專利名稱：保護(hù)乘客的裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明從根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的、用于保護(hù)乘客的裝置出發(fā)。
從DE 4212421 A1已知，用于保護(hù)乘客的裝置根據(jù)所估計(jì)的運(yùn)動(dòng)來觸發(fā)回拉裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與之相反根據(jù)本發(fā)明的、帶有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的保護(hù)乘客的裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是，可以準(zhǔn)確地預(yù)言乘客的運(yùn)動(dòng)。這最終導(dǎo)致對(duì)于回拉裝置的最佳控制。該優(yōu)點(diǎn)是這樣地得到的如此配置乘客識(shí)別，使得該乘客識(shí)別確定乘客的行駛質(zhì)心的高度，其中從該參數(shù)就可以通過乘客的其它身體數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的保護(hù)。這導(dǎo)致準(zhǔn)確地預(yù)言乘客根據(jù)碰撞信號(hào)處在何處。
其它有利的方案在從屬權(quán)利要求中給出。
特別有利的是，構(gòu)成乘客識(shí)別以確定乘客乘坐位置，其中在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮所述乘坐位置。如果有準(zhǔn)確的乘坐位置就能夠相關(guān)聯(lián)地準(zhǔn)確預(yù)言乘客的運(yùn)動(dòng)，并且能夠識(shí)別給出關(guān)于保持乘客的質(zhì)心的信息。
此外有利的是，所述裝置可以連接用于識(shí)別安全帶拉出長度的傳感器，其中所述裝置在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮安全帶拉出長度。安全帶拉出長度給出相應(yīng)的乘客被向前彎曲至多遠(yuǎn)的信息。在確定乘客的運(yùn)動(dòng)時(shí)這也是重要的參數(shù)。如果乘客已經(jīng)在碰撞時(shí)被遠(yuǎn)遠(yuǎn)地向前彎曲，他就會(huì)由于碰撞的運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)地被向前甩出，從而在此觸發(fā)前部安全氣囊在有的情況下是危險(xiǎn)的，因?yàn)樗龅挠|發(fā)對(duì)乘客會(huì)以全部的動(dòng)能擊中頭部。
此外有利的是，所述裝置通過質(zhì)心高度和乘坐位置確定上身長度，并且在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮該上身長度。上身長度給出關(guān)于乘客在碰撞的影響下如何運(yùn)動(dòng)的重要提示。因?yàn)樯仙碇饕抢@髖部轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說繞髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以通過上身的長度可以估計(jì)乘客的頭部向儀表盤方向運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)。在準(zhǔn)確地預(yù)言乘客運(yùn)動(dòng)時(shí)這也是一個(gè)重要的參數(shù)。
此外有利的是，由向前位移和起始乘坐位置確定碰撞過程中的實(shí)際乘坐位置。
最后還有利的是，所述裝置具有乘客的質(zhì)量與其它的體質(zhì)尺寸的(antrophometrisch)數(shù)據(jù)之間關(guān)系的存儲(chǔ)器。對(duì)于質(zhì)量、質(zhì)心的確定和其它直接測量的參數(shù)，可以做出關(guān)于乘客的身體的準(zhǔn)確的圖像。這是基于對(duì)于確定的質(zhì)量和確定的質(zhì)心通過統(tǒng)計(jì)關(guān)系可以推論所涉及人員的整個(gè)身體。乘客的各個(gè)肢體的某個(gè)身體參數(shù)、以及還有某個(gè)身體尺度以較高的相關(guān)性屬于一定的質(zhì)量和一定的質(zhì)心。這也導(dǎo)致非常準(zhǔn)確地預(yù)言每個(gè)乘客分別在碰撞時(shí)的運(yùn)動(dòng)。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出，并且在下面的描述中詳細(xì)地說明。附圖示出圖1 根據(jù)本發(fā)明的裝置的方框圖，圖2 根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖，圖3 流程圖，圖4 另一個(gè)流程圖。
描述在副駕駛安全氣囊的本發(fā)明構(gòu)思內(nèi)產(chǎn)生因安全技術(shù)和保險(xiǎn)技術(shù)的原因識(shí)別人員占據(jù)的副駕駛座位的必要性。在發(fā)生事故而空著副駕駛座位的情況下沒有乘客需要保護(hù)，如果安全氣囊展開，就會(huì)產(chǎn)生不必要的修理成本。
對(duì)于座位占據(jù)識(shí)別存在技術(shù)方案，對(duì)于自動(dòng)兒童座位識(shí)別也是這樣。在新引進(jìn)的智能安全氣囊對(duì)汽車座位的占據(jù)識(shí)別具有很大的要求。所述智能安全氣囊在其充氣狀態(tài)中應(yīng)當(dāng)是人員匹配和情況匹配的。
也就是應(yīng)當(dāng)有智能座位占據(jù)識(shí)別。如果在一定的情況下安全氣囊的展開對(duì)乘客不利時(shí)應(yīng)當(dāng)防止副駕駛安全氣囊的觸發(fā)。例如兒童坐在副駕駛座位上、或者人員離儀表盤過近時(shí)就是這樣的。
根據(jù)本發(fā)明提出用于保護(hù)乘客的裝置，該裝置在車輛中計(jì)算各別的觸發(fā)策略，并在事故的情況下確定取決于乘客位置的觸發(fā)時(shí)間，或者如果乘客離儀表盤過于緊密就阻止觸發(fā)。在此在借助于各種傳感器的情況下提出可以如何預(yù)言乘客的向前位移的方法。
通過乘客傳感-以絕對(duì)重量測量為例-用傳感器墊、視頻傳感或者超聲波傳感，在最簡單的情況下人們通常得到關(guān)于絕對(duì)重量測量的4個(gè)信號(hào)，這些信號(hào)由每個(gè)傳感器發(fā)出以公斤為單位的絕對(duì)重量。這種信息可以與確定重心相并列，用于位置識(shí)別。其它的以座位為基礎(chǔ)的方法-譬如座墊-可以在一定的情況下提供壓力變化(Druckprofil)。與傳感技術(shù)無關(guān)，可以通過運(yùn)動(dòng)改變和重心沿x和y方向的位置來確定其質(zhì)心的高度。這就是說提供乘客重心沿X、Y和Z方向的信息。
由此出發(fā)可附加地得到關(guān)于乘客位置的信息。由于重心在一定程度上的雙義性，不能夠單義地區(qū)別該人員是坐在座位上還是有的情況下被極度地向前彎曲，所以可以例如把安全帶拉出長度和相對(duì)于車輛的乘坐位置包括在內(nèi)作為校正參數(shù)。乘坐的位置例如可以通過乘坐位置傳感器測取，或者該信息放在CAN總線上。這一般涉及可電調(diào)節(jié)的座位的情況。從而為人們提供關(guān)于行駛中乘客的位置信息。
另外根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠基于對(duì)各個(gè)乘坐(司機(jī)、副駕駛員以及乘客)位置的識(shí)別來確定或者說預(yù)言出彈出軌道，并且基于各自的彈出軌道分別匹配回拉裝置。通過確定每個(gè)乘客的彈出軌道使得能夠分別根據(jù)彈出軌道和相應(yīng)的事故情況匹配于回拉裝置。從而得到在事故情況下優(yōu)化的乘客保護(hù)。每個(gè)乘客的實(shí)際位置借助于一個(gè)傳感器測取，例如通過錄像機(jī)或者以稱重為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來完成。此外測取沿X和/或Y和/或Z方向作用在乘客身上的力，例如通過加速度傳感器來完成。通過對(duì)作用在乘客身上的力和乘客的實(shí)際位置的識(shí)別，可以計(jì)算或者說預(yù)言各個(gè)彈出軌道。為了計(jì)算乘客彈出軌道例如還可以利用從乘客位置的時(shí)間改變導(dǎo)出的、對(duì)車輛的相對(duì)速度和對(duì)車輛的相對(duì)加速度。用這些對(duì)每個(gè)乘客分別計(jì)算的、與相應(yīng)事故情況相關(guān)的彈出軌道可以分別地并優(yōu)化地控制回拉裝置。通過知道在事故的每個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn)上人員的頭部或者上身在什么位置，使得可能利用回拉裝置理想地來保護(hù)人員。對(duì)此在安全氣囊中有優(yōu)化的點(diǎn)火時(shí)間點(diǎn)和相應(yīng)的充氣特性。
因此根據(jù)本申請(qǐng)，運(yùn)動(dòng)的概念理解為乘客的向前位移，也理解為彈出軌道，也就是在事故中出現(xiàn)的力的作用下乘客的運(yùn)動(dòng)曲線。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的方框圖。乘客識(shí)別1通過數(shù)據(jù)輸出與回拉裝置的一個(gè)控制裝置2連接。通過一個(gè)第二數(shù)據(jù)輸入端在控制裝置2上連接碰撞傳感器3?？刂蒲b置2通過一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端與回拉裝置4連接。
乘客識(shí)別1在此特別是以重量為基礎(chǔ)的，也就是可以采用座墊中的壓力傳感器或者座位上的測力栓桿，或者還可以采用以波為基礎(chǔ)的乘客識(shí)別裝置-譬如視頻或者超聲波。該乘客識(shí)別能夠確定乘坐位置和人員的特征，也就是乘客分類。乘客分類主體上按重量進(jìn)行。在此定義不同的種類，對(duì)于它們?cè)O(shè)定安全氣囊的不同充氣性能。對(duì)于45kg以下的人員例如不指示使用安全氣囊，以避免受傷的風(fēng)險(xiǎn)。碰撞傳感器3通常設(shè)計(jì)為慣性傳感器。為此首先是沿X、Y和一定情況下還沿Z方向在車輛中安排的加速度傳感器。這些傳感器本身可以中心地安排在控制裝置2中，但是也可以附加地分散在周圍傳感器中-例如在B立柱中，和/或作為固定在車輛冷卻器附近的前上方傳感器。屬于碰撞傳感器3的有前碰撞傳感器，也就是雷達(dá)或者能夠監(jiān)視環(huán)境的視頻或者超聲波。利用這些傳感器能夠確定碰撞速度或者在車輛和碰撞物體之間的相對(duì)速度。屬于碰撞傳感器的還有形變傳感器或者間接的形變傳感器，譬如壓力傳感器和溫度傳感器?？刂蒲b置2一般地設(shè)置在車輛通道中，然而也可以布置在車輛中的其它位置中?？刂蒲b置2如以上所述還可以具有自己的傳感器，該傳感器或采用碰撞識(shí)別和碰撞判斷，或者也可以只用于使分散布置的碰撞傳感器的信號(hào)進(jìn)行似然化。在控制裝置2中的一個(gè)傳感器中還可以有似然化和碰撞識(shí)別的組合?；乩b置4通常是安全氣囊，然而也可以理解為安全帶、活性座位和/或翻車保護(hù)弓架。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖。一個(gè)人員201在此示出為坐在車輛座位210上的乘客。特別地三重示出所述人員，以表示在碰撞作用下的向前位移。人員201具有通過乘客識(shí)別確定的質(zhì)心202。在座墊中設(shè)置壓力傳感器205。在座位210的支架中布置測力柱栓206，以確定乘客201的重量。用測力柱栓206還可以確定重量分布并且從而分析乘坐位置。此外還可以設(shè)有乘坐位置傳感器208，它識(shí)別座位210處在什么位置。如果存在電氣的座位調(diào)節(jié)時(shí)，這還可以通過特征信號(hào)調(diào)出。人員201用一條安全帶保護(hù)，其中存在一個(gè)安全帶拉出長度傳感器204，以測量人員201的向前位移。安全帶拉出長度傳感器布置在B立柱203中。在事故時(shí)人員一般地向前位移，也就是朝向帶有安全氣囊模塊209的儀表盤方向移位。
已知坐姿的人員201的重心202的高度約為其上身長度的2 5％至30％。因?yàn)橹匦?02的高度是已知的，可以通過公式“上身長度(以cm為單位)等于重心除以0.275”推出上身長度?？梢栽诳刂蒲b置2的一個(gè)存儲(chǔ)器中預(yù)設(shè)一個(gè)參考表格，通過該參考表格可以從測量的參數(shù)得出不同的身體質(zhì)量以及各個(gè)身體部位的質(zhì)量。如果在存儲(chǔ)器中備有這樣的對(duì)于不同人員類型的表格，就可以從測量的乘客的質(zhì)量出發(fā)得出以其最接近的表格為參考的質(zhì)量和質(zhì)心的高度?？蛇x擇地也可以使所述參考表格可以是為人類設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫除了質(zhì)量、身體參數(shù)、重心質(zhì)量以及體質(zhì)測量數(shù)據(jù)之外還含有例如不同的人員的各個(gè)肢體的身體尺寸。由此一方面可以推導(dǎo)出似然性值，另一方面還可以從中取得頭部尺寸。例如可以如下地實(shí)施似然性使得計(jì)算出的上身長度以一定的公差帶與參考表格中的值相符。如果是這種情況，就可以以一定的概率獲取所述的頭部參數(shù)，或者在一定的情況下加以校正。在計(jì)算上身長度和頭部參數(shù)時(shí)在此具有頭部在車輛中的實(shí)際位置的尺度。在碰撞的情況下通過加速度傳感器或通過前碰撞傳感器進(jìn)行加速度信號(hào)的二重積分。由此得出所經(jīng)過的路程的尺度。從乘客的實(shí)際位置和所述路程信號(hào)可以由此估計(jì)在時(shí)間點(diǎn)T時(shí)乘客在何處。
借助于該方法從而可以確定在碰撞前乘客的起始位置。從碰撞接觸的時(shí)間點(diǎn)起把在中心控制裝置中測量的加速度信號(hào)進(jìn)行二重積分。該二重積分的值給出自由質(zhì)量向前位移，并且相應(yīng)地以第一近似值給出乘客的向前位移。該第二積分的值與一個(gè)既取決于碰撞速度也取決于碰撞前乘客的乘坐位置的閾值進(jìn)行比較。從而例如當(dāng)乘客靠在或者接近于靠在儀表盤上時(shí)不點(diǎn)燃安全氣囊。如果乘客在從正常位置出發(fā)向前彎曲就較早地觸發(fā)安全氣囊，或者如果乘客比正常位置遠(yuǎn)地向后仰，就較遲地點(diǎn)燃安全氣囊。從而能夠控制觸發(fā)判斷。該觸發(fā)判斷例如可以包含判斷是否點(diǎn)燃回拉裝置，如果判斷結(jié)果為是，在什么等級(jí)和在什么時(shí)刻?？蛇x擇地還可以采用其它的向前位移計(jì)算模型，上面說明的通過二重積分計(jì)算路程只是舉例性的計(jì)算。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。在方法步驟301中通過乘客識(shí)別1來確定人員的質(zhì)量。在方法步驟302中確定車輛座位210的乘坐位置。在方法步驟303中用安全帶拉出長度傳感器204確定安全帶的拉出長度。在方法步驟304中確定沿X或Y方向的加速度。由這些參數(shù)在方法步驟305中確定整個(gè)質(zhì)量和質(zhì)心的位置。由此在方法步驟306中確定乘坐位置、上身位置和頭部位置。在方法步驟308中進(jìn)行似然性檢驗(yàn)，更確切地說是在方法步驟307中通過存儲(chǔ)的身體尺寸或者參考表格來進(jìn)行。這些數(shù)據(jù)例如可存儲(chǔ)在一個(gè)EEPROM中。在方法步驟309中在一定的情況下進(jìn)行校正。在方法步驟310中以實(shí)際的乘坐位置、以及在方法步驟311中從預(yù)碰撞傳感器或者加速度傳感器的信號(hào)中確定的向前位移為基礎(chǔ)來估計(jì)碰撞事故中的位置。借助于碰撞傳感器3還在方法步驟312中進(jìn)行輸送到方法步驟310的似然性。如果似然性檢驗(yàn)成立，就由安全氣囊控制裝置313確定回拉裝置的觸發(fā)時(shí)間，并且在方法步驟314中對(duì)于選取的回拉裝置4進(jìn)行相應(yīng)地觸發(fā)。
圖4以流程圖示出確定乘客也就是運(yùn)動(dòng)的乘客的彈出軌道。在方法步驟401中通過傳感器3確定作用在乘客上或者汽車上的加速度或者說力。在方法步驟402中通過乘客識(shí)別1來確定乘客的位置。由此在方法步驟403中預(yù)言乘客的彈出軌道。從方法步驟401得出的加速度在方法步驟404中進(jìn)行事故情況和事故程度的確定。由乘客的彈出軌道和事故程度在方法步驟405中分別對(duì)于回拉裝置4進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.保護(hù)乘客(201)的裝置，其中如此配置該裝置，使得該裝置為了保護(hù)乘客(201)根據(jù)其運(yùn)動(dòng)來觸發(fā)回拉裝置(4)，其特征在于，如此配置所述裝置，使得該裝置借助于乘客識(shí)別(1)和碰撞傳感器(3)來確定乘客(201)的質(zhì)心(202)的高度和作用在乘客(201)上的力，并且從而預(yù)言乘客(201)的運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，乘客識(shí)別(1)用于確定乘客(201)的乘坐位置，其中在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)所述裝置考慮到該乘坐位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，該裝置可以與用于測量安全帶拉出長度的傳感器進(jìn)行連接，其中該裝置在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮該安全帶拉出長度。
4.如權(quán)利要求1或2所述裝置，其特征在于，如此配置所述裝置，使得該裝置借助于乘坐位置的質(zhì)心高度(202)來確定上身參數(shù)，并且在預(yù)言運(yùn)動(dòng)時(shí)考慮該上身參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，該裝置具有一個(gè)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器具有乘客(201)的質(zhì)量與其它的體質(zhì)尺寸的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，如此配置該裝置，使得該裝置借助于碰撞傳感器(3)來確定向前位移，并且用起始位置來確定在碰撞過程中的實(shí)際乘坐位置。
全文摘要
提出一種保護(hù)乘客(201)的裝置，在發(fā)生事故時(shí)該裝置根據(jù)乘客的運(yùn)動(dòng)觸發(fā)回拉裝置(4)。所述運(yùn)動(dòng)是這樣預(yù)言的借助于乘客識(shí)別(1)和碰撞傳感器(3)來確定乘客(201)的質(zhì)心高度和作用在乘客(201)上的力，并且從而預(yù)言乘客的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B60R21/01GK1642782SQ03807404
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月2日
發(fā)明者M·泰森, F·馬克, T·里希, R·馬奇塔勒, M·羅勒克 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司