所述两个信号140,144的情况下求取至少一个代表车辆即将发生碰撞的碰撞参数232，例如撞击时间点、撞击地点或撞击速度，并且将它们传输给产生单元230。在此，产生单元230构造用于此外在考虑碰撞参数232的情况下产生控制信号120,121,138。

可选地，读取单元210构造用于读取根据实施例而定代表乘员的重量、身高、性别或年龄的乘员信息234并且将其转发给产生单元230。在此，产生单元230构造用于在使用乘员信息234的情况下产生控制信号120,121,138。

图3示出根据一个实施例的控制器102、例如前面根据图1和图2所述的控制器的示意图。控制器102与包括环境传感器142的环境感测系统、与包括内部空间感测装置116的内部空间感测系统、与座椅占用识别装置126、座椅调节装置132例如电动座椅调节、与可以分别是安全带一部分的电动安全带拉紧器300和烟火技术式的安全带拉紧器302以及与包括制动装置122的制动系统连接。

图4示出用于在使用根据一个实施例的控制器、例如前面根据图1至3所述的控制器的情况下激活制动曲线的策略的示意图。在此，在步骤410中检查乘员是否系了安全带。如果在步骤410中得出乘员未系安全带，那么在步骤420中激活用于制动车辆的第一制动曲线。相反，如果在步骤410中得出乘员系了安全带，那么在步骤430中检查电动安全带拉紧器是否可用。如果在步骤430中得出这样的安全带拉紧器不可用，那么在步骤440中激活相应的第二制动曲线。否则，在步骤450中激活相应的第三制动曲线。响应于激活第三制动曲线地，在步骤460中检查乘员是否位于所谓的禁区中。如果例如乘员与方向盘之间的间距低于预给定的阈值，那么乘员位于禁区中。如果在步骤460中得出乘员位于禁区中，那么在步骤470中激活相应的第四制动曲线。否则，激活第三制动曲线。响应于激活第四制动曲线地，步骤460至少再重复一次，以便能够连续监视禁区。

图5示出在借助根据一个实施例的控制器、例如前面根据图1至4所述的控制器制动车辆时的减速度500、安全带力502和乘员移位504在时间上的变化过程的示意图。针对在没有电动安全带拉紧器情况下系了安全带的乘员的制动曲线被示出，其中，各个变化过程上下布置地被示出。所述变化过程被分成在时间上相继的三个区段510,512,514，其中，第一区段510代表提高的紧要性，第二区段512代表高的紧要性，第三区段514代表超高的紧要性。第四区段516代表车辆碰撞。

在第一区段510中实现不紧要的制动急冲(bremsruck)，该制动急冲通过减速度500和安全带力502在第一区段510开始时的急剧增大来体现。通过制动急冲可以减小安全带的安全带松弛。所述制动急冲在图5中用两个箭头标记。在制动急冲之后接着稍微减速，该减速维持乘员/安全带耦合，并通过第一区段510中的恒定低的减速度示出。

在第二区段512中进行部分制动。在此，减速度突然增大。安全带力稍微增大。在第二区段512快结束时进行适度的向前移位，这可以从乘员移位的稍微增大看出。

在第三区段514中，减速度重新突然增大。在此，安全带力首先保持恒定。在第三区段514快结束时，预先触发烟火技术式的安全带拉紧器，使得安全带力短时地突然增大并且保持在比安全带拉紧器点火之前明显更高的水平。在烟火技术式的安全带拉紧器点火时，乘员移位急剧减小，例如减小到零，并且乘员经受与碰撞方向相反的速度v碰撞前。

在碰撞之前的区段500,512,514中的适度向前移位可以被吸收初始冲击(voranstoβend)的约束器件利用，以便这样限制乘员，使得速度v碰撞前和速度v碰撞抵消性地叠加。

图6示出在借助根据一个实施例的控制器制动车辆时的减速度500、安全带力502和乘员移位504在时间上的变化过程的示意图。与图5不同，图6示出针对在具有可用的电动安全带拉紧器的情况下系了安全带的乘员的制动曲线。在此，在第一区段510中通过电动安全带拉紧器稍微张紧安全带，以便闭锁所述安全带。由此发生更早的耦合。在第二区段512中，关于避免碰撞或减小能量方面进行部分制动。在此，减速度的时间点和量值与安全带力有关。在第三区段514中，在减速度约为1g情况下进行完全制动。在此，烟火技术式的安全带拉紧器被预先触发，以便具有吸收初始冲击的系统。可以利用向后的空间，以便不受制动地建立速度。安全带拉紧器可以在烟火技术式的安全带拉紧器点火之后被另一设备(烟火技术式、电动、机械和/或气动地)操控，以便获得耦合。因此，可以借助吸收初始冲击的系统减小向前移位。

根据另一实施例，可以利用主动座椅调节装置，以便支持吸收初始冲击的效果。

图7示出在借助根据一个实施例的控制器制动车辆时的减速度500、安全带力502和乘员移位504在时间上的变化过程的示意图。与图5和图6不同，图7示出针对位于禁区、也称为ko区中的乘员的制动曲线。

在此，在第二区段512中，通过降低减速度将乘员拽回，以便减小作用到乘员上的力并且借助电动安全带拉紧器将他从ko区域中拽出。如果乘员与方向盘或仪表板的间距例如小于10cm，那么乘员位于ko区中。所述ko区在图7中在单独的曲线图中示意性地作为曲线图的y轴与虚线之间的间距a被示出。y轴代表力f，x轴代表距离s，其中适用：

一旦识别到乘员位于ko区中，那么开始该制动曲线。一旦乘员位于ko区域外，那么中止该制动曲线并且例如采用在其上面的制动曲线。在图7中所示的制动曲线的优点在于，可以通过移位使乘员从ko区中运动出。

根据实施例而定，在确定根据图5至7所述的、在即将发生碰撞情况下的制动曲线时，在考虑以下情况下使乘员的移位最小：当前安全带状况(已系紧、牵引器被卡锁，当前作用的张紧力、已应用在当前的佩戴周期中的张紧力)、通过预先触发烟火技术式的安全带拉紧器来利用向前移位作为向回移位路程、当前座椅调整(靠背斜度、座椅纵向调节、座垫斜度)和与人员相关的信息如重量、身高、性别和年龄。

图8示出根据一个实施例的方法800的流程图。方法800例如可以结合前面根据图1至7所述的控制器来执行或操控。在此，在步骤810中读取安全带状况信号和乘员位置信号。在步骤820中处理所述两个信号，以便求取乘员的向前移位。最后，在步骤830中，根据所述向前移位来产生用于控制车辆的制动装置或约束器件的控制信号，以便改变该向前移位。

步骤810,820,830可以连续地执行。

方法800例如在车辆即将发生碰撞时被周期地调用，其中，连续考虑激活电动安全带拉紧器或电动座椅调节。

附加地，借助在碰撞之前点火烟火技术式的安全带拉紧器，实现一种吸收初始冲击的保护系统，该保护系统利用由车辆减速引起的乘员向前移位作为向回移位路程。

通过向回移位路程在制动曲线中由车辆减速度实现并且消除安全带的安全带松弛，可以提高系统的有效性。

如果一个实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”关联，那么这应当解读为，该实施例根据一个实施方式既具有第一特征又具有第二特征而根据另一实施方式或者仅具有第一特征或者仅具有第二特征。