專利名稱：用于觸發(fā)車輛的人員保護(hù)裝置的方法和控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的一種用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的方法和 控制裝置。
背景技術(shù)：
由DE 10 2006 018 029 Al已知一種用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的裝置以及方法，其 中傾翻過程導(dǎo)致人員保護(hù)裝置的觸發(fā)。依據(jù)附著系數(shù)和穩(wěn)定性因數(shù)確定該傾翻過程。

發(fā)明內(nèi)容
與之相比，具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的、用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的依據(jù)本發(fā)明 的方法以及依據(jù)本發(fā)明的控制裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)通過轉(zhuǎn)動狀態(tài)和附著狀態(tài)的組合識別傾 翻過程，所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)由側(cè)傾角速度和側(cè)傾角確定，所述附著狀態(tài)由車輛橫向加速度和車 輛垂直加速度確定。在此所述附著比靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)大很多。由此例如能夠省去所謂的行 駛動力學(xué)觀察裝置。本發(fā)明尤其適用于在小于10度的小側(cè)傾角范圍內(nèi)識別傾翻過程。依 據(jù)本發(fā)明不需要在傳感器數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)當(dāng)前的車輛動力學(xué)的分析，其對于行駛動力學(xué) 系統(tǒng)(ESP)是典型的。相反地，當(dāng)前的行駛動力學(xué)狀態(tài)的評估是間接地僅通過作用力和轉(zhuǎn) 矩實現(xiàn)。由此本發(fā)明在具有傾翻識別的高可靠性的同時簡化這樣的傾翻過程的識別。在這里控制裝置是一種電氣裝置，其處理傳感器信號并輸出相應(yīng)的控制信號。在 這里的控制裝置一般具有特有的例如由金屬和/或塑料制成的外殼。觸發(fā)在此意為人員保護(hù)裝置的激活，所述人員保護(hù)裝置在這里被設(shè)計為被動的， 如安全氣囊、安全帶拉緊器等。運(yùn)動學(xué)的和轉(zhuǎn)動的量在這里理解為加速度和側(cè)傾角速度以及側(cè)傾角。在本發(fā)明中，如在從屬權(quán)利要求中所描述地，所述附著，也被公知為摩擦系數(shù)，由 車輛橫向_和車輛垂直加速度確定。所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)，通常被縮寫為SSF，涉及給出相對于傾翻過程的阻力的計算 值。因此為了計算它采用車輛的幾何特性。能夠這么說，所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)是針對車輛 低穩(wěn)度的量。所述穩(wěn)定性因數(shù)例如能夠由車輛寬度和重心的高度確定。所述寬度例如通過 被安置在同一軸線上的右邊和左邊輪胎的距離給出。所述重心通常在實驗室中確定，其中 所述靜態(tài)的穩(wěn)定性因數(shù)越低，車輛在碰撞中翻轉(zhuǎn)的可能性越大。側(cè)傾角速度是繞車輛縱軸的轉(zhuǎn)動速度，其中車輛當(dāng)其翻轉(zhuǎn)時最常見繞這一車輛縱 軸翻轉(zhuǎn)。側(cè)傾角是指積分的側(cè)傾角速度，其中所述側(cè)傾角也能被直接測量。還存在轉(zhuǎn)動加 速度傳感器，其能夠被用于通過相應(yīng)的積分確定側(cè)傾角速度和側(cè)傾角。“積分”這一概念說 的是重實效的，其中涉及通常的計算機(jī)積分。通過這兩個參數(shù)，即側(cè)傾角速度和側(cè)傾角，通 過這一值對表征所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)。與之相比，所述附著狀態(tài)通過由車輛橫向加速度和車輛垂直加速度組成的值對決 定。由此，隨后確定在橫向的車輛方向上的附著。所述附著狀態(tài)因此等于所述附著或者等于由所述附著直接推導(dǎo)出的量。依據(jù)本發(fā)明，作為附加條件將認(rèn)識到所述附著必須比所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)大很 多，以便使依據(jù)本發(fā)明的方法有利地得到應(yīng)用。所述接口能夠以硬件和/或軟件方式構(gòu)造。其尤其能夠是分布式的，以便提供各 種傳感器信號，即車輛橫向_和車輛垂直加速度以及側(cè)傾角速度和側(cè)傾角。如上所述，能夠 測量或者計算所述側(cè)傾角。這也適用于所述側(cè)傾角速度。所述分析電路能夠涉及如微控制器或者其他處理器類型的處理器。尤其也能夠考 慮多核處理器類型。然而，所述分析電路也能夠是為確定的目的而設(shè)計的相應(yīng)的硬件電路， 例如作為集成電路。在這里至少部分分立的實施也是可能的。從屬權(quán)利要求中的附著狀 態(tài)模塊、轉(zhuǎn)動狀態(tài)模塊、融合模塊、觸發(fā)模塊以及分類模塊相應(yīng)地以硬件和/或軟件方式構(gòu) 造。即這些模塊在微控制器上能夠涉及軟件模塊。然而，如果所述分析電路被構(gòu)造為純硬 件電路，則其能夠涉及電路區(qū)段。所述觸發(fā)電路是通常與所述分析電路分離的電路塊，所述電路塊也被構(gòu)造為集成 電路，例如被構(gòu)造為包含控制裝置各種功能的ASICS系統(tǒng)的一部分。所述觸發(fā)電路在此具 有電控功率開關(guān)，所述電控功率開關(guān)在觸發(fā)情況下開啟用于安全氣囊的點(diǎn)火元件的點(diǎn)火電流。通過從屬權(quán)利要求中所列舉出的措施和改進(jìn)方案能夠有利地改進(jìn)在獨(dú)立權(quán)利要 求中給出的用于觸發(fā)車輛的人員保護(hù)裝置的方法以及控制裝置。有利的是，依據(jù)車輛橫向加速度除以車輛垂直加速度確定所述附著。這還能夠通 過相應(yīng)的校正，因數(shù)或加數(shù)來補(bǔ)充，其因而改善結(jié)果。由此表征車輛橫向上的附著，其對于 給定的翻轉(zhuǎn)被視為非常重要的。近似的表達(dá)也能夠替代所述除法，在所述近似的表達(dá)中沒 有設(shè)置除法。此外有利的是，所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)和所述附著狀態(tài)各被劃分成至少三種類型。依據(jù)這 些分類確定所述傾翻過程。還進(jìn)行將所述分類融合成總分類。為此能夠采用依據(jù)本發(fā)明給 出的分類模塊。如上所述，所述方法優(yōu)選地在側(cè)傾角小于15度的情況下使用。即，如果側(cè)傾角較 大，則能夠采用其他的方法。此外有利的是，針對由側(cè)傾角速度和側(cè)傾角組成的值對，預(yù)先給定至少三個區(qū)域。 在此，第一區(qū)域包括第一值對，其不依賴于車輛橫向加速度、車輛垂直加速度(在橫向和垂 直方向上的當(dāng)前的有效的力)以及轉(zhuǎn)矩指示所述傾翻過程。即這一第一區(qū)域描述在任何情 況下均導(dǎo)致傾翻過程的事件。因此不再存在反轉(zhuǎn)。第二區(qū)域包括第二值對，其指示無傾翻 過程，即在這一區(qū)域內(nèi)完全不產(chǎn)生傾翻過程。第三區(qū)域，包括第三值對，僅在所述轉(zhuǎn)動狀態(tài) 和所述附著狀態(tài)總體上引起傾翻過程時指示傾翻過程。在此依據(jù)靜態(tài)的車輛參數(shù)、車輛垂 直加速度、側(cè)傾角和附著來確定所述第二和所述第三區(qū)域之間的閾值。除此之外有利的是，所述靜態(tài)的車輛參數(shù)在此是靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)、車輛質(zhì)量、靜止 狀態(tài)下的重心高度以及側(cè)傾方向上的慣性矩。側(cè)傾角速度傳感裝置和用于獲取車輛橫向以及垂直加速度的加速度傳感裝置有 利地被安裝在控制裝置內(nèi)。


本發(fā)明的實施例在附圖中示出，并在下面的說明書中對其進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖 中圖1示出了車輛中具有相連接的元件的依據(jù)本發(fā)明的控制裝置的電路方框圖，圖2示出了在微控制器上的軟件模塊的示例性配置，圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的方法的信號流圖，以及圖4示出了側(cè)傾角速度側(cè)傾角圖。
具體實施例方式圖1示出了車輛FZ中具有相連接的元件的依據(jù)本發(fā)明的控制裝置ABSG的電路方 框圖。在本發(fā)明中，在所述控制裝置ABSG上連接有傳感器控制裝置DCU。安全氣囊控制裝 置ABSG又連接到人員保護(hù)裝置PS如安全氣囊或安全帶拉緊器上。傳感器控制裝置DCU至 少容納依據(jù)本發(fā)明必要的傳感裝置，即側(cè)傾角速度傳感裝置WR、用于獲取車輛橫向加速度 的加速度傳感裝置FQ和另一個用于獲取車輛垂直加速度的加速度傳感裝置FV。另外的加 速度傳感器和其他的傳感器如固體聲傳感裝置等能夠被包含在所述控制裝置DCU內(nèi)。替代 地，能夠?qū)⒅辽俨糠值募铀俣葌鞲醒b置安置在安全氣囊控制裝置ABSG內(nèi)或者分離地作為 外圍傳感器安置在車輛FZ內(nèi)各種位置。傳感器WR、FQ和FV的傳感器數(shù)據(jù)在這里通過接口 IFl傳遞到安全氣囊控制裝置 ABSG并在此傳遞到接口 IF2。所述接口能夠被構(gòu)造為點(diǎn)對點(diǎn)連接或者被構(gòu)造為總線連接。 此外在傳感器信號的控制裝置DCU內(nèi)已能夠設(shè)置預(yù)處理。其例如包括通過積分由側(cè)傾角速 度推導(dǎo)出側(cè)傾角。接收到的傳感器數(shù)據(jù)從接口 IF2向分析電路、在這里是微控制器μ C傳遞，以致依 據(jù)本發(fā)明的方法隨后能夠被應(yīng)用在所述傳感器數(shù)據(jù)上。在這里僅示出了對于本發(fā)明必要的 組件。其他對于單個控制裝置的運(yùn)行必要的、但是對于本發(fā)明的理解沒有貢獻(xiàn)的組件，出于 簡化原因被省略。從接口 IF2到分析電路μ C的傳遞例如能夠通過所謂的SPI (串行外設(shè)接口)總 線實現(xiàn)。當(dāng)側(cè)傾角尚未被提供時，所述微控制器μ c由側(cè)傾角速度推導(dǎo)出側(cè)傾角，并且隨后 由側(cè)傾角速度和側(cè)傾角確定車輛FZ的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。此外，所述微控制器y c由車輛橫向加速 度和車輛垂直加速度確定車輛FZ在車輛垂直方向上的附著狀態(tài)。所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)和所述附 著狀態(tài)隨后被分類成各自的至少三種類型中的一種。被如此分類的轉(zhuǎn)動-和附著狀態(tài)隨后 被融合，以便識別，是否存在傾翻過程。該融合能夠通過不同的方式進(jìn)行。例如能夠預(yù)先給 定，轉(zhuǎn)動狀態(tài)的和附著狀態(tài)的分類的哪種組合指示傾翻過程。然而，這還能夠通過例如再評 估所述分類而被改善。依據(jù)被識別的傾翻過程隨后通過觸發(fā)模塊產(chǎn)生觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號隨后同樣 通過SPI接口被傳遞到觸發(fā)電路FLIC，以致所述觸發(fā)電路通過例如將點(diǎn)火電流接通到待觸 發(fā)的安全氣囊的點(diǎn)火元件，觸發(fā)位于所述控制裝置ABSG外部的人員保護(hù)裝置PS。所述觸發(fā) 信號在此包括針對給定的傾翻過程應(yīng)當(dāng)觸發(fā)哪些人員保護(hù)裝置。圖2示出了微控制器μ C上的軟件模塊的示例性配置。接口 IF3提供對于依據(jù)本 發(fā)明的方法必要的數(shù)據(jù)。其除了側(cè)傾角速度還包括側(cè)傾角、車輛橫向加速度和車輛垂直加速度。車輛特有的另外的數(shù)據(jù)如質(zhì)量、車輛重心的高度、靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)等從存儲器載入。 所述微控制器μ C能夠在未示出的模塊中由側(cè)傾角速度計算側(cè)傾角。在附著狀態(tài)模塊HM中 根據(jù)車輛橫向加速度和車輛垂直加速度通過這兩個量相除而確定附著狀態(tài)。所述確定還能 夠通過校正因數(shù)或校正加數(shù)來改善。由此確定的附著在此必須比靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)大很多， 否則不存在傾翻過程。在這里這一比較相應(yīng)地在附著模塊HM中進(jìn)行。附著狀態(tài)隨后被提 供給分類模塊ΚΜ，其將所述附著狀態(tài)劃分為至少三種類型中的一種。所述側(cè)傾角速度和所 述側(cè)傾角作為參數(shù)進(jìn)入轉(zhuǎn)動狀態(tài)模塊RM中。為此，隨后示例性地應(yīng)用圖4中的圖。橫坐標(biāo) 上標(biāo)繪側(cè)傾角而縱坐標(biāo)上標(biāo)繪側(cè)傾角速度。設(shè)置三個區(qū)域400、401和402，其明確地分配由 側(cè)傾角速度ωχ和側(cè)傾角爐χ組成的值對。傾翻臨界狀態(tài)存在于區(qū)域400內(nèi)，即該區(qū)域包含 僅當(dāng)轉(zhuǎn)動狀態(tài)和附著狀態(tài)均引起傾翻過程時才指示傾翻過程的值對。在區(qū)域402總是存在 傾翻過程，不再需要附著狀態(tài)的觀察。在區(qū)域401內(nèi)不存在傾翻過程。針對繞車輛的縱軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動的運(yùn)動方程在橫向的車輛運(yùn)動的情況下由方程1 至3給出。在此，Jx是當(dāng)前轉(zhuǎn)動點(diǎn)處的慣性矩，h。M是車輛的當(dāng)前的重心高度，μ是附著，其 能夠被歸入到橫向的車輛運(yùn)動，m是車輛的質(zhì)量，ωχ是側(cè)傾角速度，識是側(cè)傾角，az是垂直 的加速度而SSF是車輛的靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)。方程如下
權(quán)利要求
一種用于依據(jù)傾翻過程觸發(fā)車輛(FZ)的人員保護(hù)裝置(PS)的方法，依據(jù)轉(zhuǎn)動的和運(yùn)動學(xué)的量、附著以及靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)識別所述傾翻過程，其特征在于，借助側(cè)傾角速度(ωx)和側(cè)傾角(x)確定轉(zhuǎn)動狀態(tài)，由車輛橫向加速度(ay)和車輛垂直加速度(az)確定附著狀態(tài)，借助所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)和所述附著狀態(tài)識別傾翻過程，其中所述附著比所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)大很多。FPA00001206115400011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依據(jù)所述車輛橫向加速度除以車輛垂直 加速度(az)來確定所述附著。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)和所述附著狀態(tài)各被 劃分成三種類型中的至少一種，其中依據(jù)所述各分類確定所述傾翻過程。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在所述側(cè)傾角<15 度的情況下使用。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，對于由所述側(cè)傾角速度 (ωχ)和所述側(cè)傾角(Px)組成的值對，預(yù)先給定至少三個區(qū)域400至402，其中第一區(qū)域 (402)包括第一值對，所述第一值對不依賴于所述車輛橫向加速度(ay)、所述車輛垂直加 速度(az)以及轉(zhuǎn)矩而指示所述傾翻過程，其中第二區(qū)域(401)包括第二值對，所述第二值 對指示無傾翻過程，其中第三區(qū)域(400)包含第三值對，所述第三值對僅在所述轉(zhuǎn)動狀態(tài) 和所述附著狀態(tài)引起所述傾翻過程時指示傾翻過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，依據(jù)靜態(tài)的車輛參數(shù)、所述車輛垂直加速 度(az)、所述側(cè)傾角(Px)和所述附著(μ)來確定所述第二和所述第三區(qū)域之間的閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述靜態(tài)的車輛參數(shù)是所述靜態(tài)穩(wěn)定性 因數(shù)(SSF)、車輛質(zhì)量(m)、靜止?fàn)顟B(tài)下的重心高度(h。以及慣性矩(J)。
8.一種用于觸發(fā)車輛(FZ)的人員保護(hù)裝置(PS)的控制裝置(ABSG)，具有-接口(IF2)，其提供車輛橫向加速度(ay)、車輛垂直加速度(az)、側(cè)傾角速度(ωχ) 和側(cè)傾角(爐X)，-分析電路(μ C)，具有附著狀態(tài)模塊(HM)，其依據(jù)所述車輛橫向加速度(ay)和所述車 輛垂直加速度(az)確定附著狀態(tài)，所述分析電路還具有轉(zhuǎn)動狀態(tài)模塊(RM)，其依據(jù)所述側(cè) 傾角速度(ωχ)和所述側(cè)傾角(Px)確定轉(zhuǎn)動狀態(tài)，所述分析電路還具有融合模塊(FM)， 其僅在附著比所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)(SSF)大很多時，依據(jù)所述附著狀態(tài)和所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)識 別傾翻過程，所述分析電路還具有觸發(fā)模塊(AM)，其依據(jù)所述傾翻過程產(chǎn)生觸發(fā)信號，-觸發(fā)電路(FLIC)，其依據(jù)所述觸發(fā)信號觸發(fā)所述人員保護(hù)裝置(PS)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述分析電路具有分類模塊(KM)，所 述分類模塊將用于所述融合模塊(FM)的所述附著狀態(tài)和所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)各分類成至少三個 種類中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的控制裝置，其特征在于，側(cè)傾角速度傳感裝置(WR)和 車輛橫向_以及-垂直加速度傳感裝置(FQ，F(xiàn)V)被安置在所述控制裝置(ABSG)內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于觸發(fā)車輛的人員保護(hù)裝置的方法和控制裝置，其中傾翻過程導(dǎo)致人員保護(hù)裝置的觸發(fā)。依據(jù)運(yùn)動學(xué)的轉(zhuǎn)動量、附著以及靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)識別該傾翻過程。借助側(cè)傾角速度和側(cè)傾角確定轉(zhuǎn)動狀態(tài)。由車輛橫向加速度和車輛垂直加速度確定附著狀態(tài)。借助所述附著狀態(tài)和所述轉(zhuǎn)動狀態(tài)識別傾翻過程，其中所述附著比所述靜態(tài)穩(wěn)定性因數(shù)大很多。
文檔編號B60R21/0132GK101945781SQ200880127106
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者A·德爾, H·登茨, M·毛爾 申請人:羅伯特·博世有限公司